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