大九湖泥炭藓湿地对磷、铜污染物净化作用的模拟研究

在大九湖泥炭藓沼泽湿地采用野外实地模拟方法,就泥炭藓湿地对铜、磷两种污染物的净化能力进行了研究。结果表明,磷污染物浓度分别为10,100,1 000 mg/L时,两小时后泥炭藓湿地对该污染物的净化率分别为93.9%,69.5%,66.3%;同样的浓度梯度下,对铜污染物的净化率分别为100.0%,97.6%,88.0%。泥炭藓湿地对污染物具有很强的净化能力,其泥炭层部分在湿地净化污染物中起到重要作用。利用拟一级动力学模型、修改上限的拟一级动力学模型、拟二级动力学模型、Elovich模型、双常数速率模型、抛物线扩散模型等6个模型对泥炭藓湿地的净化进行动态研究,其中后4个模型均可模拟湿地净化的动态过程。长期预测以拟二级动力学模型为最佳。

鄂西七姊妹山泥炭藓湿地沉积物粒度特征及其环境意义探讨

以鄂西七姊妹山泥炭藓湿地QZMS钻孔沉积物为研究对象,通过AMS14 C测年、岩性特征与沉积物粒度综合分析,探讨了鄂西南山地13 000cal.a BP以来的沉积环境变迁.研究结果显示:QZMS钻孔沉积物粒度组成主要以细粉砂和中粉砂为主,频率分布曲线均为单峰分布,由下至上,峰度由宽到窄,偏度从近于对称到正偏,揭示了搬运动力和沉积环境的演变过程;综合分析结果表明研究区沉积环境演化可分为4个阶段:1)12.9~11.6cal.ka BP,气候波动频率高,但幅度较小,水动力条件相对较弱;2)11.6~10.2cal.ka BP为晚更新世向全新世的过渡阶段,水动力条件持续较弱,环境相对稳定;3)10.2~7.7cal.ka BP早全新世,气候变得暖湿,水动力条件较前一阶段有所增强,泥炭藓湿地开始形成;4)7.7~2.0cal.ka BP气候暖湿,水动力条件达到最强,峰度和偏度波动频率低,但幅度增大,为沼泽湿地环境.研究表明七姊妹山泥炭藓湿地沉积物的粒度粗细与区域内水文条件和物源的变化密切相关,借助粒度组成和参数特征,可反演该区域的沉积环境演变,揭示泥炭藓湿地发育形成的过程,为该地区泥炭藓湿地的保护和气候环境变化研究提供科学参考.

鄂西南七姊妹山两种泥炭藓湿地土壤有机碳分布特征的对比研究

研究泥炭藓湿地土壤有机碳含量有助于从土壤肥力角度了解湿地土壤的发育状况,同时有助揭示区域碳循环过程。本研究选取鄂西南七姊妹山泥炭藓发育完好湿地与泥炭藓开采退化后湿地为采样点,分析土壤有机碳(SOC)分布规律及其含量的差异。结果表明:(1)七姊妹山泥炭藓湿地土壤有机碳含量存在明显的垂直分布规律,土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数递减,土壤有机碳碳含量为28.75～377.72 g·kg^(-1),有机碳密度为19.18～56.06 kg·m^(-3);(2)泥炭藓湿地土壤有机碳含量在水平方向也存在一定的分布规律,湿地中心土壤有机碳含量高于其它区域;(3)泥炭藓的开采使土壤有机碳含量显著减小,泥炭藓开采退化后湿地土壤有机碳含量仅为泥炭藓发育完好湿地的31%,土壤有机碳密度为泥炭藓湿地的65%。泥炭藓在固定土壤有机碳与湿地碳循环中发挥重要作用,应该加强泥炭藓的保护,控制泥炭藓的开采。

大九湖沼泽湿地大泥炭藓种群分布特征及其制约因素

为探究神农架大九湖泥炭藓湿地的关键物种大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)种群的分布特征及其制约因素,于2020年8月沿垂直湖岸带方向设置样带和样方进行植被和环境因子的调查和采样,于室内进行各理化指标和生理指标的测定与分析。研究结果显示:(1)大泥炭藓三生长指标(头状枝数量、盖度、生物量)对垂直湖岸带距离的响应具有一致性,均随垂直湖岸带距离的增加呈现先增加后减小的趋势,在距湖岸40m左右时,大泥炭藓种群生产力最高;(2)多元线性回归分析结果显示,在20个环境因子(土壤含水量、容重、孔隙度、固相比、液相比、气相比、pH、TN、TP、TOC、AHN、AP、TOC/TN、TOC/TP、TN/TP;地下水埋深;水样pH、TN、TP、TN/TP)中,地下水埋深是影响大泥炭藓种群生长和分布的最重要环境因子,其次是土壤TOC/TP;在8个生理指标(组织TC、TN、TP、TC/TN、TC/TP、TN/TP、总叶绿素、类胡萝卜素)中,组织TC与大泥炭藓生长显著相关;(3)地下水埋深通过影响大泥炭藓头状枝的光合和呼吸作用,土壤TOC通过影响大泥炭藓吸收同化到自身组织中的TC含量,来影响其种群的生长和分布;(4)除了非生物因子,维管植物的种间作用等生物因子也影响着大泥炭藓种群的生长和分布。本研究可为亚热带山地泥炭藓湿地的保护和恢复提供理论依据和科学指导。

七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)群落分布格局及其驱动机制

为探究七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)群落的分布格局及其驱动机制,进而为亚热带山地泥炭藓湿地保护、恢复和开发利用提供科学的理论依据,于2021年6月,对该湿地泥炭藓斑块设置样方,使用标准样方法进行植被、环境调查,同时采集样品进行测量分析。运用系统聚类法进行群落的数量分类,随后使用单因素方差分析、多元回归分析及Pearson相关性分析检验各群丛间环境因子以及大泥炭藓生长、生理指标的差异及其相关性,明确影响大泥炭藓生长的主要环境因子及内在机制。结果显示:(1)37个调查样方可分为4个群丛类型,即:Ⅰ、蕨-大泥炭藓群丛(Ass.Pteridium aquilinum-Sphagnum palustre);Ⅱ、大理薹草-大泥炭藓群丛(Ass.Carex rubrobrunnea var.taliensis-Sphagnum palustre);Ⅲ、野灯心草+蛇床-大泥炭藓群丛(Ass.Juncus setchuensis+Cnidium monnieri-Sphagnum palustre);Ⅳ、紫萼+芒尖苔草-大泥炭藓群丛(Ass.Hosta ventricose+Lycopus cavaleriei-Sphagnum palustre)。(2)从群丛Ⅰ~群丛Ⅳ,大泥炭藓的株高、头状枝数量、盖度、生物量4项生长指标均逐渐降低。4群丛间大泥炭藓组织TN、TP、TK、TC含量、C/N、N/P、N/K、含水量9项生理指标均存在显著差异,其中组织含水量、N/K由群丛Ⅰ~Ⅳ呈逐渐上升趋势。(3)地下水位和土壤N/K是影响七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓群落生长分布的主要环境因子。在长期淹水胁迫环境下,大泥炭藓组织含水量过高,抑制了大泥炭藓的光合作用,阻碍其生长。而在高N负荷下,大泥炭藓的生长受到K的限制,导致养分吸收不平衡,生长发育受阻。临近农田地表径流引起的氮输入可能是造成土壤及泥炭藓组织N/K在群丛Ⅳ中过高的重要因素。

生态保护与生态公益林补偿机制的探讨——以独山县都柳江源泥炭藓沼泽湿地为例

独山县都柳江源保护区为我县经济相对贫困的地区,同时也是以水源涵养为特征的重要生态功能区。长期以来,都柳江源地区承担着我县饮用水源及建设和保护生态环境的巨大负担,禁止和限制开发政策进一步限制了区域资源开发和经济发展,都柳江源和下游地区社会经济发展水平的差距不断拉大,严重地影响了源头地区保护生态环境的积极性,增加了源头地区生态环境保护的压力。保护建设好都柳江源生态环境意义重大,而现有的生态公益林补偿机制不足以对都柳江源进行足够的保护。根据都柳江源地质自然环境建立我县都柳江源生态补偿机制的补偿模型,在此基础上,提出了相关补偿建议。

神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟

在2007年8月研究的基础上,于2008年7月在神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地采用自制简易模拟装置进行现场模拟实验,深入研究了泥炭藓沼泽湿地对不同浓度的金属污染物镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化作用。研究表明:泥炭藓沼泽湿地对各种金属污染物都有很强的去除能力,2小时后的去除效果强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn;4种金属任一时刻的去除速率都随初始浓度的增加而增大,低初始浓度先于高初始浓度达到平衡;泥炭藓沼泽湿地的稀释功能在污染物去除中起着重要作用。通过双常数速率模型得到了去除速率与实验时间的关系;拟二级动力学模型和修改后的拟一级动力学模型能够很好地描述泥炭藓沼泽湿地去除金属污染物的动态过程,拟二级动力学模型的拟合效果更佳,通过修改后的拟一级动力学模型可以计算出稀释作用对湿地净化的贡献率。为评估泥炭藓沼泽湿地净水价值、保护和合理利用泥炭藓沼泽湿地提供科学依据。

湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地土壤碳氮储量分布特征

以湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地不同退化程度的四块典型样地(CK、SM、SP、GA)为研究对象,对其土壤有机碳、氮数量分布及其协同积累特征进行研究。结果表明:不同林型土壤有机碳氮含量随着土层深度的增加而降低,其中0~10 cm土壤有机碳氮含量最高,具有明显的表聚性,且与10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm和50~60 cm土层间存在显著差异(除SP外)。不同退化程度湿地土壤0~60 cm碳储量为54.42~105.06 t·hm^-2,氮储量为4.84~7.35 t·hm^-2,分布规律为CK>SM>GA>SP,且CK和SM的土壤有机碳氮储量均显著高于GA和SP,说明湿地退化显著降低了湿地土壤有机碳氮储量。在不同林型中土壤有机碳和总氮呈极显著正相关,说明二者具有明显的协同积累特征。研究结果可为中国湿地土壤有机碳储量及区域尺度土壤碳库的进一步研究提供理论参考,建议加强保护区内泥炭藓的保护力度。

泥炭藓沼泽湿地评价及保护——以大兴安岭东部林区为例

大兴安岭东部林区湿地是国内乃至国际具有代表性的寒温带湿地群,其中泥炭藓沼泽湿地是大兴安岭东部林区沼泽湿地的特殊类型,约有13万hm2,既有连续分布,也有零星分布,这在全国湿地分布中绝无仅有,具有典型性、特殊性、代表性、稀有性和脆弱性。本文从泥炭藓沼泽湿地的价值入手,介绍大兴安岭东部林区泥炭藓沼泽湿地形成原因和保护现状,分析其类型、特征和特性,并提出保护建议。

低水位增加灌木多样性和生物量但降低土壤有机碳含量:以鄂西南贫营养泥炭地为例

地下水位变化对泥炭地的植被组成及多样性具有明显的调控作用,从而可能会深刻改变泥炭地的储碳潜力。目前,有关泥炭地植物多样性和土壤有机碳含量对水位波动的响应还存在较大争议,且有关亚热带贫营养泥炭地地下水位对植物多样性及生物量与土壤有机碳含量影响的研究鲜有报道。本研究选择鄂西南贫营养泥炭地为研究对象,调查了4个地下水位梯度(-4 cm、-8 cm、-12 cm、-20 cm)下的植被组成、多样性、生物量及土壤有机碳含量,以探究不同水位梯度对鄂西南贫营养泥炭地植物多样性、生物量及土壤有机碳含量的影响。结果表明:(1)地下水位下降,土壤含水量、土壤有机碳含量和总酚含量显著降低,而溶解氧含量显著增加(P<0.05)。并且,低水位(-20 cm)处土壤有机碳含量是高水位(-4 cm)处土壤有机碳含量的72%。(2)地下水位显著改变鄂西南贫营养泥炭地物种组成,随着地下水位下降,灌木物种数量增加,且以浅根系的杜鹃花科和蔷薇科植物为主。(3)总体上,随着地下水位的降低,灌木多样性呈现显著增加的趋势(P<0.05),而草本植物多样性变化不显著。(4)地下水位对植被地上总体生物量影响不显著,但随地下水位的降低,灌木生物量极显著增加(P<0.01)、草本生物量显著增加(P<0.05),而苔藓生物量降低。本研究表明,较高的地下水位是维持鄂西南贫营养泥炭地土壤有机碳含量的关键,维管植物多样性的提升并不能增加该泥炭地的固碳潜力。