不同开垦年限湿地土壤铁变化特征研究

以三江平原不同开垦年限的湿地土壤为对象,研究了土壤全铁含量、氧化铁游离度、活化度和络合度的时空变化趋势.结果表明,耕层(0～20 cm)土壤较中下层(20～100 cm)土壤、开垦初期(0～1a)较开垦后期(1～25 a)铁所受影响更为显著.土壤全铁与有机质呈极显著负相关,相关系数为-0.620,而与全磷和pH值的相关程度较低.土层1(0～10 cm)全铁含量于开垦前7 a快速增长,13 a后趋于平稳;而土层2(10～20 cm)的快速增长期为8 a,15 a后进入平稳期.土层1比土层2的响应时间更短,规律性更强.土壤氧化铁的游离度在开垦之后迅速升高,而后降低再升高.活化度和络合度随开垦年限的增加都呈指数衰减趋势,其中土层1的活化度在开垦前4 a迅速降低,6 a后趋于平稳,土层2的活化度则在开垦1 a内迅速降低而后一直保持平稳;而络合度的上述年限分别为6 a、14 a和2 a.土壤中全铁的相对含量、氧化铁的活化度和络合度的拟合方程都可反推出土壤的开垦年限,可见铁对土壤环境变迁具有一定的指示作用.     

三江平原典型湿地类型土壤微生物特征与土壤养分的研究

为探讨不同湿地类型土壤微生物数量和酶活性的分布特征及其与土壤养分的关系,本研究选择了三江平原洪河湿地保护区4种典型湿地类型(小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地)的土壤为研究对象.结果表明4种湿地类型在0~30 cm土层内:1土壤有机碳、全氮和全磷均随土层深度的增加而减少,速效钾、速效磷和速效氮则未表现出有规律的变化,且不同湿地类型土壤养分含量差异显著.2土壤微生物数量为细菌放线菌真菌,3种微生物菌落数量均随土层深度的增加而减少.土壤微生物总数量以小叶章湿地最多,毛苔草湿地最少.3土壤蔗糖酶和纤维素酶活性均随土层深度的增加而减少,而土壤过氧化氢酶活性未表现出有规律的变化.小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地中3种酶活性显著性高于毛苔草湿地和芦苇湿地(P0.05).4相关性分析表明,土壤细菌、真菌和纤维素酶与土壤养分各指标均呈极显著或显著正相关,放线菌和蔗糖酶与速效钾、过氧化氢酶与速效钾、速效磷无显著相关性关系.因此,土壤微生物和酶活性是反映土壤养分状况的重要指标.     

三江平原湿地开垦对土壤微生物群落结构的影响

过度开垦会导致湿地生态系统的快速退化,湿地土壤微生物能够敏感地反映湿地土壤质量及湿地生态系统功能的演变.为研究土地利用变化对湿地微生物群落结构的影响,以黑龙江抚远三江湿地保护区为研究对象,采集其中的原始泥炭湿地、开垦后改种豆科植物及水稻的3种湿地土壤.采用基于细菌16S rRNA基因的高通量测序技术研究上述土壤细菌的群落结构,并探讨其与土壤环境因子间的关系.结果表明,不同土地利用方式湿地土壤中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)及酸杆菌门(Acidobacteria),但土地利用方式明显改变了湿地土壤细菌属的组成.改种豆科植物土壤中Blastocatella、Coxiella、Rickettsia丰度较高,水稻田土中Massilia、Nitrosomonas、Bradyrhizobium聚集较多,而泥炭湿地中含较高丰度的Rhizomicrobium、Arthrobacter、Bacillus.结合Chao值与Shannon指数,水稻田土微生物多样性高于改种豆科植物土壤及泥炭湿地土壤,而后两种土壤细菌群落多样性则未见明显差异.相关性分析表明,土壤p H及含水率是影响微生物群落组成的重要驱动因子,说明湿地土壤开垦后改变了土壤p H、含水率及土壤养分,从而对微生物群落结构产生影响.     

三江平原湿地生态环境监测与保护

本文从生态环境角度论述了三江平原湿地生态环境监测与保护现状,针对具体现状,提出了具体的保护措施。     

三江平原湿地汞的地球化学特征

三江平原典型湿地土壤、植物、地表水中的总汞含量较高，表层土壤汞含量平均为88．4ng/g，高于本地区耕地土壤，并具有从上到下逐渐减少的趋势；在草根层和泥炭层土壤中，总汞含量为毛果苔草沼泽＞乌拉苔草沼泽＞小叶樟沼泽，与积水条件一致；湿地开垦以后总汞含量明显减少，耕地土壤在开垦初期降低速率很快。湿地植物汞含量较高，湿地水中的总汞含量春季为58．4－131．6ng/L。初步认为三江平原湿地汞的主要来源为大气沉降，湿地是河流和水库中汞的重要来源，人类活动增强了湿地中汞的迁移。     

不同海拔草地开垦对土壤重金属的影响及评价

为探究草地开垦对土壤重金属的影响,以贵州喀斯特山区不同海拔梯度下的草地和由草地开垦的耕地为研究对象,采用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数评估草地和耕地中Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As 6种重金属的污染水平和生态风险。结果表明:研究区域土壤重金属Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As的含量均低于贵州省背景值;不同海拔、不同土地利用/覆被对不同重金属的含量变化影响存在差异;土壤中Cr的含量与Cd和Ni的含量呈极显著正相关(P0. 01),Pb含量与Cd和Cr含量呈显著正相关,与Hg含量呈显著负相关(P0. 05);低海拔地区草地和耕地未受重金属污染;在中、高海拔地区草地重金属污染水平均为轻污染,耕地重金属污染水平均为中污染,草地开垦为耕地后污染加重,Cd是主要的重金属污染物;各海拔草地和耕地均为轻度生态风险;海拔、土地利用/覆被是影响土壤重金属含量分布的主要因素。     

三江平原湿地的生态保护与修复

三江平原是中国最大的平原沼泽分布区,从二十世纪七十年代中后期国家开始对三江平原进行多次大规模的开垦,这些开垦基本上是天然湿地,从而导致了土地退化和生态环境恶化,使湿地的面积不但减少,其功能不断退化,引起一系列生态环境问题。因此,积极采取措施保护现有的湿地,开展受损湿地的生态恢复,战缓和消除导致温地退化因素的影响,实现三江平原湿地资源的可持续利用、人与自然和谐相处,是湿地生态保护和修复的目标。     

基于Fuzzy-ANP的三江平原湿地社会效益评价

湿地是一种重要的生态旅游资源,为了更好地对其进行开发与保护,提出了侧重于社会生态旅游资源效益评价的模糊网络耦合模型(Fuzzy-ANP)。该模型通过分析相关理论、查询有关文献、咨询专家等方式获得评价指标,建立评价指标体系,运用网络分析法(ANP)综合考虑各指标间的相互影响,来确定评价指标权重。采用模糊综合评判法计算各指标相应隶属度,得到社会效益分值。通过对三江平原湿地蕴含的社会效益的实例分析,结果表明,三江平原湿地社会效益中,附近区域发展状况及休闲娱乐效益最突出,文化教育科研效益最低。社会效益评价研究将对未来三江平原湿地生态旅游资源的开发、保护与可持续发展提供理论基础。     

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响

大气氮沉降会对湿地土壤微生物的结构和功能产生显著影响,因此研究不同浓度氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响,对于保护和利用湿地生态系统具有重要意义.采用Biolog-Eco技术探究了连续5 a模拟氮沉降对小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响.结果表明：①长期的氮素施加会显著改变小叶章湿地土壤含水量（SMC）、pH、硝态氮（NO₃^-）、铵态氮（NH₄⁺）、溶解性有机碳（DOC）和总氮（TN）的含量（P<0.05）;②土壤微生物的平均颜色变化率（AWCD）呈现的规律为：对照（CK）>高氮（HN）>低氮（LN）.低氮处理显著降低了土壤微生物香农（Shannon）指数（P<0.05）,高氮处理显著降低了土壤微生物皮卢（Pielou）指数（P<0.05）.③不同氮浓度下土壤微生物碳源利用能力显著不同,其中低氮处理显著抑制了土壤微生物对糖类、醇类、胺类和酸类的利用强度（P<0.05）;高氮处理显著促进了微生物对酯类的利用,但高氮使土壤微生物对糖类、胺类和酸类碳源产生抑制作用（P<0.05）.④冗余分析显示,NH₄⁺、DOC和pH是影响三江平原小叶章湿地土壤微生物碳代谢能力的主要环境因子.长期氮沉降会导致土壤微生物功能多样性的降低,有关碳源底物利用的微生物活性也明显降低,并且微生物对单一碳源底物的利用能力也发生改变.     

三江平原挠力河流域湿地生态特征变化研究

经过近半个世纪的垦荒,挠力河流域湿地生态特征发生了明显的改变,大量湿地被垦殖,湿地面积逐年减少;湿地资源的破坏,造成环境污染严重,土壤有机质含量大大降低;土地沙化、盐碱化面积不断扩大;灾害性气候发生频率增加;动植物等多样性资源急剧减少。挠力河流域作为“北大荒”的重要组成部分,生态环境的剧烈变化也就很具有代表性了。伴随着新千年“北大荒”停止一切垦殖湿地、草地和林地的措施出台,挠力河流域也迎来了退耕还林、还牧、还湿的调整时期。     

垦殖方式对小叶章湿地表土团聚体有机碳分布的影响

研究了2种垦殖方式对三江平原小叶章湿地表土团聚体及其有机碳分布的影响.结果表明,垦殖后,粒径>0.25mm的大团聚体呈降低趋势,大豆田中0.053~0.25mm微团聚体增加;水稻田中主要增加的是1mm及0.053~0.25mm团聚体有机碳含量降幅均呈现大豆田大于水稻田,水稻田>大豆田,小叶章湿地>大豆田>水稻田.水稻田比大豆田土壤有机碳储量稍高,但其微团聚体有机碳储量及其占土壤有机碳储量的比例低于大豆田,开垦为大豆田比开垦为水稻田有利于土壤有机碳长期存留.     

Sulfur cycle in the typical meadow Calamagrostis angustifolia wetland ecosystem in the Sanjiang Plain, Northeast China

The sulfur cycle and its compartmental distribution within an atmosphere-plant-soil system was studied using a compartment model in the typical meadow Calamagrostis angustifolia wetland in the Sanjiang Plain Northeast China. The results showed that in the typical meadow C. angustifolia wetland ecosystem, soil was the main storage compartment and current hinge of sulfur in which 98.4% sulfur was accumulated, while only 1.6% sulfur was accumulated in the plant compartment. In the plant subsystem, roots and litters were the main storage compartment of sulfur and they remained 83.5% of the total plant sulfur. The calculations of sulfur turnover through the compartments of the typical meadow C. angustifolia wetland ecosystem demonstrated that the above-ground component took up 0.99 gS/m2 from the root, of which 0.16 gS/m2 was translocated to the roots and 0.83 gS/m2 to the litter. The roots took in 1.05 gS/m2 from the soil, subsequent translocation back to the soil accounted for 1.31 gS/m2, while there was 1.84 gS/m2 in the litter and the net transfer of sulfur to the soil was more than 0.44 gS/(m2·a). The emission of H2S from the typical meadow C. angustifolia wetland ecosystem to the atmosphere was 1.83 mgS/(m2·a), while carbonyl sulfide (COS) was absorbed by the typical meadow C. angustifolia wetland ecosystem from the atmosphere at the rate of 1.76 mgS/(m2·a). The input of sulfur by the rainfall to the ecosystem was 4.85 mgS/m2 during the growing season. The difference between input and output was 4.78 mgS/m2, which indicated that sulfur was accumulated in the ecosystem and may cause wetland acidify in the future.     

三江平原湿地不同土地利用方式下土壤有机碳储量研究

选取东北三江平原沼泽湿地5种土地利用方式,共16个土壤剖面,对土壤有机碳储量分布特征进行了研究.结果表明,不同土地利用方式下,土壤剖面有机碳含量与有机碳密度均呈自上而下降低的趋势,且随着深度的增加,垂直差异变小.开垦降低了土壤有机碳含量和有机碳密度,并改变了其在表层的分布结构特征.初步估算5种土地利用方式下土壤有机碳储量分别为:沼泽湿地1.58×104t/km2、退耕还湿地1.23×104t/km2、林地1.01×104t/km2、水田0.85×104t/km2、旱田0.99×104t/km2.开垦降低了湿地土壤有机碳储量,且对耕地的影响大于林地,而退耕还湿有利于土壤有机碳的固定及储量的增加.     

三江平原湿地生态环境状况研究

采用微观监测和宏观监测相结合的方式,对三江平原湿地类型与面积、湿地水质、生物多样性进行了研究,并分析近5年内湿地景观的变化情况。结果显示:三江平原湿地以沼泽湿地为主,部分地区湿地水质受到污染,主要污染物为高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮和石油类;湿地生物多样性丰富;2004～2009年,三江平原各类湿地面积变化很小。     

三江平原湿地生态环境受威胁现状及其保育研究

三江平原位于黑龙江省东北隅,是全国著名的面积最大的自然湿地集中分布区之一。经过近50年大面积开发,天然湿地面积约从原来的534×10⁴hm²减少到113×10⁴hm²,仅占本区土地总面积10.39%的现有湿地基本上镶嵌在大型现代化农场群的耕地之中。自然湿地大量丧失,湿地景观破碎化,受到水源不足、水质下降威胁;湿地变成"孤岛"。湿地功能退化,湿地植物丰度下降,生物生产量下降,濒危植物增加,濒危动物,特别是珍稀水禽数量逐年减少。湿地资源开发对区域环境的影响应引起重视。为了改变湿地受威胁、生态与环境退化现状,必须实施湿地恢复、保育工程:即引水灌溉工程、廊道建设工程和关爱湿地工程。     

黑龙江省粮食生产与三江平原湿地协调发展水平的评价

为寻求黑龙江省农作物播种面积和湿地面积两者间的合理比例,使之既能保证粮食生产,又能维持湿地的必要功能,论文首先用模糊评价方法对历年黑龙江省粮食生产效益和湿地效益分别进行了评价,在此基础上,对反映两方面和谐共存程度的协调发展水平进行了评价。评价结果显示,20世纪70年代末到80年代初这一时期的农业生产和湿地环境是比较协调的。该时期农作物播种面积为870×104hm₂,三江平原湿地面积约为195×104hm₂。此结果可以作为设定三江平原湿地恢复程度的一个参考标准。在该标准下,按高单产水平计算,黑龙江省可提供2930×104t粮食,而三江平原湿地植物和鸟类的种类数约可分别恢复到建国时水平的70%和80%。     

三江平原生态环境状况研究

以三江平原各县（市）为研究基本单元,运用生态综合指数法对其生态环境状况进行评价,分析各县（市）生态环境状况。结果表明：三江平原各县（市）生态环境状况分为＂优＂、＂良＂和＂一般＂三个级别。＂优＂类的县（市）共3个,占全区面积的15.96%;＂良＂类的县（市）共19个,占全区面积的82.36%;＂一般＂类的县（市）1个,占全区面积的1.68%。     

Nitrogen cycling of atmosphere-plant-soft system in the typical Calamagrostis angustifolia wetland in the Sanjiang Plain,Northeast China

The nitrogen(N)distribution and cycling of atmosphere-plant-soil system in the typical meadow Calamagrostis angustifolia wetland (TMCW)and marsh meadow Calamagrostis angustifolia wetland(MMCW)in the Sanjiang plain were studied by a compartment model.The results showed that the N wet deposition amount was 0.757 gN/(m~2.a),and total inorganic N(TIN)was the main body (0.640 gN/(m~2.a)).The ammonia volatilization amounts of TMCW and MMCW soils in growing season were 0.635 and 0.687 gN/m~2, and the denitrification gaseous lost amounts were 0.617 and 0.405 gN/m~2,respectively.In plant subsystem,the N was mainly stored in root and litter.Soil organic N was the main N storage of the two plant-soil systems and the proportions of it were 93.98% and 92.16%, respectively.The calculation results of N turnovers among compartments of TMCW and MMCW showed that the uptake amounts of root were 23.02 and 28.18 gN/(m~2.a)and the values of aboveground were 11.31 and 6.08 gN/(m~2.a),the re-translocation amounts from aboveground to root were 5.96 and 2.70 gN/(m~2.a),the translocation amounts from aboveground living body to litter were 5.35 and 3.38 gN/(m~2.a),the translocation amounts from litter to soil were larger than 1.55 and 3.01 gN/(m~2.a),the translocation amounts from root to soil were 14.90 and 13.17 gN/(m~2.a),and the soil(0-15 cm)N net mineralization amounts were 1.94 and 0.55 gN/(m~2.a), respectively.The study of N balance indicated that the two plant-soil systems might be situated in the status of lacking N,and the status might induce the degradation of C.angustifolia wetland.