控制湿地甲烷产生的主要电子受体研究进展

综述了影响湿地甲烷产生的电子受体最新研究进展,结果表明:①电子受体对甲烷产生的控制作用主要表现在电子受体还原菌与甲烷产生菌间底物的竞争以及提高甲烷产生环境的氧化还原电位;②3种电子受体间竞争电子供体的能力为硝酸盐三价铁硫酸盐,而相应作用下氢的阈值则与之相反,电子受体间除竞争机制还有彼此间的相互联系;③温度、电子供体、氧化还原电位和pH值是湿地土壤中电子受体还原过程的主要环境影响因子.     

底物和电子受体对互花米草湿地沉积物甲烷产生潜力的影响

采用室内厌氧培养法研究闽江河口潮汐盐湿地甲烷产生不同底物(醋酸、甲醇和三甲胺)及电子受体(SO42-、NO3-和NH4+)对外来入侵种互花米草Spartinaalterniflora湿地表层沉积物甲烷产生潜力的影响,结果表明:盐湿地非竞争性甲烷产生底物中的甲醇对互花米草湿地表层沉积物甲烷产生潜力的促进作用最大,高于醋酸和三甲胺,且3种底物的添加均在培养5d后对沉积物甲烷产生潜力的促进作用最为明显;随着培养时间的增加,不同浓度的SO42-、NO3-、NH4+的添加对沉积物甲烷产生潜力的影响呈现出抑制作用或无抑制作用2种结果,添加电子受体的浓度越高,对沉积物甲烷产生潜力的抑制作用越显著。     

潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐响应研究进展

综述了潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐还原过程响应的最新研究进展。潮汐盐湿地甲烷产生除竞争性底物醋酸和二氧化碳/氢气外,甲胺、三甲胺、甲醇和甲硫氨酸等非竞争性底物同样十分重要;潮汐盐湿地甲烷产生潜力较低;硫酸盐对甲烷产生抑制作用明显;底物、硫酸盐浓度、温度与pH值均对硫酸盐抑制甲烷产生过程产生影响,此外,潮汐、盐分、菌种数量与活性也是影响甲烷产生过程主要因子。     

潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应研究进展

潮汐湿地是一种重要的湿地类型,受周期性变化的潮汐水位和盐分等特殊因子的影响,其土壤碳矿化过程亦具独特性,综述了潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应的最新研究进展。结果表明,潮汐湿地土壤碳矿化除有氧碳矿化外,三价铁和硫酸盐还原过程主导的厌氧碳矿化也是土壤碳矿化的重要途径;潮汐湿地类型中的红树林土壤碳矿化速率高于盐沼土壤碳矿化速率,并均以二氧化碳为土壤碳矿化的主要产物;生境的差异使不同电子受体在土壤碳矿化中的作用有所不同,并受到电子受体和电子供体数量的调节;潮汐、盐分、生物干扰等是影响潮汐湿地土壤碳矿化过程的主要因子。     

植物根际及土壤有机碳含量和温度对湿地甲烷产生潜力的影响

在全球气候变化的大背景下,湿地甲烷的产生和排放的研究引起广泛关注。以闽江口3种沼泽湿地土壤为研究对象,通过室内厌氧培养实验测定了距植株不同距离的湿地表层土壤的甲烷产生潜力值,研究了不同土壤有机质含量和培养温度对甲烷产生潜力的影响。结果表明:①芦苇和互花米草湿地近根际土壤甲烷产生潜力显著高于远根际土壤,而且根系越发达,相关性越大;②经过相关性分析,土壤有机碳含量和培养温度与甲烷产生潜力呈显著正相关,而且温度越高影响越显著。     

盐水入侵及有机碳输入对河口淡水沼泽CH_4、N_2O通量影响的短时效应

为了探究盐水入侵及外源有机碳输入对河口潮汐淡水沼泽湿地生态系统甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)通量的影响,运用中型实验生态系模拟法,通过添加人造海水和醋酸盐,结合气相色谱测定,对闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)潮汐淡水沼泽湿地生态系统CH_4和N_2O通量进行测定与分析。结果表明:1)盐分输入在短时内(24 h)显著抑制湿地CH_4排放通量(P0.05),有机碳输入显著促进CH_4排放通量(P0.05),盐水入侵耦合有机碳输入对CH_4排放无显著影响。2)盐分输入、有机碳输入及两者的耦合作用在短时内(24h)对湿地N_2O通量无显著影响。3)4种处理形式综合作用下,湿地CH_4排放通量与土壤电导率显著负相关(P0.05),N_2O通量与土壤pH表现为显著正相关(P0.05),与土壤Eh显著负相关(P0.05)。4)短时内各添加处理对CH_4和N_2O综合增温潜势无显著影响。     

黄河口潮滩湿地土壤甲烷产生潜力及其对有机物和氮输入响应的初步研究

2010年11月采集了黄河口潮滩湿地两种典型生态系统[碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和光滩]表层土壤样品,进行了7d的室内厌氧培养,并测定分析CH4产生潜力及其对有机物和氮输入的响应。研究结果表明,在培养周期内,碱蓬盐沼和光滩表层土壤CH4的产生潜力都在培养的第7天后达到最大,平均值分别为0.0357μg/(g·d)和0.0013μg/(g·d),前者表层土壤的CH4产生潜力高于后者;有机物输入在一定程度上促进了CH4产生潜力,且其对碱蓬盐沼的CH4产生潜力较光滩具有更大的促进作用。尽管葡萄糖对于潮滩湿地CH4产生潜力的促进程度高于乙酸钠,但二者的差异性并不显著(p>0.05);氮输入对潮滩湿地土壤CH4产生潜力的影响与氮输入的形态和土壤理化性质等多种因素有关;NH4+的添加促进了碱蓬盐沼和光滩土壤CH4产生潜力的增加,尽管其对于碱蓬盐沼的促进程度要高于光滩,但二者的差异性并不显著(p>0.05);NO3-的添加对碱蓬盐沼土壤的CH4产生潜力表现为抑制作用,而对光滩土壤的CH4产生潜力表现为促进作用。在当前外源有机物和氮(NH4+—N为主)为黄河入海主要污染物的情况下,黄河口潮滩湿地土壤作为CH4源,在估算潮间带土壤温室气体排放清单时应给予特别关注。     

闽江口芦苇湿地土壤甲烷产生与氧化能力研究

用室内干土培养法对闽江口芦苇(Phragmites australis)湿地土壤甲烷产生与氧化能力进行了研究。结果表明:①在30℃培养条件下,培养5 d与培养12 d、19 d的湿地土壤甲烷产生率具有显著差异(n=8,p<0.05),而培养12 d与培养19 d的湿地土壤甲烷产生率差异不显著(n=8,p>0.05),随着培养时间的增加,湿地土壤甲烷产生率逐渐减小;②不同土层平均甲烷产生率范围为0.028 2~0.123 3μg/(g.d),0~5 cm土层的甲烷产生率最高,与其他土层的甲烷产生率具有显著差异(n=3,p<0.05),其他土层间的甲烷产生率差异不显著;③在30℃下培养19 d后,湿地土壤甲烷产生受到抑制,将培养温度升高至35℃,其甲烷产生率未发生明显变化,而随后葡萄糖的添加,明显地促进了湿地土壤甲烷的产生;④湿地土壤甲烷的产生能力与土壤pH、Eh和全氮显著相关(n=8,p<0.05),与盐度也存在相关关系,与有机碳含量的相关性不显著;⑤30℃培养条件下,0~10 cm土层甲烷氧化能力最强,且甲烷氧化能力与甲烷产生能力密切相关。     

盐碱荒地开垦年限对表层土壤盐分的影响

 以典型荒漠区原生盐碱荒地及开垦农田为研究对象,通过对比研究,以阐明原生盐碱荒地开垦后不同管理措施下土壤可溶盐总量的变化规律,开垦后土壤剖面中可溶盐总量的垂直分布和季节变化规律。结果表明：开垦显著降低了0～50 cm土壤的可溶性盐含量,开垦达100 a以上老耕地的可溶性盐含量（2.31 g/kg）仅为原生盐碱荒地（26.62 g/kg）的11%;长期的耕作改变了土壤可溶性盐分在土层中的分布,原生荒漠土壤盐分具有鲜明的表聚特征,0～30 cm土层的盐分含量占整个土壤剖面的79%,开垦50 a后,土壤中的盐分分布趋于均匀,各离子浓度的垂直分布不再明显;开垦使土壤中的盐分离子组成也发生了变化,Cl^-、K⁺、Na⁺离子浓度降低,而SO₄^2-、Mg²⁺、Ca²⁺离子浓度增加,耕作层土壤由SO₄^-2-Cl^-1盐土转变为Cl^-1-SO₄^-2盐土;盐碱荒地土壤可溶盐浓度伴随着降水变化具有显著的季节变化特征,而季节对开垦耕地没有显著影响。总体而言,盐碱荒地经过多年开垦利用后,土壤可溶性盐分和pH值均显著降低。     

北京菜园潮土-小白菜系统中铬的毒性评价

通过盆栽实验,以北京潮土为供试材料,研究了土壤中添加0~50 mg·kg^-1铬 (VI)对小白菜(Brassica chinensis L.)生物量与铬含量、土壤微生物量碳含量、土壤微生物量氮含量以及土壤微生物呼吸速率的影响。结果表明,高铬浓度(添加量≥25 mg·kg^-1)处理下,小白菜植株中铬的总量相对于未添加铬的处理显著增加(P<0.01),且小白菜根部铬的含量要远大于叶片中的铬含量。相对于未添加铬的对照,小白菜叶片生物量在1 mg·kg^-1铬处理下显著增加,而高浓度铬(≥10 mg·kg^-1)显著地减少了小白菜叶片和根的生物量(P<0.01),减幅最高达到了78.2%,且50 mg·kg^-1铬处理下土壤微生物量碳、氮含量以及呼吸速率均要显著低于对照。小白菜叶片生物量与铬含量、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮以及土壤微生物呼吸都能够作为生物指标来反映土壤铬污染程度。将这些指标与对应的土壤总铬含量拟合方程,按照作物减产、食品安全以及生态剂量概念可以计算得到北京潮土铬轻度污染临界浓度ED₁₀为70.8 mg·kg^-1,中度污染临界浓度ED₅₀为111.6 mg·kg^-1。     

闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地甲烷动态

利用2008-2010 年3 年的测定数据研究了闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地的甲烷动态特征, 其中2008-2009 年连续2 年采用静态箱-气相色谱法测定了芦苇潮汐沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3 个阶段排向大气的甲烷通量;此外, 还添加甲烷氧化抑制剂原位测定了芦苇沼泽湿地的甲烷产生与氧化, 采用自行设计的悬管装置原位测定了芦苇植株介导的甲烷传输排放速率。芦苇沼泽湿地甲烷排放通量具有明显的季节变化, 高温季节同时也是甲烷排放的高峰期;涨潮前、涨落潮过程和落潮后3 个阶段甲烷排放通量分别是0.69~40.95、0.26~9.57 和0.74~22.10 mg m^-2 h^-1, 平均值分别为7.53, 2.19 和4.93 mg m^-2 h^-1;涨落潮过程排向大气的甲烷通量明显低于涨潮前和落潮后;夏季测定日甲烷产生和氧化均高于冬季测定日;冬夏两个测定日芦苇植株髓腔内甲烷浓度均表现出明显的夜高昼低及由底部向顶部迅速降低的特点;不同生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率明显不同, 快速生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率最高,年尺度上单株芦苇植株介导的甲烷传输排放速率平均值为33.67 μg culm^-1h^-1, 芦苇植株介导的甲烷传输排放量占芦苇沼泽湿地甲烷排放通量的2.3%~28.5%, 植株距地面0~20 cm部位对整株传输排放甲烷的贡献率在不同季节均维持在较高水平, 均值为43.4%。     

大、小潮日闽江口短叶茳芏+芦苇沼泽甲烷排放通量日变化特征

利用"静态箱-悬浮箱-气相色谱法",分别在小潮日(2010年4月4～5日和9月2～3日)和大潮日(2010年4月14～15日和9月9～10日),在闽江口鳝鱼滩湿地的中高潮滩过渡区短叶茳芏(Cyperus malaccensis)+芦苇(Phragmites australis)沼泽中,取样并测定了该沼泽24h的甲烷排放通量,并同步对潮水水位、温度等环境因子进行了观测。研究结果表明,不论大、小潮日,总体上,沼泽是甲烷排放源,白天的甲烷排放通量大于夜间;4月、9月的2个小潮日的甲烷排放通量分别为4.43mg/(m2·h)和8.13mg/(m2·h),2个大潮日的甲烷排放通量分别为1.39mg/(m2·h)和3.25mg/(m2·h),小潮日甲烷排放通量明显大于大潮日;大潮日,涨落潮阶段的沼泽水-气界面甲烷排放通量低于非涨落潮阶段;温度和潮水水位是控制甲烷排放通量日变化的重要环境因子。     

盐城滨海湿地退化评估及分区诊断

根据野外监测数据和遥感信息解译结果,分析了盐城滨海湿地生态特征,定量评估了湿地退化程度,分区探讨了导致湿地退化的主导因素。结果表明:①盐城滨海湿地的主要植物为盐地碱蓬(Suaeda salsa)、互花米草(Spartina alterniflora)和芦苇(Phragmitesau stralis)。受湿地基底稳定性和土壤盐度影响,湿地植被呈现出明显的东西分带、南北分区的特点,地带性分布规律明显。②盐城滨海湿地景观类型可以划分为河口水域、盐地碱蓬滩、芦苇沼泽、互花米草沼泽、耕地、建筑用地、养殖池、盐田和光滩9种类型。由于自然因素和人为活动影响,自1980年以后,研究区景观格局发生了巨大变化。自然景观面积减少了33%,人工景观增加了180%。自然湿地中,面积减少最大的是盐地碱蓬滩和芦苇沼泽。③1980～2008年,盐城滨海湿地的互花米草滩面积呈现出增长趋势,盐地碱蓬滩处于严重退化状态,芦苇沼泽处于退化状态,导致盐地碱蓬滩和芦苇沼泽退化的主要因素是人类开发活动。④对不同区域的导致湿地退化的主导因素进行了诊断,其中灌河口—射阳河口岸段湿地退化的主导因素为海岸侵蚀。射阳河口—斗龙港口岸段属于淤蚀过渡海岸,因处于盐城珍禽国家级自然保护区的核心区位置,人类干扰强度不大,湿地退化不严重。斗龙港口—弶港岸段湿地退化的主导因素为人类对湿地的围垦和开发利用活动。     

不同水淹环境下河口感潮湿地枯落物分解及营养动态

采用分解袋法,以我国东南沿海典型的感潮河口--闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区域,选取2个潮水水淹环境差异显著的地段(一个为近潮沟地段,另一个为远潮沟地段)为研究样地,对闽江河口主要的本地种芦苇、短叶茳芏及外来人侵种互花米草枯落物分解过程及影响因素进行研究,结果表明:(1)经常性的潮汐水淹对3种植物枯落物分解速率的影响不显著;(2)经常性的潮汐水淹促进了短叶茳芏和互花米草枯落物N、P元素的损失,但对芦苇的影响不大;(3)在2种不同的水淹环境,3种植物枯落物分解速率由快到慢的顺序均是短叶茳芏>互花米草>和芦苇,分解速率在0.003166～0.005280 d-1之间,95%干物质分解需要的时间在1.56～2.61 a之间;(4)C浓度基本稳定,N浓度呈上升趋势,总N在研究末期表现为净损失,P浓度呈较大的波动,总P在研究末期也表现为净损失;(5)具有最低C/P的短叶茳芏枯落物分解速率最快.     

盐城潮滩湿地对N、P营养物质的截留效应研究

研究了盐城潮滩芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Artemisia schrenkiana）、互花米草（Spartina alterniflora）和淤泥光滩4种湿地对N、P营养物质的截留效应.在所选取的4种湿地中,分别采集了水、土壤和生物样;水样的总氮（TN）、总磷（TP）用过硫酸氧化还原法测定,土壤和生物样的TN、TP分别用凯氏定N法和钼锑抗比色法测定.研究结果显示,不同污染程度的水源灌溉下的芦苇湿地,其截留N、P的效果差异显著.其中,黄沙港不定期污水灌溉的芦苇湿地每年平均可截留TN 0.095 t/hm^2、TP 0.026 t/hm^2;而采取三灌三排方式用河水灌溉的新洋港芦苇湿地每年可分别截留TN 0.030 t/hm^2、TP 0.001 t/hm^2.比较盐蒿、互花米草和淤泥光滩3种湿地每年对湿地水中N、P的截留效果,淤泥光滩的效果最差,仅截留TN 0.385 kg/hm^2、TP 0.042 kg/hm^2;互花米草效果最好,分别截留TN 220.660 kg/hm^2、TP 36.754 kg/hm^2.尽管互花米草生物量大于芦苇,但其截留效果仍低于芦苇湿地（芦苇1 a收割1次）.     

河口沼泽土壤醋酸发酵途径产生的甲烷及基质添加对甲烷产生的刺激作用

采集闽江口鳝鱼滩优势植物芦苇(Phragmites australis)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam.var.brevifolius Bocklr)和互花米草(Spartina alterniflora)沼泽的土壤样品,添加土壤醋酸发酵途径产甲烷的特殊抑制剂——磷酸盐缓冲液以及不同甲烷产生...     

植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇生长的促进作用

为研究植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇生长的影响,在黄河河口高潮滩盐沼中分别选择典型的植物残体干扰斑块和未受干扰的自然群落,调查了其中芦苇（Phragmites australis）的形态特征及其种群的密度和生物量,并取样测定了土壤盐度、含水量、容重等土壤物理、化学性质,运用方差分析方法研究了植物残体干扰对芦苇的形态特征及其种群的密度和生物量的影响以及对土壤性质的影响。结果表明,植物残体干扰斑块中芦苇种群的密度、生物量等明显高于未受干扰的自然群落,芦苇的形态特征也明显优于未受干扰的自然群落。这说明植物残体干扰对芦苇生长产生了明显的促进作用。在植物残体干扰斑块中,土壤盐度、容重显著低于自然群落,说明植物残体干扰对黄河河口高潮滩盐沼芦苇的生长起到的促进作用,可能是通过改善土壤环境,缓解物理胁迫而产生的。     

黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质差异

为了揭示黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质的差异,于2018年7月25日~8月2日,在湿地公园内,在天然芦苇(Phragmites australis)沼泽、林地、旱田和水田中设置采样地,采集不同深度(0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm)的土壤样品,测定土壤样品的物理、化学和生物指标。研究结果表明,白渔泡国家湿地公园不同采样地土壤指标存在差异;与天然芦苇沼泽土壤相比,其它采样地土壤的含水量明显偏低,土壤全氮、全磷、碱解氮和有机质含量都明显偏小,水田土壤速效磷含量偏大;天然芦苇沼泽土壤脲酶、硝酸还原酶、纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶活性都高于林地和农田土壤,水田0~10 cm和10~20 cm深度土壤的硝酸还原酶活性显著高于旱田和林地;与天然芦苇沼泽土壤相比,旱田土壤小于0.25 mm的小团聚体含量偏大,而其它采样地土壤的各粒级团聚体的比例变化较小,水田土壤团聚体平均重量直径比天然芦苇沼泽和旱田土壤低。     

湿地甲烷产生的测定方法及主要控制因子研究综述

湿地甲烷排放是湿地甲烷产生、传输和氧化过程的综合作用的结果,其中,甲烷产生是甲烷排放的先决条件.本文对湿地甲烷产生的测定方法以及控制湿地甲烷产生的主要因子进行了综述.湿地甲烷产生的测定方法包括厌氧培养法和添加甲烷氧化抑制剂的方法,比较而言,运用厌氧培养法的研究成果较多,而且也较为成熟,对于培养土样的选择,鲜土与干土培养均有实例.许多因子控制着湿地甲烷的产生过程,包括温度、土壤水、pH值和底物等,其中,甲烷产生所需的底物因子最为重要。     

Effect of Groundwater Level Fluctuation on Phragmites australis Evapotranspiration in the Baiyangdian Lake

Abstract:Hydrological regimes influence ecological patterns and processes as well as alter rates of wetland evapotranspiration.This study aimed to investigate the impact of groundwater fluctuation on evapotranspiration of Phragmites australis.Supported by field data obtained from the Baiyangdian Lake in northern China,the variations in groundwater levels were explored,and the changes in soil water and evapotranspiration of reed were analyzed to investigate different groundwater level scenarios using HYDRUS-1D model.The results showed that soil water content,recharged by groundwater,remained stable in the lower soil layer but varied strongly in the upper layer of the soil profile;in comparison to evaporation,Phragmites australis transpiration contributed significantly more to the overall evapotranspiration rate;the high levels of evapotranspiration could be maintained when groundwater levels vary between 1.0 m and 1.8 m,while it was reduced with an increase in groundwater levels as a result of water stress conditions.The results also indicated that the evapotranspiration of Phragmites australis could maintain higher evapotranspiration rates under natural water levels.The evapotranspiration,in other words,might be the main water consumer,but it nevertheless has little effect on water levels during water shortages.The evapotranspiration of Phragmites australis responded to the changes in groundwater levels could help researchers understand water requirements of the wetlands and establish suitable water levels for the wetlands.