人工沟渠的生态环境效应研究综述

人工沟渠主要指以排水和灌溉为目的人工挖掘的水道.人工沟渠作为排水和引水的廊道改善了土壤的结构、促进了作物的生长,从而提高了农作物的产量;同时人工沟渠这种景观的存在对周围的环境也产生了巨大的影响.水文效应是被大家普遍接受的生态环境效应.在整个降雨期间或之后,观察显示出沟渠对出口径流的贡献：一些沟渠收集和向河流输送水;另一些沟渠收集水但是减慢了水流的速度.本文从水文效应、对元素地球化学循环、生物及其生境的影响到对生态环境整体影响方面总结了人工沟渠的生态环境效应,并对其进一步的研究提出一些建议,旨在最大限度发挥人工沟渠的生态环境效应,改善整个生态环境.     

稳定碳同位素在滨海湿地碳生物地球化学循环中的应用

碳作为滨海湿地中重要的生命元素,其生物地球化学循环过程是滨海湿地研究的核心内容之一.稳定同位素技术越来越多地被应用到滨海湿地碳生物地球化学循环过程的研究中,提高了其研究水平,并推动了其研究的进程.本文从有机物质生产、土壤有机质来源、食物链传递、温室气体排放以及可溶性有机碳输出5个方面,综述了滨海湿地碳生物地球化学循环过程的稳定同位素研究进展.通过植物及土壤δ13C值的测定进行有机质的生产机理研究及外源追溯,通过对比各生物种群的δ13C值分析碳在生态系统中的流动过程,通过湿地排放温室气体及可溶性有机碳δ13C值的测定揭示影响碳输出的环境因子.最后,文章总结了当前研究中存在的问题,并对其研究前景进行了展望.     

胶州湾典型河口湿地土壤活性有机碳和酶活性对互花米草入侵的响应

以胶州湾洋河口湿地为研究对象,按照互花米草入侵年份(0、1、5、8年)分层采集土壤样品(0—10、10—20、20—40 cm和40—60 cm),研究土壤活性有机碳(LOC)和酶(脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)活性的变化,分析土壤活性有机碳和酶活性及两者相关性对互花米草入侵的响应。结果表明:与光滩相比,互花米草入侵增加了表层土壤LOC含量,且随着入侵时间的延长显著增加(P0.05)。同时也改变了土壤LOC垂直分布规律,除光滩和入侵1年样地表现出沿剖面逐渐上升之外,其他样地表现为沿剖面先上升后下降趋势;互花米草入侵提高了河口湿地土壤酶活性,但并未改变酶活性随深度增加而逐渐降低的分布规律。随着入侵时间的延长4种酶活性变化趋势有所差异,过氧化氢酶和蔗糖酶活性变化趋势一致,表现为随入侵时间延长先急剧增加后逐渐减少,而碱性磷酸酶和脲酶活性随着入侵时间的延长逐渐增加。Pearson相关性分析结果显示,土壤LOC和酶活性呈显著负相关且互花米草入侵时间越长两者间相关性越低,8年后无显著相关性。     

土壤溶解性有机质生物降解研究进展

溶解性有机质(DOM)是土壤有机质中最容易被微生物利用的一部分, 是土壤微生物代谢重要的物质和能量来源。DOM 的生物降解反映了其稳定性及在物质、能量代谢中的作用, 对土壤的碳循环和大气的温室效应有重要影响。目前, 有关DOM 生物降解的研究主要集中在降解过程的表征及其影响因素两大方面, 该文对相关问题进行了综述。表征指标可以归纳为降解率、降解速率、半衰期等矿化动力学指标和光谱指标两大类; 降解过程直接取决于DOM 分子大小、结构和微生物群落、数量和活性等直接影响因素, 而土层深度、土壤湿度、温度、土地利用和管理方式、pH等间接因素通过影响DOM 的组成结构及微生物的性质进而影响DOM 的降解过程。在此基础上, 论文指出了目前国内研究中存在的问题, 并提出了进一步研究的方向。     

土壤动物对土壤碳循环的影响研究进展

土壤动物作为土壤生态系统的重要组成部分,是调控土壤碳循环的重要环节。然而,目前土壤动物对土壤碳循环的影响尚不明晰,且缺乏系统总结。基于此,本文结合近年国内外土壤动物相关研究,总结了土壤动物对枯落物分解过程、土壤碳碳库稳定性、植物和微生物调节、土壤呼吸的影响。提出未来研究从区域上应更加关注低纬度地区,研究手段上应强化野外实验与室内模拟实验的结合,研究内容上应加强相关机理研究、深化土壤动物呼吸及其对碳的净固存方面,研究方向上应结合全球热点问题,以期深入了解土壤动物对土壤碳循环的影响。     

胶州湾滨海湿地枯落物分解对土壤活性有机碳含量及其三维荧光特性的影响

通过室内试验模拟胶州湾滨海湿地碱蓬、芦苇、互花米草枯落物的分解过程,测定土壤活性有机碳(可溶性有机碳、微生物生物量碳)含量变化,并利用三维荧光技术对可溶性有机碳(DOC)进行光谱分析.结果表明: 土壤活性有机碳含量呈先增加后降低最终趋于稳定的变化趋势;不同枯落物类型和添加方式对土壤活性有机碳的影响不同,表现为碱蓬＞互花米草＞芦苇,且原状混合＞表面覆盖;光谱分析表明,分解过程各三维荧光光谱的荧光峰数量、荧光中心位置和荧光强度都存在一定差异,添加枯落物后土壤未发现类酪氨酸峰;芳香类蛋白物质占比最高,腐殖质类物质次之.枯落物分解是以微生物分解作用为主导、枯落物性质为本质要素、多重因子综合作用的结果,其对提高土壤活性有机碳含量、增强土壤碳库的稳定性具有促进作用;该过程通过改变DOC的结构和化学组分,提高其在土壤中的迁移转化能力,增强生物可降解性和可利用性,促进微生物内源DOC的产生,加快湿地土壤碳循环.     

中国湿地碳储量分布特征及其影响因素

湿地巨大的碳储存能力使其在稳定全球气候变化中占有重要地位,并对全球土壤碳储量做出重要贡献.本文在阐明湿地碳储量估算方法的基础上,分析我国主要湿地区碳储量并讨论气候、植被、土壤性质、土地利用等因素对湿地碳储量的影响.结果表明:东北湿地区和青藏高原湿地区是八大湿地区中碳储量最高的两大区域;泥炭湿地的高稳定性、低分解率及酚氧化酶的作用使其成为内陆地区碳储量最高的湿地类型;单一因素的双向干扰及多重因素的交互作用使得湿地碳储量的影响因素和作用机理更加复杂.注重多重因素的交互作用,并结合数据同化技术,有利于湿地碳储量及湿地生态系统价值预测与评估.     

胶州湾滨海湿地生态系统服务价值变化

为科学的评估青岛胶州湾滨海湿地生态系统服务功能的变化特点并明确其驱动因素,通过构建生态系统服务评价体系,综合运用生态学和经济学方法,对2005年、2010年和2015年胶州湾滨海湿地生态系统的供给、调节和文化3大类共12项生态服务的价值进行了评估。结果表明,气候调节和水产品生产是胶州湾滨海湿地生态系统的两大核心功能,二者占到服务总价值的90%以上;调节服务是其主要的服务类型,占到总服务价值的60%以上;2005年、2010年和2015年胶州湾滨海湿地生态系统服务总价值呈递减趋势,分别为1419.73×10~7元、1343.91×10~7元和1239.23×10~7元。湿地面积减少、湿地功能退化是造成胶州湾滨海湿地生态系统服务价值总体呈下降趋势的直接原因,不合理围垦、过度开发生物资源、水污染严重是造成湿地面积减少、功能退化的人为因素,气候条件的不利变化是造成湿地环境进一步恶化的自然因素。建议以生态系统服务价值为指导,将评估结果纳入到决策体系中,加强对青岛胶州湾滨海湿地现有资源的保护和生态恢复。     

胶州湾典型河口湿地土壤溶解性无机碳分布特征

选择胶州湾大沽河与洋河河口湿地作为研究区,在平行于海岸带方向的光滩和垂直于海岸带方向的河漫滩分层采集土壤样品,测定土壤溶解性无机碳(DIC)含量、相关离子含量及土壤理化性质.应用Duncan方法及Pearson相关分析法进行分析,探讨土壤DIC分布特征及影响因素.结果表明: 光滩土壤DIC含量总体呈现距入海口越远含量越高的趋势,水体的冲刷作用是导致河流入海口处土壤DIC含量最低的主要原因.河漫滩土壤DIC含量总体呈现随距海距离增加而先降低后升高的趋势,主要是受人类活动等综合因素的影响.互花米草入侵使土壤DIC含量明显降低,这是入侵物种根系的转化作用所导致的.养殖活动改变了养殖池塘自身的环境因子,进而改变了土壤DIC分布规律,表现为表层土壤DIC含量高于光滩而其余土层略低于光滩.相关性分析表明,土壤DIC含量与土壤含盐量及总无机碳含量呈显著正相关、与土壤pH呈显著负相关.     

不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律

针对养殖池塘严重盐渍化现象,为确保土地资源和水资源的有效利用,通过室内土柱试验探讨不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律,并确定最佳用水量。结果表明:随着淋洗水量的增加,土壤及其淋滤液的含盐量均以指数形式下降,为兼顾淋洗效果和节约用水,接近1:1的水土比可以达到较好的改良效果;在脱盐过程中,土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Cl~-含量均呈下降趋势,SO_4~(2-)含量呈先上升后下降的趋势,CO_3~(2-)、HCO_3~-含量呈上升趋势;淋滤液中各盐离子浓度与土壤各盐离子变化规律类似;土壤各盐离子脱盐率大小大致表现为Cl~-Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+)SO_4~(2-)HCO_3~-;随着淋洗水量的增加,土壤中离子组成由原来的Cl~-和Na~+为主先转变为以Na~+、K~+和SO_4~(2-)为主,最后转变为Na~+、HCO_3~-和K~+为主。土壤脱盐过程伴随着土壤碱化现象,因此需要对盐渍土脱盐过程中的碱化现象进行进一步研究。