天津咸化湿地土壤碳、氮特征对长期垦殖的响应

为了解长期垦殖(超过60 a)对湿地土壤碳、氮特征的影响,以天津2个咸化芦苇沼泽(七里海和大黄堡)和湿地开垦后的农田为样地,通过元素分析法对不同层级的土壤有机碳、全氮含量、碳氮比、层化比率进行分析.结果表明,垦殖前七里海和大黄堡沼泽表层土壤(0~5cm)的有机碳含量、全氮含量、碳氮比、层化比率均远远高于下层土壤,土层深度增加至5~10 cm时,4项指标数值急剧降低,随着土层深度的进一步增加,数值缓慢降低.垦殖后的农田表层土壤的4项指标值远低于沼泽表层土壤,随着土层深度的增加,4项指标在整个土壤剖面上呈缓慢下降趋势,同沼泽相同土层的数值相近.由此可见,湿地表层土壤作为土壤、大气与人类活动相互作用的关键层次,其碳、氮特征对长期垦殖的响应较深层土壤更加敏感.

长期垦殖与退化对七里海芦苇沼泽土壤盐分的影响

以天津滨海典型盐渍化湿地——七里海湿地为研究区,采用土钻剖面取样法,采集深度分别为0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~50 cm、50~70 cm和70~100 cm的7层土壤的样品,共采集63个土壤样品,研究长期垦殖（约60 a）和湿地退化（约50 a）对芦苇（Phragmites australis）沼泽土壤盐分的影响。结果表明,垦殖与退化显著降低了沼泽土壤盐渍化程度;农田土壤的含盐量最小,其次为退化沼泽、天然沼泽。沼泽垦殖与退化不同程度影响了土壤阴、阳离子的组成。垦殖主要影响了0~20 cm土层阳离子的组成,显著改变了10~100 cm土层阴离子的组成;沼泽退化显著增加了5~10 cm土层Mg^2＋＋K^＋的比例和10~50 cm土层CO3^2-＋HCO^3-的比例,显著降低了0~30 cm土层Cl^-和10~100 cm土层SO4^2-的比例。垦殖和退化削弱了土壤阴、阳离子间的相关性,其中Mg^2＋、Ca^2＋和K＋在垦殖与退化过程中有着相似或相近的运移特征。沼泽垦殖显著降低了0~20 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,沼泽退化显著降低了0~10 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,表明沼泽垦殖与退化都降低了土壤钠的危害,然而二者对土壤残余碳酸钠影响较小。

天津盐碱化沼泽湿地开垦对土壤团聚体有机与无机碳含量的影响

目前,开垦对沼泽湿地土壤有机碳的影响已有较多研究,但针对滨海盐碱化沼泽的研究较为薄弱,特别是对无机碳的影响尚不清晰,从而导致无法全面评估开垦对总碳的影响。本研究选取天津七里海盐碱化沼泽湿地和对应长期开垦(约60年)后的农田作为研究对象,采集0~15和15~30 cm两层土样,采用湿筛法得到>2、0.25~2、0.053~0.25和<0.053 mm 4个粒级水稳性团聚体。结果表明:湿地长期开垦后,表层(0~15 cm)和下层(15~30 cm)土壤大团聚体(>2 mm)比例均显著降低(-48.1%、-58.1%),微团聚体(0.053~0.25 mm)比例均显著增加(+166.1%、+70.0%);各粒级团聚体有机碳含量均显著降低(31.2%~56.8%);表层土壤(0~15 cm)中等团聚体(0.25~2 mm)和矿质颗粒组分(<0.053 mm)无机碳含量显著增加(+85.4%、+75.4%);而下层土壤(15~30 cm)各级团聚体无机碳含量均显著增加(182.3%~448.2%);表层土壤大团聚体(>2 mm)、中等团聚体(0.25~2 mm)总碳含量显著降低(-12.9%、-21.9%),而总碳含量在表层土壤微团聚体(0.053~0.25 mm)、矿质颗粒组分、下层土壤各级团聚体均无显著变化。可见,滨海盐碱化沼泽湿地开垦虽导致有机碳含量降低,但无机碳含量却具有显著反补作用,从而减缓或抑制了碳库流失。因此,在滨海盐碱化地区,今后应更加重视开垦过程中土壤无机碳动态变化及其对总碳的影响。