小兴安岭不同沼泽甲烷排放及其影响因子

2007和2008年在植物生长季内采用静态箱-气相色谱法,研究了小兴安岭典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carexschmidtii)灌木沼泽CH4通量的季节动态、年际动态及其与环境因子的关系,并估算了排放总量。结果表明,苔草和灌木沼泽2007年生长季CH4排放总量分别为66.60和3.20kg.hm-2;2008年分别为1482.60和18.15kg.hm-2。苔草和灌木沼泽CH4排放通量具有明显的季节变化,最大排放量出现在夏季或夏、秋季,其中,2007和2008年CH4排放平均通量分别为1.88和0.092mg.m-.2h-1,34.18和0.43mg.m-.2h-1,年际间和不同类型间排放差异均极显著。温度是季节变化的关键因子,2007年CH4排放通量和温度(空气温度、箱温、地表温度、5、10、15、20、30、40cm土温)间存在正、负两种相关关系,2008年CH4排放通量和温度呈正相关,水位是年际间和不同类型间排放差异的主要控制因子。

长白山沟谷湿地乌拉苔草沼泽湿地土壤微生物动态及环境效应研究

实验主要研究了乌拉苔草湿地土壤微生物不同季节在不同土壤剖面上的动态变化,结果表明:不同季节、不同土壤剖面细菌数量最大,其次是真菌,最少的是放线菌;细菌数量在表层和A层土壤中随着季节(6～9月份)变化不断增加,B层和C层7月份较低,从8月份开始上升直到9月份;放线菌在不同的剖面变化较大,在C层仅9月份有,数量极少;真菌在不同剖面变化一致,随着季节变化(6～9月份)不断增加。研究表明:乌拉苔草湿地土壤微生物数量的变化反映了该湿地本身特有的环境效应。

火干扰对小兴安岭落叶松-苔草沼泽温室气体排放的影响

利用静态箱-气相色谱法,研究火烧干扰(轻度、重度)对小兴安岭落叶松-苔草沼泽生长季CO2、CH4、N2O排放的影响.结果表明:火烧干扰使CO2排放通量提高24.0%—45.9%,CH4提高135.1%(轻度)或下降31.3%(重度),N2O由吸收转化为排放.重度火烧改变了CO2的季节排放规律,火干扰改变了CH4与N2O的季节排放规律.火烧与未火烧样地CO2排放与水位呈显著负相关,与空气温度、土壤温度呈显著正相关;未火烧样地CH4排放与水位呈显著负相关,与地表温度呈显著正相关,轻度火烧样地CH4排放与气温和个别土壤温度呈显著正相关,而重度火烧样地CH4排放、各样地的N2O排放与水位和温度相关性均不显著.火干扰使CO2排放源强度较未火烧提高,轻度火烧样地CH4排放源强度较未火烧提高、重度样地则下降;N2O则由吸收汇转化为排放源.火烧样地温室效应贡献潜力较未火烧样地提高了1/4—1/2,且呈现出随火干扰强度增大而递增的变化规律。

采伐干扰对大兴安岭落叶松-苔草沼泽植被碳储量的影响

运用采伐干扰试验与树干解析法,对比分析了大兴安岭不同采伐强度(未采伐———对照、轻度择伐———25%、中度择伐———35%、强度择伐———50%)下落叶松-苔草沼泽的植被生物量、碳含量、碳储量、净初级生产力及年净固碳量的变化,揭示采伐干扰(5a后)对落叶松-苔草沼泽植被碳储量及固碳能力的影响规律。结果表明:①不同采伐强度样地植被生物量为(135.03±7.72)—(204.71±1.71)t/hm2,择伐使其降低了8.7%—34.0%(P<0.05),且呈现出随择伐强度增大而递减的变化规律;②择伐使群落建群种兴安落叶松和白桦(两树种各组分碳含量为(439.05±9.70)—(508.41±27.09)g/kg的树干和树叶碳含量降低了4.1%—11.7%(P<0.05),轻度和强度择伐使灌木层(444.87±5.40)—(472.52±9.44)g/kg与凋落物层(433.64±16.23)—(468.82±21.27)g/kg的碳含量降低了3.8%—5.9%和6.0%—7.5%(P<0.05),但择伐对草本层碳含量(399.34±83.65)—(419.20±23.75)g/kg无显著影响;③不同采伐强度样地植被碳储量为(61.16±0.67)—(99.61±1.47)t·C/hm2,择伐使其降低了15.5%—38.6%(P<0.05),且呈现随择伐强度增大而递减的变化规律;④不同采伐强度样地植被净初级生产力与年净固碳量在(6.48±0.28)—(11.87±0.92)t·hm-2·a-1和(3.52±0.21)—(6.29±0.92)t·C·hm-2·a-1之间,轻度和中度择伐使两者提高了69.1%—83.2%和52.0%—78.7%(P<0.05)。因此,轻度择伐和中度择伐能够提高落叶松-苔草沼泽净初级生产力与碳吸纳能力。

采伐对大兴安岭落叶松-苔草沼泽土壤有机碳储量的影响

对比分析了大兴安岭不同采伐强度(未采伐—对照、轻度择伐—25%、中度择伐—35%、强度择伐—50%)下落叶松-苔草沼泽土壤密度、土壤有机碳含量与土壤有机碳储量的变化,揭示了采伐干扰对森林湿地土壤有机碳储量的影响规律。结果表明:①中度择伐与强度择伐显著提高了其土壤密度,轻度择伐则对土壤密度无显著影响;②轻度择伐显著提高了其表层和深层土壤的有机碳含量,中度择伐与强度择伐显著降低了其各土壤层和中上部土壤层的有机碳含量;③轻度择伐显著提高了其深层土壤有机碳储量,中度择伐和强度择伐则分别显著降低了中下部和中部土壤层的有机碳储量;④轻度择伐样地土壤有机碳储量较对照提高了16.2%(P>0.05),中度择伐和强度择伐样地土壤有机碳储量分别较对照降低了48.5%和30.1%(P<0.05)。

植物对沼泽湿地生态系统N_2O排放的影响

利用静态暗箱/气相色谱法连续3个生长季(2003—2005年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽N2O排放通量进行野外对比观测试验。结果表明,植物不同生长阶段对湿地生态系统N2O排放通量的影响不尽相同。植物的参与促进了湿地生态系统N2O的排放,2003—2005年生长季小叶章草甸土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.58倍、2.09倍和2.34倍,同期毛果苔草沼泽土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.86倍、1.50倍和1.33倍。3个生长季小叶章草甸N2O排放通量均大于毛果苔草沼泽,这主要是由土壤理化性质的空间变异性以及水文情况的差异造成的。

长白山区沟谷乌拉苔草Carex meyeriana沼泽湿地气候效应

通过对长白山区沟谷沼泽典型乌拉苔草湿地土壤温度、乌拉苔草群落相对湿度、叶片温度、风速、光量子通量密度以及蒸腾速率的日变化和蒸腾速率的季节变化的研究，初步揭示沟谷乌拉苔草沼泽湿地的气候效应。结果表明长白山沟谷沼泽湿地具有三江平原沼泽同样的冷湿效应。土壤化通时间比三江平原化通时间提前1个多月，蒸腾速率日变化不同季节趋势基本一致，不同层次叶片的蒸腾速率日变化趋势基本一致，最大值在7至8月份蒸腾速率（H2O）达到100～140mol·m^-2·S^-1。光量子通量密度与温度成正比，与湿度成反比，大气温度日变化和叶片温度日变化趋势基本相同，相对湿度的日变化趋势和大气温度的变化趋势正好相反，和光量子通量密度的变化趋势相反。沟谷湿地的同样具有小气候效应。

三江平原毛苔草沼泽CO2排放通量日变化研究

利用静态暗箱/气相色谱法,在毛苔草(Carex lasiocarp)4个生长期(开花期、果熟期、果后营养期和立枯期),对三江平原毛苔草沼泽CO2排放通量的日变化进行了观测实验。结果表明,在开花期和果熟期,沼泽CO2日平均排放通量较大,分别为1 286.79 mg/(m2.h)和829.28 mg/(m2.h),在果后营养期和立枯期,沼泽CO2日平均排放通量较小,分别为472.54 mg/(m2.h)和237.27 mg/(m2.h);在开花期、果熟期和果后营养期,沼泽CO2排放通量的日变化与温度的相关性不明显,而在立枯期,沼泽CO2排放通量的日变化与气温和地表温度(水温)呈显著正相关(n=11,p<0.05)。各生长期的沼泽CO2日平均排放通量之间具有显著差异(n=4,p<0.01)。从整个生长季来看,CO2日排放通量与气温、地表温度(水温)、5 cm地温和10 cm地温呈显著正相关(n=40,p<0.01),与15 cm地温也呈显著正相关(n=40,p<0.05)。

小兴安岭典型苔草和灌木沼泽N_2O排放及影响因子

为了研究小兴安岭林区典型苔草和灌木沼泽N2O排放通量的季节动态、年际动态及其与环境因子的关系,并估算排放总量,2007和2008年在植物生长季采用静态箱-气相色谱法,对小兴安岭林区典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carex schmidtii)灌木沼泽N2O排放进行了监测。结果表明,苔草和灌木沼泽2007年生长季N2O排放总量分别为0.14 kg/hm2和0.29 kg/hm2;2008年分别为0.68 kg/hm2和-0.10 kg/hm2。苔草和灌木沼泽N2O排放通量除灌木沼泽2008年变化规律性不明显外,均具有比较显著的季节变化,最大排放出现在夏季或夏、秋季节,其中2007年N2O排放平均通量为0.0037 mg.m-.2h-1和0.0082 mg.m-.2h-1;2008年为0.016 mg.m-.2h-1和-0.0025 mg.m-.2h-1。分析表明,苔草沼泽N2O排放年际差异不显著,灌木沼泽N2O排放年际差异显著;不同类型沼泽间N2O排放差异不显著;仅苔草沼泽2007年N2O排放通量与水位具有显著的负相关性(r=-0.52,P<0.05,n=15)。

长白山区沟谷湿地乌拉苔草沼泽土壤环境效应

采用现场采样及室内培养分析的方法研究了长白山区沟谷乌拉苔草沼泽湿地土壤的环境效应。结果表明,土壤表层微生物量最高,随着土壤剖面的加深而逐渐减少;长白山区沟谷乌拉苔草沼泽湿地土壤比三江平原乌拉苔草沼泽湿地土壤有机质分解、土壤腐殖质合成及土壤养分的转化能力强。土壤磷酸酶在春季对金属元素影响较大,在夏季对非金属元素影响较大;在乌拉苔草衰老过程中土壤脲酶主要影响土壤氮素和钙离子;乌拉苔草的地上部分枯萎之后主要影响土壤重金属元素。乌拉苔草湿地还具有防止土壤侵蚀的作用。

三江平原毛果苔草沼泽不同生长阶段CH_4排放的日变化规律研究

利用静态暗箱/气相色谱法对三江平原毛果苔草沼泽4个生长阶段(开花期、果熟期、果后营养期和枯萎期)进行CH4排放通量的日变化观测实验。结果表明,毛果苔草沼泽这4个生长阶段CH4排放通量的日变化规律不一致,开花期时表现为无明显规律,果熟期、果后营养期和枯萎期时其变化均为单峰曲线,峰值分别出现在9时、19时和13时。CH4排放通量的日变化与温度的相关性不明显。对比各生长阶段CH4的日平均通量值发现,果熟期和果后营养期CH4日均通量大,而开花期和枯萎期的日均通量明显减小。从整个生长季来看,CH4排放通量的日变化与气温、水温、5cm地温、10cm地温、15cm地温和20cm地温均呈极显著的正相关关系。温度是影响CH4排放通量变化的主要因素。

长白山区沟谷乌拉苔草(Carex.meyeriana)沼泽湿地水文物理效应

通过对长白山区沟谷乌拉苔草（C.meyeriana）沼泽湿地和三江平原乌拉苔草沼泽湿地土壤物理性质和乌拉苔草根系生物量的测定，对水文物理效应进行了分析，结果表明：长白山区沟谷乌拉苔草沼泽湿地的土壤孔隙度小于三汀平原乌拉苔草沼泽湿地，容重和体积质量则高于三江平原乌拉苔草沼泽湿地。土壤蓄水能力低于三江平原乌拉苔草沼泽湿地；乌拉苔草发达的根系具有强大的蓄水能力．尤以根鞘的蓄水能力最强，蓄水可以占鲜质量的91．1％-93．72％，比根系蓄水能力高出2．54％-33．94％。由此得知乌拉苔草沼泽湿地的具有巨大的蓄水能力。是天然的水调节器。通过分析可知其水文物理过程对沼泽湿地对其上游河流具有调节作用，同时还可以保存上游河流生物多样性，以及严重的影响着水面以下化学过程的发生。

小兴安岭典型苔草和灌木沼泽N2O排放通量日变化研究

探明小兴安岭修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carex schmidtii)灌木沼泽N2O排放通量日变化动态,可为山地沼泽N2O排放季节动态及总量估算提供基础数据。因此,于生长季初期(2008年6月4~5日)、中期(2007年8月4~5日)和末期(2007年9月24~25日),在小兴安岭苔草和灌木沼泽中,采用静态暗箱—气相色谱法,在晴天观测了N2O排放通量。两种沼泽N2O排放通量日变化在生长季中期呈现昼高夜低规律,末期和初期的日排放规律性不显著。生长季中期和初期,苔草沼泽N2O日排放通量最高值出现在9:00,末期最高值出现在3:00;生长季初期和末期的最低值出现在21:00,中期最低值出现在18:00。生长季初期、中期和末期,灌木沼泽N2O日排放通量最高值分别出现在9:00、15:00和6:00;最低值分别出现在3:00、21:00和18:00。两种沼泽生长季初期为N2O的吸收汇,中期和末期为弱排放源。灌木沼泽的N2O日排放通量明显高于苔草沼泽。生长季初期和末期,两种沼泽N2O日排放通量与温度呈负相关,中期呈正相关。其中,苔草沼泽N2O日排放通量与10 cm土温呈现显著负相关,灌木沼泽与15 cm土温呈现显著负相关。苔草沼泽N2O日排放通量与地表温度呈现显著正相关,灌木沼泽与40 cm土温呈现显著正相关。据此,小兴安岭苔草沼泽和灌木沼泽为N2O排放弱源或吸收汇,温度、水位和植被类型是N2O日排放通量的主要影响因素。

东北地区沼泽

沼泽是特殊的自然综合体,也是一种土地类型。古时候,人们把这类土地称谓沮洳或沮泽。根据沼泽景观特征,各地劳动人民又赋予通俗、形象的名称,如漂筏甸子、苇塘、低(土朗)、等等。 经过几年来的考察,我们认为沼泽应具有相互联系、相互制约的三个特征:地表多年积水或土壤处于过湿状态,主要生长沼生和湿生植物;有泥炭的形成和累积或土壤具有明显的潜育层。 东北地区是我国沼泽主要分布区之一,沼泽面积近5000万亩,占东北地区总面积的2.7％强,占全国沼泽面积的30.3％。

短期增温对若尔盖高原木里薹草沼泽生态系统呼吸的影响

为探讨全球气候变暖对高寒沼泽生态系统呼吸的影响,以若尔盖高原木里薹草(Carex muliensis)沼泽生态系统为研究对象,采用开顶式增温室模拟气候变暖(增温效果为1.2℃),研究其生态系统呼吸对气候变暖的响应机理.结果表明:增温处理后木里薹草株高增长了7.09%(P<0.05),群落密度降低12.29%(P<0.05).增温处理后生长季中后期(7—9月)木里薹草群落生物量降低9.44%(P<0.05);增温处理后木里薹草沼泽生态系统呼吸速率显著降低26.33%(P<0.05),而土壤呼吸速率无显著变化.研究发现,短期增温后生长季中后期地上生物量减少是生态系统呼吸速率降低的主要原因.

大兴安岭落叶松天然林立木腐朽情况的调查研究

1.调查研究方法 在西林吉、塔河、十八站、新林、松岭五个林业局选择有代表性的地段,设置175块标准地进行各项因子的详细调查,并在样地内沿对角线方向进行10～15株腐朽解析木调查。同时,进行一定数量的路线调查。

沼泽湿地生态系统CO_2、CH_4和N_2O排放通量的相互关系研究

利用静态暗箱/气相色谱法连续两个生长季(2003-2004年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽CO2、CH4和N2O的排放通量进行野外原位观测。结果表明:两种类型湿地的生长季均为温室气体的排放源,三种温室气体排放通量之间的关系是,CO2和CH4、CO2和N2O、CH4和N2O排放通量之间均为正相关,但显著性水平视不同湿地类型以及不同年份而异。表明它们之间的相互关系受湿地类型以及环境因素的影响,本研究结果进一步证明了植物在沼泽湿地温室气体排放中的关键性作用。

小兴安岭修氏薹草沼泽和油桦—修氏薹草沼泽CO_2排放通量日变化研究

于2007年8月4~5日、9月24~25日和2008年6月4~5日,在小兴安岭修氏薹草沼泽和油桦—修氏薹草沼泽中,采用静态暗箱—气相色谱法,在晴天观测了CO_2排放通量。研究结果表明,两种沼泽的CO_2排放通量日变化曲线都为单峰型曲线。2007年8月4~5日,修氏薹草沼泽CO_2日排放通量最高值出现在15︰00,2007年9月24~25日和2008年6月4~5日,其最高值出现在12︰00;2007年8月4~5日和2008年6月4~5日,修氏薹草沼泽CO_2日排放通量最低值出现在3︰00,2007年9月24~25日最低值出现在6︰00。2007年8月4~5日和2007年9月24~25日,油桦—修氏薹草沼泽CO_2日排放通量最高值出现在15︰00,2008年6月4~5日最高值出现在12︰00;2007年8月4~5日,油桦—修氏薹草沼泽CO_2日排放通量最低值出现在6︰00,2007年9月24~25日和2008年6月4~5日最低值出现在3︰00。油桦—修氏薹草沼泽的CO_2日排放通量明显高于修氏薹草沼泽。2007年9月24~25日和2008年6月4~5日,修氏薹草沼泽和油桦—修氏薹草沼泽CO_2日排放通量主要受气温和地表温度的影响。0~5 cm深度土壤温度是油桦—修氏薹草沼泽CO_2日排放通量的主要影响因子。

香蒲入侵薹草沼泽的机制研究进展

薹草（Carex spp.）沼泽作为一种典型的草本沼泽,具有独特的物种组成和丰富的生物多样性。近年来,香蒲（Typha spp.）对薹草沼泽的入侵已经引起了全球范围内部分薹草沼泽生态系统结构和过程的改变,导致薹草沼泽物种丰度与生物多样性减少。阐述了香蒲入侵薹草沼泽的主要机制,揭示了香蒲入侵的外部和内在驱动力,认为香蒲对薹草沼泽的入侵是人类活动、环境因素、香蒲自身和当地物种相互作用的结果。香蒲入侵薹草沼泽的4种主要机制分别为人类活动→环境变化→入侵物种/当地物种、人类活动→环境变化→入侵物种→当地物种、入侵物种→环境变化→当地物种和入侵物种→当地物种。由人类活动引起的水文情势变化与养分富集等薹草沼泽环境的变化,是香蒲入侵薹草沼泽的外部驱动力;香蒲枯落物大量累积等自身性状对环境的改造作用及其化感作用,影响了香蒲与薹草的种间竞争过程,是香蒲入侵薹草沼泽的内在驱动力。

大兴安岭地区不同类型多年冻土区灌丛-薹草沼泽植物群落组成及其物种多样性

为了明确大兴安岭地区不同类型多年冻土区灌丛-薹草沼泽植物群落组成和物种多样性的差异,于2015年8月和2018年8月,采用野外调查和室内分析相结合的方法,利用Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Cody指数、Sorenson指数研究调查区域植物群落的α多样性和β多样性特征。研究结果表明,2015年8月和2018年8月分别共记录植物10科15属18种和16科21属24种;大兴安岭不同类型多年冻土区灌丛-薹草沼泽指示物种存在差异,图强湿地(大片连续多年冻土区)灌丛-薹草沼泽植物群落物种组成有向温度相对较高的南瓮河湿地(零星岛状多年冻土区)灌丛-薹草沼泽植物群落物种组成方向发展的趋势;图强湿地、新林湿地(不连续岛状多年冻土区)和南瓮河湿地灌丛-薹草沼泽中植物群落的平均Margalef丰富度指数分别为1.607、1.431和1.754,平均Shannon-Wiener多样性指数分别为1.016、1.333和1.272,平均Pielou均匀度指数分别为0.429、0.590和0.533;图强湿地与新林湿地的灌丛-薹草沼泽植物群落物种之间的更替速率较快,二者灌丛-薹草沼泽中的植物群落较相似。对比不同类型多年冻土区灌丛-薹草沼泽植物群落物种组成与多样性变化发现,灌丛-薹草沼泽中的植物对气候变化有潜在响应,但是,植物应对气候变化也与物种自身性质和立地环境有关,尚需进一步开展长期而深入的研究。