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乌江/沅江流域土壤有机碳的丢失

尹璐  
【摘要】:喀斯特是全球重要的一类生态系统,它支撑人类四分之一人口的生存。由于自然作用和人类活动的双重冲击,喀斯特生态系统的石漠化已成为一个区域性的生态环境问题。中国拥有全球最大的喀斯特生态系统,它位于我国西南地区,包括四川和重庆的一部分、云南、广西的部分地区、贵州的大部分地区,其中,贵州是该喀斯特生态系统的中心。虽然各级政府采取诸多措施遏止石漠化趋势,但收效甚微,表明必须从生态系统碳循环与生态系统健康耦合关系的微观角度探讨喀斯特生态系统石漠化机理。 河流是流域碳循环信息的集成器,对河水的取样要比对流域土壤的取样简单得多,通过河流颗粒有机碳和溶解有机碳浓度及其碳同位素组成的测定结合其时间上和空间上的变化特征,推断流域土壤碳循环的状况,成为研究喀斯特生态系统石漠化机理的新工具。贵州省的乌江、沅江流域是两个石漠化程度不同、植被覆盖度不一样、土壤厚度和土壤有机质含量不一致、人类活动强度不同的生态系统,是研究喀斯特生态系统石漠化进程中碳循环状况的理想对象。 在枯水期(2002年1月18日—2月8日)和丰水期(2002年7月15日—8月4日)分别收集贵州省境内的乌江和沅江(舞阳河和清水江)水系的河流水样品(每个取样期的样品数均为49个),用孔径为0.65μm的Whatman GF/F玻璃纤维滤膜过滤后分别测定溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)的浓度及其碳同位素比值(δ~(13)C_(PDB))。也随机收集陆生植物样品,测定其碳同位素组成。研究目的是了解石漠化程度不同的乌江和沅江喀斯特生态系统中土壤有机碳的丢失特征,为治理喀斯特石漠化生态系统提供理论依据。 DOC浓度是在Shimadzu TOC-5000分析仪上用高温催化氧化差分法测得,DOC的碳同位素组成(δ~(13)C_(PDB))是用改进的真空冷冻脱水加石英管高温燃烧法获得。POC浓度和碳同位素组成是去无机碳后用石英管高温燃烧法获得,测定碳同位素比值的是MAT 252同位素比值质谱仪。 DOC和POC浓度及其碳同位素比值在空间上和时间上呈现明显的变化。在枯水期,乌江、舞阳河和清水江DOC的浓度均值分别为93.3±126.7、69.2±13.3和110.0±86.7μM/l;在丰水期则分别为85.0±24.2、67.5±8.3、62.5±14.2μM/l。DOC浓度的变化范围在枯水期分别为34.2-760.8、50.8-82.5、62.5-321.7μM/l;在丰水期则为53.3-146.7、55.8-75.0、43.3-81.7μM/l。 在枯水期,乌江、舞阳河和清水江DOC碳同位素比值的均值分别为-26.7±0.8、-25.9±


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