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九龙江口高位虾池排污对秋茄红树林底质有机碳储量和来源以及细根分解的影响

田园  
【摘要】:本文以福建九龙江口靠近密集虾池的秋茄(Kandelia obovata)红树林为研究对象,共设置两块排污区和两块对照区样地,其中排污区I的排污历史为14年,排污区Ⅱ为8年,探索虾池排污(主要是清塘排污)对红树林地下部分(底质和根系)有机碳主要过程的影响。主要结果如下:底质平均有机碳含量范围为1.78%-2.05%,排污区Ⅰ的底质TOC含量与对照区I之间无明显差别,而排污区Ⅱ的底质TOC含量显著低于对照区Ⅱ。不同地点的TN和TP含量从高到低排列为D1D2C2C1,TN和TP含量范围分别为0.12%-0.16%、0.04%-0.08%,两排污区的底质TN含量均显著高于相邻对照区,且排污区Ⅰ的TN含量增幅较排污区Ⅱ大,排污区Ⅰ底质TP含量显著高于对照区Ⅰ,而排污区Ⅱ的底质TP含量与对照区Ⅱ无显著差别。有机碳储量平均每10cm可达17.56-22.55 t hm-2,两排污区的底质TOC储量显著高于两对照区。C/N值在不同排污样地以及底质深度之间均无显著差异。EOC含量平均值为0.21%-0.34%,排污区Ⅰ与对照区Ⅰ的EOC含量差异不显著,而排污区Ⅱ的底质EOC含量显著高于对照区Ⅱ。随着红树林底质深度的增加,TOC含量、TN含量、TP含量和有机碳储量总体上逐渐减少,且减少幅度在两个排污区更大。以上结果表明,长时期的虾池排污(14年)较短期(8年)对邻近秋茄林的底质碳和养分含量积累效应更为显著,且随底质深度的增加这种作用逐渐减弱。稳定碳同位素(δ13C)分析结果表明:表层0-10 cm处的底质δ13C值在不同排污样地之间无显著差异;40-50cm深度,排污区Ⅰ的底质δ13C平均值-25.53%。显著低于对照区Ⅰ,而排污区Ⅱ和对照区Ⅱ的底质δ13C值无显著差异,这说明虾池排污可能增加了秋茄林底质的不稳定性,且排污区Ⅰ较排污区Ⅱ影响大。高位虾池排污的贡献率最高(21.70%-57.00%)、毗邻海水悬浮物次之(31.00%-50.80%)、红树植物的贡献率最低(8.00%-47.30%),结果反映了高位虾池排污与潮水作用的综合效应。三种根系生物量从高到低排列为:粗根活细根死细根。活细根生物量最高值出现在排污区Ⅱ的10-20 cm处,不同排污样地活细根生物量差别不大。死细根和粗根生物量均在排污区Ⅰ显著低于对照区Ⅰ。不同样地三种根系的TOC含量总体上变化不大;总根系TN含量总体表现为:排污区Ⅰ对照区Ⅰ,排污区Ⅱ对照区Ⅱ;在0-50cm范围内,排污区Ⅰ总根系的TP含量均显著高于对照区Ⅰ;而各深度排污区Ⅱ与对照区Ⅱ这三种根系的TOC含量、TN和TP含量总体上无明显变化;各层深度及总深度(50cm)的地下部分(底质+根系)有机碳储量、TN和TP储量表现为排污区Ⅰ对照区Ⅰ且排污区Ⅱ对照区Ⅱ。经过半年的分解实验,10 cm处的分解细根在两排污区的分解失重率大于两对照区,30 cm处变化不明显。随分解时间增加,各样地TOC含量和C/N值有增有减。埋于10 cm处细根TN含量随分解时间的延长有增加的趋势,且两排污区强于两对照区;30 cm处,排污区Ⅰ分解细根的TN含量显著低于对照区Ⅰ,而排污区Ⅱ与对照区Ⅱ之间无显著差异。在10 cm和30 cm处,排污区I的分解细根TP含量均显著高于对照区Ⅰ,而排污区Ⅱ与对照区Ⅱ之间无明显变化。本研究进一步揭示了高位虾池排污对邻近秋茄林的累积效应:虾池排污对地下TOC含量和储量的影响不明显;致使地下TN、TP的含量和储量增加,且对TP含量和储量影响更大;排污历史越长,高位养虾对周边红树林地下养分含量和储量的影响越大。总之,在高位虾池排污背景下邻近秋茄林的地下有机碳含量和储量变化不明显,但一定程度上显著增加了地下部分TN、TP含量和储量,且排污历史越长增加效应越明显。


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