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云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制

作　者: 田昆
导　师: 杨永兴
学　校: 中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
专　业: 环境科学
关键词: In-situ 云南纳帕海高原湿地土壤退化退化机制
分类号: X144
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

滇西北横断山区的纳帕海湿地属低纬度、高海拔的高原喀斯特湿地类型。由于地处长江上游生态脆弱的石灰岩地区,因此具有特殊的生态作用和科研价值。其形成、发育与演化过程与平原湿地和若尔盖高原湿地有着显著差别,是我国湿地的独特类型,属于我国湿地研究的薄弱领域。选择基本无人为干扰而处于原始状态的沼泽土壤,提取其湿地环境信息特征作为研究参照,依据这些环境特征在人为干扰后的退化程度差异,选取疏干原生沼泽后形成的沼泽化草甸,草甸及垦后湿地三种退化类型作为研究对象,进行长期定位研究。从湿地植被类型的时空变化、土壤碳氮营养、速效养分的时空动态以及土壤微生物类群和酶活性的变化响应,来研究地质、气候和水文等自然因素的影响以及人为活动,诸如疏干、垦殖、放牧、旅游等对纳帕海湿地资源过度利用导致的湿地退化过程与规律;同时,从湖周植被破坏导致的养分和水土流失,来研究其对纳帕海湿地沉积演化及湿地生态系统物质迁移转化和能量流动的影响,客观揭示高原喀斯特湿地生态系统退化的驱动机制,补充完善我国湿地研究类型,推动湿地退化与恢复理论及其湿地退化生态系统长期定位研究的深入,为高原退化湿地的生态恢复提供理论依据。研究方法采用国外在田间条件下长期定位研究的In-situ 技术。两年定位动态研究表明,In-situ 技术是高原恶劣气候条件下,定位研究、动态观测土壤生态环境变化的有效方法,尤其可定量监测土壤氮库时空动态的整个循环过程。研究结果指出:纳帕海湿地土壤全量养分随人为活动干扰加剧而衰减下降,有机质降幅22.92%⁶9.64%,全氮降幅30.63%⁵8.67%,速效养分则随人为活动干扰加剧表现为分解释放,并最终衰减,水解氮降幅23.70%⁵7.92%,速效磷降幅16.43%¹7.20%,速效钾降幅53.62%⁶1.45%;土壤微生物类群和土壤酶活性也随人为活动干扰呈现有规律的变化。从两年旱雨季采样测定的土壤微生物三大类群数量平均值来看,原生沼泽仅有真菌0.75×10³个·g 鲜土^-1,放线菌2.50×10³ 个·g 鲜土^-1, 细菌17.33×10⁵ 个·g 鲜土^-1,随排水疏干等人为干扰活动的加剧,真菌、放线菌、细菌分别增至9.04²1.38×10³个·g 鲜土^-1,34.56⁴8.75×10³个·g 鲜土^-1和34.89⁴9.44×10⁵个·g 鲜土^-1,其变化规律为:沼泽化草甸>草甸>垦后湿地>原生沼泽。从土壤微生物组成结构看,细菌所占比例较大,各类型湿地土壤细菌均占到土壤微生物总数的98%以上,其在纳帕海湿地生态

全文目录

引言  11-17
第一章研究区域自然概况  17-26
  第一节纳帕海地区生态环境特征  17-22
    一、地质地貌特征  18
    二、气候特征  18-19
    三、水文特征  19
    四、土壤特征  19-20
    五、植被特征  20-22
    六、重要动物区系特征  22
  第二节滇西北岩溶区湿地特征  22-26
    一、独特性  22-23
    二、脆弱性  23
    三、高生产力  23
    四、物种多样性丰富  23-24
    五、垂直分异明显  24-25
    六、生境复杂多样  25-26
第二章研究方法与技术  26-33
  第一节研究方法  26-29
    一、试验地选取及样品采集  26-27
    二、研究技术  27-29
  第二节研究内容与技术路线  29-33
    一、研究内容  29-31
    二、技术路线  31-33
第三章纳帕海湿地退化特征与评价指标  33-40
  第一节环境胁迫和人为活动干扰下的湿地环境变化  33-36
    一、湿地面积减小  33
    二、沼泽植被退化演替  33-35
    三、重要水禽种群数量减少或消失  35-36
    四、土壤质量变劣  36
  第二节评价指标  36-40
    一、评价指标选取的原则与依据  36-37
    二、纳帕海湿地退化土壤综合评价指标  37-40
第四章湿地土壤碳氮变化  40-44
  第一节湿地土壤碳氮空间结构差异特征  40-42
    一、土壤有机质和全氮的空间结构差异  40-41
    二、土壤有机质和全氮的空间变异分析  41
    三、纳帕海湿地土壤碳氮比值  41-42
  第二节纳帕海湿地土壤中氮的形态特征  42-44
    一、不同土壤氮素形态的空间变异  42-43
    二、土壤氮素形态间的相关性  43-44
第五章湿地土壤氮素营养动态  44-55
  第一节湿地土壤氮素矿化过程与特征  44-50
    一、退化湿地土壤氮素动态  44-48
    二、垦后湿地土壤氮素动态  48-50
  第二节湿地土壤氮素流失  50-52
    一、草甸和沼泽化草甸土壤氮素流失  50-51
    二、垦后湿地土壤氮素流失  51-52
  第三节湿地土壤氮素营养生物固持  52-55
    一、草甸和沼泽化草甸土壤氮素生物固持  52-53
    二、垦后湿地土壤氮素生物固持  53-55
第六章湿地土壤速效养分动态  55-60
  第一节湿地土壤水解氮养分动态  55-56
    一、沼泽化草甸和草甸土壤的水解氮养分动态  55-56
    二、垦后湿地土壤水解氮养分动态  56
  第二节湿地土壤速效磷养分动态  56-58
    一、原生沼泽土壤的速效磷养分动态  56-57
    二、沼泽草甸和草甸土壤的速效磷养分动态  57
    三、垦后湿地土壤速效磷养分动态  57-58
  第三节湿地土壤速效钾养分动态  58-60
    一、沼泽化草甸和草甸土壤的速效钾养分动态  58
    二、垦后湿地土壤速效钾养分动态  58-60
第七章湿地土壤微生物的时空变异  60-76
  第一节不同类型湿地土壤的微生物时空变异  60-68
    一、不同利用类型湿地土壤微生物数量变化  60-65
    二、不同利用类型湿地的土壤微生物季节动态  65-68
  第二节土壤微生物与土壤养分的相关性  68-71
    一、土壤全量养分变化的微生物响应  68-69
    二、土壤速效养分变化的微生物响应  69-71
  第三节环境胁迫下的土壤微生物变化响应  71-76
    一、水文周期波动下湿地土壤微生物数量变化  71-72
    二、人为活动干扰下湿地土壤微生物数量变化  72-76
第八章湿地土壤酶活性的时空变异  76-93
  第一节不同类型湿地的土壤酶活性  76-84
    一、不同利用类型湿地的土壤酶活性变化规律  76-80
    二、不同湿地利用类型的土壤酶活性季节动态  80-83
    三、土壤酶活性间的相关性  83-84
  第二节土壤酶活性与土壤养分的相关性  84-87
    一、土壤全量养分变化的酶活性响应  84-85
    二、土壤速效养分变化的酶活性响应  85-87
  第三节环境胁迫下的土壤酶活性  87-93
    一、水文周期波动下的湿地土壤酶活性  87-89
    二、人为活动干扰下的湿地土壤酶活性  89-93
第九章森林生态系统在湿地演替中的作用  93-99
  第一节森林生态系统土壤氮素内循环特征  93-96
    一、灌丛土壤氮素季节动态  93-94
    二、森林土壤氮素季节动态  94-96
    三、森林生态系统土壤氮素季节动态  96
  第二节森林生态系统对湿地生态过程的影响  96-99
    一、森林生态系统土壤性质特征  96-97
    二、植被破坏对湿地土壤养分的影响  97-98
    三、植被破坏对湖泊沉积的影响  98-99
第十章纳帕海湿地退化机制分析及恢复对策  99-109
  第一节人为活动对湿地退化的影响  99-103
    一、围湖垦殖  99
    二、过度利用湖周森林资源  99-100
    三、无序旅游  100-101
    四、过度放牧  101-103
  第二节自然因素对纳帕海湿地退化的影响  103-105
    一、地质因素  103
    二、气候水文因素  103-105
    三、沉积物因素  105
  第三节纳帕海退化湿地生态恢复对策  105-109
    一、针对自然因素影响的恢复对策  106
    二、针对人为干扰影响的恢复对策  106-109
第十一章结论  109-112
参考文献  112-120
发表文章目录  120-122
  一、已发表文章  120
  二、已接受待刊文章  120-121
  三、已发表或接受的论文集文章  121
  四、与他人合著文章  121
  五、已出版的专著  121-122
致谢  122-123

云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制

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