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《云南大学》 2011年
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纳帕海湿地区土壤碳氮要素分异特征研究

董云霞  
【摘要】:高寒湿地对全球/区域气候变化和人类活动的响应极为敏感,其湿地土壤环境及其组分更易响应于水文情势的变化而变化,高寒湿地土壤碳、氮及其组分的分异,是识别区域环境及其生态响应的重要途径。滇西北横断山区的纳帕海湿地(Ramsar湿地),属典型的低纬高海拔的高寒湖沼湿地,上世纪的50-90年代,纳帕海湿地发生了快速退化。 本研究基于纳帕海湿地区地貌、水文和地表植被类型的分异,设计四条样带,共计28个样地,可以大致划分为弃耕地-中生草甸土(AFMMS-Abandoned Farmland Mesophytic Meadow Soil)、中生草甸土(MMS-Mesophytic Meadow Soil)、湿草甸土(WMS-Wet Meadow Soil)、沼泽土(MS-Marsh Soil)主要四类,退化程度由高而低依次为AFMMS、MMS、WMS、MS,对4类土壤0-10cm、10-20cm、20-30cm采样,分析各层土壤有机碳(SOC-Soil Organic Carbon)、活性有机碳(LOC-Labile Organic Carbon)、可溶性有机碳(DOC-Dissolved Organic Carbon)、总氮(TN-Total Nitrogen)、速效氮(RAN-Rapid Available Nitrogen)、溶解有机氮(DON-Dissolved Organic Nitrogen)、铵态氮(AN-Ammonium Nitrogen)、硝态氮(NN-Nitrate Nitrogen)、pH值等指标。本研究通过分析纳帕海湿地区4类土壤碳氮及组分含量的分异特,征,以深入认识湿地土壤的退化状态,为其生态修复、保护与管理决策提供基础科学依据。 得出的主要结论如下: (1)4类土壤间,有机碳素分异特征为:水平方向上,除AFMMS中、下层LOC略高于MMS对应层外,其它各层SOC、LOC、DOC都为AFMMSMMSWMSMS,与4类土壤的退化程度有着很好的对应关系;剖面垂向上,AFMMS、MMS和WMS的SOC、LOC、DOC以及MS的DOC均由上向下减少,上、中两层减幅较大,表现为上层的显著富集;MS的SOC和LOC变化趋势为由上向下先增后减。其中AFMMS上层的SOC、LOC和DOC含量都明显低于相对自然状态下的MMS,可见耕作带来表层土壤有机碳损失,弃耕后经长达10多年的自然恢复过程,其土壤SOC及活性组分都未能恢复到MMS的相应水平 (2)4类土壤问,氮素分异特征为:水平方向上,4类土壤上层的氮素含量基本都表现为AFMMSMMSWMSMS,与退化程度明显对应,而中下层氮素含量在AFMMS、MMS、WMS之间的分异不显著,但MS各层氮素含量都明显高于本区其它3类土壤对应层位的氮素含量;剖面垂向上,AFMMS、MMS、WMS的氮素组分总体趋势表现为上层相对富集、上层和中层氮素含量减幅大、中层和下层氮素含量减幅较小,MS的TN和RAN表现为上层至中层增加,中上层相对富集,而DON、IN含量由上而下逐渐降低,上层相对富集。 (3)4类土壤LOC/SOC(%)值变化于8.6%-16.8%之间,各层LOC/SOC值由高到低均为AFMMS、MMS、WMS、MS,表明土壤越干,其生物活性有机碳库的周转速率就越高。除MS表层DOC/LOC(%)达到8.74%外,4类土壤其它各层的DOC/SOC(%)、DOC/LOC(%)值变化区间为0.21%-0.80%、3.64%-4.99%。MMS、WMS、MS(?)勺LOC和SOC相关性高,但AFMMS的LOC和SOC相关性低,可见相对自然状态下土壤LOC和SOC问有较高的关联性,而受人为干扰程度较强的AFMMS的土壤LOC和SOC相关性低。 (4)湿地区4类土壤的DON和IN占RAN的比例分别变化于1.94%-4.73%、2.10%-4.04%,两者占RAN的比例都很低。因此,在土壤速效氮素养分的研究中,除了目前研究较多的DON和IN外,还有更多的其它速效氮素组分值得关注 (5)湿地区4类土壤上层氮素含量的显著性分异、土壤C/N比值范围及其分异,在一定程度上反映了湿地区人为干扰所带来的土壤退化;土壤上层氮素分异与土壤水分具有明显的对应关系,即水分越低,土壤上层氮素含量和C/N比越低,而RAN、DON占TN的比例却越高,这意味着湿地的旱化将加速湿地区土壤上层速效氮素组分的流失。未来纳帕海湿地保护与管理中,必须通过人为调控水文情势防止湿地旱化的加剧,以避免湿地植被生态和土壤的进一步退化。
【学位授予单位】:云南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S153

【参考文献】
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