西藏高寒湿地系统营养元素的生物地球化学过程

Wetland is one of the most important ecosystems and exist environment in the world. It was called the kidney of the world. Because of its important position and special environments, the Tibet alpine wetland has more special economic, society and protection function than other wetland. In this study the Tibet alpine wetland is taken as example, based on the theories of geography, environmental science, soil genetic science and ecology, through field surveying data and indoor analyzing, the key biogeochemical circulation of nutrimental elements such as carbon, nitrogen, sulphur, phosphorus, etc. and water is studied under different wetland type, various vegetation type, different water level and different restoration stage. Meanwhile we discuss the relationship between biogeochemical circulation and the evolution of wetland ecosystem, the relationship and function mechanism between the eco stability of wetland ecosystem and nutrient, hydrology. After then the circulation model of chemical material flow from non biotic environment to biotic environment then to non biotic environment is established, which provide scientific evidence of entironment protection of Tibet alpine wetland and the sustainable development of Tibet.

湿地是地球上重要的生存环境和生态系统，被称为"地球之肾"。西藏高寒湿地由于其区位的重要性和环境的特殊性，比一般湿地更具有特殊的经济、社会、保护功能。本项目选择西藏高原不同湿地类型、不同植被类型、不同水位梯度和不同恢复年限的典型土壤植物系统，根据地理学、环境科学、土壤学、生态学和资源科学的基本理论，通过野外调查、定位观测、室内分析测试和模拟试验等手段，研究西藏高寒湿地系统中营养元素（碳、氮、硫、磷等）与水耦合循环的关键生物地球化学过程机理，探讨生物地球化学循环与湿地系统演变的关系，湿地生态系统稳定性与营养、水文条件间的关系及作用机制，建立湿地系统化学物质从非生物环境到生物环境再回到非生物环境的过程模型，为西藏湿地的生态环境保护，实现可持续发展提供科学依据。

西藏高寒湿地由于其区位的重要性和环境的特殊性，比一般湿地更具有特殊的经济、社会、保护功能。本项目通过对西藏高寒湿地系统中营养元素（碳、氮等）的生物地球化学过程的研究，得到了以下结论。.（1）不同放牧对高寒湿地表层土壤容重和土壤紧实度的影响均存在显著差异，其中重度放牧>对照草甸>轻度扰动型放牧。表层土壤总有机碳和土壤全氮含量存在显著差异，其中对照草甸>重度放牧>轻度扰动型放牧。.（2）土壤中有机碳、全氮、全磷的水平分布从沼泽型一潜育型一潴育型依次降低。而碱解氮和速效磷则是以沼泽型土壤含量最低，潜育型和潴育型变化不大。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷之间有良好的正相关关系。.（3）沼泽化湿地和草甸湿地0～40cm土壤的有机碳、微生物量碳、基础呼吸、呼吸势、微生物商均随土壤深度的增加而迅速降低，而代谢商随土壤深度的增加而显著增加。沼泽化湿地0～40cm 土壤微生物活性各指标均明显高于草甸湿地(P<0.05)，由此表明沼泽化湿地土壤质量优于草甸湿地。.（4）湿地水体氮、磷含量均呈明显的季节性变化。全氮含量在湖心和出水口是春季最高，冬季最低，主要入水口是夏季最高，冬季最低；硝态氮是春季最高，冬季最低；铵态氮是春季含量最高，而夏季含量最低；磷含量冬季最高，夏季最低。.（5）芦苇湿地、西藏苔草湿地和藏北蒿草湿地植物各器官中氮含量具有明显的季节变化规律，三者地上部分各器官的氮含量均随着时间的推移而逐渐降低。三者地下根中氮含量在生长季内差别较大，芦苇湿地和西藏苔草湿地根中氮含量均表现为增加的趋势，而藏北蒿草湿地根中氮含量则呈“L”形变化。三者各器官中氮含量的变化与植物的生长节律相一致。.（6）沉积物中全氮和有机氮随沉积深度增加明显降低，铵态氮随沉积深度增加而明显增加。孔隙水中铵态氮浓度基本上是随深度增大而逐渐增大的，硝态氮浓度则随沉积深度增加迅速降低。沉积物孔隙水全磷含量随沉积深度增加而递增，而沉积物全磷及不同化学相磷含量随沉积深度增加而降低。.（7）湿地农田土壤有机碳的输入为358.8 kg/hm2，主要是作物残留的秸杆和根系；土壤氮的输入为190.3 kg/hm2。土壤有机碳的输出为10989 kg/hm2；土壤氮的输出为411.5 kg/hm2。土壤碳的亏损很大，氮的输出也大于输入。