排水對小興安嶺沼澤濕地土壤碳組分的影響.pdf

1、土壤活性有機(jī)碳是土壤碳素中活性較高的部分，具有一定溶解性，在土壤中移動比較快、不穩(wěn)定、易氧化、分解、礦化，受植物、微生物影響強(qiáng)烈。雖然土壤活性碳組分占土壤有機(jī)碳的比例很小，它卻是有機(jī)碳庫中最活躍的組成部分，參與土壤中很多物理化學(xué)和生物過程，其大小和周轉(zhuǎn)對全球生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要意義。小興安嶺是我國寒區(qū)森林濕地的集中分布區(qū)，20世紀(jì)70年代以來，小興安嶺森林濕地深受人類活動的影響，其中排水造林是濕地遭受到的主要干擾方式。濕地排水后，土壤

2、的溫度、水文條件和氧化還原特征發(fā)生顯著改變，進(jìn)而會影響到土壤活性碳組分的變化。本文選擇小興安嶺天然苔草沼澤濕地及不同年代排水造林后的人工落葉松沼澤濕地為對象，研究不同類型和深度下土壤活性碳組分的含量變化趨勢，探討影響活性碳組分含量的影響因素，揭示排水造林時間對土壤碳組分的影響，以期為深入理解活性碳組分在濕地碳循環(huán)中的作用提供科學(xué)依據(jù)。本文得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）沼澤濕地排水后，土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變。土壤有機(jī)質(zhì)分解加快,有機(jī)

3、氮、磷礦化作用增強(qiáng)，養(yǎng)分含量隨排水年限的增加逐漸減小。排水后DOC、MBC含量銳減且垂直方向趨勢改變。排水前后土壤DOC、MBC含量均有明顯的季節(jié)變化，且變化趨勢具有一致性。
　　（2）沼澤濕地排水后，總有機(jī)碳和重組有機(jī)碳下降速率小于輕組有機(jī)碳。排水40年后，輕組有機(jī)碳比例從30％下降到5%。隨著排水時間的增長，重組有機(jī)碳分配比例明顯增加，輕組有機(jī)碳分配比例明顯下降。沼澤濕地排水后，原有的根層和枯落物層遭到徹底破壞，凋落物供給大大

4、減少和輕組有機(jī)碳的快速分解是造成輕組有機(jī)碳含量迅速下降的重要原因。
　?。?）沼澤濕地排水11年后，溶解性有機(jī)碳上層含量從395±25 mg/kg下降為280±25mg/kg，下降29%，22年后下降46%，達(dá)到一個相對穩(wěn)定值195-212 mg/kg。隨著排水時間的增長，DOC/TOC比值緩慢的增大，長期排水導(dǎo)致溶解性有機(jī)碳在土壤有機(jī)碳中的分配比例增加，這樣更容易造成土壤有機(jī)碳的損失。沼澤濕地排水對土壤溶解性有機(jī)碳含量的影響主要

5、發(fā)生在表層(0-20cm)，對剖面深層(20-40 cm)溶解性有機(jī)碳含量影響不大。土壤中現(xiàn)存有機(jī)碳的數(shù)量和返回到土壤中的有機(jī)質(zhì)數(shù)量是決定土壤溶解性有機(jī)碳數(shù)量和組成的主要因素。
　?。?）沼澤濕地排水后，土壤總有機(jī)碳下降率小于土壤微生物量碳，微生物熵值逐漸減小。苔草沼澤濕地土壤的微生物熵最高，隨著排水年限增加，微生物熵相對穩(wěn)定在2.7-2.9%。土壤有機(jī)碳大量損失，有機(jī)碳的可利用性明顯降低，微生物對碳源的有效利用效率下降。