若尔盖高寒泥炭湿地土壤有机碳研究进展

若尔盖高寒泥炭湿地位于青藏高原东北部,初步估算其泥炭资源总量高达20亿t,占全国泥炭资源量的比例超过40%,是我国重要的湿地生态系统,是我国实现“双碳”目标的重要支撑。本文通过对近年来若尔盖高寒泥炭湿地土壤有机碳研究进行综述,探讨了土壤有机碳的来源、分布特征和转化等方面的研究进展,并分析了当前研究中存在的问题和展望未来研究趋势。目前对于若尔盖高寒泥炭湿地土壤有机碳的研究仍存在数据不足和研究不深入等问题,未来需要加强多学科交叉合作,推动若尔盖高寒泥炭湿地土壤有机碳研究的创新发展。

若尔盖高原沼泽土壤氧化甲烷的研究

若尔盖高原泥炭沼泽土氧化大气CH4的速率为0.97～1.69ng/(g·h),氧化速率随着土壤深度的增加而减小;而泥炭土CH4排放速率为0.37～0.61ng/(g·h).2种土壤均具有氧化8000μL/L高浓度CH4的能力,泥炭沼泽土的潜力比泥炭土的大.不同土壤层次氧化甲烷的潜力也有差异,表层土比下层土高.降水减少导致的沼泽水位下降将加强若尔盖高原沼泽土壤氧化CH4从而减少沼泽CH4排放.

若尔盖高寒湿地土壤氮矿化对温度和湿度的响应

采用原状土矿化培养方法研究了温度和湿度及其交互作用对青藏高原若尔盖湿地土壤（沼泽土和泥炭土）氮矿化的影响。研究表明，氮矿化速率在5～15℃之间对温度的反应较弱，而超过15℃时矿化速率则明显增加；泥炭土的氮矿化速率对温度的响应比沼泽土要敏感；氮矿化速率对淹水和非淹水响应敏感；除了在淹水条件下土壤的温度系数Q10在15～25℃之间较大（4．4左右）外，其余温度和湿度下大致在1～2之间，说明了淹水条件下氮矿化对温度响应最敏感的范围在15～25℃之间。

尕海湿地泥炭土养分特征研究

采用实地取样与实验室测定分析相结合的方法,研究了甘肃尕海湿地泥炭土养分特征.结果表明:尕海湿地泥炭土有机质、全氮、全磷和全钾的平均含量依次为302.04 g.kg-1、10.37 g.kg-1、0.81 g.kg-1和13.93g.kg-1,空间变异程度均属中等水平;随土层的加深,泥炭土有机质、全氮、全磷含量均呈现逐渐下降的趋势,而土壤全钾含量的变化呈现出先降低后升高的趋势;不同立地条件下,尕海湿地泥炭土有机质、全氮、全磷含量均值表现为阳坡<阴坡<坡间平缓地,全钾含量均值表现出与之相反的趋势;不同立地条件下的泥炭土养分含量大多属中等变异性,但阴坡泥炭土养分含量的变异程度一般要大于阳坡.

尕海湿地泥炭土土壤理化性质

泥炭是一种宝贵的自然资源,同时也是重要的生态资源,尕海湿地的泥炭土在涵养水源、储存碳汇方面有着举足轻重的作用。研究采用野外调查与室内分析相结合的方法,对尕海湿地泥炭土土壤的理化性质进行测定。结果表明:尕海湿地泥炭土的平均含水量为122.29%,说明尕海湿地具有较强的蓄水功能;土壤容重平均值为0.478 6g/kg,土壤总孔隙度平均值为78.186%。随着土层加深,土壤容重呈现出增大趋势,而总孔隙度呈现出降低趋势。(2)尕海湿地泥炭土的有机质、全氮、全磷、全钾平均含量依次为302.04,10.37,0.81,13.93g/kg,空间变异程度均属中等水平。随着土层加深,土壤有机质、全氮、全磷平均含量均呈现出下降的趋势,而土壤全钾平均含量呈现出先降低后升高的趋势,说明不同深度土壤中生物量的积累对土壤养分含量有重要影响。

水分梯度对若尔盖高寒湿地土壤活性有机碳分布的影响

沿自然原因和人为原因形成的水分梯度,对若尔盖高寒湿地沼泽土和泥炭土的有机碳(SOC)和活性有机碳(LC)进行了研究。研究表明,若尔盖高寒湿地沼泽土有机碳和全氮沿水分梯度(减小)变化趋势一致,即在表层0—10cm湿润环境中的有机碳和全氮含量远高于淹水环境和过渡地带,而10—30 cm沿水分梯度差异变小。泥炭土的有机碳和氮素含量在湿润环境远大于淹水(流水)环境。这说明当时的挖沟排水疏干沼泽使得相当一部分土壤有机碳或者释放到大气中,或者随水流流失。沼泽土活性有机碳在表层0—10 cm沿水分梯度升高;在10—30 cm差异变小,与有机碳和氮素的变化趋势一致。泥炭土的活性有机碳沿水分梯度升高,与泥炭土有机碳和氮素变化趋势一致。这一方面反映了两种土壤类型成土过程的不同,另一方面也反映了自然原因和人为原因造成的差异。沼泽土的碳氮比沿水分梯度有降低的趋势而泥炭土的碳氮比沿水分梯度有升高的趋势。此外,高寒沼泽土碳氮比,pH值以及机械组成都是影响土壤有机碳,氮素和活性有机碳的重要因子。

新疆石河子草滩湖湿地沉积物地球化学特征及其古环境分析

以新疆石河子草滩湖湿地作为研究地点,采用化学分析手段,获取该地区4 000 a B.P.以来有机质和总氮TN等数据,并结合孢粉数据,综合探讨古气候变化特征。在500-1 080 a B.P.和2 190-3 800 a B.P.期间,有机质和TN含量较高,此时气候较为湿润,泥炭累积;而在1 080-2 190 a B.P.期间,有机质和TN含量均处于剖面最低值,可能出现一次干旱事件,不利于泥炭堆积。湿地开垦为农田,其有机质和TN含量变化迅速减少,养分大量损失,可见开垦活动是引起湿地退化的原因之一。

神农架大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤养分特征分析

基于湖北省神农架国家公园大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、有效磷、速效钾养分含量进行时间(春、夏、秋、冬)和空间(表层15 cm、中层30 cm、底层45 cm)特征分析。结果表明:(1)该区域土壤各样分以及pH、Eh、容重均满足正态分布,其中有效磷、速效钾为中强变异性,均值为31.33,71.2 mg/kg,总有机碳、总磷、铵态氮、pH、Eh、容重为中弱变异性,均值为419.2,1.56 g/kg和67.57 mg/kg,5.33,104.4,0.155 g/kg,总氮为弱变异性,均值为20.13 g/kg。(2)土壤总有机碳在季节以及深度变化上均不存在显著差异,总氮与总磷在首层与其余2层存在显著差异,在季节上总氮在首层存在季节差异,总磷在首、中层存在显著差异,土壤养分仅速效钾与首层和其余2层存在显著差异。(3)土壤有机碳、总磷、铵态氮与总氮、速效钾、总磷与铵态氮呈显著正相关,总有机碳与土壤容重、有效磷与Eh,pH与Eh呈显著负相关。(4)研究区土壤总有机碳与总氮较高于我国其余泥炭湿地,随着纬度升高土壤有机碳含量呈现降低的趋势。

若尔盖高原湿地泥炭沼泽土亚硝酸盐还原酶(nirK)反硝化细菌群落结构分析

若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地,具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶(nir K)反硝化细菌群落结构多样性进行分析,以期揭示该区域N2O释放的微生物调控机制。基于若尔盖高原湿地泥炭沼泽土的理化性质和反硝化活性(PDA),结合限制性酶切片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术、克隆文库及分子测序对该生态系统中的nir K反硝化细菌群落结构及多样性进行分析。反硝化活性测定结果显示:阿西地区>麦溪地区>分区地区,反硝化活性与土壤有机碳、总氮和丰富度呈显著正相关(P<0.05)。Shannon-wiener多样性指数以阿西最高、分区最低。3个样品中共测序15条nir K基因代表序列,系统发育表明若尔盖高原湿地优势nir K反硝化菌群为变形门菌群。其中,阿西地区主要为α-变形菌门,麦溪地区主要为β-变形菌门,分区地区无法确定优势种群。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示:有效钾和有效磷是影响nir K反硝化细菌群落结构的关键环境因子。本论文显示,若尔盖高原湿地存在着明显的反硝化作用,调控这些反硝化作用的nir K反硝化细菌多样性较高,且与土壤有效钾和有效磷密切相关。

移动式叠梁支墩渡槽的运用

文中经方案比较后最终选取基础采取打木桩形式,木桩上面铺设一块钢筋混凝土板作为底座,底座上面铺设钢筋混凝土叠梁作为支墩,支墩上面架设渡槽,槽身用钢板制作,水流顺利通过,形成了叠梁式支墩钢板渡槽,有效地解决了草炭土湿地上架设渡槽进行灌溉的实际问题。文中论述了用此办法解决抗旱问题,既简捷方便又节省资金。

氮沉降对冻融培养期泥炭土二氧化碳排放的影响

冻融作用直接影响湿地土壤CO2排放,但氮沉降是否会影响冻融作用下泥炭土CO2的排放尚不清楚。以若尔盖高寒湿地泥炭土为研究对象,通过设置三种氮沉降水平(高氮、低氮和无氮添加对照),以及三种冻融模式(冻融、融冻和常温对照),探讨氮沉降对冻融期泥炭土CO2排放的影响。结果表明,冻融与氮沉降均对泥炭土CO2的排放有显著影响,但两者交互作用不显著;冻融模拟下,泥炭土CO2排放速率在冰冻期最低,冰冻期消融后出现排放峰值;冻融期泥炭土CO2排放量低于常温期,且多次冻融比单次冻融泥炭土CO2排放量更少;适量氮沉降促进了泥炭土CO2排放,而高氮沉降则在一定程度上抑制了泥炭土CO2排放。