纳帕海湿地表土碳、氮组分空间分异特征研究

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中文摘要：高寒湿地对全球/区域气候变化和人类活动的响应极为敏感，其湿地土壤环境及其组分更易响应于水文情势与干扰的变化而变化，高寒湿地土壤碳、氮及其组分的空间分异，是识别区域环境及其生态响应的重要途径。我国西部高原山地区发育有大面积的高寒湿地，因地处流域上游或源头区，高寒湿地土壤碳、氮组分的变化不仅影响自身的生态过程和功能，还影响其与大气和下游河湖生态系统等的碳、氮输送和交换，是全球碳、氮循环的重要部分。近年来，西部高寒湿地土壤碳、氮库相关组分的时空分异、动态变化及其与环境因子和人类活动等的关系研究越来越受到重视。本研究选取滇西北高寒湖沼湿地纳帕海（Ramsar湿地）作为研究区，基于网格均匀布点，在湿地区采集141个表土(0～20cm)样品，采用地统计学(Geostatistics)等方法研究了纳帕海湿地区表土碳氮组分空间变异和分异特征。本研究通过分析纳帕海湿地区表土碳氮组分含量及空间分异特征的指示意义，分析了碳氮组分水平空间分异的影响因素，深入认识湿地土壤退化现状，以期为其生态修复、保护与管理决策提供基础科学依据。研究的主要结论如下: (1)湿地区SOC、EOC、DOC、TN、AN、DIN、DON的变化范围分别为4.285～352.060g/kg、0.490～29.660g/kg、9.760～550.140mg/kg、0.698～23.075g/kg、84.000～1932.000mg/kg、3.260～58.650mg/kg、5.050～139.180mg/kg。从变异系数来看，碳素组分中SOC＞EOC＞DOC，氮素组分中TN＞DIN＞AN＞DON。 (2)在考虑各向异性的情况下，SOC、EOC和DOC均在西北—东南方向上存在各向异性，空间相关性程度均处于中等水平，结构性因素和随机性因素共同影响系统总变异，结构性因素在系统总变异中贡献较高，疏水排干、旅游践踏等随机性因素对三者空间分异的影响不可忽视。氮素组分中，TN与SOC的分异格局相似，具有强烈的空间相关性，结构性因素在系统总变异中起主导作用。AN、DIN和DON均在西北—东南方向上存在各向异性，均具有中等程度空间相关性，系统总变异由结构性因素和随机性因素共同作用。 (3)湿地区碳、氮组分空间变异后续研究中采样点布设应进行相应优化:碳素组分，SOC在西北—东南方向上采样间距应小于等于0.592km，东北—西南方向上的采样间距应小于等于0.156km，并可根据实际需要适当增加样点数目。EOC在西北—东南方向上采样间距应控制在0.172km以内，东北—西南方向上应小于等于0.065km。DOC在西北—东南方向上采样间距应小于等于0.170km，在东北—西南方向上应控制在0.153km以内。氮素组分，TN在西北—东南方向上的采样间距小于等于0.942km，在东北—西南方向上应增加样点数，但应控制在0.183km以内。AN在西北—东南方向上的采样间隔应控制在2.255km以内，东北—西南方向上应小于等于0.245km。DIN在西北—东南方向上的采样间距应小于等于0.636km，东北—西南方向上应小于等于0.143km。DON在西北—东南方向上的采样间距应控制在2.489km以内，东北—西南方向上应小于等于0.476km。 (4)地形地貌、植被类型、土壤类型等结构性因素是影响湿地区碳氮组分水平空间分异格局的关键因子，而疏水排干、放牧、旅游践踏等高强度干扰则是影响区域表土碳氮组分空间分异的重要因子，特别是对DOC和DON的空间分异格局影响明显。湿地区疏水排干、旅游践踏等高强度人为干扰对湿地区水文情势和土壤碳、氮组分空间分异的影响应予以关注。 (5)碳氮比均值远低于25，湿地区土壤有机碳加速矿化，土壤固碳能力降低，表现出一定的退化态势。湿地区大部分区域表土DOC/DON小于C/N，总体而言，受排水疏干影响最显著的西部区域退化程度最高，南部和中部次之，东南部和西北部相对较低。

作者：

贾海锋

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关键词：

纳帕海湿地碳素组分氮素组分空间分异特征生态修复

授予学位：

硕士

学科专业：

跨境生态安全

导师：

胡金明

学位年度：

2014

学位授予单位：

云南大学

语种：

中文

中图分类号：