闽江河口感潮湿地入侵种互花米草甲烷通量及影响因子

2007年利用静态箱-气相色谱仪法对闽江河口湿地外来入侵种互花米草斑块甲烷通量进行测定。结果表明,互花米草甲烷排放通量有明显的季节变化,涨潮前和落潮后甲烷通量平均值分别为13.12和12.94mg/(m²·h);涨落潮过程,互花米草斑块排放到潮水的甲烷通量(3.07mg/(m²·h)大于排放到大气的甲烷通量(2.35mg/(m²·h),差异不显著;涨落潮过程中排向大气和潮水的甲烷通量之和(5.42mg/(m²·h)与涨潮前、落潮后甲烷通量差异显著;互花米草排向大气甲烷总通量86.86g/(m²·a),排向潮水甲烷总通量7.84g/(m²·a)。     

闽江河口藨草湿地CH_4排放特征

用静态箱法,在2007年阴历每月(除2月和4月外)的初三或初四以及2007年7月12～13日(生长季)和12月16～17日(非生长季),分别采集闽江河口鳝鱼滩藨草(Scirpus triqueter)湿地的气体样品,利用GC-2010气相色谱仪分析样品的CH4浓度,并计算CH4排放通量.结果表明,10个月中,藨草湿地CH4排放通量涨潮前和落潮后的最大值分别出现在7月和8月,最小值分别出现在3月和1月;涨潮前和落潮后CH4排放通量变化范围分别为0.39～9.08 mg/(m2·h)和0.95～12.78 mg/(m2·h);各观测月藨草湿地涨潮前和落潮后CH4排放通量与距地表1 m气温和20 cm土温有显著的正相关关系(n=10, p<0.01),此外,涨潮前各观测月藨草湿地CH4排放通量与盐度显著负相关(n=10, p<0.05),与土壤含水量显著正相关(n=10, p<0.05);夜间的CH4排放通量总体低于白天;生长季和非生长季日变化观测中,各观测时刻藨草湿地CH4排放通量的变化范围分别为2.43～12.66 mg/(m2·h)和0.09～1.30 mg/(m2·h),潮汐是影响CH4排放通量日变化的主要因子.     

闽江河口潮汐湿地甲烷排放通量温度敏感性特征

选择2007年11个月的中潮日,在闽江河口鳝鱼滩潮汐湿地,同步观测了芦苇(Phragmites australis)沼泽、短叶茳芏(又称成草)(Cyoerus malaccensis)沼泽、藨草(Scirpus triqueter)沼泽和光滩涨潮前、落潮后的甲烷排放通量以及气温和土温,计算了甲烷排放通量温度敏感性(Q10值),并分析了湿地甲烷排放通量Q10值与温度的关系.研究结果表明,4种湿地的甲烷排放通量与土温、气温都有显著的指数相关关系(n=20,p<0.01),低温时比高温时相关程度更高;4种湿地甲烷排放通量平均土温敏感性(Qs10值)和气温敏感性(Qa10值)分别为5.41和3.95,芦苇沼泽、咸草沼泽、藨草沼泽和光滩的甲烷排放通量Qs10值分别为3.22、5.23、4.79和11.10,它们的甲烷排放通量Qa10值分别为2.89、3.96、3.84和7.78,光滩甲烷排放通量温度敏感性最强;涨潮前4种湿地甲烷排放通量平均Qs10值和平均Qa10值分别为4.82和3.53,落潮后则分别为6.15和4.39,但涨潮前与落潮后湿地甲烷排放通量Q10值的差异不显著(p>0.05);湿地植物主要生长季,潮汐湿地甲烷排放通量Q10值低于其他时间.     

台风“苏力”对闽江河口沼泽土壤间隙水中溶解性甲烷和乙酸等的影响

为了揭示台风对河口沼泽土壤间隙水溶解性甲烷(CH4)、溶解性二氧化碳(CO2)和乙酸浓度等的影响,2013年7月测定了闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)半咸水沼泽和互花米草(Spartina alterniflora)半咸水沼泽在台风"苏力"登陆前后土壤间隙水中的上述指标。结果表明,台风"苏力"显著降低了两种植物沼泽土壤间隙水中的溶解性CH4、溶解性CO2和乙酸浓度(p0.05),同时显著增加了间隙水中SO42-浓度(p0.01);与短叶茳芏沼泽土壤相比,互花米草沼泽土壤间隙水乙酸浓度等指标对台风的响应更为明显。两种植物沼泽土壤间隙水中乙酸浓度等指标对台风"苏力"响应的强度存在垂直剖面上的变化,短叶茳芏沼泽间隙水乙酸、硫酸根、溶解性CO2和溶解性CH4浓度在深度为10~20 cm土层中的变化最明显,而互花米草沼泽不同深度土层各指标浓度的变化对台风"苏力"响应较为复杂。     

闽江河口咸草湿地冬季甲烷和二氧化碳通量及影响因子分析

闽江河口是我国东南沿海典型的开放式感潮河口,咸草Cyperus malaccensis var.brevifolius为闽江河口区最大的鳝鱼滩沼泽湿地的主要土著种。采用静态暗箱-气相色谱法,测定了2008年冬季(11月、12月和次年1月)咸草湿地涨潮前、涨落潮过程中和落潮后3个阶段排向大气环境的甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)通量特征。结果表明,涨落潮过程中咸草湿地排向大气环境的甲烷通量小于涨潮前和落潮后,在时间上表现为冬季3个月甲烷排放通量持续下降;咸草湿地二氧化碳通量同样表现为涨落潮过程中小于涨潮前和落潮后,在时间上也呈递减趋势;氧化还原电位(Eh)以及pH值对咸草湿地甲烷和二氧化碳排放通量具有不同程度的影响。     

潮汐对闽江河口湿地土壤理化特征的影响分析

为阐明湿地土壤理化特征对潮汐的响应,对闽江河口外来入侵种互花米草斑块湿地和土著种短叶茳芏湿地土壤理化特征进行了测定和分析。结果表明:①互花米草斑块湿地和短叶茳芏湿地涨潮前和落潮后土壤理化特征差异不显著(p>0.05);②互花米草斑块湿地落潮后的土壤盐度、pH值和Eh与涨潮前的土壤以上指标的相关性高于与潮水以上指标的相关性(p<0.01),短叶茳芏湿地土壤Eh也表现出同样的规律,但盐度、pH值则与潮水相应指标的相关性更高(p<0.01);③互花米草斑块湿地和短叶茳芏湿地土壤盐度、pH值和Eh潮汐敏感性存在着不同的季节变化模式,在潮水盐度、pH值和Eh分别为0～3ms/cm、7.0～7.5和负值的情况下对潮汐的响应较为敏感。     

闽江河口潮汐沼泽甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力的月动态

分别采用静态箱法和室内厌氧培养法,于2013年1~10月连续测定闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)沼泽和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽的甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力,同时测定相关环境因子。互花米草沼泽和短叶茳芏沼泽甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力具有明显的季节变化,它们的甲烷排放通量分别为7.50~30.68 mg/(m2·h)和1.08~10.49 mg/(m2·h),月平均值分别为15.90 mg/(m2·h)和5.38 mg/(m2·h),且两者差异显著(p0.05);土壤甲烷产生潜力分别为73.22~931.50 ng/(g·d)和5.62~181.60 ng/(g·d),月平均值分别为480.52 ng/(g·d)和65.94 ng/(g·d),互花米草沼泽土壤甲烷产生潜力显著高于短叶茳芏沼泽(p0.01)。互花米草沼泽0~25 cm深度土层的甲烷产生潜力显著高于短叶茳芏沼泽;互花米草沼泽表层的甲烷产生潜力较低,最高值出现在20~25 cm深度土层,短叶茳芏沼泽土壤甲烷产生潜力随着土壤深度的增加而逐渐降低。     

刈割+水淹治理互花米草技术对湿地土壤性状及其有机碳含量的影响

为了监测刈割+水淹+种植秋茄综合治理互花米草对土壤理化特征的影响,于治理前、治理1个月后、治理8个月后采集治理区和对照区(互花米草样地)土壤,测定土壤有机碳含量等理化指标。结果表明,整个治理过程中,互花米草治理区和对照区各土壤层pH值无显著性差异(P>0.05),治理过程未造成土壤pH值的变化;治理区表层土壤(0～10cm)土壤密度显著高于对照区,其他土层则无显著差异(P>0.05),治理过程导致表层土壤板结,土壤密度增大;此外,治理1个月后,治理区表层土壤(0～10cm)有机碳显著高于对照区(P<0.05),治理8个月后则显著低于对照区(P<0.05),治理措施导致土壤表层土壤有机碳含量先增加后降低。总之,刈割+水淹+种植秋茄综合治理互花米草对湿地表层土壤有机碳含量等产生一些影响。     

闽江河口短叶茳芏和互花米草沼泽土壤剖面间隙水营养盐含量比较

生物入侵的生态影响是入侵生态学的一个重要研究领域,但是,目前对于外来植物入侵造成的生态后果评价多集中在对于生态系统地上部分的影响,对于地下生态过程和生物地球化学过程的影响研究则相对较少.利用平衡式孔隙水采样器采集闽江河口鳝鱼滩土著种短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽和入侵种互花米草(Spartina alterniflora)沼泽高分辨率的原位土壤间隙水样,测定其营养盐含量.结果表明,短叶茳芏沼泽和互花米草沼泽土壤间隙水中营养盐含量都具有明显的季节变化,尤其是夏季与秋季的差异较大.短叶茳芏沼泽土壤间隙水中,PO43-—P含量随着剖面深度的增加而呈上升的趋势最为明显;溶解无机氮以NH4+—N为主,含量范围为35～200 μmol/L;NO2-—N和NO3—N含量总和在3～10μmol/L之间,其中NO3-—N含量占绝对优势.与短叶茳芏沼泽相比,互花米草沼泽间隙水中铵盐比例较高,氮磷比值较低.以上结果表明,互花米草入侵已对闽江河口鳝鱼滩土著种短叶茳芏沼泽土壤间隙水营养盐循环产生了一定的影响.     

不同时期刈割对互花米草根系生理影响的研究

于2007年4～9月期问,在泉州湾河口湿地生长互花米草(Spartina alterniflora)的滩涂上,采用不同时期对互花米草进行齐地面刈割的方法,测定互花米草根系生理指标,探讨不同时期刈割对互花米草根系生理产生的影响及机制,为利用物理方法治理互花米草奠定理论基础.结果表明,5月22日和7月21日的刈割使互花米草根系可溶性总精含量总体保持在较低的水平,而4月22日、8月20日和9月19日的刈割虽然也造成根系可溶性总糖含量变低,但其比5～7月刈割后根系可溶性总糖含量高很多;4～7月刈割导致互花米草根系代谢急剧减缓,尤其6～7月刈割使根系活力同比下降了90.58%～92.17%,而8月和9月的刈割则促进了根系代谢,表现为根系活力提高;各刈割处理都会引起互花米草根系游离氨基酸含量增加,5～7月刈割使根系游离氨基酸增加量最大;5～8月刈割使根系可溶性蛋白质含量增加,而4月22日和9月19日的刈割使根系的可溶性蛋白质含量减少;4月22日和7月21日刈割使互花米草根系活性氧清除系统保护酶活性下降,根系活性氧清除系统的功能减弱,而5月22日、6月21日、8月20日和9月19日刈割后,互花米草根系活性氧清除系统保护酶活性上升,根系活性氧清除系统的功能增强.7月刈割互花米草能有效控制互花米草的扩散.