CN105784968A - 一种动态测定芦苇枯落物有机质转移至土壤含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种动态测定芦苇枯落物有机质转移至土壤含量的方法，属于湿地生态系统分类范畴。于室外放置多个容器，填土，再按滨江湿地水文动态，调节土的含水量，以构建模拟湿地水生态系统；根据单位面积中芦苇植株的叶片凋落情况，计算容器中土壤表面积和单位面积的比值，定期在容器表层添加枯落物；按预定时间间隔对上述容器进行分层取样,监测土壤中有机质含量变化，从而确定目标芦苇群落枯落物有机质转移至土壤含量的动态变化。本发明可较准确的得到长江下游滨江湿地芦苇枯落物中碳的转移量，为研究湿地碳循环提供理论依据和实践价值。

Description

一种动态测定芦苇枯落物有机质转移至土壤含量的方法
技术领域：
本发明涉及一种测定芦苇枯落物中有机质转移至土壤的含量的办法，属于湿地生态系统分类范畴。
背景技术：
作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分，湿地虽然只占陆地表面积的很小一部分，为2％-6％，但其碳库却占陆地总碳库的18％-30％。湿地由于其较高的生产力和较低的有机质分解速率而成为陆地生态系统中重要的碳“汇”。虽然湿地可以从大气中吸收二氧化碳并固定，但同时它也是温室气体甲烷的重要来源。湿地土壤的有机碳是气候变化的敏感指示物,能够用来指示湿地对气候变化的响应。故湿地在控制陆地生态系统碳循环中扮演着重要的角色，它是研究全球生态问题的重要组成部分。
植物枯落物的积累与分解被认为是全球碳平衡的关键环节之一，来自地上和地下的有机物质生产构成了湿地系统土壤碳积累的主要来源。死亡后的地标枯落物中的有机质通过两种形式转移，一部分经由微生物的作用，转化为CO2释放到大气环境中，另外一部分则被固定到土壤中。因此，明确枯落物分解过程中的碳转移量，对深入理解生态系统碳循环过程具有重要的理论意义和实践价值。
位于长江下游的滨江湿地是典型的水陆交错区，所在区域属暖温带向北亚热带过渡的季风气候。它受季节影响，不仅有丰水期、平水期和枯水期，更有赶潮河段的水文变化特征。芦苇是滨江湿地的主要优势种群，也是主要的有机质来源。它的生育期在3月至12月，叶子的凋落从夏季一直持续到冬季。
目前人们多采用于芦苇群落中定点取若干次土样的方法，来测定枯落物有机质的转移量。但是芦苇群落中通常伴生许多其他种群，而且土壤中含有大量植物根系并随着季节而产生变化，故这种原位取土的方法并不能准确反映芦苇枯落物的有机碳转移量。
发明内容：
为了解决现有监测枯落物有机质转移量存在的不足，判断芦苇在整个生育期内枯落物有机质转移至单位面积土壤的含量，本发明通过模拟芦苇枯落物凋落动态和水文环境，定期按单位面积中芦苇植株的叶片凋落量添加于土壤，动态测定土壤有机质含量，从而确定芦苇在整个生育期内枯落物有机质转移至单位面积土壤的含量，为进一步研究湿地碳循环提供依据。
为实现上述目的，本发明提供一种动态测定芦苇枯落物有机质转移至土壤含量的方法，按照下述步骤进行：
(1)模拟长江下游滨江湿地芦苇群落中的水文变化。
选取普通壤土，筛去砂砾和植物根系，晒干混匀后，装入高度大于30cm的上下直径一致的容器中；通过称重法调节桶中储水量，来模拟滨江湿地水文变化的三个时期：丰水期，平水期和枯水期三种时期的湿地土壤情况。
(2)芦苇枯落物生物量的添加量完全依据自然状态下芦苇植株凋落情况定期添加；标定芦苇群落中长势均匀健壮，没有被外界破坏，叶片完整的植株若干棵，定期记录其叶片的凋落数量；统计每平方米芦苇植株的棵数，计算出每平方米的凋落物生物量，容器中土壤表面积和单位面积的比值，将芦苇枯落物以每平方米为单位，定期将枯落物平铺于容器表层。
(3)分阶段动态测定土壤中有机碳的含量，直至凋落物完全腐解；按预定时间间隔对上述容器进行分层取样,监测土壤中有机质含量变化。
本发明的优点和积极效果为：
1、分阶段动态地了解滨江湿地芦苇枯落物有机碳转移至土壤的情况。
2、根据单位面积的枯落物生物量，定期添加于土壤，数据更加精确，更好地控制变量，也更符合自然实际情况。
3、有利于湿地碳循环的进一步研究，给全球碳循环提供依据。
具体实施方式：
下面以一个具体实例来详细地说明本发明。
实验于2014年7月20日在江苏大学温室外空地进行。于江苏大学郊外挖取普通壤土，筛去砂砾和植物根系，平铺晒干，充分混匀后装桶。桶高35cm，直径为35cm。每桶装土30kg，共5桶。
1、模拟滨江湿地土壤水分状况
通过称重法调节桶中储水量，分别模拟滨江湿地的丰水期、平水期和枯水期。7-9月桶中储水量不低于田间持水量的140％，保持水淹状态；11月储水量不低于田间持水量的100％；12-次年4月，储水量不低于70％；4-6月不低于100％。次年7月，重复该流程。故丰水期添加水量控制在8kg，平水期6.7kg，枯水期4.6kg。
2、芦苇枯落物的添加方法。
于滨江湿地芦苇群落中随机标定10株均匀健壮的个体，7、8、9、10、11、12月每月20日记录芦苇叶子的凋落数量。
根据统计，滨江湿地中芦苇群落的生物量为41株/m2，一株芦苇平均叶数为27片。由桶的表面积与单位面积的比值计算出每桶的芦苇生物量约为4株。
摘取未标记芦苇植株与标记植株位置相同部位的未凋落的立枯芦苇叶，烘干称重后平铺于桶的土壤表层。
表1为芦苇枯落物的添加情况。
月份 7月 8月 9月 10月 11月 12月
叶片总数量/片 16 12 12 16 20 36
叶片总质量/g 10.88 15.24 14.84 11.52 10.00 13.80
3、土壤有机质的测定
于2014年8、9、10、11、12月和次年3、6、10月每月20日分别取0-10cm、10-20cm、20-30cm土样，自然风干，磨碎，过100目筛。采用中华人民共和国国家环境保护标准HJ615-2011重铬酸钾氧化-分光光度法来测定其中有机碳。
表2为桶中有机碳(g/kg)的含量动态。
根据本发明所述方法，可以看出芦苇群落有机碳转移至土壤的量为逐步增加趋势，有机碳的全部释放使土壤有机质含量由6.78g/kg增加至9.16g/kg。而有机碳的转移量夏季多于冬季，平水期多于淹水期。
因此，本发明通过按芦苇凋落数量定期添加生物量、模拟自然状态的水文变化，测定芦苇枯落物不同腐解时期的土壤有机碳的含量变化，确定出芦苇枯落物的有机碳转移量。
以上所述仅为用以解释本发明的实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制,因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (1)

1.一种动态测定芦苇枯落物有机质转移至土壤含量的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）模拟长江下游滨江湿地芦苇群落中的水文变化；
选取普通壤土，筛去砂砾和植物根系，晒干混匀后，装入高度大于30cm的上下直径一致的容器中；通过称重法调节桶中储水量，来模拟滨江湿地水文变化的三个时期：丰水期，平水期和枯水期三种时期的湿地土壤情况；
（2）芦苇枯落物生物量的添加量完全依据自然状态下芦苇植株凋落情况定期添加；标定芦苇群落中长势均匀健壮，没有被外界破坏，叶片完整的植株若干棵，定期记录其叶片的凋落数量；统计每平方米芦苇植株的棵数，计算出每平方米的凋落物生物量，容器中土壤表面积和单位面积的比值，将芦苇枯落物以每平方米为单位，定期将枯落物平铺于容器表层；
（3）分阶段动态测定土壤中有机碳的含量，直至凋落物完全腐解；按预定时间间隔对上述容器进行分层取样,监测土壤中有机质含量变化。
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