崇明东滩湿地土壤有机碳空间分异特征及影响因素

为了解不同类型湿地土壤有机碳含量的空间分异特征,以长江口崇明东滩不同植被类型和冲淤性质的湿地土壤为研究对象,测定3种土壤中有机碳含量、微生物量、以及与碳代谢相关的土壤酶活性,分析不同类型湿地土壤有机碳含量的空间变异特征,并对其影响因素进行了讨论.结果表明,不同类型湿地土壤的有机碳含量在不同潮间的变化趋势基本一致,呈现出高潮滩>中潮滩>低潮滩>光滩,即高潮滩具有较强的有机碳汇聚能力.3种不同类型湿地土壤有机碳含量的空间变异性较大,其特征表现为:芦苇型沙质土-A区[(4.34±1.30)g·kg-1]<芦苇/互花米草混合型粘质土-B区[(7.35±1.63)g·kg-1]<芦苇/互花米草型粘质土-C区[(9.17±1.18)g·kg-1],A区有机碳含量空间变异系数最大为52%,C区最小为22%,而且有机碳空间分异受湿地土壤微生物数量、酶活性以及土壤含水、含盐量的影响.芦苇型沙质土-A区有利于微生物的呼吸、代谢与繁殖,具有较高的有机碳代谢能力,而芦苇/互花米草型粘质土-C区则更有利于有机碳的保留.研究结果用于阐明不同类型湿地土壤的有机碳保留能力,进而为湿地的管理与优化提供理论基础和决策依据.     

崇明西滩芦苇湿地土壤酶活性特征的研究

[目的]为了解崇明岛西滩芦苇湿地的土壤酶活性特征,以便深入研究潮滩芦苇湿地碳源碳汇的生物学机制。[方法]分别于生长季和非生长季在崇西芦苇湿地和光滩采集不同深度的土层样品,研究土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、淀粉酶及纤维素酶的活性特征;同时,对比分析各种酶在生长季、非生长季及在不同深度下的活性变化特征;结合相关酶的特性及所研究区域的环境特征,分析相关变化特征的产生原因。[结果]芦苇湿地土壤过氧化氢酶活性在(0.20±0.01)~(0.26±0.04)ml/(h·g)之间;芦苇湿地土壤过蔗糖酶活性在(0.42±0.02)~(3.44±0.17)mg/g之间;芦苇湿地土壤淀粉酶活性在(0.018±0.004)~(1.335±0.070)mg/g之间;芦苇湿地土壤纤维素酶活性在(0.059±0.005)~(2.614±0.090)mg/g之间。[结论]崇西芦苇湿地过氧化氢酶、淀粉酶和纤维素酶活性基本上呈现出表层土低于根层土的特征;过氧化氢酶、淀粉酶和纤维素酶活性均表现为生长季低于非生长季的特征。这3种酶受土壤深度、季节影响较大。     

江苏盐城大丰滨海滩涂典型湿地土壤细菌群落结构分析

[目的]本文旨在研究江苏盐城大丰地区碱蓬湿地、芦苇湿地、互花米草湿地、盐蒿湿地和原始光滩等5种滨海湿地生境土壤细菌群落组成结构特征,阐明不同滨海湿地生境对土壤细菌群落的调控作用及驱动机制,为滨海湿地资源合理开发与生物多样性保护提供指导意义。[方法]利用高通量测序技术对滨海湿地土壤细菌群落进行16S rRNA测序,利用微生物信息学方法对序列进行OTU(操作分类单元)聚类、物种注释、多样性指数、功能预测以及环境因子关联分析。[结果]土壤细菌群落中特有细菌OTU种类数从大到小依次为盐蒿湿地、芦苇湿地、互花米草湿地、碱蓬湿地、原始光滩地;土壤细菌群落多样性指数从高到低依次为芦苇湿地、盐蒿湿地、互花米草湿地、原始光滩地、碱蓬湿地。盐生细菌群落结构变化,一部分受到全钾(TK)与碳素耦合作用影响,另一部分受到Na~+与钠吸附比的影响。土壤中Na~+、钠吸附比(SAR)、土壤多酚氧化酶(PPO)活性、土壤碱性磷酸酶(AKP)活性、全氮(TN)等是驱动细菌群落结构变化的主要环境因子;NH~+_4-N、PPO和AKP三者形成偶联关系,共同影响土壤细菌群落的生物多样性。[结论]滨海湿地植被类型和主要环境因子在稳定土壤细菌群落结构及生物多样性方面起到关键作用。     

5种不同植被下的土壤呼吸特征及其影响因素

土壤呼吸速率是反映陆地生态系统功能的重要指标之一。采用土壤碳通量测量系统LI-8100A对甘肃省玉门镇饮马农场5种不同植被类型土壤(裸地、葵花、小麦、孜然、茴香)呼吸速率、空气湿度、土壤温度、水分等影响因素的日动态变化规律进行了监测,分析了不同植被类型土壤呼吸速率的日变化特征及与环境因素的相关关系。结果表明,不同植被类型土壤呼吸速率明显不同,5种植被类型土壤呼吸速率的日平均值大小顺序为:茴香[7.710±1.705μmol/(m2·s)]小麦[5.266±0.953μmol/(m2·s)]葵花[5.237±0.568μmol/(m2·s)]孜然[3.504±0.431μmol/(m2·s)]荒地[2.567±0.666μmol/(m2·s)]。对于有植被覆盖的地块,土壤呼吸速率的日变化呈现先减小,后逐渐增大,在13:00—15:00时达到峰值,随后逐渐减小的趋势,大致呈"S"型曲线;而对于裸地,土壤呼吸速率的日变化呈现先增大后逐渐减小的趋势,大致呈"M"型或倒"V"型。     

造纸废水灌溉对芦苇湿地根际土壤酶活性的影响

为了探究废水灌溉条件下芦苇湿地根际土壤酶活性变化趋势及其影响因素,以辽滨苇、盘锦苇、小紫散穗等天然混栽芦苇为试材,采用桶栽方法,设置不同浓度(60,120,180,240,300 mg·L-1)造纸废水灌溉芦苇试验,测定芦苇根际土壤中脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,并分析根际土壤酶活性动态变化规律及其与土壤理化性质的相互关系。结果表明:清水灌溉条件下,在芦苇不同生育期,土壤脲酶活性在发芽期最大,为0.57mg NH3-N·(g±24h)-1。磷酸酶活性在快速生长期达到最大值,为0.93mg酚·(g±24h)-1,但各时期脲酶与磷酸酶活性变化差异不显著。脱氢酶活性在快速生长期达到最大值0.092μg TPF·g-1·20h-1,各时期间差异显著;废水灌溉显著提高了芦苇根际土壤脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,3种酶活性受废水浓度影响,在同一生育时期,土壤中3种酶活性均随着废水浓度的增加而增大,在快速生长期废水浓度为300mg·L-1时,脲酶、磷酸酶、脱氢酶,3种酶活性均达到最大值,分别为:2.76 mg NH3-N·(g±24h)-1,1.377mg酚·(g±24h)-1和0.426μg TPF·g-1·20h-1;相关分析表明3种酶活性之间极显著正相关,脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性与土壤呼吸强度正相关且相关系数最大,其中脱氢酶与土壤呼吸强度相关系数为0.917,3种酶活性与土壤全氮、全磷显著正相关,与p H值、容重显著负相关。说明芦苇湿地造纸废水灌溉不仅增加了土壤中的养分含量,也提高了根际土壤酶活性。     

白洋淀湿地芦苇型水陆交错带土壤氮素形态变化和N_2O排放特征及氮储量研究

为探究以芦苇群落占主导的湖泊生态系统的水陆交错带湿地固氮功能及氮循环的变化特征,以白洋淀湿地为研究对象,于2015年3—11月通过野外定点调查监测方法研究了芦苇型水陆交错带土壤氮素形态的季节动态变化和N_2O排放特征及其氮储量。结果表明:白洋淀芦苇型水陆交错带土壤N_2O排放通量具有明显的季节变化特征,主要表现为先小幅上升(3—4月)后降低(5月),随后急剧上升到峰值(8月份),之后又急剧下降(9—11月)的变化趋势。3月和11月土壤N_2O排放通量低于15μg/(m~2·h),8月份达到峰值141.01μg/(m~2·h)(S1)和208.41μg/(m~2·h)(S2)。白洋淀芦苇型水陆交错带土壤中氮素主要以有机氮形式存在,各土层有机氮含量占全氮含量的97%以上,且主要集中在土壤表层,随土层深度的增加而降低。各层土壤全氮含量在6、8月份时相对较高,且主要集中在40cm以上土层。另外,1m土体内,全氮含量也表现为随土层深度的增加而降低。白洋淀芦苇型水陆交错带各土层NH_4~+-N和NO_3~--N含量在10月份较其它月份高。在1m土壤剖面中,NH4+-N含量的变化差异较小,NO_3~--N含量呈现随土层深度增加先降低后又上升趋势。水陆交错带土壤氮密度均由表层向下逐渐下降,受生活污染较严重的S_1和受渔业生产污染相对较重的S_2的1m深土壤氮密度分别为1386.079g/m~2和1434.91g/m~2,其中60cm以上土层的贡献率均达到了70%以上。     

盐城滩涂湿地土壤酶活性特征及其影响因素

为了探讨盐城滩涂湿地土壤酶活性特征及其影响因素,选择盐城滩涂湿地4种典型植物群落——互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)群落、藨草(Scirpus triqueter)群落、盐地碱蓬[Suaeda salsa (L.) Pall.]群落、芦苇[Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.]群落为对象,测定0~10 cm(表层)、10~30 cm(中层)、30~60 cm(深层)土层的土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,并分析其与土壤因子和地上生物量的相关性。结果表明:土壤蔗糖酶、磷酸酶活性在互花米草群落和藨草群落中较高,在碱蓬群落和芦苇群落中相对较低;过氧化氢酶活性在藨草群落中最高,在互花米草群落中最低。土壤蔗糖酶、磷酸酶活性随土壤深度增加呈递减趋势,而过氧化氢酶活性在中、深层土壤高于表层。土壤蔗糖酶活性主要受到地上生物量、土壤总氮和土壤含水量的影响;土壤磷酸酶活性主要受到土壤总氮和还原性物质总量的影响;土壤过氧化氢酶活性主要受到地上生物量、土壤容重、电导率和土壤含水量的影响。     

闽江河口湿地土壤植物系统Zn、Cd的分布特征

对闽江河口鳝鱼滩湿地和蝙蝠洲湿地典型土壤植物系统中Zn、Cd的分布特征进行了研究。结果表明,7种土壤植物系统中,Zn、Cd全量分别是国家土壤环境质量标准一级标准的1.60-3.55倍、1.32-4.55倍;土壤中Zn的有效性低于Cd。不同植物以及同一植物的不同部位Zn、Cd含量存在较大差异,根部Zn、Cd含量明显高于枝和叶,各植物不同部位中Zn含量最高的是蟮鱼滩湿地芦苇的根、枝以及短叶茳芏的叶,Cd在秋茄根、枝和叶中的含量最高。2种重金属在植物体内富集的总体趋势均为根大于枝和叶,秋茄对Cd具有较强的富集能力,而各湿地植物对Zn的富集能力均较弱。Zn、Cd由根向枝转移相对较多的分别是蝙蝠洲湿地的芦苇和鳝鱼洲湿地的秋茄,由根向叶转移较多的均为蝙蝠洲湿地的短叶茳芏。     

河口区淡水与微咸水潮汐湿地CH_4和CO_2的产生速率

通过室内培养试验研究盐度差异对闽江河口短叶茳芏潮汐湿地CH_4和CO_2的产生速率以及土壤理化性质的影响.结果显示,淡水湿地和微咸水湿地土壤CH_4的产生速率分别为0.03~0.76μg·g~(-1)·d~(-1)和0.01~0.22μg·g~(-1)·d~(-1),平均值分别为(0.27±0.06)μg·g~(-1)·d~(-1)和(0.10±0.03)μg·g~(-1)·d~(-1).土壤CO_2产生速率分别为0.44~6.68μg·g~(-1)·d~(-1)和0.64~6.77μg·g~(-1)·d~(-1),平均值分别为(3.03±0.42)μg·g~(-1)·d~(-1)和(3.47±0.41)μg·g~(-1)·d~(-1).淡水湿地土壤CH_4的产生速率显著高于微咸水湿地(P<0.05),而2个潮汐湿地土壤CO_2的产生速率并无显著差异.微咸水湿地的电导率、pH、总碳(TC)、总磷(TP)均极显著高于淡水湿地(P<0.01),总氮(TN)含量显著高于淡水湿地(P<0.05).相关分析显示,土壤CH_4和CO_2产生速率主要受温度、电导率、pH、TC、TN、TP的影响.     

振荡浸提时间对不同保存方式土壤NO3-N和NH4-N含量测定值的影响

[目的]研究振荡浸提时间对土壤NO3-N、NH4-N测定结果的影响,为土壤氮素研究提供分析测定的理论依据.[方法]采集高、中、低三种肥力灰漠土,2 mol/L KCl溶液作浸提剂,以不同振荡的时间浸提鲜土、冷藏土和冷冻土,用连续流动注射分析仪测定浸提液中NO3-N、NH4-N含量.[结果]不同肥力土壤以不同方式保存后,振荡浸提时间对土壤硝态氮、铵态氮测定结果有明显的影响,鲜土、冷冻土测定结果比冷藏土稳定.振荡浸提30 ～ 60 min时,NO3-N和NH4-N的测定值相对稳定.[结论]从经济、可靠的角度衡量,无论是新鲜土壤,还是冷藏或冷冻土壤,测定土壤矿质氮含量的振荡浸提时间为30 min即可.对于土壤矿质氮含量极高的土壤,振荡浸提时间应延长至60 min.     

互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响

以空间代替时间,结合方差分析、多重比较和Pearson相关分析等方法,对闽东滨海湿地互花米草入侵不同阶段群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林-互花米草共生群落、互花米草群落和光滩)的土壤理化性质和酶活性及二者相关性进行了差异分析,试图解释互花米草成功入侵的土壤学机理。结果表明:互花米草入侵增加了土壤密度,降低了土壤pH值和含水率,减少了土壤有机碳、有机质、全氮和全磷含量。互花米草入侵提高了闽东滨海湿地土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,降低了土壤脲酶活性。相关分析表明,土壤酶活性与土壤理化因子存在密切关系,蔗糖酶与全氮、全磷和含水率呈极显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;脲酶与含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;碱性磷酸酶与全磷、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;过氧化氢酶与理化因子无相关性。本研究为治理互花米草提供理论依据。      

不同类型土壤对秋茄胚轴生长发育的影响

[目的]研究不同类型土壤对秋茄[Kandelia candel（L．）Druee]胚轴生长发育的影响。[方法]把秋茄胚轴插植在含滩涂泥（CK）、黄土（HT）和沙子（SN）的营养杯中,在自然潮滩上进行培育,研究不同土质对幼苗总生物量、根系生长、植株生长、基径生长、分枝生长、叶片生长及存活率的影响。[结果]舍沙量高的土质在秋茄胚轴根的生长发育方面有促进根系生长的作用,但经过150～180d培育后,滩涂泥组的幼苗生长速度明显比沙子组快,其原因可能是幼苗的生长从原来以胚轴的营养消耗为主逐渐转变为以吸收外界的营养为主,而沙子性土壤的肥力不如滩涂海泥。[结论]秋茄胚轴生长发育初期采用沙培的方法可以提高幼苗生根能力。     

不同红树林群落土壤吸附重金属的研究

[目的]为人工红树林生态系统的保护、管理以及人工红树林的生态功能价值评估提供科学依据。[方法]采集海南东寨港无瓣海桑(S.apetala Buch.-Ham.)人工林区、海桑[Sonneratia caseolaris(L)Engl]人工林区、秋茄[Kandelia candel(L.)Druce]人工林区、木榄[Bruguiera gymnorhiza(L.)Lam.]天然林区、海莲[Bruguiera sexangula(Lour.)Poiret]天然林区、秋茄[Kandelia candel(L.)Druce]天然林区以及裸滩的沉积物(0～20 cm深)样品若干,测定各样品中Cu、Zn、Pb和Cr的含量,并对人工林、天然林及裸滩3个生境土壤吸附重金属的能力进行比较。[结果]重金属含量大小依次为天然林﹥人工林﹥裸滩。东寨港地区红树林湿地Cu和Zn的污染系数为低,Pb和Cr的污染系数为中等。[结论]土壤吸附重金属的含量与土壤受污染水平、林龄有关,且不同红树林群落土壤吸附重金属能力略有差别。东寨港地区Cu、Zn、Pb和Cr 4种重金属的生态风险系数均较低。     

闽江口湿地土壤——植物体系有机碳的分布特征

对闽江口湿地5类典型群落土壤植物体系有机碳的分布特征进行了研究。结果表明:5类群落土壤中的有机碳含量最大值均出现在土壤亚层,沿土壤剖面整体上呈现下降的趋势,与其它群落相比,秋茄群落土壤具有较高的有机碳含量;5类湿地植物各部份的有机碳含量具有一定的差异性,在根、枝及叶中的含量最高值分别为香蒲根系、秋茄枝干及香蒲叶片;土壤有机碳与全氮、全磷的相关性分析表明,芦苇群落土壤有机碳仅与全氮含量表现出明显相关性,短叶茳芏群落土壤有机碳仅与全磷含量表现出明显相关性,其它群落土壤有机碳与全氮、全磷均具有明显相关性。     

互花米草群落对重金属元素的循环和富集特征

［目的］探讨互花米草群落对重金属元素的循环和富集特征。［方法］利用样方法采集温州典型滩涂湿地的土壤和互花米草样品,结合互花米草生物量,研究Pb、Cr、Cu、Zn在土壤库-互花米草植物体系的循环、富集和转运规律。［结果］互花米草群落地上部分、根系和总生物量均随季节呈单峰型。从春季到冬季,植物体内Pb、Cr含量呈上升趋势,Zn、Cu含量呈先上升后下降趋势。4种金属元素在互花米草中的循环特征为,吸收系数：Zn＞Cu＞Pb＞Cr;利用系数：Cr＞Cu＞Pb＞Zn;循环系数：Zn＞Pb＞Cu＞Cr。互花米草不同部位对4种重金属的富集系数大小均为根系＞茎叶,转运系数为Pb（0.778）＞Cu（0.665）＞Cr（0.600）＞Zn（0.370）。［结论］互花米草可作为一种修复植物用以恢复Pb、Cu污染较为严重的湿地生态系统的生态功能。     

5种华南沿海湿地植物对人工含盐污水的生理响应

[目的]研究秋茄等5种华南沿海常见湿地植物对人工含盐污水的生理响应,以期初步筛选可应用于华南沿海湿地修复的植物种类。[方法]在玻璃网室中盆栽拉关木等5种湿地植物幼苗,分别用1倍(NW)、5倍(FW)和10倍(TW)浓度的人工含盐污水进行定期浇灌。通过对受试植物叶片的叶绿素含量、SOD活性、MDA含量和游离脯氨酸含量的测定,比较研究不同植物对水体污染物的生理适应能力。[结果]①秋茄和拉关木对水体污染物的耐受能力最强,在10倍浓度(盐度20‰)的污水中能正常生长;②芦苇和短叶茳芏的耐盐抗污染能力最低,仅能在1倍浓度污水(盐度10‰)中正常生长;③桐花树表现居中,适宜在1倍和5倍浓度污水中生长(盐度为10‰～20‰);④利用模糊数学隶属函数值法对5种植物的抗性进行综合评定,其抗性大小依次为秋茄拉关木桐花树芦苇短叶茳芏。[结论]秋茄和拉关木可作为华南沿海湿地修复的备选植物材料。     

艾比湖地区棉花与芦苇群落光合和土壤呼吸特性对比整合初探

[目的]分别从拟合方程和CO2通量差值计算两个方面对棉花与芦苇的光合速率和土壤呼吸速率进行整合分析研究,旨在分别从光合速率和土壤呼吸速率的定量分析中寻找定性分析途径,探讨干旱区两大碳循环过程之间的异同,揭示干旱区棉花群落与芦苇群落植物光合和土壤呼吸对生态系统CO2源/汇效应的贡献特征.[方法]利用LI - 6400便携式光合作用测定系统和LI - 8100自动土壤呼吸测量系统,于2009年6月、9月同步测定艾比湖地区棉花(Gossypium)和芦苇(Phragmites australis)群落光合与土壤呼吸速率时间动态及主要环境影响因子,在对二者日变化动态及水热因子对比分析的基础上,分别从拟合方程和CO2通量差值计算两个方面进行整合研究.[结果]棉花和芦苇的光合与土壤呼吸速率在午前(约07:00～11:00)与午后(约15:00～17:00)具有相同变化规律,正午(约11:00～15:00)植物通过自身调控使光合和土壤呼吸丧失同步性;棉花和芦苇群落白天具有不同的净光合日总量和土壤呼吸日总量特征,棉花为1.207×103和0.613×103 mmol/(m2·d),芦苇为0.346×103和0.612×103 mmol/(m2·d).[结论]共同作用于棉花与芦苇光合和土壤呼吸速率的影响因子,彼此之间表现出的相关性和差异性,可在一定程度上解释两者同步变化时各自的特征;从芦苇群落到棉花群落不仅改变了植物光合和土壤呼吸的强度,在某种程度上也改变了土壤碳库、植物碳库和大气碳库比重,对干旱区碳循环过程产生不可忽视的作用.     

植烟黄壤供氮特征研究

【目的】研究烤烟生长期间植烟黄壤的氮素矿化及供氮特征,为烟草氮素营养调控提供理论依据。【方法】选择两块有机质含量存在差异的黄壤试验田,每块试验田设休闲、植烟不施氮、植烟施氮90kg·hm-2、植烟施氮120kg·hm-24个处理,采用埋袋法进行田间原位培养。【结果】在烤烟生长期间,不施肥植烟土壤氮矿化存在两个高峰,一是在烤烟旺长期(烤烟移栽后42d左右),二是在烤烟打顶后(烤烟移栽后77d左右)。在烤烟生长期间,随着时间的推进矿化氮累积量增加,至烤烟移栽91d左右,矿化氮累积量趋于平缓。有机质含量为15.5和23.7g·kg-1的不施肥植烟土壤累积矿化量分别为80.4和88.5kg·hm-2,打顶后土壤矿化氮量占其矿化氮总量的58%、65%。土壤有机质含量对土壤氮素矿化动态影响不显著,肥料氮的施用导致土壤氮矿化动态波动幅度增大,在烤烟生长前期形成净固定,对烤烟生长后期土壤净矿化产生显著正激发效应。【结论】调控烟草生长后期土壤氮素矿化,能够减少烟草生长后期土壤氮素供应;减少烟草生长前期土壤无机氮固定,促进烟草生长前期无机氮释放,也能在一定程度上缓解烟草生长后期土壤氮素供应过量的问题。