中文摘要：

三江平原大规模的湿地开垦和水稻种植，已经引起并将加剧铁元素在地下水和地表水之间、天然湿地和水稻田之间的重新分配，理论上已证明这种变化将会对本区有机质分解及温室气体排放产生重要影响，然而目前还缺乏对该科学问题的实地验证和系统研究。本项目拟通过不同水文情势和铁输入下的原位微区交互分解实验和室内可溶性有机碳砂培矿化正交批实验，阐明沼泽湿地和水稻田有机质早期分解和后期矿化过程中可溶性铁的作用；通过实地踏查典型湿地-农田系统的水、铁、有机碳等关键参数，输入基于分解和矿化实验得到的有机质分解经验模型，揭示现阶段及今后不同水文情势下铁对三江平原湿地-农田系统土壤碳库及碳排放的影响。本项目的执行，将有助于深入理解人类活动影响下的沼泽湿地铁循环与碳循环在关键生物地球化学过程中的相互作用，对三江平原农田用水管理和自然湿地保护等具有一定的理论和实践意义，对重新评估沼泽湿地碳库和碳排放具有科研和社会经济价值。

结论摘要：

湿地铁元素可以通过生物非生物途径，从枯落物的累积和分解、土壤有机碳的保存及最终的碳排放等多个环节影响湿地碳循环过程。当前三江平原大规模的湿地开垦和井灌水稻种植引起了铁元素在地下水和地表水之间、自然湿地和水稻田之间的重新分配，这种变化已对本区有机质分解及温室气体排放产生了重要影响。本项目通过对洪河农场井灌铁输入背景调查和三江平原沼泽湿地生态试验站不同水文情势和铁约束下的原位微区水文控制交互分解实验，并借助分室模型对比不同情景下铁在植物、土壤和枯落物中分室的分布差异并计算出各分室间的迁移通量，阐明了水位和铁输入双因素对小叶章和水稻根茬整个分解过程中的交互作用。结果表明，外源铁输入含量（3.54 mg L-1）的差异对小叶章枯落物和水稻根茬分解的影响无论在哪种水文情势、哪种孔径的分解袋中都存在，分解速率常数分别较对照降低了20%～90%和9%～16%，且在季节性淹水小区内对有机质分解的抑止作用更为显著，由此表明由于铁的氧化还原性质比较活泼，因此季节性淹水条件更有利于发挥铁对枯落物分解的抑制作用，在土壤氧化还原交替环境下，铁的存在有利于湿地和稻田土壤固碳；井灌水稻田产生的农田退水对天然湿地的铁循环产了生重要影响，持久的铁输入可导致在土壤分室中的逐渐富集，并可能对湿地植物的生长发育带来胁迫。研究结果对于深入认识井灌铁输入背景下的沼泽湿地铁－碳耦合循环具有重要意义。整个基金执行期间，共获得水、土及植物等相关科研数据9000余个；整理并发表了具有本基金署名的10篇科研论文，其中SCI检索论文6篇、CSCD检索论文4篇，其中3篇同时被EI检索；受理了发明专利2项，培养了硕士-博士连读生1名；参加国内学术会议并做学术报告2次；与来自美国国家湿地中心、印第安纳大学、澳大利亚墨尔本和莫纳什大学等国际专家交流合作。本项目总经费25.0万元，截止到2012年12月底，共使用经费24.52万元，完成预算98%，各项支出基本按预算执行。建议以本青年基金为研究基础，以铁为切入点，注意对分解小区的水位、温度等影响分解的主要环境因子进行连续监测，以进一步分析铁对有机质分解的影响机理，通过与其它研究在水热背景相近的情况下进行横向比较，在淡水沼泽湿地铁-碳耦合关系研究方面有所突破，深入研究气候变暖和人类活动引起的湿地水热条件的变化对湿地关键生态过程的影响及其与生态系统服务功能形成之间的关系。