向海自然保护区恢复湿地土壤碳含量与固碳速率研究

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向海自然保护区是我国内陆盐沼湿地分布区之一。近些年来,在自然和人为因素的干扰下,湿地退化严重,所以湿地恢复已成为湿地研究的热点问题。本文以向海自然保护区内不同恢复期限的芦苇和香蒲湿地为研究对象,以自然芦苇和香蒲湿地为参考,对不同湿地土壤进行采样,带回实验室进行检测,并利用数理统计方法分析向海自然保护区内恢复湿地土壤有机碳和黑碳的时空分布和固碳速率,并揭示其影响因素。研究结果表明:(1)生长季初期,各恢复芦苇群落有机碳含量总体随土壤深度的增加,呈波动下降的趋势,黑碳含量在垂直方向上则随土壤深度增加,整体呈先降后升的趋势。随着恢复期限的增长,各恢复芦苇群落有机碳和各恢复香蒲群落黑碳变异性总体呈逐渐上升趋势,各恢复芦苇群落黑碳及各恢复香蒲群落有机碳变异性均呈先升后降趋势。生长季中期,除3年恢复芦苇群落外,1年和5年恢复芦苇群落有机碳含量总体随土壤深度的增加,呈先降后升的趋势,而黑碳含量在垂直方向则为先升后降。随着恢复期限的增长,除各恢复香蒲群落黑碳变异性总体呈先降后升趋势外,各恢复芦苇群落有机碳和黑碳及各恢复香蒲群落有机碳变异性呈逐渐上升趋势。生长季末期,各恢复植物群落有机碳和黑碳含量总体随土壤深度的增加,呈波动下降的趋势。随着恢复期限的增长,各恢复芦苇群落有机碳和黑碳含量变异性总体呈逐渐上升趋势,而各恢复香蒲群落有机碳和黑碳变异性分别呈上升和先升后降的趋势。经检验,不同恢复年限下芦苇和香蒲群落的有机碳含量差异性显著高于黑碳(P<0.05)。(2)向海自然保护区内不同恢复年限植物群落土壤固碳量和固碳速率在生长季初期为已恢复5年的植物群落高于已恢复3年的植物群落;生长季中期为恢复3年的芦苇和香蒲群落固碳速率分别呈降低和升高的趋势,恢复5年的两群落固碳速率变化不显著;生长季末期为已恢复3年的芦苇群落固碳速率有所上升,而香蒲群落呈小幅降低的趋势,恢复5年的芦苇和香蒲群落的固碳速率均较生长季中期有所升高。经检验,不同恢复年限下芦苇群落的固碳速率仅在生长季末期存在显著差异,而香蒲群落的固碳速率分别在生长季的初期和末期存在显著差异(P<0.05)。(3)受人类活动影响,向海自然保护区内恢复湿地各植物群落土壤有机碳和黑碳的时空分布与自然群落相比,分布更具规律性,恢复1年和3年的植物群落固碳量和固碳速率均明显低于自然群落,而恢复5年的两群落固碳量和固碳速率略高于自然群落。经检验,随着生长季的深入,恢复3年或5年的植物群落与自然群落的固碳量更为接近,且芦苇湿地固碳速率在生长季较香蒲湿地更快地趋近于自然群落;有机碳和黑碳含量在各植物群落与土壤水分呈正相关,与温度呈负相关;全氮、全磷与有机碳的相关性较强,而与黑碳的相关性不显著。本文所得到的向海自然保护区内土壤有机碳和黑碳的时空分布和固碳速率,对于揭示湿地的生态功能,评价湿地的环境效应以及内陆盐沼湿地的保护和恢复有着重要意义。
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