鄱阳湖枯水期水域特征对季节性淹水湿地优势植被固碳能力的影响

选择了鄱阳湖湿地具有不同水域特征的常湖池(控湖)、蚌湖(半控湖)和泗洲头(开放水域)的典型优势植被苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和芦苇(Phragmites australis)为研究对象,研究了植被生物量、碳含量、植被净初值生产力和释氧量在不同水域特征下的分布特征,基于多种统计学分析方法量化水域特征对植被固碳能力的影响,揭示了其主要影响因素。研究表明:控湖的常湖池、半控湖的蚌湖、开放水域的泗洲头植被碳密度分别为17.98、13.06、16.74 t/hm2,植被固碳量分别为2623.21、25651.62、14344.81 t。常湖池不同植被间固碳能力差异较小,泗洲头和蚌湖不同植被固碳能力差异较大。ABT分析则表明,水域条件、土壤有机碳含量是植被根碳含量的主要影响因子,水文梯度是植被地上碳含量和碳密度的首要影响因子。

基于根系形态对磷吸收的贡献解析小麦||蚕豆间作促进磷吸收的作用

间作模式是充分挖掘作物自身生物学潜力,促进磷资源高效利用的有效手段。为进一步探明间作诱导的根系形态适应性变化对磷吸收的相对贡献,理解小麦||蚕豆间作系统促进磷吸收的作用机制,本研究采用水培法,研究了常规磷(Hoagland营养液磷水平)和低磷(1/2-Hoagland营养液磷水平)条件下,小麦||蚕豆间作对小麦和蚕豆磷吸收、生长性状和根系形态变化的影响,并结合集成推进树算法(ABT)分析小麦和蚕豆根系形态对小麦和蚕豆磷吸收的相对贡献。结果表明,在低磷水平下,与单作小麦相比,小麦||蚕豆间作可以显著促进小麦对磷的吸收;而在正常磷水平下,间作小麦的磷吸收量显著低于单作小麦。在常规磷和低磷水平下,间作均能够显著促进蚕豆对磷的吸收。正常磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统平均磷吸收量的1.04倍;低磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统磷吸收量的1.28倍。种植模式和供磷水平能够显著影响小麦的株高,且有显著的交互作用;间作显著降低蚕豆的株高。ABT分析结果表明,小麦根长、根平均直径主导了小麦根系对磷的吸收,其解释量分别为74.7%和25.3%;蚕豆根长、根平均直径和根表面积共同解释了根系对磷的吸收,其解释量分别为48.0%、35.2%和16.9%。因此,低磷条件下,小麦||蚕豆间作主要通过增加小麦的根长,显著降低小麦根系平均直径,促进小麦对磷的吸收;而间作系统中的蚕豆则通过增加根长促进其对磷的吸收。

鄱阳湖季节性积水湿地表层土壤碳氮高程梯度分布特征及其影响因素

【目的】深刻认识环境因子对湿地土壤碳、氮积累的影响,是理解湿地生物地球化学转化过程的基础。基于鄱阳湖环境复杂、生物多样性丰富以及具有丰水期和枯水期交替出现的独特水文特征,是研究水文急剧变化的湿地生态系统土壤碳、氮动态变化的天然实验室,探讨季节性积水湿地表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)沿高程梯度的分布特征及其影响因素。【方法】以鄱阳湖国家自然保护区的蚌湖、常湖池和泗洲头季节性积水湿地表层土壤(0~20 cm)为研究对象,于鄱阳湖枯水期(2018年11月—2019年3月)开展野外调查并采集土壤样本,测定土壤理化性状,利用主成分分析方法判别不同湿地类型环境特征,利用Pearson相关性分析土壤碳、氮与环境因子的关系,利用集成推进树算法量化环境因子对湿地表层土壤碳、氮的相对贡献。【结果】蚌湖、常湖池和泗洲头湿地表层(0~20 cm)SOC和TN含量随着高程梯度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,最高值出现在高程梯度13~14 m或14~15 m的洲滩区域。蚌湖(SOC:(9.47±2.97)g/kg,TN:(1.14±0.32)g/kg)和常湖池(SOC:(7.92±3.20)g/kg,TN:(1.05±0.28)g/kg)比泗洲头(SOC:(2.36±0.49)g/kg,TN:(0.27±0.06)g/kg)具有更高的SOC和TN含量(P<0.05)。SOC和TN存在极显著正相关,并且分别与坡度、湖底高程、土壤含水量、铵态氮、硝态氮、全磷存在显著正相关,与土壤pH和碳氮比存在显著负相关。基于主成分分析的因子得分显示,蚌湖、常湖池和泗洲头的环境性状具有明显分异,表明湿地类型与表层土壤碳、氮的分布具有密切联系。优化的集成推进树算法显示,所选环境因子中,湿地类型、高程梯度、土壤含水量、土壤碳氮比、铵态氮、硝态氮和全磷对SOC和TN具有不同程度的影响,土壤pH、湖底高程和坡度的相对影响微乎其微。其中,铵态氮、高程梯度是影响SOC积累的主要因素,湿地类型、土壤全磷是影响TN积累的主要因素。【结论】鄱阳湖碳、氮与磷的变化关系密切,湿地类型、高程梯度对鄱阳湖湿地土壤碳、氮的积累产生了深刻影响。