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主要干扰因子对闽江河口感潮湿地沉积物氮素转换关键过程的影响

李家兵  
【摘要】:闽江河口是我国东南沿海一个重要的入海河口之一,近年来河口湿地受到互花米草入侵、围垦养殖、盐度变化和酸雨的干扰较为突出。论文以短叶茳芏群落沉积物为研究对象,通过野外调查结合室内控制实验,分别探讨上述主要干扰因子对闽江口湿地沉积物氮素转换关键过程(矿化、硝化和反硝化)的影响。主要研究成果如下:1、互花米草入侵对湿地沉积物氮素转换关键过程的影响本论文选择闽江口鳝鱼滩湿地中未被入侵的短叶茳芏群落(A)、互花米草入侵斑块边缘(B)以及互花米草入侵斑块中央(C)为研究对象,基于时空互代法,探讨了互花米草入侵序列下湿地土壤碳氮空间分布特征的差异。结果表明,互花米草入侵显著降低了沉积物的NO3--N含量(P0.05),但整体增加了 NH4+-N含量。互花米草入侵整体增加了沉积物的总氮含量和C/N比,与入侵进程和入侵前相比,互花米草入侵后湿地沉积物的总氮储量分别增加了 10.22%和17.87%。在互花米草入侵序列中,湿地沉积物硝化速率范围为1.90~16.6mg.kg-1.d-1,反硝化速率范围为:24.82~54.38mg.kg-1.d-1。入侵不同状态下,沉积物硝化速率表现为BCA,反硝化速率表现为CBA,互花米草入侵提高了湿地沉积物硝化和反硝化速率。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沉积物氮的矿化水平,总体上互花米草入侵在一定程度上增强了沉积物的矿化作用。2、围垦养殖对湿地沉积物氮素转换关键过程的影响(1)围垦养殖不同时期的养虾塘矿化速率基本保持先增加后减少的趋势,最大值均出现在中期,与改造利用之前相比,围垦养殖在矿化方面有一定的减弱。(2)围垦养殖不同时期的硝化速率变化趋势基本保持一致,时间上表现为先增加后减少,各个时期的硝化活性变化趋势随着时间变化均呈现先增加后减少的趋势,围垦养殖削弱了原生湿地硝化作用的强度。(3)围垦养殖不同时期的反硝化速率及反硝化活性与时间之间的关系均呈现出先增加后减少,最后趋于平衡的趋势。土地利用的变化对反硝化作用有着重要作用,与改造利用之前相比,反硝化速率有明显的增强。3、盐度对湿地沉积物氮素转换关键过程的影响(1)低盐度促进氮矿化,高盐度对氮矿化产生抑制作用。(2)盐度的升高会抑制闽江河口湿地沉积物的硝化作用,这种抑制作用随着盐度的升高在一定范围内也随之升高,但盐度的过度升高会使抑制作用略有降低。(3)高盐度对反硝化速率有一定的抑制作用。4、pH对湿地沉积物氮素转换关键过程的影响(1)在pH单一因素控制下,闽江河口鳝鱼滩湿地沉积物的矿化速率无明显规律,说明湿地沉积物的矿化作用可能受到多个因素的共同控制。(2)不同pH条件下,沉积物硝化速率的变化趋势均随着时间变化呈现出先增加后减小再增加的趋势,但不同pH梯度之间的硝化速率变化差异不大。在偏酸环境下,沉积物硝化活性非常低,低pH(pH=2.5)对硝化活性有明显的抑制作用。(3)沉积物反硝化速率受到pH的控制并不大,反硝化速率随着培养时间的变化逐渐减小。而沉积物反硝化活性则随着时间逐渐增加,低pH(pH=2.5)对反硝化活性有一定的抑制作用。


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