小兴安岭泥炭沼泽植物区系及土壤理化性质研究

论文摘要

小兴安岭林区分布有大面积的沼泽湿地,有森林沼泽、灌丛沼泽、草丛沼泽、藓类沼泽等多种类型,这些沼泽湿地在调节洪峰、蓄存降水、保持水土、改善小气候等方面发挥着巨大的作用。湿地土壤是重要的有机碳储存库,湿地土壤有机碳的变化对全球气候变化有直接的影响。本文选择小兴安岭林区典型泥炭沼泽湿地为研究对象,对其植物区系、植被类型、土壤物理性质和化学性质进行系统研究,尤其对泥炭沼泽湿地土壤有机碳（SOC）含量进行深入研究,并进行相关性分析,为本地区湿地保护和科学管理提供科学依据。其主要研究结果如下：（1）小兴安岭泥炭沼泽湿地种子植物共有63科184属339种,其中裸子植物1科3属3种,被子植物有62科181属336种。本区沼泽湿地种子植物占我国东北部种子植物总科数的49.22%,总属数的24.83%,总种数的12.93%。种子植物科划分为4个分布区类型和4个分布区变型；属划分为12个分布区类型和9个变型；种划分为15个分布区类型和18个分布区亚型。研究区泥炭沼泽湿地种子植物科属种的地理成分以温带性质为主。（2）五类典型泥炭沼泽土壤平均容重变化在0.06 g·cm-3-0.74 g·cm-3之间,毛管孔隙变化范围为49.54%-59.95%,非毛管孔隙变化范围为31.69%～12.75%,其中漂筏苔草湿地土壤毛管孔隙最大,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地非毛管孔隙和总孔隙度均为最高。兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别为1586.57%、1007.71%和882.70%。（3）五类泥炭湿地土壤pH值均低于6.0。兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤有机质含量最高,各土层有机质含量均在800 g·kg-1以上。平均全N含量变化在3.41g-kg-1～13.78g·kg-1之间,水解N含量变化范围为60～1100 mg·kg-1,全P含量变动在0.47～1.26g·kg-1之间,有效P含量均表现为表层高于下层,随着土层的加深呈下降趋势,且表层有效P含量均在30mg·kg-1以上（4）土壤SOC含量大小排序为：兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地>漂筏苔草湿地>油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地>修氏苔草湿地>白桦—油桦—小叶章湿地>对照林地,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤SOC含量高达477.69g·kg-1,是对照林地的17.06倍。平均碳密度大小排序为：漂筏苔草湿地>油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地>修氏苔草湿地>白桦—油桦—小叶章湿地>兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地>对照林地,漂筏苔草湿地碳密度最高（83.19 kg·m-3）,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地碳密度相对较低（48.03 kg·m-3）,分别是对照林地的3.51和2.03倍。0-40cm碳储量大小排序为：漂筏苔草湿地>油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地>修氏苔草湿地>白桦—油桦—小叶章湿地>兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地>对照林地,漂筏苔草湿地高达3.36万t.km-2,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地为1.27万t·km-2。（5）五类湿地土壤SOC含量与容重呈极显著负相关（r=-0.879,P=0.000）,拟合方程呈指数函数关系（R2=0.851）,与非毛管孔隙存在显著的正相关关系（r=0.628,P=0.011）；土壤SOC含量与土壤全N、水解N和有效P呈极显著正相关关系（r=0.901,r=0.891,r=0.825）,与全P呈显著正相关（r=0.690）。土壤SOC与全N之间拟合方程存在幂函数关系（R2=0.912）,与土壤全P之间拟合方程呈指数函数关系（R2=0.772）,与水解N和有效P之间均存在直线关系（R2=0.843,R2=0.68）

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外相关研究现状及发展趋势
• 1.2.1 湿地植物群落
• 1.2.2 湿地土壤养分含量
• 1.2.3 湿地土壤有机碳
• 1.3 研究目标
• 2 研究区概况与研究方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 气候
• 2.1.4 水文
• 2.1.5 土壤
• 2.1.6 植被
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 技术路线
• 2.2.2 植被调查
• 2.2.3 多样性调查与土壤样品采集
• 2.2.4 化学分析
• 2.2.5 计算方法
• 3 研究区沼泽湿地植物区系与植被类型
• 3.1 植物区系
• 3.1.1 种子植物科属种组成统计
• 3.1.2 地理成分统计
• 3.2 植被分类
• 3.2.1 植被分类原则
• 3.2.2 植被分类系统
• 3.3 主要群落特征
• 3.3.1 沼泽
• 3.3.2 草塘
• 3.4 典型群落多样性分析
• 3.4.1 乔木群落多样性分析
• 3.4.2 灌木群落多样性分析
• 3.4.3 草本群落多样性分析
• 3.5 本章小结
• 4 典型泥炭沼泽土壤持水特性
• 4.1 土壤容重
• 4.2 土壤孔隙状况
• 4.2.1 毛管孔隙
• 4.2.2 非毛管孔隙
• 4.2.3 总孔隙度
• 4.3 土壤持水能力
• 4.3.1 土壤质量含水量
• 4.3.2 土壤饱和持水量
• 4.3.3 土壤毛管持水量
• 4.3.4 土壤田间持水量
• 4.3.5 土壤贮水能力
• 4.4 本章小结
• 5 典型泥炭沼泽土壤N、P含量变化特征
• 5.1 土壤PH值
• 5.2 土壤N含量
• 5.2.1 全N含量
• 5.2.2 水解N含量
• 5.3 土壤P含量
• 5.3.1 全P含量
• 5.3.2 有效P含量
• 5.4 相关性分析
• 5.5 本章小结
• 6 泥炭沼泽土壤有机碳含量及腐殖质组分
• 6.1 泥炭沼泽湿地土壤有机碳含量及相关因子分析
• 6.1.1 土壤有机碳（SOC）含量
• 6.1.2 土壤碳密度和碳储量
• 6.1.3 土壤SOC含量影响因子分析
• 6.2 沼泽土壤腐殖质组分特征
• 6.2.1 胡敏酸（HA）组分特征
• 6.2.2 富里酸（FA）组分特征
• 6.2.3 HA/FA
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历