小興安嶺典型沼澤濕地主要生態(tài)特征及對(duì)氮素的截留效果研究.pdf

1、濕地發(fā)生與演化特征研究包括從主導(dǎo)環(huán)境因素和主導(dǎo)特征入手研究濕地的發(fā)生條件,以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論與方法研究濕地演化的驅(qū)動(dòng)因素和演變特征。濕地生態(tài)特征是指濕地發(fā)生與演化特征,濕地的物理、化學(xué)和生物特征。本文通過(guò)對(duì)小興安嶺北麓烏伊嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)小葉章沼澤濕地的野外實(shí)地觀測(cè)、模擬實(shí)驗(yàn)以及室內(nèi)分析,解析了小葉章沼澤生態(tài)系統(tǒng)的組分、生態(tài)結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng),揭示了小葉章濕地的生態(tài)特征(物理特征、化學(xué)特征、生物特征)和小葉章植物的生態(tài)適應(yīng)特性,為該類型濕

2、地的退化修復(fù)以及生態(tài)環(huán)境的模擬與保護(hù)研究提供了新思路。
　　烏伊嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是世界上重要的濕地保護(hù)區(qū)之一,它地處小興安嶺過(guò)渡地帶,地理位置十分獨(dú)特,是我國(guó)高寒、高緯度有代表性、典型性和稀有性的林間濕地自然保護(hù)區(qū)。是松花江重要支流湯旺河、黑龍江支流庫(kù)爾濱河和烏云河的河源區(qū),又是小興安嶺伊春林區(qū)的母親河湯旺河的發(fā)源地;還分布有克林河、烏云河、美峰河和沙羅里河等河流及牛軛湖、熱融湖、海馬湖、五星湖、月牙湖、圈湖和溫泉泡等湖泡。烏伊

3、嶺濕地是小興安嶺乃至東北山林地區(qū)保存最為完整的濕地生態(tài)系統(tǒng),很脆弱,一旦破壞難恢復(fù)。分為森林沼澤、草叢沼澤、灌叢沼澤、泥炭蘚(蘚類)沼澤、浮毯型沼澤、湖泊沼澤、河流濕地7類。低位、中位、高位沼澤類型齊全。因此具有特殊的生態(tài)作用和科研價(jià)值。研究區(qū)小葉章沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查結(jié)果表明:以小葉章為優(yōu)勢(shì)種的群落共有18科29種植物,苔蘚類共有4科4屬;土壤微生物中以細(xì)菌的數(shù)量最多,放線菌的數(shù)量最少,且不同季節(jié)在土壤中的分布狀態(tài)不同。
　　小

4、葉章主要分布于中國(guó)的東北、華北、內(nèi)蒙古等地區(qū)的平原低濕地,河北、山西、陜西、甘肅等地也有分布;俄羅斯的遠(yuǎn)東、蒙古、朝鮮、日本等地均有分布。在小葉章沼澤濕地的物理特征中著重分析光合作用和蒸騰作用。小葉章光合速率日變化呈現(xiàn)單峰曲線變化,受各種環(huán)境因素的綜合影響,但以受光合有效輻射的影響最大。小葉章是光合作用能力較強(qiáng)的濕地植物,單位面積日總同化量為568803.6μmol(CO2)/m2,單位面積日蒸騰量為4426487μmol(H2O)/m

5、2,蒸騰效率為12.85％,光合產(chǎn)量為2.58×10-2μmol·s-1。估算凈初級(jí)生產(chǎn)力為2999.6337g/(m2·a)。小葉章蒸騰速率日變化不同月份所表現(xiàn)的波動(dòng)趨勢(shì)基本相似,最高值出現(xiàn)在正午前后,蒸騰速率主要受群落環(huán)境和氣孔阻力影響。
　　小葉章沼澤濕地化學(xué)特征的研究著重分析營(yíng)養(yǎng)元素在土壤和植物不同器官中的分布與動(dòng)態(tài)。小葉章濕地土壤中全量元素的含量、可溶性元素變化隨著土壤剖面層次和季節(jié)的變化而不同。小葉章不同器官中的元素含

6、量中氮以葉片最多,磷以根最多,鉀以葉鞘最多。葉片中元素累計(jì)量全氮5月份最高,占20%,8月份最低為1%;全鉀5月份最高,占15%,9月份最低占5%;全磷8月份最高,占31%,9月份最低占2%。小葉章沼澤濕地的生物特征著重探討生物量、土壤微生物及土壤酶活性。小葉章地下生物量與地上生物量之比為:16.6:1;地上生物量以葉片為主,占99.78%以上。濕地土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量和土壤蛋白酶、磷酸酶、纖維素酶、脲酶活性隨著土壤剖面和季節(jié)的

7、變化而變化。通過(guò)對(duì)大氣——小葉章——土壤之間的相關(guān)性分析得知,環(huán)境因子中溫度和水分是影響小葉章生長(zhǎng)的主要因素。
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的面源污染已經(jīng)成為許多地區(qū)亟待解決的主要環(huán)境問(wèn)題。農(nóng)田退水中大量的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入地表水體后將引起水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題,因此去除農(nóng)田退水中營(yíng)養(yǎng)元素是預(yù)防和治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本問(wèn)題。本論文研究了小興安嶺典型濕地類型在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和靜態(tài)試驗(yàn)兩種條件下對(duì)于污水氮素的去除效率和規(guī)律,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法研究了濕地去