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九龙江口红树林湿地凋落物分解与重金属动态研究

盛华夏  
【摘要】: 本文主要研究了福建九龙江口红树林自然保护区海门岛西南侧红树林湿地中,秋茄(Kandelia candel)以及白骨壤(Avicennia marina)落叶置于林地滩面和埋于沉积物中分解的动态及其重金属动态。落叶分解实验分为冬、夏两季于2007年12月至2008年7月进行。结果表明: 1、分解速率和半分解期。九龙江口红树林湿地落叶分解表现为:秋茄快于白骨壤,秋茄落叶夏季分解快于冬季。冬季秋茄滩面分解和埋于沉积物中分解的半分解期分别为:53天和30天;夏季秋茄两组分别为:28天和26天;冬季白骨壤两组分别为:63天和134天。冬季秋茄和白骨壤落叶分解均存在快速分解期和慢速分解期两个阶段。秋茄滩面和沉积物中两个分解组的快、慢分解期的转折点均在分解28天左右,而白骨壤二个分解阶段的转折点为:滩面分解组42天左右,沉积物中分解组21天左右。除白骨壤沉积物中分解组二个分解阶段之间的转折点出现在失重率为35.5%左右以外,秋茄滩面和沉积物中两个分解组和白骨壤滩面分解组两个阶段之间的转折点均出现在失重率50%左右。 2、有机碳含量与释放。九龙江口红树林湿地秋茄和白骨壤落叶分解过程中冬季的有机碳含量都明显随分解时间推移而迅速减少,其中滩面分解组的下降速率快于沉积物中分解组,且均呈显著差异(秋茄P<0.01,白骨壤P<0.05);而夏季秋茄落叶分解过程中有机碳含量则变化不明显。凋落物分解对表层沉积物有机碳含量具有一定的正效应,但从总体上看,表层沉积物的有机碳含量具有相对的稳定性。 3、可溶性糖含量与释放。可溶性糖在冬、夏两季秋茄和冬季白骨壤落叶分解初期均迅速下降。分解7天时冬季秋茄滩面分解组和沉积物中分解组的可溶性糖含量分别下降了49.09%和41.04%;夏季秋茄两组分别下降了67.26%和54.45%;冬季白骨壤两组分别下降了71.33%和61.51%。其释放速率冬季白骨壤>夏季秋茄>冬季秋茄。落叶分解的可溶性糖含量下降速率均为滩面分解组快于沉积物中分解组,这可能与地上组被潮汐反复冲刷利于可溶性糖的淋溶流失密切相关。 4、凋落物及沉积物pH。九龙江口红树秋茄和白骨壤落叶均呈偏酸性,秋茄落叶酸性大于白骨壤落叶,秋茄落叶夏季酸性略小于冬季。冬季秋茄落叶和白骨壤落叶分解过程中,无论是滩面分解或埋于沉积物中分解,其pH值均呈明显的上升趋势,其中滩面分解组pH值的上升速度和程度均大于沉积物中分解组,且差异显著(P<0.05)。从总体上看,冬季秋茄凋落物分解过程pH的变化动态可分为慢-快-慢三个阶段;冬季白骨壤落叶分解过程中的pH动态可分为快-慢-快-慢的4个阶段。凋落物对覆于其下的表层沉积物的pH应具有一定的影响。 5、凋落物分解金属元素吸附与迁移。九龙江口红树林湿地凋落物分解过程,除秋茄对Mn以外,秋茄和白骨壤落叶对9种金属元素都存在程度不同的吸附与累积效应,其中冬季秋茄滩面和沉积物中分解组分别为Pb>Fe>Cd>Cr>Ag>Ni>Cu>Zn和Pb>Cd>Cr>Fe>Ag>Ni>Cu;夏季秋茄分别为Pb>Fe>Ni>Cd>Cr>Ag>Zn>Cu和Pb>Fe>Ni>Cr>Ag>Zn>Cu;冬季白骨壤分别为Pb>Fe>Mn>Ni>Cr>Ag>Cd>Cu>Zn和Pb>Fe>Cr>Ni>Mn>Cu。凋落物对于Ni、Cu、Fe、Mn的最大累积为白骨壤>秋茄,而对于Cr、Ag、Cd和Pb则为秋茄>白骨壤,对Zn的累积秋茄与白骨壤相当。 6、对于落叶分解过程中有机碳、pH变化与重金属含量变化的相关性研究表明:凋落物分解过程中有机碳的含量变化与Ni、Cu、Fe、Pb的含量变化显著相关;pH的变化与Mn、Ni、Cu、Fe、Pb的含量变化显著相关;Fe含量的变化与有机碳、pH以及Ni、Cu、Cd和Pb含量的变化显著相关。这表明了凋落物分解过程中有机碳含量和pH变化,与上述金属元素在凋落物中的吸附与累积密切相关。同时还表明了Fe与Ni、Cu、Pb可能存在相伴固定,协同沉积的作用。 7、林地残留物量与其有机碳储量。九龙江口红树林湿地的林地残留物现存量冬季和夏季分别为55.42和61.36 g/m~2,其中冬季凋落叶为34.03 g/m~2,占林地残留物总量的61.40%;夏季凋落叶为38.71 g/m~2,占林地残留物总量的63.09%。其有机碳的储量冬季为24.63g/m~2、夏季为29.50 g/m~2,其中残留叶的储量最大,在冬季和夏季分别占到了林地残留物总有机碳储量的63.05%和66.14%。 8、林地残留物金属元素的储量。九龙江口红树林湿地秋茄林地残留物中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Zn的现存储量关系为:冬季Mn>Fe>Zn>Ni>Cu>Cr;夏季Mn>Fe>Zn>Cr>Cu>Ni。其中Cr、Fe、Cu和Zn的储量夏季>冬季;而Mn和Ni的储量则冬季大于夏季。


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