呼伦贝尔草原湿地时空动态分布及生物地球化学特征研究

论文摘要

近年来,由于受到全球性气候变化和人类活动干扰的共同影响,不合理的资源开发利用活动导致草原生态环境遭到严重的干扰和破坏,草原退化、盐碱化和土壤风蚀沙化、气候暖干化趋势明显,草原湿地状况也不容乐观,过量的生产活动和社会经济发展的压力对于湿地的危害已经逐步显现。湿地退化问题也已成为草原区生态环境可持续发展的重大挑战,草原湿地的管理、保育与恢复是当前湿地研究的热点与难点。本文以呼伦贝尔草原湿地为典型研究区,采用地面监测和遥感监测相结合的方法,对近30年以来草原湿地在时间和空间尺度的变化特征进行了研究,对研究区遥感影像采用计算机和人工目视解译方法提取湿地水体,结合区域自然环境特征和社会经济状况研究分析识别草原湿地退化的影响因素;设计并组装人工模拟增温装置,观测湿地土壤生物地球化学特征及酶活性对于气温升高的响应;通过变换自然环境条件的方式改变湿地土壤的环境温度,探究湿地土壤的生物地球化学特征及水解酶活性对自然环境温度变化的响应,揭示不同增温条件下湿地土壤的生物地球化学循环过程以及水解酶活性变化规律。主要研究结果如下:（1）大（>10 hm2）、中（1-10 hm2）、小（<1 hm2）型草原湖泊湿地的数量比例基本保持在1:2:7,但草原湖泊湿地的数量呈现减小的趋势;草原湖泊水体面积出现萎缩的趋势,近30年来草原湖泊水体总面积减小了 39.8%,整体上湖泊湿地的数量和面积减小趋势明显。（2）湖泊湿地在各县市区的数量分布大小顺序为:新巴尔虎左旗>新巴尔虎右旗>陈巴尔虎旗>鄂温克族自治旗>海拉尔区>满洲里市,所占比例分别为39.86%,30.67%,13.41%,8.95%,3.87%,3.24%;新巴尔虎左旗和新巴尔虎右旗的湖泊湿地数量占到整个呼伦贝尔草原湖泊湿地的70%左右,不同高程范围内大、中、小型湖泊湿地面积平均比例为86:11:3。（3）对研究区湖泊湿地变化影响贡献率最大的是农田灌溉面积、采矿产量和年牲畜存栏数三个变量,贡献率分别为46.0%,26.0%,16.8%,自然因素是导致草原湿地面积萎缩的直接原因,但人类活动的干扰是最主要的影响湿地变化的因素。（4）增温处理的总有机碳含量的增长速度大于对照组;永久性淹水湿地底泥的全氮和全磷含量显著高于年际性和季节性淹水湿地;年际性淹水湿地和季节性淹水湿地之间脲酶活性差异不显著。（5）不同淹水周期的湿地底泥总有机碳含量差异较大,但总有机碳、全氮含量在月际之间的变化不显著。原位土壤总有机碳含量与全磷含量、α-1,4-葡萄糖苷酶活性、L-亮氨酸氨基肽酶活性呈极显著正相关关系,其相关系数分别为0.485,0.330,0.246。（6）研究区内原位土壤的7种水解酶的酶活性均值大小顺序为:AP>LAP>βX>βG>αG>NAG>CBH,数值分别为 29.287、16.164、2.036、1.122、1.096、0.951、0.420 nmol g-1·h-1。酸性磷酸酶活性在月际之间的变化较小,其余六种水解酶在月际之间的酶活性存在显著差异;环境温度变化对土壤生物地球化学特征及水解酶活性影响显著。综上所述,本研究的结果揭示了呼伦贝尔草原河流湿地和湖泊湿地在不同高程范围和不同县市区近30年来的时空动态分布特征,并探明了影响湿地变化的自然因素驱动力和人类活动因素驱动力的贡献率和比重。对不同淹水周期的湿地底泥在人工增温和自然环境增温条件下的生物地球化学特征、水解酶活性进行定量测定并探明其变化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号对照表
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 湿地的定义与分类
•     1.2.2 湿地时空动态变化
•     1.2.3 湿地影响因素及驱动力
•     1.2.4 湿地生物地球化学过程
•     1.2.5 湿地土壤酶活性
•     1.2.6 草原湿地研究
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 研究方法
•     1.3.4 技术路线
• 2 研究区概况
•   2.1 自然地理特征
•     2.1.1 地理位置、地形地貌
•     2.1.2 气候水文特征
•   2.2 社会经济状况
• 3 呼伦贝尔草原湿地时空分布动态
•   3.1 引言
•   3.2 草原湿地类型
•     3.2.1 湖泊型湿地
•     3.2.2 河流型湿地
•   3.3 研究方法
•     3.3.1 数据来源
•     3.3.2 数据处理
•   3.4 不同类型湿地时空分布动态
•     3.4.1 湖泊湿地的年际分布动态
•     3.4.2 湖泊湿地的空间分布动态
•     3.4.3 河流湿地的年际分布动态
•     3.4.4 河流湿地的空间分布动态
•   3.5 本章小结
• 4 湿地动态变化的影响因素及驱动力分析
•   4.1 引言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 气象资料
•     4.2.2 统计数据
•     4.2.3 数据处理
•   4.3 气候因素
•     4.3.1 降水量
•     4.3.2 气温
•     4.3.3 蒸散发量
•   4.4 人类活动因素
•     4.4.1 人口增加与土地利用变化
•     4.4.2 矿产开采
•     4.4.3 超载放牧
•   4.5 湿地变化的驱动力分析
•   4.6 本章小结
• 5 湿地土壤的理化性质与酶活性对气温升高的响应
•   5.1 引言
•   5.2 材料与方法
•     5.2.1 试验装置
•     5.2.2 检测指标与方法
•     5.2.3 数据处理
•   5.3 湿地土壤碳氮磷含量变化规律
•   5.4 湿地土壤酶活性变化规律
•   5.5 本章小结
• 6 湿地土壤对不同自然环境温度变化的响应
•   6.1 引言
•   6.2 材料与方法
•     6.2.1 试验设计
•     6.2.2 试验样品采集
•     6.2.3 试验方法
•     6.2.4 数据处理
•   6.3 湿地底泥环境温度变化规律
•   6.4 原位土壤理化性质与水解酶活性变化规律
•     6.4.1 原位土壤理化性质变化规律
•     6.4.2 原位土壤水解酶活性变化规律
•   6.5 不同自然环境土壤理化性质与水解酶活性变化规律
•     6.5.1 土壤理化性质变化规律
•     6.5.2 土壤水解酶变化规律
•   6.6 本章小结
• 7 结论与展望
•   7.1 主要结论
•   7.2 主要创新点
•   7.3 建议与展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 韩立亮

导师: 苏德荣

关键词: 呼伦贝尔,草原湿地,湖泊湿地,生物地球化学特征,水解酶

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,畜牧与动物医学

单位: 北京林业大学

基金: 国家环保公益性行业科研专项重点项目:东北生态屏障区生态环境监测预警与管控技术研究(No.201509040)——草原湿地生态系统退化诊断及保育技术研究

分类号: S812.2

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000126

总页数: 161

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