尕海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤特征及溫室氣體排放研究
發(fā)布時(shí)間:2018-07-11 18:44
本文選題:尕海濕地 + 土壤物理特征。 參考:《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2014年博士論文
【摘要】:尕海濕地是典型高寒濕地,了解和掌握其水源涵養(yǎng)功能、有機(jī)碳、氮的蓄積狀況以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放特征是高寒濕地碳、氮、水循環(huán)研究的重要基礎(chǔ),也是全球環(huán)境變化研究的重要內(nèi)容之一。尕海濕地區(qū)域有草本泥炭地、高山濕地、沼澤濕地等多種類型,這些濕地類型在調(diào)節(jié)洪峰、蓄存降水、保持水土、改善小氣候和維持區(qū)域碳氮平衡中發(fā)揮著巨大的作用,對(duì)維持區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)平衡具有極其的重要意義。深入研究尕海濕地土壤特征及溫室氣體排放規(guī)律,不僅為有效恢復(fù)和合理保護(hù)尕海濕地提供技術(shù)策略,而且有助于準(zhǔn)確評(píng)估我國(guó)高寒濕地溫室氣體排放的貢獻(xiàn)率,也為研究控制高寒濕地溫室氣體排放提供一定的研究基礎(chǔ)。 本文以尕海濕地系統(tǒng)4種典型濕地類型為研究對(duì)象,以生態(tài)學(xué)、水文學(xué)、大氣物理學(xué)等學(xué)科理論為指導(dǎo),運(yùn)用野外固定樣地調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析等方法,研究揭示了尕海濕地系統(tǒng)的土壤物理特征、水源涵養(yǎng)功能、有機(jī)碳密度、有機(jī)碳儲(chǔ)量、肥力等的空間變化規(guī)律,分析探討了海拔高度對(duì)濕地土壤特征的影響,監(jiān)測(cè)分析了尕海濕地系統(tǒng)CH4、CO2、N2O的時(shí)空排放規(guī)律及溫度因素對(duì)濕地溫室氣體排放的影響。主要結(jié)論如下: (1)尕海濕地系統(tǒng)不同濕地類型的土壤顆粒組成、土壤容重和土壤孔隙度差異明顯,且均隨土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)性變化;0~60cm層土壤平均粗砂粒含量為草本泥炭地(63.00%)沼澤濕地(46.47%)高山濕地(37.60%),細(xì)砂粒含量與粗砂粒恰好相反;土壤容重為亞高山草甸(1.29g·cm-3)高山濕地(0.90g·cm-3)沼澤濕地(0.49g·cm-3)草本泥炭地(0.22g·cm-3);土壤總孔隙為草本泥炭地(86.52%)沼澤濕地(77.20%)高山濕地(63.21%)亞高山草甸(49.54%);土壤最大蓄水量為草本泥炭地(13143.94t·hm-2)沼澤濕地(11640.19t·hm-2)高山濕地(9060.79t·hm-2)亞高山草(7391.80t·hm-2),非毛管蓄水量為草本泥炭地(937.67t·hm-2)亞高山草甸(598.50t·hm-2)高山濕地(594.67t·hm-2)沼澤濕地(325.13t·hm-2),土壤排水能力的平均值為亞高山草甸(51.49mm)沼澤濕地(49.66mm)高山濕地(43.42mm)草本泥炭地(22.45mm)。在尕海濕地系統(tǒng)中,草本泥炭地的水源涵養(yǎng)功能最好,而亞高山草甸排水功能最好。 (2)尕海濕地系統(tǒng)不同濕地類型的土壤有機(jī)碳含量差異明顯。草本泥炭地土壤有機(jī)碳含量明顯高于其他類型,平均有機(jī)碳含量(286.80g·kg-1)約為沼澤濕地(98.51g·kg-1)、高山濕地(57.45g·kg-1)、亞高山草甸(40.22g·kg-1)的2.91、4.99和7.13倍;各類型濕地土壤平均有機(jī)碳密度為:草本泥炭地(63.89kg·m-3)亞高山草甸(51.44kg·m-3)沼澤濕地(49.12kg·m-3)高山濕地(46.82kg·m-3),以0~10cm剖面的密度最大;各類濕地土壤剖面有機(jī)碳密度與有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì)基本一致,均隨土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)性變化;草本泥炭地、沼澤濕地、高山濕地和亞高山草甸土壤有機(jī)碳均存在0~10cm和20~40cm兩個(gè)明顯儲(chǔ)碳層;4種類型濕地0~60cm的土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量約為9.50×106t。在尕海濕地系統(tǒng)中,草本泥炭地的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量最高,而亞高山草甸儲(chǔ)量最低。 (3)尕海濕地系統(tǒng)不同濕地類型的土壤肥力差異明顯。0~60cm層土壤pH值大小為草本泥炭地(6.03)沼澤濕地(6.26)高山濕地(7.72)亞高山草甸(7.92);全N含量為草本泥炭地(12.72g·kg-1)沼澤濕地(8.75g·kg-1)高山濕地(6.99g·kg-1)亞高山草甸(3.75g·kg-1),且存在顯著差異(P 0.05),土壤水解N含量為草本泥炭地(71.78mg·kg-1)沼澤濕地(45.96mg·kg-1)高山濕地(45.96mg·kg-1)亞高山草甸(13.97mg·kg-1);全P含量為草本泥炭地(2.56g·kg-1)高山濕地(2.25g·kg-1)亞高山草甸(2.24g·kg-1)沼澤濕地(2.17g·kg-1),有效P含量為高山濕地(14.72mg·kg-1)草本泥炭地(5.68mg·kg-1)亞高山草甸(4.86mg·kg-1)沼澤濕地(2.92mg·kg-1);全K含量平均值排序?yàn)閬喐呱讲莸?11.01g·kg-1)高山濕地(9.46g·kg-1)草本泥炭地(5.11g·kg-1)沼澤濕地(5.05g·kg-1),速效K含量為亞高山草甸(80.93mg·kg-1)高山濕地(44.37mg·kg-1)草本泥炭地(30.62mg·kg-1)沼澤濕地(20.93mg·kg-1)。在尕海4濕地系統(tǒng)中,草本泥炭地的土壤N、P素含量最高,而亞高山草甸土壤K素含量最高。 (4)尕海濕地土壤物理性質(zhì)隨著海拔高度的增加表現(xiàn)有所不同,其中濕地的土壤含水量、土壤通氣度和總孔隙度均表現(xiàn)出隨海拔高度的上升而升高的趨勢(shì),且與海拔有顯著的相關(guān)性。而容重、非毛孔隙度和毛管孔隙度隨海拔高度的上升變化規(guī)律不明顯,與海拔相關(guān)性不強(qiáng);濕地土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮、全磷和pH值均表現(xiàn)為高海拔高于低海拔,全鉀表現(xiàn)為高海拔區(qū)低于低海拔區(qū);除全鉀外,尕海濕地土壤其他化學(xué)性質(zhì)均隨海拔高度的增加而增加,但和海拔并不都成呈顯著性相關(guān)。 (5)尕海濕地系統(tǒng)的CH4、N2O排放通量和CO2表觀排放通量具有明顯的空間變化特征,CH4、N2O排放通量和CO2表觀排放通量的最小值分別為亞高山草甸(-0.014±0.126mg·m-2·h-1),高山濕地(-0.008±0.022mg·m-2·h-1)和沼澤濕地(137.17±284.51mg·m-2·h-1),而最大值分別為沼澤濕地(0.498±0.682mg·m-2·h-1),草本泥炭地(0.094±0.117mg·m-2·h-1)和高山濕地(497.81±473.09mg·m-2·h-1),植物和土壤綜合作用決定排放通量的空間差異性;同時(shí)CH4排放通量、CO2表觀排放通量有明顯的時(shí)間變化特征,最大值出現(xiàn)在2011年的7~10月和2012年的5~7月,而后降低并維持相對(duì)穩(wěn)定變化趨勢(shì);土壤地下5cm溫度、氣溫及地表溫度與尕海濕地生態(tài)系統(tǒng)CO2表觀排放通量呈顯著曲線關(guān)系,,與CH4排放通量均存在一定正相關(guān),但對(duì)N2O無(wú)明顯影響;尕海四種類型濕地亞高山草甸、高山濕地、草本泥炭地和沼澤濕地的CH4年排放通量分別為-1.805、9.157、11.484和30.144kg·ha-1,N2O排放通量分別為3.24、-1.34、9.55和1.67kg·ha-1,CO2表觀排放通量分別為29267.49、35044.53、32112.9和12369.45kg·ha-1。
[Abstract]:The wetland is a typical alpine wetland . It is important to understand and master the water conservation function , organic carbon , nitrogen accumulation and the greenhouse gas emission characteristics of the whole ecosystem . It is also an important part of the research on the global environmental change . The wetland areas have great significance in regulating the flood peak , storing the precipitation , keeping the water soil , improving the small climate and maintaining the regional carbon nitrogen balance .
In this paper , four typical wetland types of wetland system are studied , such as ecology , hydrology , atmospheric physics and so on . The spatial variation law of soil physical characteristics , water conservation function , organic carbon density , organic carbon reserve , fertility and so on are studied in this paper .
( 1 ) The soil particle composition , soil bulk density and soil porosity difference of different wetland types in the wetland system of Qinghai - Hai wetland are obviously different , and the fluctuation of soil depth increases with the increase of soil depth ;
The average coarse sand content in the 0 锝
本文編號(hào):2116262
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