皖江湿地及其围垦农田土壤有机碳库与稳定性的变化研究

论文摘要

湿地是一种独特的生态系统,在环境和气候变化中占有十分关键的地位。湿地亦是陆地土壤中主要的储碳库,土壤碳密度较高。同时,湿地也是大气温室气体的源和汇。由于人类活动的影响,湿地所受的人为扰动加大,导致其由碳汇变成碳源,加剧温室效应。因此,保护和增强湿地碳储存,对于温室气体减排具有十分重要的意义。安徽沿江（简称皖江）湿地是长江中下游重要而且典型的河湖湿地。本文采集皖江地区5个淡水湿地（龙感湖、大官湖、泊湖、升金湖和青通河下游）及其周边围垦农田的代表性土壤样本,分析测定了总有机碳含量,经不同浓度硫酸溶液浸提的溶解性有机碳（DOC1、DOC2）和稳定性组分含量,即土壤的活性碳含量、缓效性碳含量和隋性碳含量,讨论了天然淡水湿地有机碳密度和几种不同稳定性程度有机碳的深度分布特征及其开垦为农田后的变化。主要研究结果如下:1.湿地表层和全剖面中的碳密度范围分别为45-60 tC·hm-2和80-90 tC·hm-2;而农田则分别为22-50 tC·hm-2和40-80 tC·hm-2。湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面SOC含量平均都降低了36%,且有机碳含量的变异性增大,表明湿地开垦为农田后碳库失去稳定性。开垦为旱地土壤的有机碳含量和碳密度显著低于（15%-25%）开垦为稻田的,故湿地开垦为旱地更不利于湿地碳库保护。因而,垦殖为水田是相对有利于湿地碳库保护的土地利用方式。湿地开垦引起的碳库损失可能是土壤作为大气CO2源效应的主要途径之一。2.皖江流域湿地表层土壤有机碳含量较高,且在土壤深层仍有较多的有机碳分布。围垦的农田土壤则明显降低,且剖面分布的变异和空间的变异远大于湿地。开垦为农田后,表层有机碳比原来减少了,平均损失51%。开垦的年限越长,表层碳损失得越多。皖江地区因湿地开垦表层碳密度损失达18 tC·hm-2,全剖面损失高达30tC·hm-2,皖江流域因围垦造成的湿地有机碳损失达到4Tg。3.在三种不同稳定性程度的有机碳中,稳定性碳含量占总碳的百分比最高,均在50%以上,其次是DOC1,DOC2含量最少。DOC1、DOC2、稳定性有机碳含量均与总有机碳含量呈正相关关系。开垦为农田后,表层土壤有机碳含量明显降低,分别为垦殖前的78%、51%和66%。就农田系统而言,水稻土的非稳定性碳和稳定性碳的含量要高于旱地。此外,开垦也使土壤有机碳剖面分布的变异性增大,稳定性有机碳在总有机碳中的百分比下降,表明湿地围垦削弱了土壤碳库的稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 湿地研究概况
• 1.1 湿地的定义和基本特征
• 1.2 湿地生态系统的功能和特点
• 1.3 湿地的类型与分布
• 1.4 湿地生态系统的国内外研究进展
• 2 湿地碳循环的研究概况
• 2.1 湿地土壤的基本类型
• 2.2 湿地碳循环的研究
• 3.土地利用变化对土壤有机碳的影响
• 4.土壤有机碳库的稳定性与全球变化的关系
• 5.结语
• 第二章 皖江自然湿地土壤碳密度及开垦为农田后的变化
• 1 材料与方法
• 1.1 采样区概况
• 1.2 样品采集
• 1.3 样品分析与碳密度计算
• 1.4 数据处理和统计检验
• 2 结果与讨论
• 2.1 表层土壤有机碳含量变异
• 2.2 有机碳在土壤剖面中的分布
• 2.3 土壤碳密度变化
• 3 结论
• 第三章 湿地土壤及其围垦农田有机碳稳定性组分分布
• 1 材料与方法
• 1.1 样品采集与处理
• 1.2 样品分析
• 1.3 数据处理与统计
• 2 结果与讨论
• 2.1 土壤表层SOC含量在开垦前后的比较
• 2.2 DOC1、DOC2及稳定性碳在土壤剖面中的分布
• 2.3 稳定性碳和非稳定性碳占TOC的比例及其相关关系
• 3.结论
• 全文结论、创新点及研究展望
• 1.全文结论
• 2.创新点及研究展望
• 3.不足及今后工作的方向
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文