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第一章 绪论1

第一节 问题提出1

第二节 湿地系统碳、氮、硫、磷生物地球化学过程研究现状综述4

一、湿地中的碳、氮、硫、磷与全球变化4

二、湿地碳、氮、硫、磷的自然生态平衡6

三、人类活动对湿地环境碳、氮、硫、磷的影响8

四、当前湿地科学领域研究的主要科学问题12

第三节 研究内容和研究方法15

一、研究内容15

二、研究方法16

参考文献21

第二章 三江平原自然与社会环境概况25

第一节 地理位置及分布范围25

第二节 气候特征26

一、太阳辐射量26

二、气温26

三、降水26

四、日照时数27

五、风27

六、主要气候灾害27

第三节 水环境29

一、地表水资源特征29

二、地下水环境32

第四节 湿地土壤环境34

一、土壤理化性质34

二、湿地开垦前后土壤养分变化39

三、主要湿地的土壤质量变化趋势40

第五节 湿地生物环境43

一、沼泽植被43

二、水生生物47

三、湿地野生动物52

第六节 社会经济概况53

一、区域开发概况53

二、农业开发对湿地环境的影响54

参考文献60

第三章 湿地水文过程及其水环境中碳、氮、硫、磷的时空分布62

第一节 典型沼泽湿地水文过程62

一、降水62

二、蒸散发63

三、沼泽湿地植被蒸腾71

四、沼泽湿地水面蒸发75

五、沼泽湿地凝结水过程77

六、沼泽湿地地下水过程分析82

七、典型沼泽湿地水平衡研究84

八、沼泽湿地水位／水量模拟87

第二节 湿地水环境中碳、氮、磷的时空分布88

一、沼泽湿地水体中碳、氮、磷的分布变化88

二、河流水体中碳、氮、磷分布变化94

第三节 沼泽湿地水环境中氮、硫、磷的输入途径99

一、沼泽湿地氮沉降99

二、沼泽湿地磷沉降106

三、沼泽湿地硫沉降109

第四节 沼泽湿地水环境中氮、磷的输出途径110

一、沼泽湿地对氮的净化吸收111

二、沼泽湿地对磷的净化吸收112

参考文献113

第四章 湿地土壤中碳、氮、硫、磷的时空分布与累积过程115

第一节 湿地土壤有机碳的时空分布与累积115

一、湿地土壤有机碳的空间分布115

二、土壤有机碳及其活性组分的季节变化特征125

三、微生物量碳、溶解性有机碳与氮、磷含量的关系130

第二节 湿地土壤氮的分布与累积过程132

一、湿地土壤氮的空间分布格局132

二、湿地土壤各形态氮的季节变化特征151

第三节 湿地土壤硫的分布与累积过程163

一、不同流域湿地土壤中各形态硫的分布特征163

二、典型碟形洼地土壤中各形态硫的分布状况163

三、小叶章湿地土壤各形态硫的空间分布特征166

第四节 湿地土壤磷的分布与累积过程170

一、湿地土壤磷的空间分布170

二、湿地土壤磷的季节变化及影响因素分析173

三、沼泽湿地土壤各形态磷的变化176

四、湿地垦为农田后的土壤各形态磷梯度变化179

参考文献180

第五章 湿地土壤碳、氮、硫、磷的迁移与转化过程及其影响因素181

第一节 沼泽湿地土壤有机碳的矿化过程及其影响因素181

一、湿地土壤有机碳的矿化181

二、湿地土壤DOC释放动态及其影响因素190

第二节 湿地土壤中氮的迁移和转化过程194

一、无机氮素的水平运移194

二、无机氮素的垂直运移205

三、土壤氮素的净矿化与硝化作用过程210

四、土壤氮素的反硝化作用过程215

第三节 湿地土壤硫的迁移和转化过程222

一、湿地土壤SO42-的吸附／解吸特征222

二、沼泽湿地土壤有机硫矿化特征及矿化量估算225

第四节 湿地土壤磷的迁移和转化过程228

一、湿地土壤磷的吸附／解吸特征228

二、冻融条件下湿地土壤磷的吸附／解吸特征243

参考文献265

第六章 湿地植物中碳、氮、硫、磷的累积过程267

第一节 不同水文条件下湿地植物群落的生态特征267

一、湿地植物群落的组成与分布267

二、模拟试验研究268

第二节 沼泽湿地植物生物量及其分配特征284

一、毛果苔草与漂筏苔草群落的生物量285

二、小叶章群落的生物量286

第三节 沼泽湿地植物碳、氮、硫、磷的累积过程300

一、沼泽湿地植物碳的累积过程300

二、沼泽湿地植物氮的累积过程305

三、沼泽湿地植物硫的累积过程310

四、沼泽湿地植物磷的累积过程312

第四节 立枯物及其氮、硫、磷的变化特征318

一、立枯物的季节变化特征318

二、氮、硫、磷的变化特征318

第五节 沼泽湿地植物残体分解与碳、氮、硫、磷的转化过程322

一、典型湿地枯落物的分解特征322

二、分解过程中枯落物元素含量的变化327

三、不同水分梯度带沼泽湿地枯落物和根系的分解及其元素释放333

四、沼泽湿地系统植物残体碳、氮、硫、磷现存量的计算339

参考文献341

第七章 湿地土壤-植物系统中碳、氮、硫、磷的释放过程343

第一节 湿地土壤-植物系统土壤碳的释放过程343

一、沼泽湿地系统CO2、CH4的释放343

二、沼泽湿地系统各碳库对碳释放的贡献355

第二节 湿地土壤-植物系统氮的释放过程360

一、湿地NH3挥发特征及影响因素360

二、沼泽湿地系统N2O释放过程366

第三节 湿地土壤-植物系统硫的释放过程379

一、湿地系统H2S、COS释放通量的季节变化379

二、湿地系统H2S、COS释放的日变化规律380

三、影响因素分析381

第四节 湿地土壤-植物系统磷的分解与释放383

一、植物中磷的累积383

二、湿地植物-土壤系统中磷的分解和释放384

第五节 不同水分梯度带沼泽湿地枯落物及根系的分解及其元素释放385

一、枯落物和根系的残留率（Wt/W0）动态385

二、枯落物和根系的分解速率387

三、残体营养元素含量变化特征387

四、影响因素分析389

五、沼泽湿地系统植物残体碳、氮、硫、磷现存量的计算392

参考文献393

第八章 人类活动对湿地系统碳、氮、硫、磷迁移转化的影响395

第一节 人类活动对沼泽湿地植物生态特征的影响395

一、氮、磷输入对沼泽湿地植物物种丰富度的影响395

二、氮、磷输入对优势种——毛果苔草相对多度的影响398

三、氮、磷输入对湿生植物密度和多样性指数的影响399

四、氮、磷输入对沼泽湿地植物生物量的影响401

第二节 人类活动对沼泽湿地系统碳过程和碳平衡的影响404

一、水位和氮输入对碳过程和碳平衡的影响404

二、垦殖对湿地碳过程的影响423

第三节 人类活动对沼泽湿地系统氮迁移转化的影响431

一、外源氮输入对沼泽湿地系统氮过程的影响431

二、湿地开垦对土壤氮过程的影响445

第四节 人类活动对沼泽湿地系统硫迁移转化的影响449

一、外源硫输入对小叶章植物地上、地下生物量的影响449

二、湿地开垦对土壤各形态硫含量的影响451

第五节 人类活动对沼泽湿地系统磷迁移转化的影响454

一、磷输入对小叶章湿地磷植物累积的影响454

二、湿地开垦对土壤磷含量的影响456

参考文献457

第九章 湿地环境中碳、氮、硫、磷的循环模式459

第一节 湿地生物地球化学循环的基本特征459

一、水的生物地球化学循环460

二、湿地生态系统碳、氮、硫、磷的生物地球化学特征461

第二节 毛果苔草湿地和漂筏苔草湿地系统碳、氮、硫、磷循环模式466

第三节 小叶章湿地系统碳、氮、硫、磷循环模式468

一、小叶章湿地系统碳的循环模式468

二、小叶章湿地系统氮循环模式474

三、沼泽湿地系统硫的循环模式476

四、沼泽湿地系统磷的循环模式478

参考文献481

第十章 湿地环境中碳、氮、硫、磷的源与汇转换的趋势预测484

第一节 湿地环境中碳、氮、硫、磷的源与汇转换的环境条件484

一、湿地水文条件484

二、湿地热力条件487

三、湿地养分条件490

四、pH与盐分条件491

五、湿地土壤O2与CO2的状况492

六、湿地植物枯落物的性质493

七、微生物区系494

第二节 湿地环境中碳、氮、硫、磷的源与汇的转换过程494

一、碳的源／汇转换过程494

二、氮的源／汇转换过程500

第三节 湿地环境中碳、氮、硫、磷的源与汇转换趋势模型503

一、模型研究503

二、模型验证509

参考文献514

第十一章 湿地环境氮、硫、磷浓度变化的生态效应518

第一节 外源性氮、硫、磷的输入对植物生物量的影响518

一、氮、磷输入对沼泽湿地植物生物量的影响518

二、水位和氮输入对湿地植物生物量的影响523

三、磷输入对湿地植物地上生物量的影响525

四、外源性硫输入对小叶章植物地上、地下生物量的影响526

第二节 外源性氮、磷的输入对植物物种丰富度的影响528

一、氮输入对沼泽湿地植物物种丰富度的影响528

二、磷输入对沼泽湿地植物物种丰富度的影响528

三、氮、磷交互作用对沼泽湿地植物物种丰富度的影响529

四、植物N/P值与物种丰富度的关系529

五、植物N/P值与TN、TP之间的关系530

第三节 外源性氮、磷的输入对植物密度和多样性的影响531

一、氮、磷输入对优势种——毛果苔草相对多度的影响531

二、氮、磷输入对湿生植物密度和多样性指数的影响532

第四节 湿地生态景观的演变过程534

一、不同时期的湿地景观格局变化分析534

二、沼泽湿地异质景观动态转化分析538

第五节 湿地植物生态位与生态系统稳定性分析540

一、湿地植物生态位540

二、湿地生态系统稳定性分析543

参考文献544

第十二章 湿地生态与环境的风险管理546

第一节 三江平原湿地环境中碳、氮、硫、磷的暴露分布546

一、三江平原湿地土壤中碳、氮等的暴露分布546

二、三江平原湿地植物中碳、氮等的暴露分布548

第二节 三江平原湿地退化及其对碳、氮、硫、磷暴露的影响551

一、天然湿地的退化551

二、人类活动进一步促使湿地退化552

三、三江平原湿地碳、氮、硫、磷浓度对湿地退化的响应553

第三节 湿地保护与风险管理560

参考文献563