雪被覆盖和冻融循环是季节性冻土区冬季常见的现象。未来全球气候变暖可能会导致雪被厚度和持续时间长短的变化,改变土壤理化性质,微生物等生物和非生物因素。本文以我国东北地区吉林西部莫莫格湿地为研究对象,通过野外观测实验和室内模拟实验阐述了冻融期雪被覆盖下土壤的水热变化,理化性质变化以及土壤氮转化等问题,旨在未来气候变化背景下为深入开展湿地生态水文,养分管理研究提供数据基础。1.本文以野外原位观测为实验手段,通过实时观测土壤温度、水分变化,对比分析季节性冻土区冻融期内不同地表植被覆盖下的土壤水热变化,得出了以下结论:地表植被覆盖使得积雪集聚,积雪和地表植被覆盖比无积雪的裸地具有更好的保水、保温能力。低湿草甸、草甸草原与裸地相比冻结、消融时间滞后,冻结时间增加,低湿草甸不同深度土壤消融时间比裸地、草甸草原消融时间延后1-14d。土壤含水率在0-30cm土层的增幅以低湿草甸最大,依次为草甸草原、裸地;在冻结融化过程,裸地0-10cm土层由于盐碱层的保温作用,使其在冻结融化时间上与低湿草甸、草甸草原相差无几。2.本文以实验室冻融模拟土柱实验探讨了不同雪被厚度和冻融循环次数对湿地土壤的理化性质的影响,包括经常受冻融影响的土壤水稳性团聚体,有机质,铵态氮,硝态氮等。还利用气压过程分离系统(BaPS)评估了雪被和冻融循环对总硝化、反硝化速率的影响。得出了以下结论:含水率是影响团聚体粒级的重要因素,在含水率较低的无雪被覆盖和10cm雪被覆盖的处理组,大团聚体(>2mm)的破碎可能效应小于其团聚效应。在20cm积雪覆盖的处理组,<0.053mm的团聚体含量随着冻融循环次数的增加而升高,冻融作用促进了团聚体的裂解。随着雪被厚度和冻融循环次数的增加,土壤硝态氮含量减少,而土壤铵态氮的含量增加。由于融雪水的下渗,使得10cm和20cm雪被下的土壤渗滤液中的硝态氮含量分别增加了1.58倍和2.28倍。冻融循环在短时间内可以促进土壤氮素的转化,但随着冻融循环过程的持续,其作用效果可能会减弱,当积雪覆盖深度减少时,土壤反硝化速率增加。融雪水会带走土壤中的氮,导致氮流失,未来应重视冬季土壤氮流失的风险。