土地利用变化对闽江口湿地土壤有机碳的影响研究

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本研究是在全球气候变暖的背景下,研究闽江口湿地不同土地利用方式对河口湿地生态系统表层土壤碳贮量及土壤主要元素的影响,为科学地开发利用与保护闽江口宝贵的天然湿地资源,增加土壤有机碳的截存提供理论指导。本研究选取了闽江口鳝鱼滩芦苇沼泽湿地以及由其转变的其它五种不同土地利用类型(草地、滩涂养殖地、水田、撂荒地、池塘养殖地)作为研究对象,采用野外调查测定和室内分析相结合的方法,分别对不同土地利用类型、不同层次土壤的有机碳含量、总有机碳贮量、活性有机碳含量、土壤中主要元素氮、磷、钾含量以及不同季节土壤的呼吸速率进行比较研究。研究结果如下:(1)有机碳含量:闽江河口芦苇沼泽湿地的0~50cm土层土壤平均有机碳含量为38.02g.kg-1,转变为草地、滩涂养殖地、水田、池塘养殖地后,平均有机碳含量变为37.64 g.kg-1、27.89 g.kg-1、9.39 g.kg-1、12.38 g.kg-1,分别比芦苇沼泽湿地低1%、27%、75%、67%,水田撂荒10a后的撂荒地土壤有机碳平均含量为15.34 g.kg-1,比水田高63%;(2)有机碳储量:闽江河口芦苇沼泽湿地的0~50cm土层土壤平均有机碳储量为136.29 t.hm-2,转变为草地、滩涂养殖地、水田、池塘养殖地后,有机碳储量变为196.65t.hm-2、121.70 t.hm-2、68.81 t.hm-2、85.31 t.hm-2,水田撂荒10a后的撂荒地土壤有机碳平均储量为103.81t.hm-2,比水田高51%:(3)轻组有机碳:轻组含量为芦苇沼泽湿地(9.94 g.kg-1)>滩涂养殖地(6.03 g.kg-1)>草地(5.08 g.kg-1)>撂荒地(1.85 g.kg-1)>水田(1.24 g.kg-1)>池塘养殖地(0.88 g.kg-1);不同土地利用方式下0~50cm土层土壤轻组有机碳平均含量的大小顺序与轻组含量一致,即从芦苇沼泽湿地(2.01 g.kg-1)→滩涂养殖地(1.46 g.kg-1)→草地(1.35 g.kg-1)→撂荒地(0.45 g.kg-1)→水田(0.25 g.kg-1)→池塘养殖地(0.22 g.kg-1)依次减少;(4)易氧化态碳:芦苇沼泽湿地,平均含量为最大值,变化于6.8~7.3g.kg-1,分别比草地、滩涂养殖地、水田、撂荒地、池塘养殖地分别高40.7%、24.1%、82.6%、75.8%、85.7%,同时不同土地利用方式间易氧化碳的不同组分含量存在一定的差异,芦苇沼泽湿地和滩涂养殖地以低活性有机碳为主,草地中等活性有机碳占有较大比重,水田、撂荒地则比高活性有机碳占优势;(5)土壤呼吸速率:闽江口湿地6种类型的土壤呼吸速率夏季时在2.12umol.m-2.s-1~11.10umol.m-2.s-1间变化,冬季时在0.62 umol.m-2.s-1~2.08 umol.m-2.s-1间变化,总体上,夏季的呼吸速率大于冬季,同时还发现天然芦苇沼泽湿地开垦后,土壤呼吸速率有增大的趋势;(6)土壤N、P、K含量:芦苇湿地转变为草地、滩涂养殖地、水田、池塘养殖地后,N平均含量从1.73g.kg-1分别下降到1.60g.kg-1、1.3 g.kg-1、0.69 gg.kg-1、0.65 g.kg-1,土壤剖面N素含量受土壤有机碳含量影响总体上呈现由上到下逐渐减少趋势,同时芦苇湿地开发利用后,土壤中的NO3--N含量升高;6种类型土壤中P含量0.44~0.90g.kg-1之间,变异较小,P的水平、垂直分异规律与有机碳、N的分布基本一致;不同土地类型K含量在15.15~29.62g.kg-1之间,普遍高于N、P的含量,芦苇湿地的泥炭土的K素含量明显低于其它5种土壤的K含量,不同土地类型土壤K素在剖面的分布规律差异较大;(7)土壤理化性质:芦苇沼泽湿地被开发利用后,土壤的pH值都有所上升,水田的pH最大,呈弱碱性;从土壤电导率的变化来看,芦苇沼泽湿地开发成滩涂养殖地后,电导率有所升高,说明土壤含盐量提高,转变成其它4种类型,电导率减小,说明土壤含盐量降低;同时,芦苇沼泽湿地开发利用后,土壤的容重增大,孔隙度减小。
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