三江平原不同湿地类型土壤活性有机碳组分及含量差异

土壤活性有机碳对土壤干扰的反应较快,是土壤有机碳早期变化的敏感性指标。近50年来,三江平原湿地土壤有机碳库受农事活动影响较大。为了探讨不同湿地类型土壤活性有机碳主要组分土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和易氧化有机碳(Easily oxidized organic carbon,EOC)的分布差异及主要影响因子,选择了三江平原洪河自然保护区4种典型的湿地类型(小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地)为研究对象。分析了不同湿地类型土壤可溶性有机碳,微生物量碳和易氧化有机碳在0—30 cm土层内的分布特征和分配比例及其与有机碳、土壤养分和酶活性指标(蔗糖酶、纤维素酶和过氧化氢酶)之间的相关关系。结果表明:(1)4种湿地类型土壤DOC、MBC和EOC含量均随土层深度的增加而减少。不同湿地类型之间土壤活性有机碳含量在0—30 cm土层内存在显著性差异(P0.05),相对于长期淹水的毛苔草湿地和芦苇湿地而言,未淹水的小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地具有较高的DOC,MBC和EOC含量。(2)土壤DOC、MBC和EOC占有机碳比例分别为0.27%—0.63%,1.27%—5.94%和19.63%—41.25%。土壤DOC所占比例呈先增后减的变化趋势,最大的比例均出现在10—20 cm。MBC所占比例在土壤剖面上则未表现出一致的变化规律,而EOC所占比例则随土层深度的增加而逐渐减少。(3)土壤DOC占SOC比例以小叶章湿地最高,MBC和EOC占SOC的比例则以小叶章+沼柳湿地最高。而长期淹水的毛苔草湿地和芦苇湿地则具有更低的DOC,MBC和EOC比例。(4)综合分析表明,4种湿地类型土壤DOC,MBC和EOC两两之间存在极显著相关性关系,它们除了与碳氮比相关性不显著外,与土壤有机碳,全氮,全磷养分和酶活性指标间相关性均达到极显著水平,尤其是与有机碳和全氮的相关性系数更高,此外DOC与纤维素酶,MBC与过氧化氢酶相关性更大。由此可见,土壤碳氮磷养分和酶活性是影响土壤活性有机碳组分分布的重要因素。     

三江平原4种典型湿地土壤碳氮分布差异和微生物特征

选择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作为研究对象,分析了不同湿地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和微生物活性指标(土壤蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、微生物呼吸速率MBR、微生物商q_MB和代谢商q CO₂)的变化及其相互关系.结果表明： SOC和TN含量均随土层深度增加而减少,不同湿地类型之间具有极显著性差异(P<0.01).各湿地土壤酶活性(除过氧化氢酶)、MBC、MBN含量和MBR均以表层(0～10 cm)最高,并随着土层深度的增加而降低.在0～30 cm土层内,小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地SOC、TN含量、土壤酶活性、MBC、MBN含量、MBR、q_MB和qCO₂均高于淹水区的毛苔草湿地和芦苇湿地.统计分析表明,SOC、TN与微生物活性指标(qCO₂除外)均存在极显著正相关关系(P<0.01).表明研究区土壤微生物特征对SOC、TN的变化具有重要的影响和指示作用.     

我国农田生态系统土壤动物生态学研究进展

综述了我国近30年来农田生态系统土壤动物生态学研究进展,概述了我国农田土壤动物的群落多样性及其地理分布,总结了农田生态系统中土壤动物对不同耕作方式、施肥和喷洒农药等农业措施、不同土地利用方式以及工业污染的响应,并就土壤动物对农田生态系统健康状况的指示作用等研究的相关进展进行了讨论.通过与国外相关领域的研究进行比较,指出目前研究中存在的问题,提出农田生态系统未来研究的一些热点问题及展望.     

黄河三角洲芦苇湿地底栖无脊椎动物与环境因子的关系研究——以石油开采区与淡水补给区为例

分别于2018年5月和8月对黄河三角洲芦苇湿地19(淡水补给区11处,石油开采区8处)处采样点的底栖无脊椎动物和水体理化指标进行调查采样,运用统计方法分析两个区域物种组成、优势种、多样性、群落结构以及与环境因子的关系。结果表明:两季共采集到底栖无脊椎动物54种,主要以水生昆虫、腹足纲和软甲纲为主,淡水补给区和石油开采区各类群组成差异明显。独立样本T检验表明淡水补给区和石油开采区水体理化指标间差异显著(P0.05)。双因子方差分析显示,昆虫纲和腹足纲密度在两区域差异显著(P0.05),软甲纲和腹足纲密度在季节上差异明显(P0.05)。底栖无脊椎动物优势种共10种,淡水补给区指示物种8种,而石油开采区未发现有指示物种。聚类和非参数多维排序(nM DS)显示,底栖无脊椎动物群落结构相似性较低; RDA结果表明:淡水补给区底栖无脊椎动物群落结构主要受Cond,TDS,Sal,pH,Eh,HCO_3~-,SO_4~(2-)等环境因子的影响。石油开采区底栖无脊椎动物群落结构影响较大的环境因子为HCO_3~-、NH_4-N。     

乌苏里江洪泛湿地蜻蜓目幼虫对水文连通阻断的生态响应

大型底栖动物的群落组成完整性能够指示和预测水生态环境的健康程度和变化趋势,已经在大量研究中得到验证。然而,群落水平的全部样品采集过程的复杂性并不利于它们的便捷应用。蜻蜓目幼虫是大型底栖动物中相对易于捕捉和识别的类群,并且拥有特别的两栖生命周期,它们的多样性特征以及对水体性质变化的敏感反应,使其成为湿地生态系统中非常广泛且适宜的指示生物。本研究通过比较乌苏里江人工堤坝内外两侧不同河段的河滨湿地中蜻蜓目幼虫的群落组成,分析堤坝阻隔对河滨湿地的生态影响,评估蜻蜓目幼虫对河滨湿地的环境指示特征。结果表明,随着乌苏里江由上游至下游,河滨湿地蜻蜓目幼虫的多样性愈加丰富;阻隔水文连通对蜻蜓目幼虫的生存繁育产生负面的作用,且越趋近下游,蜻蜓目幼虫受到人工堤坝的影响程度越显著;堤坝两侧不同物种的密度变化差异较小,主要区别在于直接与河流水文连通的样点多样性指数值的波动范围相对较大。     

小叶章湿地土壤对磷的净化效率模拟

选取三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地,模拟了不同植物生长期、不同净化阶段、不同土层的小叶章湿地土壤对磷的净化效率及地表水磷输入量对土壤净化效率的影响.结果表明:小叶章的成熟期内湿地土壤对磷的净化效率最高;在各种因素的共同影响下小叶章生长期对土壤净化磷效率的影响不显著;总磷(TP)输入浓度由10 mg·L-1增加到20 mg·L-1时,小叶章湿地土壤对磷的净化效率提高;TP输入浓度为20 mg·L-1时,净化前期和中后期小叶章湿地土壤对磷的平均净化效率分别为4.56和-0.71 mg·kg-1·d-1,差异显著;11P输入浓度为20 mg·L-1时,小叶章湿地0～10、10～20和20～40 cm土壤层对磷的平均净化效率分别为2.27、-0.87和0.51 mg·kg-1·d-1,但差异不显著.     

蚂蚁扰动对土壤有机碳循环过程的影响研究进展

蚂蚁作为生态系统的消费者和分解者,其对土壤有机碳库的影响一直是学术界研究的热点。目前研究主要从蚂蚁对土壤宏量元素储量、理化性质、微生物群落活动等方面探究蚂蚁对土壤有机碳库的影响。本文综述了蚂蚁扰动对土壤有机碳循环过程特征的影响。蚂蚁筑巢改变了蚁穴土壤的微生境、微气候与土壤理化性质,并通过重构土壤微生物群落结构特征、调控地表植被演替过程与格局等方式,直接或间接的影响蚁巢中土壤有机碳来源、碳库分配过程、有机碳库稳定性、有机质微观分子特征等,在微域、局地乃至景观尺度上影响土壤有机碳的循环过程。未来研究应着重从量化蚂蚁扰动及其导致的环境因子波动对土壤碳通量变化的贡献、建立定量模型联系并统一蚂蚁影响下土壤碳循环过程、厘清蚂蚁影响土壤有机碳库稳定性的机制等方面开展深入研究,揭示蚂蚁作为“生态工程师”在调控土壤碳循环过程中的作用机制。     

基于稳定同位素的湿地食物源判定和食物网构建研究进展

湿地生物营养动力学是湿地生态系统结构和功能评价研究的基础.碳、氮稳定同位素作为识别营养关系的方法,已在湿地生态系统食物来源、组成和食物链传递研究中得到广泛运用.本文系统综述了稳定同位素食物贡献度计算模型和营养级确定的基本方法和理论;讨论了动物营养分馏值和基线的选择依据;概括了湿地生态系统典型食物源及其稳定同位素变化特征;总结了草食、杂食和肉食等不同营养级动物的食物来源.指出了稳定同位素在湿地食物源溯源和食物网研究中的不足;基于国内外研究现状和发展趋势及需求,展望了未来同位素技术在湿地食物网生态学研究中的运用前景和研究重点,提出需要加强稳定同位素营养分馏和基线的影响因素、样品处理和保存方式研究以及胃含物、分子标记物和多元素同位素结合分析.     

空间和环境因子对黄河口自然和淡水恢复湿地底栖动物群落的差异影响

生物多样性的形成和维持机制是生态学研究的核心问题,其中环境和空间因子在群落构建中的相对重要性是生态学家面临的重要挑战。为探究黄河口湿地底栖动物群落的关键影响因子,及环境和空间因子对底栖动物群落结构的相对调控作用。于2017年10月与2018年5月对黄河口湿地32个样点（淡水恢复湿地19个和自然湿地13个）的底栖动物和水体理化指标进行采集分析。非度量多维标度排序（NMDS）结果显示,黄河口淡水恢复湿地和自然湿地的底栖动物群落结构显著不同。典范对应分析（CCA）表明,影响淡水恢复湿地底栖动物群落结构的环境因子主要为电导率、盐度和氧化还原电位;而自然湿地底栖动物群落结构主要受pH和无机碳的影响;盐度是两类湿地底栖动物群落组成差异的关键因子。变差分解（VPA）结果显示,环境过滤对淡水恢复湿地底栖动物群落起主导作用;在自然湿地中,空间因子对底栖动物群落具有主要的调控作用,同时环境和空间因子的相互作用也至关重要。本研究明确了黄河口的自然和恢复湿地中环境和空间因素对底栖动物群落特征的相对作用,对黄河三角洲河口湿地中生物多样性的保护和生态系统管理提供参考。     

莫莫格扁秆藨草恢复湿地土壤种子库对长芒稗入侵的响应

湿地恢复过程中,时常有外来种或本地杂草入侵。土壤种子库作为未来植被的潜在种源,对湿地恢复效果具有重要的指示意义。在莫莫格国家级自然保护区,以恢复白鹤栖息地(扁秆藨草(Scirpus planiculmis)沼泽)为目的,进行了退化湿地的水文恢复;但退化湿地恢复2a后,一年生杂草长芒稗(Echinochloa caudata)在大部分区域成为建群种。以长芒稗入侵湿地和扁秆藨草自然湿地为研究对象,对比分析了长芒稗和扁秆藨草的土壤种子库及生长结实特征。结果表明,在自然湿地扁秆藨草种子库规模是长芒稗的18.42倍,而在恢复湿地长芒稗种子库大小是扁秆藨草的5.04倍。与自然湿地相比,扁秆藨草种子库密度在入侵湿地明显减少,但仍保留了一定量具有活力的种子(664.32±105.98)粒/m~2,这与研究区扁秆藨草较高的种子生产力(9210.4±1513.4)粒/m~2及种子较强的浮力(FP50=39.7d)有关,说明扁秆藨草具备通过种子库或水传播恢复的潜力。长芒稗土壤种子库密度在入侵湿地高达(3345.9±520.3)粒/m~2,明显高于自然湿地种子库规模(P0.01),说明恢复湿地受长芒稗入侵影响严重,这与长芒稗较高的种子生产力(7621.4±376.25)粒/m~2及较弱的种子浮力(FP0=5d)有关,同时也表明长芒稗通过水传播扩散的能力较弱。另外,研究区长芒稗平均高度超过1m,且盖度较大,不仅阻碍扁秆藨草种子的水播,也降低了到达地表的光照水平,从而抑制扁秆藨草更新。因此,在莫莫格受长芒稗入侵湿地,于开花结实前收获长芒稗地上植物体及凋落物应是限制长芒稗扩展、同时促进扁秆藨草恢复的有效措施。