闽江河口不同淹水频率下湿地土壤全硫和有效硫分布特征

为揭示湿地土壤全硫和有效硫的分布特征对淹水频率差异的响应,对闽江河口湿地近潮沟区域不同淹水频率的藨草(Scirpus triqueter)湿地、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地和芦苇(Phragmites australis)湿地以及远潮沟区域的短叶茳芏湿地和芦苇湿地土壤的全硫和有效硫进行测定与分析。研究结果表明:(1)闽江河口湿地土壤全硫和有效硫分别为399.00～3 510.33 mg/kg和4.51～230.55 mg/kg,平均值分别为1 613.20 mg/kg和52.20 mg/kg;(2)近潮沟区域湿地土壤全硫和有效硫均表现出随淹水频率的增加先增大后减小,但远近潮沟区域的同种植物类型湿地间则表现为随淹水频率的增加而增大;(3)盐度是影响闽江河口不同淹水频率下湿地土壤全硫和有效硫变化的最重要的因子;(4)湿地土壤硫储量随淹水频率的增加而增大。     

闽江福州下游段水体N含量季节变化及对湿地土壤N含量的影响

选取闽江福州下游段水体及河口短叶茳芏湿地土壤水作为研究对象,采用SAN++连续流动分析仪测试样品中NO-3—N,NO-2—N和NH+4—N含量,以揭示河流水体N含量的季节差异和对土壤水N含量的影响。研究结果表明:(1)闽江福州下游段秋季河流水NH+4—N和NO-3—N含量高于春季,NO-2—N含量低于春季;秋季短叶茳芏湿地土壤水NH+4—N和NO-2—N含量也明显高于春季,土壤水NO-3—N含量低于春季;春、秋季土壤水NH+4—N含量皆高于河流水,而NO-3—N和NO-2—N含量皆明显低于河流水。(2)河流水的浸淹对土壤N含量影响较大,说明河流水是湿地土壤的主要N源。(3)闽江福州下游段河流水3种形态的N含量表现为秋季大于春季,存在较明显的季节差异。(4)与2007—2008年的观测值相比较,闽江河口河流水体N含量呈大幅上升趋势,水体富营养化加剧。     

闽江河口湿地沉积物生源要素含量及生态风险评价

对闽江河口区不同盐度短叶茳芏沼泽湿地沉积物C、N、P含量的空间变化进行研究,探讨影响生源要素含量变化的原因,并对其进行生态风险评价。结果表明,短叶茳芏沼泽湿地沉积物不同生源要素含量沿盐度梯度变异性较大,沉积物中TOC、TN、TP含量平均值分别为2.43%,1 686.00mg/kg,726.29mg/kg,含量变化趋势分别为下洋洲鳝鱼滩塔礁洲蝙蝠洲;塔礁洲下洋洲鳝鱼滩蝙蝠洲;鳝鱼滩塔礁洲下洋洲蝙蝠洲。沉积物中TOC、TP、TN含量间均存在极显著的相关关系(P0.01),变化具有同步性。沉积物的容重和含水率是影响短叶茳芏沼泽湿地沉积物生源要素变化的关键因子。单因子指数法结果表明,闽江口短叶茳芏沼泽湿地沉积物中TOC污染指数介于2.09~2.73,属轻度污染;TN污染指数介于2.84~3.29,属严重污染;TP污染指数介于1.01~1.35,属中度污染;盐度梯度下,不同深度沉积物污染指数变异性较大。闽江口短叶茳芏沼泽湿地沉积物生源要素污染较为严重,在向上覆水体的释放过程中,易引起河口近岸水域的富营养化。     

闽江河口不同淹水环境下典型湿地植物—土壤系统全硫含量空间分布特征

选择闽江河口鳝鱼滩湿地不同淹水环境下2条样带(A样带,远离主潮沟且退潮后无淹水;B样带,靠近主潮沟且退潮后有淹水)上的短叶茳芏、互花米草和扁穗沙草植被下的湿地为研究对象,探讨了湿地植物-土壤系统全硫(TS)含量的空间分布特征。结果表明,长期淹水环境在导致B样带同种植被类型下的湿地表层土壤的TS含量低于A样带的同时,也增强了不同植被类型下湿地之间0—40cm土层TS含量的水平变异性以及相同类型湿地土壤TS含量的垂直变异性。尽管长期淹水环境降低了B样带3种植被根的TS含量和累积系数,但增加了其地上器官及立枯体的TS含量和累积系数,并提高了其地上器官的硫分配比。对比研究表明,闽江河口3种湿地土壤和植物的TS含量在全国均处于较高水平,其值远高于三江平原淡水沼泽湿地、向海盐沼湿地以及华北海河流域湿地,但略低于南方红树林湿地。研究发现,淹水条件和土壤水分含量是导致A、B 2条样带相同类型湿地土壤TS含量差异的主导因素;淹水条件亦改变了湿地植物的硫分配格局,湿地植物可通过调整自身的硫吸收与累积状况来适应长期淹水环境。     

闽江河口互花米草入侵过程对短叶茳芏湿地土壤氮矿化的影响

对闽江河口湿地互花米草入侵对土壤氮矿化影响进行时空变化研究,选择闽江口鳝鱼滩湿地互花米草入侵斑块中央(A)、互花米草入侵斑块边缘(B)及未被入侵的短叶茳芏沼泽群落(C)为研究对象,探讨互花米草入侵过程对土壤氮矿化的影响,并对其进行原因分析。结果表明:互花米草入侵闽江河口短叶茳芏湿地后,从时空两个方面均改变了原有湿地土壤氮的矿化水平,总体上互花米草入侵在一定程度上增强了土壤的矿化作用。从季节上来看,春夏秋冬4个季节互花米草入侵斑块中央(A)矿化速率变化范围分别为(-2.50~6.25),(-5.0~8.5),(-0.35~0.9),(-0.37~0.22)mg/(kg·d);互花米草入侵斑块边缘(B)分别为(-3.37~6.25),(-7.5~5.5),(-0.15~0.55),(-0.25~0.21)mg/(kg·d);未被入侵的短叶茳芏沼泽群落(C)分别为(-5.8~3.6),(-5.7~5.4),(-0.12~0.55),(-0.13~0.09)mg/(kg·d)。互花米草入侵对土壤氮矿化速率的影响随着季节变化表现出显著的规律,即入侵过程中3种不同土壤类型均表现为夏季春季秋季冬季;相同季节3种样地同层土壤氮矿化速率总体表现为ABC。从土壤分层来看,在培养时期内各土层土壤氮矿化速率总体呈现出随着培养时间的增加而降低的趋势;在同一培养时期内,不同土层土壤矿化速率总体呈现出随土层深度的增加而降低的现象。这主要是由于互花米草入侵对闽江口湿地土壤温度、湿度、微生物活动、植物的生长周期以及生长特性等因子随时空变化的改变有关。     

闽江河口典型植被群落带及交错带植物—土壤体系中硅素的分布特征

为研究闽江河口湿地典型植被群落带及交错带硅素空间分布特征,以鳝鱼滩湿地为研究对象,于2015年7月由陆向海方向设置2条样带,对植物生物硅含量及储量分配比、表层土壤生物硅及有效硅含量进行测定分析。结果表明:(1)闽江河口湿地典型植被群落带植物生物硅含量均低于交错带,且不同类型植物硅含量差异较大(p0.05),其中芦苇、短叶江芏、互花米草和扁穗莎草硅含量分别为15.66,9.09,7.17,7.77mg/g。从空间来看,高潮滩不同植物生物硅含量均高于低潮滩。就不同器官而言,不同植物地上部分均高于地下部分,具体表现为枯体茎叶根,其含量分别为13.40,12.49,11.72,6.58mg/g。(2)交错带植物(短叶茳芏与芦苇)地下根系生物硅分配比大于地上各器官,而典型群落带植物生物硅分配比则与之相反。(3)湿地表层土壤近岸方向2条样带生物硅含量变化趋势基本一致,近海方向2条样带则呈现相反的变化趋势;由岸及海方向2条样带表层土壤有效硅含量变化趋势基本一致。研究表明,植物的生态学特性及其生长环境条件不同、地形条件和潮汐作用带来水文条件的差异对湿地硅素的空间分布具有一定的影响,这对研究河口潮汐湿地硅素生物地球化学循环有重要意义。     

不同林龄樟子松人工林针叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为明确科尔沁沙地引种樟子松人工林生态系统的C、N、P含量及化学计量特征,采用时空互代的方法,在章古台地区选取4种不同林龄(15,25,35,45年)、立地条件基本一致的樟子松人工林作为研究对象,比较针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及化学计量比的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系。结果表明:(1)C、N、P含量表现为针叶凋落叶土壤,C/N、C/P、N/P表现为凋落叶针叶土壤,且在3个库之间都有显著差异;(2)林龄对针叶-凋落叶-土壤的C、N、P及C/N、C/P有显著影响,均在35年生樟子松林中针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量最高;(3)相较于其他地区,针叶和凋落叶均表现出高C、P和低N的特征,具有较高的C/N、C/P和较低的N/P;(4)各林龄针叶N/P均小于14,表明该地区樟子松林整个生长过程始终受N的限制,但不同林龄间差异不显著;(5)针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其C/N、N/P之间存在显著的相关性,说明该樟子松林生态系统的C、N、P元素在针叶、凋落叶和土壤3个库之间存在运输转换,但其内在维持机制需要进一步深入研究。     

互花米草入侵对闽江河口芦苇湿地土壤有机碳的影响

 以闽江河口鳝鱼滩湿地为研究区域,选取芦苇和互花米草为研究对象,对其根际土壤有机碳质量分数和储量的垂直分布特征及其影响因子进行测定分析。结果表明:芦苇和互花米草0～60cm根际土壤有机碳平均质量分数分别为15.54和17.16 g/kg,表层（0～10 cm）有机碳质量分数最大,分别为19.69和22.02g/kg;芦苇和互花米草0～60 cm根际土壤有机碳储量总和分别为6 794.20和8 231.48 t/km2,芦苇根际土壤有机碳储量在30～40cm达到最大,而互花米草为010cm有机碳储量最大;互花米草的入侵增加了芦苇湿地根际土壤碳质量分数和储量;2种植物根际土壤有机碳质量分数与含水量和盐度之间均呈显著正相关。从闽江河口互花米草入侵的角度提出了管理该湿地的一些建议。     

中国湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征研究

明确区域及全球湿地土壤中是否存在类似“Redfield比值(Redfield ratio)”的碳氮磷(C∶N∶P)比例,是认识湿地生态系统中元素循环,构建湿地物质循环模型的基础。本文基于《中国沼泽志》中有详细土壤理化性质记录的119块沼泽湿地数据,利用数理统计方法,分析了区域尺度上湿地土壤中碳C∶N∶P生态化学计量学特征及分布格局,并探讨了其可能的影响因素。结果表明,中国湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P(摩尔比)平均为18.22、245.22和13.60,高于中国及世界土壤中C∶N、C∶P和N∶P的平均值,C∶N∶P比例平均值为245∶13.6∶1。碳、氮、磷三者之间并不具备显著的两两相关性,说明中国湿地土壤中不存在类似于“Redfield比值”的C∶N∶P比例。相比于N元素,湿地生态系统更多受到P供应的限制。不同湿地类型或不同盐度情况下湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P存在显著性差异,而植被类型对土壤中C∶N、C∶P和N∶P影响不大。相关性分析表明,海拔高度、温度(年平均气温、1月平均气温、7月平均气温、活动积温)及p H是决定湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P的主要因素。考虑到海拔与C∶P及N∶P之间极显著的相关关系,海拔这一非地带性因子是决定湿地土壤C∶N∶P计量学特征的主要因素。     

阅海湿地植物叶片和土壤C、N、P季节动态及其累积

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对宁夏阅海湿地芦苇和香蒲植物叶片和土壤碳(C)、磷(P)和氮(N)季节动态及其累积进行研究。结果表明:阅海湿地2种植物叶片C、P、N含量高于土壤C、P、N;土壤C、P、N含量随土层加深均呈现出下降的趋势,"表聚性"较明显;不同季节土壤和叶片C、P、N含量均表现为芦苇香蒲,2种植物土壤C、P、N含量随季节变化均表现为先增加后降低,秋季达到最大;2种植物土壤C/N随季节变化表现为增加趋势,N/P随季节变化表现为降低趋势,C/P则无明显变化规律;2种植物叶片C含量随季节变化表现为增加趋势,P和N含量随季节变化表现为先增加后降低,C/N和C/P随季节变化表现为"V"形规律,N/P表现为春季、夏季显著高于秋季、冬季(P0.05);2种植物C累积量在冬季最大,春季最小,P和N累积量在秋季最大,春季最小;相关性分析表明2种湿地植物C、P、N累积量更依赖于土壤C、P、N和含水量;2种植物叶片C、C/N、C/P、N/P与分别与土壤C、C/N、C/P、N/P呈显著相关关系(P0.05),可以用不同的曲线拟合;从N/P比值来看,氮素成为阅海湿地2种植物生产力的重要限制因子。