长江口崇明东滩土壤盐度和潮间带高程对外来种互花米草生长的影响

外来种互花米草(Spartina alterniflora)已经在长江口定居和扩散.比较了不同土壤盐度对外来种互花米草和长江口土著种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)幼苗生长的影响,并研究互花米草在崇明东滩潮间带不同高程的生长适应性.结果表明:当土壤盐度在0～3.2%范围,互花米草能够正常生长和繁殖,而当土壤盐度达到1.6%时,海三棱藨草(Scirpus mariqueter)趋于死亡.互花米草在东滩潮间带潜在分布高程的上下限要大于海三棱藨草,随着潮间带高程的降低,互花米草的生长和繁殖减弱.互花米草对不同土壤盐度和潮间带高程的良好适应性可能是其在长江口湿地成功入侵的机制之一.     

崇明东滩湿地芦苇和互花米草非结构性碳水化合物质量分数的时空动态特征

在上海崇明东滩湿地,外来植物互花米草种群和本土植物芦苇种群在潮间带生境形成竞争态势.文中对2种植物体内各部分的非结构性贮藏碳水化合物(NSC)质量分数的时空变化特征进行了研究,结果表明:在各生长发育时期、各个潮位生境以及植株各部位,几乎总是芦苇体内的NSC质量分数多于互花米草,且随着潮间带高程的降低,芦苇和互花米草都表现出体内的NSC质量分数增加的趋势,尤其以互花米草更为明显,这可能有助于提高它们的耐盐能力.从生长初期到生长中期再到生长后期,芦苇与互花米草植株体内NSC总质量分数依次递增;芦苇与互花米草各部位中所含NSC质量分数由大到小的顺序为叶片、茎、根;互花米草体内的NSC总质量分数低于芦苇,但互花米草地下部分NSC质量分数所占比例大于芦苇,互花米草地上部分茎基部的NSC质量分数所占比例小于芦苇,表明互花米草的根和地下根茎的生长能力、耐干扰性及基部分蘖能力可能要强于芦苇.随着潮间带高程的升高,芦苇和互花米草地下部分NSC质量分数所占比例均有下降趋势,且植物体内NSC质量分数从地下部分占优势逐渐变为地上部分占优势.     

不同盐度下互花米草生长状况的比较研究

在温室中建立模拟湿地系统,比较了不同盐度(10‰、20‰和30‰)培养下的互花米草生长状况和生理特性,以探讨互花米草对盐浸环境的适应性。结果表明,不同盐度处理组互花米草在株高、基茎、叶片SPAD、叶绿素含量、氮含量、死亡率等方面有显著差异。随着盐浓度的升高,植株高度和基茎呈下降趋势,互花米草叶片随着盐度增加,叶片SPAD和叶绿素含量增加;在高盐度(30‰)下,显著降低了互花米草的各器官干重生物量;盐度20‰的环境中互花米草存活率最高、为55.16%,盐度30‰的环境中互花米草的存活率最低、为43.22%。互花米草对不同盐度的适应性较强,但高盐度对其生长仍有一定的限制作用。     

土壤电导率对土壤含盐量及施肥浓度的响应试验研究

为探索土壤含盐量及施肥量对土壤溶液养分供给的影响,以土壤电导率为研究对象,通过设置3种土壤含盐量、4种设计含水率和4种浓度K₂SO₄溶液共48种工况下土柱试验(S1~S48),采用5TE传感器连续观测土壤含水量和电导率,分析土壤含盐量、施肥浓度对不同含水率时土壤电导率的影响。结果表明:土壤含盐量较高时,高盐度会影响介电常数ε和含水率θ的关系,造成5TE测得含水率偏高;定义盐度指数为土壤电导率σ_b随体积含水率θ的变化率,可通过盐度指数X′_s修正含水率θ,修正后含水率的精度可达±2%;当土壤被电导率为0 mS/cm的溶液润湿时(未施肥),初始盐度指数X′_si并不为零,这说明土壤自身会溶解出来一部分养分,且当土壤养分充足时,不可忽略土壤自身本底值对电导率的贡献。因此,在施肥过程中,应充分考虑土壤的含盐量差异,进行合理施肥,避免因盲目施肥造成土壤养分利用率低下以及肥料的浪费。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义,而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0）,比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加,而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1,与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现,功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1,比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关,而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ;N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此,围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程,而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

江苏省东台市滩涂垦区不同自然植被下的土壤/沉积物盐分特征

对江苏省东台市滩涂垦区2009—2013年围垦年限及不同自然植被下土壤或沉积物的盐分进行研究,结果表明,研究垦区土壤/沉积物盐分含量变幅为0.11%~2.63%,沉积物盐分含量随着围垦年限增加(自海向陆)总体呈递减态势;自然滩涂互花米草群落下的沉积物盐分空间变幅小,垦区内互花米草群落盐度变幅大,盐蒿滩内盐分变幅更大;垦区光滩、盐蒿群落下剖面盐分表现为底聚型,白茅群落、盐角草群落表现为表聚型,互花米草群落则兼顾表聚型、底聚型、均匀型等多种类型;垦区内互花米草在盐分0.80%~1.00%范围内生长最好,盐蒿在盐分为0.30%左右时群落密度最大;垦区主要植物种类耐盐能力从高到低依次为:互花米草盐蒿盐角草白茅,这与垦区植被主要演替顺序互花米草群落→互花米草+盐蒿群落→盐蒿群落→盐角草群落/白茅群落基本一致。     

根据EH277045衍生序列变异分析中国互花米草种群的遗传结构

[目的]在核DNA水平根据DNA序列变异分析我国沿海8个互花米草种群的遗传结构。[方法]根据互花米草EST序列EH277045的序列信息设计引物,在8个种群共75份样本中扩增该衍生序列,采取直接测序的方法,比较序列差异,计算多种遗传参数,分析中国互花米草种群的遗传多样性与变异。[结果]共得到28个多态位点将75份样本分为25种单倍型,核苷酸多样性为0.011,单倍型多样性为0.794;种群间基因分化系数GST为0.163、遗传分化指数FST为0.222;AMOVA分析揭示79%的遗传差异来源于种群内,21%的遗传差异来源于种群间。[结论]我国互花米草种群遗传多样性水平高,种群间遗传分化较低,遗传多样性主要存在于种群内。     

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。      

红树林保护区中互花米草结实器官数量特征研究

[目的]揭示互花米草种群有性繁殖期花器数目及种子产量构成因子的分配对策。[方法]以分布于广西舍浦山口红树林保护区的互花米草（Spartina alterniflora）为研究对象,研究并统计不同生境条件（淤泥质、泥沙质、沙质）下互花米草种子成熟期结实器官的形态、数量特征及饱满种子的百粒重。[结果]单株互花米草以泥沙质中的长势最好,沙质中生长的互花米草结实器官各形态因子均大于在淤泥质和泥沙质中,但是结实器官的数量特征则是淤泥质中的互花米草占优势,沙质的其次,泥沙质中的最低;3种生境中小穗顶端的种子饱满程度远高于小穗底部。[结论]生境条件较好时,互花米草营养生长相对旺盛,但小穗的结实率下降;当生境条件较差时,情况相反。     

广西合浦山口红树林互花米草成熟期叶水势初步研究

于2008年9月初互花米草成熟期,利用WESLER公司生产的PSYPRO水势测量系统测定广西舍浦山口红树林泥沙质土壤生长的互花米草水势日变化,同步测定光量子通量密度、温度、湿度情况,并分析互花米草叶水势的变化规律及其与气象因子之间的关系。结果表明,互花米草叶水势均受光量子通量密度、气温及相对湿度的影响,其中温度对互花米草叶水势的影响最大,而光量子通量密度和湿度对叶水势的影响则相对较小,互花米草水势日变化与3个气象因子间相关性极显著。     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤有机碳储量及其结构的影响

在围封、3个放牧梯度[0.50羊单位·hm~(-2)(G0.50)、0.94羊单位·hm~(-2)(G0.94)、1.25羊单位·hm~(-2)(G1.25)]和开垦5种处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤容重、土壤有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量的影响开展野外监测试验,并利用核磁共振波谱法测定0~20 cm土层土壤有机碳结构。结果表明:同一土层,不同利用方式下,放牧区和开垦区与围封区相比,土壤有机碳含量、有机碳密度有降低的趋势,土壤容重有增加的趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳含量、有机碳密度表现为逐渐降低的趋势。同一处理,随着土层的加深,小针茅荒漠草原土壤容重先降低后增加,而土壤有机碳含量和有机碳密度先增加后降低,在30~40 cm土层达到最大值。放牧和开垦与围封相比,土壤有机碳储量下降。其中,G1.25和开垦区的土壤有机碳储量显著(P0.05)低于围封区。随着放牧强度的增加,土壤有机碳储量逐渐降低。不同利用方式和放牧强度下小针茅荒漠草原土壤有机碳化学组分没有发生变化,各组分的相对比例出现差异。其中,烷氧碳(34.86%~37.85%)、烷基碳(26.05%~33.87%)、芳香碳(10.60%~17.69%)和羰基碳(14.57%~16.90%)是土壤有机碳结构的主要组成成分。放牧区和开垦区与围封区相比,烷基碳和羰基碳的相对比例减小,烷氧碳和芳香碳的相对比例增加,随着放牧强度的增加,烷基碳的相对比例逐渐降低,烷氧碳相对比例逐渐增加。围封草原土壤腐殖化指数最大(表现为围封区开垦区G0.50G0.94G1.25),而芳香性最小(表现为G1.25G0.94开垦区G0.50围封区),说明围封区土壤有机碳更趋稳定,在土壤固碳方面有一定的意义。     

长江口滩涂电杆礁生态修复区栖息地含水量分析

近年来长江口浦东机场外进行了滩涂围垦,根据浦东机场围垦区外侧滩涂的特殊性,选用电杆礁生态修复技术进行滩涂生态修复。结果显示在电杆礁修复实施后,其基部可形成小水体,小水体体积与电杆礁地上高度具有相关性(P=0. 035),且修复区内电杆礁基部沉积物的含水量为45. 62%。通过对修复区内外沉积土样含水量的比较分析,显示修复时间影响沉积土样的含水量,修复时间长(180 d)的区域0 m处的含水量(48. 41%)高于修复时间短(90 d)的区域0 m处的含水量(40. 73%);位于修复区近岸侧的含水量(50. 56%)高于远岸侧含水量(38. 22%);垂直于海岸线向修复区外延伸的样点(纵向样点)的含水量(48. 24%)高于平行海岸线向修复区外延伸的样点(横向样点)的含水量(37. 29%)。综上所述,电杆礁生态修复技术能够提升修复区滩涂栖息地含水量。     

互花米草入侵对滨海湿地重金属的富集迁移效应

为探究互花米草（Spartina alterniflora）入侵对滨海湿地沉积物重金属的富集迁移效应,为滨海湿地生态保护与合理利用提供依据,在山东省日照市黄家塘湾滨海湿地选取不同互花米草入侵年限的斑块,以5 cm为间隔采集0～30 cm沉积物样品和互花米草样品,分析沉积物和互花米草不同部位中重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd的含量,并采用地累积指数法、潜在生态风险评价法、生物富集系数及转运系数等方法进行评价。结果表明：湿地沉积物重金属Cu、Zn、Pb和Cd 的含量范围为5.94～31.94 mg(kg^-1,18.59～56.87 mg(kg^-1,4.76～30.36 mg(kg^-1,0.021～0.083 mg(kg^-1,整体低于研究区域重金属环境背景值;但Cu、Pb在0～15 cm内存在轻度污染;与光滩湿地相比,互花米草入侵湿地沉积物中重金属含量增加,且随互花米草入侵年限增加,沉积物重金属含量呈增加趋势,在上层（0～15 cm）表现尤为显著;互花米草不同部位对重金属的累积存在一定差异,大致表现根>叶>茎;不同重金属在根部的富集效应表现为Cd > Zn > Cu > Pb,互花米草对重金属转运效应为Pb > Zn > Cu > Cd。相关分析表明,沉积物中重金属的累积与互花米草入侵对湿地沉积物粒度组成、有机质含量及pH的改变密切相关。不同重金属在沉积物-植物体系的迁移转运差异则主要与互花米草各部位对重金属元素的吸收差异有关。     

南疆路基盐渍土冻融循环的盐胀性研究

为了研究经过多次冻融循环南疆路基盐渍土的盐胀性,本试验采用室内冻融循环模拟实验,通过对相同压实密度、含水率的含盐和不含盐的两组试验进行研究分析,分析研究路基中盐渍土的盐胀性在不同含盐量、含水率、不均匀系数、干密度下盐胀性的变化规律,分析研究各个因素对盐渍土盐胀性的影响,有利于通过优化盐渍土路基中的含盐量、含水率及温度等因素来达到一定程度控制盐胀的目的,从而来减少路基中盐胀性的危害。     

高盐废水人工湿地处理中耐盐植物的筛选

天津塘沽作为滨海新区核心区,是目前天津发展最快的地区之一。由于本区盐碱土壤等自然条件,污水中盐分含量较高,制约了废水的回用。本文通过模拟人工湿地实验,比较了芦苇(Phragmites australis)、盐地碱篷(Suaeda salsa)、碱蒿(Artemisia anethifolia)、黄花鸢尾(Iris wilsonii)、盐角草(Salicornia europaea)和大米草(Spartina anglica)等耐盐植物对轻污染水体中高浓度氯离子的去除能力,筛选出去除能力较强的植物,并确定植物对盐分去除率达到最大时的生态系统条件。结果表明,适合人工湿地的耐盐碱植物对氯离子的去除效果依次为:芦苇>盐地碱篷>碱蒿>黄花鸢尾>盐角草>大米草,停留时间一般在第4 d时可达到平衡。该研究为利用人工湿地处理高盐废水提供了科学依据。     

Miseq测序分析围垦后海三棱藨草湿地土壤微生物群落多样性的季节变化

为探讨上海南汇东滩湿地围垦后海三棱藨草土壤微生物群落多样性的季节变化,应用Miseq高通量测序技术,分析藨草密集区与光滩区4个季度土壤微生物群落多样性以及相关的土壤环境因子。结果表明,藨草密集区与光滩区土壤微生物群落多样性及丰富度差异显著(P 0. 001),藨草密集区高于光滩区,同一区域样本微生物多样性及丰富度季节变化显著(P 0. 001),春夏2季低于秋冬2季。Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Cyanobacteria(蓝藻菌门)是各样本中相对丰度较高的菌门,且样品优势菌季节性差异较大。RDA冗余分析表明,土壤盐分、干湿比、硝态氮是影响土壤微生物群落结构的主要因素。研究对弄清海三棱藨草湿地的空间扩张微观机制及促进海三棱藨草湿地快速修复具有理论意义。     

黑沙蒿与粉土质砂根-土及土-土界面摩阻特性

以鄂尔多斯上湾煤矿塌陷区水土保持先锋灌木之一黑沙蒿和粉土质砂为研究对象,通过直剪试验和根-土复合体单根拉拔试验,探究土壤质量含水率、根径对黑沙蒿根-土界面及土-土界面摩阻特性的影响。结果表明:在土壤埋深72 cm和144 cm左右,2种剪切界面的抗剪强度值均随质量含水率增加呈先增后减趋势;黑沙蒿根-土复合体最大拉拔力与根径呈明显线性正相关,其抗剪强度随根径增加而减小;土壤质量含水率从3.94%增至19.94%,黑沙蒿根-土界面摩擦系数由0.48减至0.38,土-土界面摩擦系数由0.43减至0.35;2种剪切界面的黏聚力随土壤质量含水率增加呈现先增后减趋势,土壤质量含水率为11.94%时,黑沙蒿根-土界面黏聚力峰值为4.51 kPa,土-土界面黏聚力峰值为4.56 kPa。     

基于SWAP模型的耕地-盐荒地-沙丘-海子水盐动态分析

为探讨盐荒地、沙丘和海子对耕地排盐的作用和机理,于2013-2016年在内蒙古河套灌区张连生研究区展开试验,利用土壤水分、盐分以及地下水盐分、埋深变化的观测数据,经SWAP模型率定和验证,对试验区水盐动态变化进行模拟和分析。结果表明,SWAP模型能够较好地反映试验区各地土壤水盐的垂直动态变化规律。模型验证结果显示,土壤水分的均方根误差均小于0.03 cm³·cm^-3,土壤盐分均方根误差均小于0.12 g·kg^-1,且二者平均相对误差均小于16%。地下水动态分析表明试验区地下水走向基本为从西北流向东南。研究表明,耕地含水量受灌水影响较大,水分逐渐向深层渗漏并侧向补给盐荒地和沙丘。沙丘表层含水量低,而深层水分可侧向补给耕地、盐荒地。耕地盐分在灌溉期向盐荒地和沙丘运移,最终汇集到海子,盐荒地在作物的生育期积累盐分,而盐分在秋浇期流失。耕地和盐荒地的地下水在灌溉期侧向补给沙丘和海子,非灌溉期由沙丘的地下水侧向补给耕地、盐荒地及海子。     

秸秆和植被覆盖对江苏滨海盐土土壤盐分变化的影响

研究秸秆覆盖和植被（田菁）覆盖条件下滨海盐土土壤水盐的动态变化规律,为沿海滩涂盐碱地脱盐改良提供依据。本研究以含盐量6.98 g·kg^-1的滨海盐土为研究对象,设置秸秆覆盖和种植田菁2种覆盖处理,以裸地为对照,研究不同覆盖处理对滨海盐土土壤含水量和土壤盐分动态变化的影响。结果表明：秸秆覆盖下的土壤含水量（27.58%）显著高于田菁覆盖（26.70%）和裸地（26.61%）,后两者差异未达显著水平。处理1年后0~20、20~40 cm土层的秸秆覆盖、田菁覆盖和裸地不同处理间土壤含盐量的差异均达显著或极显著水平;秸秆覆盖处理的脱盐率为田菁覆盖处理的2倍。回归分析表明裸地和田菁覆盖下土壤盐分含量与累积降雨量的关系可用二次多项式拟合,田菁覆盖下的淋洗方程（EC_a/EC_i与D_w/D_s间的关系）可用三次多项式拟合;而秸秆覆盖条件下土壤盐分含量与累积降雨量的关系、淋洗方程均表现为指数函数关系y=ae^bx（P<0.01）。秸秆覆盖条件下滨海滩涂0~40 cm土层脱盐80%需要386.8 mm的累积降雨量。结果表明秸秆和植被覆盖技术在江苏滨海盐土可获得较好的脱盐效果,具有较好的应用前景。     

The effects of soil moisture and salinity as functions of groundwater depth on wheat growth and yield in coastal saline soils

In the coastal saline soils, moisture and salinity are the functions of groundwater depth affecting crop growth and yield. Accordingly, the objectives of this study were to: 1) investigate the combined effects of moisture and salinity stresses on wheat growth as affected by groundwater depth, and 2) find the optimal groundwater depth for wheat growth in coastal saline soils. The groundwater depths (0.7, 1.1, 1.5, 1.9, 2.3, and 2.7 m during 2013–2014 (Y1) and 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 2.2, and 2.6 m during 2014–2015 (Y2)) of the field experiment were maintained by soil columns. There was a positive correlation between soil moisture and salinity. Water logging with high salinity (groundwater depth at 0.7 m in Y1 and 0.6 m in Y2) showed a greater decline towards wheat growth than that of slight drought with medium (2.3 m in Y1) or low salinity (2.7 m in Y1, 2.2 and 2.6 m in Y2). The booting stage was the most sensitive stage of wheat crop under moisture and salinity stresses. Data showed the most optimal rate of photosynthesis, grain yield, and flour quality were obtained under the groundwater depth (ditch depth) of 1.9 m (standard soil moisture with medium salinity) and 2.3 m (slight drought with medium salinity) in Y1 and 1.8 m (standard soil moisture with medium salinity) and 2.2 m (slight drought with low salinity) in Y2. The corresponding optimal soil relative moisture content and conductivity with the 1:5 distilled water/soil dilution, in the depth of 0–20 cm and 20–40 cm in coastal saline soils, were equal to 58.67–63.07% and 65.51–72.66% in Y1, 63.09–66.70% and 69.75–74.72% in Y2; 0.86–1.01 dS m^–1 and 0.63–0.77 dS m^–1 in Y1, 0.57–0.93 dS m^–1 and 0.40–0.63 dS m^–1 in Y2, respectively.