闽江河口湿地土壤磷形态变化对盐度增加的响应及其影响因素

以闽江河口湿地为研究对象,沿自然盐度梯度分别采集不同盐度区的短叶茳芏湿地(有植被)和光滩(无植被)土壤样品,对不同盐度条件下土壤理化性质、植物生物量及土壤磷形态等进行研究,以评估盐度增加对湿地土壤磷形态变化的影响及其调控因子。结果表明:①不同盐度条件下,土壤全磷和各形态磷含量大体表现为短叶茳芏湿地高于无植被的光滩,尤其在淡水条件下最为显著。总体上,随盐度增加,土壤全磷和有机磷含量逐渐减低,无机磷和氢氧化钠磷含量表现为先降低后增加,而盐酸磷含量则逐渐增加。无机磷是闽江河口不同盐度湿地土壤全磷的主要赋存形态,分别占全磷的74%、77%和83%,占比随盐度增加而增大。②不同植被条件下,短叶茳芏湿地土壤全碳、全氮含量和氮磷比均显著高于光滩土壤(P<0.05)。不同盐度条件下,淡水区土壤全碳、全氮含量和碳氮比均显著高于咸水湿地,并且高盐区大于中盐区(P<0.05)。③地上和地下植物生物量沿盐度梯度呈现明显不同的趋势,地上生物量表现为随盐度增加而增大,地下生物量在淡水区高于咸水区,尤其是显著高于中等盐度区。④相关分析显示,盐度及其关联的地上/地下生物量、全碳、全氮和有机质含量等的变化共同调控了土壤磷形态和有效性的变化。研究表明,滨海河口湿地盐度的增加通过改变土壤有机质含量和地上/地下植物生物量,调控了土壤磷的形态和转化,进而影响湿地生态系统的养分循环和化学计量平衡。

闽江下游夏季二氧化碳分压日变化特征——以福州江心公园为例

对闽江下游夏季表层水体的二氧化碳分压(简记为p)进行测定,探讨河流表层水体中p及水-气界面CO2通量在感潮段的时间变化特征及其影响因素.结果表明,闽江下游夏季p介于217~2539 Pa之间,均值为(1011.06±654.13)Pa;河流CO2通量变化范围为-1.15~13.10 mmol·m-2·d-1,平均值为(4.48±5.13)mmol·m-2·d-1,总体表现为大气CO2的弱源;p与电导率、营养盐组成呈现显著正相关关系(p<0.05),与DO呈现极显著负相关关系(p<0.01).

淹水增加对闽江河口淡水潮汐湿地孔隙水地球化学特征及CO2和CH4排放通量的影响

海平面上升使得河口潮汐湿地淹水高度增加,对CO2和CH4的排放通量产生重要影响,但目前绝大多数研究集中在淹水增加对河口盐沼湿地的影响,淹水增加对于河口淡水潮汐湿地的影响缺乏数据.鉴于此,本研究利用模拟潮汐池和中型生态系,研究淹水增加15 cm和30 cm后对闽江河口淡水潮汐湿地孔隙水(NH4+、NO3-、DOC、溶解性CH4和DIC)浓度及CO2和CH4排放通量的影响.结果表明,淹水高度增加15 cm和30 cm后,CO2的排放通量分别下降28. 53%和36. 56%;淹水增加15 cm时,CH4的排放通量没有显著变化,增加至30 cm后,CH4的排放通量显著增加29. 27%;淹水高度增加15 cm和30 cm,孔隙水CH4的浓度分别增加47. 83%和73. 91%.淹水增加对孔隙水DOC浓度变化影响不显著.淹水增加促进孔隙水NH4+浓度,并降低孔隙水DIC和NO3-的浓度.淹水增加降低CO2和CH4排放通量的温度敏感性.根据研究结果,未来海平面上升50 a和100 a后,闽江河口淡水潮汐湿地的综合增温潜势将分别降低28%和35%.

模拟盐水入侵对河口湿地土壤磷形态、磷酸酶活性及功能基因群落的短期影响

以闽江河口湿地为研究对象,通过构建淡水-半咸水湿地土柱移植中型生态系,研究盐水入侵对湿地土壤磷形态、磷酸酶活性及磷酸酶功能基因群落的影响.结果表明:①闽江河口湿地土壤磷赋存形态以无机磷为主(占全磷含量的77%),淡水湿地土壤全磷和无机磷含量显著高于半咸水湿地(p<0.05);模拟盐水入侵处理组土壤全磷、无机磷、氢氧化钠磷和盐酸磷的含量高于半咸水对照组,但与淡水对照组无显著差异.②模拟盐水入侵处理组土壤磷酸酶功能基因丰度平均值为(3726.3±741.7)copies·g^(-1),较淡水和半咸水对照组分别增加141.1%和94.6%(p<0.05).微生物多样性指数分析显示,相较于淡水和半咸水对照组,短期盐水入侵显著提高了微生物群落多样性,尤其是与半咸水对照相比.③模拟盐水入侵处理组土壤磷酸酶功能基因物种组成和群落结构明显不同于淡水和半咸水对照组,这表明盐水入侵显著改变了磷酸酶功能基因群落.④相关分析显示,不同处理组土壤磷形态受土壤容重、含水率、有机质、全碳和全氮含量的综合调控,并且磷形态与磷酸酶功能基因群落结构和多样性存在着显著相关关系.上述结果表明,模拟盐水入侵后,盐度的增加以及土壤微生物及其相互作用的改变对湿地土壤磷的形态与转化有着显著影响,其通过改变磷酸酶功能基因群落结构和丰度,降低了土壤磷库,因此,盐水入侵造成的盐度及相关环境因子的变化可能是影响河口湿地土壤磷循环的重要因子.