以大兴安岭呼中典型冻土区为研究对象,研究表层(0~15、15~30 cm)土壤碳储量空间分布规律。通过野外调查、采样和室内分析,基于Landsat 8 OLI影像,利用随机森林(RF)算法建模,分析大兴安岭冻土区表层土壤有机碳空间分布状况。在13个遥感变量因子中筛选相关性最高变量,确定海拔、ARVI、VIGreen、EVI、OSAVI、NDVI,6个环境变量相关性最高,可作为自变量。结果表明,当节点分裂次数(leaf)值为5,决策树数量(trees)值为900时,预测模型的训练集和测试集最为接近,表明此时的模型稳定性最好,0~15、15~30 cm土层训练集R2的拟合精度分别为0.23、0.43,测试集R2的拟合精度分别为0.35、0.24。以此参数预测表层(0~15、15~30 cm)土壤碳储量空间土壤碳空间分布状况分布特征,0~15和15~30 cm土壤碳密度平均值为7.40 kg/m2和14.80 kg/m2,0~15 cm土层土壤碳储量分布大致为由南向北逐渐增加,15~30 cm土层土壤碳储...
以大兴安岭呼中典型冻土区为研究对象,研究表层(0-15cm、15-30cm)土壤碳储量空间分布规律。通过野外调查、采样和室内分析,基于Landsat 8 OLI影像的7个波段的反射率利用随机森林(RF)算法建模,分析大兴安岭冻土区表层土壤有机碳空间分布状况。在13个遥感变量因子中筛选相关性最高变量,确定海拔、ARVI、VIGreen、EVI、OSAVI、NDVI,6个环境变量相关性最高,可作为自变量。结果表明,当节点分裂次数(leaf)值为5,决策树数量(trees)值为900时,预测模型的训练集和测试集最为接近,表明此时的模型稳定性最好,0-15cm、15-30cm土层训练集R2的拟合精度分别为0.23、0.43,测试集R2的拟合精度分别为0.35、0.24。以此参数预测表层(0-15cm、15-30cm)土壤碳储量空间土壤碳空间分布状况分布特征,0-15cm、15-30cm土壤碳密度平均值为7.40kg/m2、14.80kg/m2,0-15cm土层土壤碳含量分布大致为由南向北逐渐增加,15-30...
高纬度多年冻土区是对气候变化响应最敏感的区域,多年冻土退化严重影响土壤碳循环过程,揭示不同地表覆盖类型下多年冻土区土壤有机碳的垂直分布规律,对于预测未来多年冻土区土壤碳库变化有重要意义。本研究以大兴安岭高纬度多年冻土区森林、森林沼泽、灌丛沼泽为研究对象,利用钻探法采集土柱(7~8 m),对3种不同植被下的土壤碳(有机碳、可溶性有机碳)进行测定,进一步分析土壤碳含量的垂直分布特征。结果表明,随着深度增加,土壤碳含量降低,有机碳含量变化范围为14.55~95.98 g/kg(森林沼泽)、17.48~132.93 g/kg(森林)、2.58~396.50g/kg(灌丛沼泽),但在多年冻土层中也存在较高碳含量的情况;活动层土壤有机碳和可溶性有机碳平均含量均表现为:灌丛沼泽>森林>森林沼泽,多年冻土层土壤有机碳和可溶性有机碳平均含量均表现为在森林沼泽>森林>灌丛沼泽;各组分碳在活动层的变异系数表现为30.31%~114.26%,各组分碳在多年冻土层的变异系数表现为30.23%~192.09%;相关分析表明,土壤碳与深度和pH呈负相关,与土壤水分显著正相关。
土壤碳氮是高寒植被响应多年冻土区生态环境变化的重要营养和能源物质,但对其调查仍以生长季的单次采样为主,缺乏对其他季节的研究,这对于准确把握多年冻土区土壤碳氮含量及储量评估存在明显局限性。为此,本研究以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区高寒草甸为对象,对0—50 cm土层土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)、全氮(Total Nitrogen,TN)含量及其比值(C/N)的剖面分布和季节变化及其影响因素进行分析。结果表明:(1)SOC、TN剖面分布规律一致,0—10 cm土层均显著高于10—50 cm各层(P冬季>春季>秋季,TN表现为春秋冬季含量一致,夏季略低。(3)C/N季节变化显著,夏季显著最高,秋季显著最低(P<0.05)。(4)土壤含水量和生物量是影响SOC、TN及C/N剖面分布和季节变化的关键因素。(5)夏季土壤碳氮密度均高于全年平均。可见,仅单一节点(生长季为主)调查以表征全年土壤碳...
全球变暖是当今最重要的环境问题之一,其主要原因是大气中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等温室气体浓度不断增加。高纬度冻土区是受气候变化影响最敏感的区域,同时又是受森林火灾干扰最严重的区域。林火干扰后多年冻土融化,导致多年沉积的土壤碳释放加剧,威胁区域碳平衡。因此,各国对林火干扰下冻土区土壤碳释放研究给予了高度重视。结合相关研究文献,文章在冻土区土壤碳释放规律、林火干扰(火烧强度、火烧频率、火后恢复)对冻土区土壤碳释放的影响,以及林火干扰对冻土区新生湿地土壤碳释放影响等方面进行较系统地综述。综述发现林火可能会增加冻土退化速率,从而迫使冻土层大量的有机碳以CH4和CO2形式释放出来,进而改变区域生态系统碳平衡。同时由于林火干扰下冻土融化形成新生湿地,从而改变了土壤碳释放方式。文章在基于现有文献的基础上,总结冻土区土壤碳释放的研究现状,针对高纬度冻土区林火干扰对土壤碳释放的影响从以下3个方面作了研究展望:(1)加强冻土区火烧迹地土壤碳释放的监测研究;(2)加强多...
为研究大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式下不同深度土壤碳氮的特征,对大兴安岭漠河市沼泽、白桦林、落叶松、耕地4种土地利用方式下土壤碳氮储量进行了分析。结果表明4种土地利用方式总碳、有机碳、铵态氮、硝态氮存在显著差异,且均随土壤深度增加而降低。其中在0-10cm土层,沼泽总碳含量显著高于耕地、落叶松(P<0.01);白桦林与耕地的土壤有机碳含量具有显著性差异(P<0.05);沼泽铵态氮含量与白桦林具有极显著差异(P<0.01),与落叶松具有显著性差异(P<0.05);沼泽的硝态氮含量远远大于其他三种土地利用方式(P<0.01)。10-30cm土层含量规律与土壤表层相似。通过相关性分析表明,土壤有机碳对铵态氮、硝态氮影响较大(P<0.01)。大兴安岭多年冻土区,不同土地利用方式的碳、氮含量具有规律性、差异性。不同土地利用方式影响壤中碳、氮的含量。
[目的]研究大兴安岭多年冻土区不同森林植被类型不同深度土壤碳、氮含量及相关酶活性的特征,为深入了解冻土区森林湿地的碳、氮动态及冻土区生态环境保护提供理论依据。[方法]以大兴安岭典型植被类型落叶松、樟子松及白桦为研究对象,分析不同植被不同土层碳、氮含量及相关酶活性特征。[结果]随着土壤深度的增加,不同植被类型土壤溶解性有机碳、土壤有机碳、土壤硝态氮、土壤铵态氮、土壤脲酶、土壤蔗糖酶均逐层降低。0~10 cm土层,土壤溶解性有机碳含量落叶松分别显著高于樟子松和白桦(P<0.01);樟子松铵态氮、硝态氮含量分别显著高于落叶松、白桦(P<0.05);脲酶活性落叶松最高,分别为樟子松和白桦的1.44倍、1.28倍(P<0.05);蔗糖酶活性由低到高依次为落叶松、樟子松、白桦(P<0.05)。10~20、20~30 cm土层与其规律相似。相关性分析表明,蔗糖酶对土壤有机碳、溶解性有机碳含量的影响最大,其相关系数分别为0.945、0.931(P<0.01)。脲酶对铵态氮含量的影响较大,相关系数为0.790(P<0.05)。[结论]大兴安岭多年冻土区不同森林湿地植被...
土壤碳氮转化过程是维持土壤肥力、生态系统稳定的基础。土壤碳氮转化过程由微生物驱动,并受多种环境因子影响,具有空间变异的特性。随海拔升高,气候、植被、土壤性质等环境因子发生改变,可能导致土壤碳氮转化功能及其相关微生物的空间分异。长白山是地球上为数不多保存完整的自然生态系统之一,植被类型随海拔分异明显。本申请项目拟采集长白山不同海拔下的土壤样品,采用高通量测序、基因芯片、稳定性同位素核酸探针等技术,研究不同海拔下土壤碳氮转化相关微生物的群落特征及其与碳氮转化的关联;结合气候环境因子,利用生物信息分析来阐明土壤碳氮转化微生物的垂直分布规律及其驱动机制。结果将有助于加深对土壤微生物垂直分布与碳氮循环关联机制的理解,并可为长白山生态系统的综合管理提供科学依据。
2014-01【中文摘要】利用土壤有机质的δ13C组成可以追索过去地质历史时期的生态和气候环境变化, 但一个潜诘奈侍馐峭寥烙谢视胄纬伤闹脖患浯嬖讦?3C差异。至今对于这种差异还缺乏系统的研究。本项目通过对中国北方不同环境、不同植被类型下的表层土壤有机质与地表植被的碳同位素组成差别的研究,系统地揭示出它们之间的关系。
2003-01