闽江口互花米草促淤作用对其自身和短叶茳芏残体分解及养分动态的影响

论文摘要

湿地残体分解是物质循环和能量流动的关键环节,它连接着生物有机体的合成与分解,是维持湿地生态功能的主要过程之一。残体分解速率的高低在很大程度上影响着残体的现存量以及碳（C）、氮（N）、磷（P）、硫（S）等养分和其他物质向土壤的归还,并直接影响着湿地的物质循环状况。河口湿地作为河口与海洋相互作用形成的重要生态类型,其残体分解受到诸多因素（如水分、潮汐、盐度、动物、沉积（促淤）等）的影响。在诸多因素中,沉积是影响湿地残体分解的一个极为重要的因素,而植物拦沙导致的促淤作用以及养分条件改变对其自身及其他残体分解过程的影响可能更为重要。尽管国内外学者已对米草属植物特别是互花米草（SPartina alterniflora）的促淤速率及促淤机制进行了大量研究,但关于其促淤作用对残体分解及养分释放的相关研究还鲜有报道。鉴于此,论文以闽江河口鳝鱼滩互花米草湿地、短叶茳芏（Cyperus malaccensis）湿地以及二者形成的交错带湿地（Spartina alterniflora-Cyperus malaccensis）为研究对象,开展了野外原位分解试验。基于闽江河口连续两年的互花米草促淤监测数据(5cm·a-1),并参照前人的相关研究结果(3.56.5 cm·a-1),试验将互花米草当前的促淤强度设定为5 cm·a-1。野外原位淤积模拟试验设定无促淤处理(S0,0 cm·a-1)、当前促淤强度处理(S5,5 cm·a-1)和未来促淤增强处理(S10,10 cm·a-1),以研究互花米草促淤作用对其自身及短叶茳芏残体分解与养分释放的影响。野外原位养分改变模拟试验设定无促淤处理(S0,0 cm·a-1)、当前促淤强度处理(S5,5 cm·a-1)和当前促淤强度+氮养分倍增处理(S5N,5N cm·a-1),以研究互花米草促淤导致的养分改变对其自身及短叶茳芏残体分解与养分释放的影响。主要研究结果如下:（1）随着促淤强度的增加,互花米草和短叶茳芏残体的分解速率均呈明显降低趋势,且这种变化在短叶茳芏残体分解过程中表现的更为显著,这主要与不同促淤强度下沉积物增加通过许多直接或间接机制如改变残体周围水化学特征、对残体的物理压实、减少残体与周围环境的气体和养分交换等来抑制残体分解的进行有关。相同促淤强度下,互花米草残体的分解速率要明显低于短叶茳芏残体（P<0.05）,这主要与二者的初始基质质量（C/N、C/S和C/P等）以及促淤导致的养分改变对分解过程中残体基质质量的影响有关。（2）随着促淤强度的增加,互花米草和短叶茳芏残体在分解过程中的TC、TN、TP和TS含量整体均呈增加趋势,且促淤强度对短叶茳芏残体分解过程中元素含量变化的影响更为显著。不同淤积强度下互花米草和短叶茳芏残体在分解过程中的C、N、P和S均发生不同程度的净释放。随着促淤强度的增加,不同残体的养分释放强度均呈降低趋势,但在相同淤积强度下短叶茳芏残体的养分释放强度均大于互花米草残体。这不仅与不同促淤强度下残体分解过程中从分解环境中获取养分的难易程度以及微生物对残体分解养分释放的影响程度有关,而且亦与不同残体的基质质量（C/N、C/S和C/P等）以及残体中四种元素的初始含量密切相关。（3）尽管促淤导致的养分改变整体降低了不同残体的分解速率,但相同残体在不同养分改变条件下的分解速率并无显著差异（P>0.05）。此外,相同养分改变条件下,互花米草残体的分解速率要明显低于短叶茳芏残体（P<0.05）。促淤及其导致的养分改变条件下,不同残体的TC含量在分解过程中均呈增加趋势,这主要与残体残留率及非碳物质的损失有关;与之不同,残体中的TN、TP和TS含量均呈降低趋势。促淤导致的养分改变对残体中的营养元素含量变化均无显著影响（P>0.05）,这一方面可能是由于促淤强度改变对元素含量变化的影响更为显著,从而掩盖了养分改变对其产生的影响有关;另一方面与分解初期残体分解以物理淋溶为主,残体中的营养元素更容易被淋溶损失有关。（4）尽管促淤导致养分改变条件下互花米草和短叶茳芏残体中的C均表现为释放状态,但其整体抑制了碳的释放,这与该阶段的残体残留率密切相关。与之相比,两种残体（除互花米草茎残体外）中的N、P和S虽亦表现为释放状态,但促淤导致养分改变促进了三种养分的释放,这与分解初期的淋溶作用使得残体中的营养元素大量释放有关。互花米草茎中的N在分解过程中呈累积状态,且累积程度随淤积导致养分条件的改变而呈减弱趋势,这与其初始氮含量较低密切相关。促淤导致养分改变对相同残体中元素累积或释放的影响均不显著（P>0.05）。相同养分条件改变下,短叶茳芏残体的元素释放量整体高于互花米草残体（P<0.05）。综上,从残体分解和养分归还角度来讲,相同促淤强度及其导致养分改变条件下,短叶茳芏残体的分解速率和养分释放量均高于互花米草残体,说明互花米草入侵初期极有可能通过大量吸收与利用短叶茳芏残体归还的养分来增强其入侵优势。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景
•     1.1.1 选题背景与目的
•     1.1.2 选题意义
•   1.2 湿地残体分解的国内外研究进展
•     1.2.1 湿地残体分解过程
•     1.2.2 影响湿地残体分解因素
•     1.2.3 存在的问题
•   1.3 论文的研究内容、技术路线及创新点
•     1.3.1 论文的研究内容
•     1.3.2 技术路线图
•     1.3.3 拟解决的科学问题
•     1.3.4 创新点
•   本章小结
• 第二章 研究区域与研究方案
•   2.1 研究区域
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 气候特征
•     2.1.3 水文特征
•     2.1.4 土壤特征
•     2.1.5 植被特征
•     2.1.6 动物特征
•   2.2 实验方案
•     2.2.1 研究样地选择
•     2.2.2 残体获取与试验设计
•       2.2.2.1 促淤作用对残体分解影响试验
•       2.2.2.2 促淤导致养分改变对残体分解影响试验
•     2.2.3 样品采集与处理
•     2.2.4 样品测定
•   2.3 指标计算
•     2.3.1 残体分解速率
•     2.3.2 元素累积指数
•   2.4 统计分析方法与数据处理
•   本章小结
• 第三章 互花米草促淤作用对残体分解及养分动态的影响
•   3.1 促淤作用对残体分解的影响
•     3.1.1 残体残留率
•     3.1.2 残体分解速率
•   3.2 促淤作用对残体养分含量的影响
•     3.2.1 残体碳含量
•     3.2.2 残体氮含量
•     3.2.3 残体磷含量
•     3.2.4 残体硫含量
•   3.3 促淤强度对残体基质质量的影响
•     3.3.1 残体C/N
•     3.3.2 残体C/P
•     3.3.3 残体C/S
•     3.3.4 残体N/P
•     3.3.5 残体N/S
•     3.3.6 残体P/S
•   3.4 讨论
•     3.4.1 促淤强度对残体分解的影响
•     3.4.2 促淤强度对残体养分含量的影响
•   本章小结
• 第四章 促淤作用导致养分改变对残体分解及养分动态的影响
•   4.1 促淤导致养分改变对残体分解的影响
•     4.1.1 残体残留率动态
•     4.1.2 残体分解速率
•   4.2 促淤导致养分改变对养分含量的影响
•     4.2.1 残体碳含量
•     4.2.2 残体氮含量
•     4.2.3 残体磷含量
•     4.2.4 残体硫含量
•   4.3 促淤导致养分改变对残体基质质量的影响
•     4.3.1 残体C/N
•     4.3.2 残体C/P
•     4.3.3 残体C/S
•     4.3.4 残体N/P
•     4.3.5 残体N/S
•     4.3.6 残体P/S
•   4.4 讨论
•     4.4.1 促淤导致养分改变对残体分解的影响
•     4.4.2 促淤导致养分改变响残体养分含量的影响
•   本章小结
• 第五章 促淤及其导致的养分改变对残体养分累积或释放的影响
•   5.1 促淤强度对残体养分累积或释放的影响
•     5.1.1 碳累积指数（CAI）
•     5.1.2 氮累积指数（NAI）
•     5.1.3 磷累积指数（PAI）
•     5.1.4 硫累积指数（SAI）
•   5.2 促淤导致养分改变对残体养分累积或释放的影响
•     5.2.1 碳累积指数（CAI）
•     5.2.2 氮累积指数（NAI）
•     5.2.3 磷累积指数（PAI）
•     5.2.4 硫累积指数（SAI）
•   5.3 讨论
•     5.3.1 促淤强度对残体养分累积或释放的影响
•     5.3.2 促淤导致养分改变对残体养分累积或释放的影响
•   本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 研究结论
•   6.2 研究不足与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要科研成果
• 致谢
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王杰

导师: 孙志高

关键词: 残体分解,淤积作用,营养元素,潮滩湿地,闽江口

来源: 福建师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 福建师范大学

分类号: Q948

DOI: 10.27019/d.cnki.gfjsu.2019.000849

总页数: 151

文件大小: 2879k

下载量: 5