盐度对河口潮汐湿地温室气体产生和排放的影响研究进展

盐度是影响河口潮汐湿地温室气体动态的一个重要的环境因子。本文论述了盐度对河口潮汐湿地温室气体的产生和排放的影响及机制。盐水入侵通过带来丰富的SO42-引起的硫酸盐效应、离子强度增加引起的离子效应影响CH4和CO2的产生。盐水入侵通过影响湿地的硝化作用、反硝化作用及硝化细菌反硝化作用进而影响N2O产生量,影响方式主要包括:(1)通过物理化学机制加强沉积物中铵的释放;(2)通过生理机制增加沉积物氮素释放量,直接影响硝化细菌、反硝化细菌活性,进而影响硝化作用和反硝化作用;(3)通过提高硝酸盐异化还原为铵的速率影响反硝化速率。最后提出了今后应加强研究的方向。     

互花米草入侵闽江河口短叶茳芏湿地对沉积物硝化速率的影响

互花米草(Spartina alterniflora)入侵中国滨海湿地,对湿地沉积物氮循环产生重要影响。选取闽江河口互花米草和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沉积物为研究对象,测定沉积物潜在硝化速率(PNR)及其沉积物理化学性质,探讨河口湿地沉积物的硝化过程对互花米草入侵的响应。结果表明:短叶茳芏和互花米草沉积物PNR变化范围分别为0.19~2.18μg N·g~(-1)·d~(-1)和0~0.52μg N·g~(-1)·d~(-1),变异系数均为63%。短叶茳芏15~25 cm的PNR比表层0~15 cm低(P0.05),但PNR随月份的动态变化没有显著差异(P0.05)。互花米草沉积物PNR随沉积物深度变化无显著差异(P0.05)。互花米草沉积物的PNR显著低于短叶茳芏的(P0.01),PNR减少27.03%~100%,8月及20~25 cm沉积物减少最多。除含水率和沉积物深度与PNR显著相关外(P0.05),温度、氧化还原电位、pH和电导均与PNR不相关(P0.05)。     

氮输入条件下闽江河口沼泽土壤的反硝化速率

以闽江河口沼泽高潮滩和中潮滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽土壤为研究对象,通过室内培养,采用乙炔抑制法,研究不同形态和含量5种处理的氮输入对高潮滩和中潮滩土壤反硝化作用的影响。结果表明,铵态氮输入对高潮滩和中潮滩土壤反硝化速率无显著影响,而混合形态氮输入在一定程度上促进了土壤(高潮滩和中潮滩)反硝化速率;高潮滩和中潮滩土壤反硝化对混合形态氮输入响应存在差异,混合氮低氮和高氮处理都较大程度促进了高潮滩土壤反硝化速率,其增加比例分别为378.14%和475.17%,而混合氮低氮处理对中潮滩土壤反硝化速率促进作用较小,增加比例为147.86%,混合氮高氮处理土壤反硝化速率增加比例高达1 349.32%;28 d培养期间,对照处理、铵态氮输入处理和中潮滩混合氮低氮处理下,随着培养时间的延长,土壤反硝化速率略有升高,而混合形态氮输入(除中潮滩混合氮低氮处理外)下降。     

湿地土壤反硝化作用及测定方法

反硝化作用是湿地生态系统实现脱氮功能的最主要过程,对湿地生态系统氮循环及生态环境可产生重要影响。不同类型湿地土壤反硝化速率存在明显差异,湿地土壤反硝化作用的环境影响因子较多且作用方式复杂。目前,针对湿地土壤反硝化作用的测定手段日益丰富,但由于方法本身的缺陷和测定对象的复杂性,一定程度地影响了测定结果的准确性,因此比较分析不同反硝化速率测定方法的优缺点,有利于更好地把握测定方法的适用性。文章比较了不同类型湿地土壤的反硝化速率,探讨了湿地土壤反硝化速率影响因子的作用途径和效应,并对~(1 5)N同位素技术、乙炔抑制法、N_2产生测定法和硝酸盐剩余法等常用测定方法进行比较和探讨,最后总结当前研究的不足并提出了今后应加强研究的方向。     

含硫化合物对不同土壤硝化作用和N2O排放的影响

研究发现,甲硫氨基酸对土壤氮的影响有别于其他氨基酸,为了探究这种影响差异是否与含硫有关,以3种不同pH值土壤:东北黑土(D)、福建红壤(F)、河南碱性土壤(H)为研究对象,设置对照(CK,0 mg·N·kg~(-1))、添加甲硫氨基酸(Met,40 mg·N·kg~(-1))、半胱氨酸(Cys,40 mg·N·kg~(-1))、硫酸钠(S,91 mg·S·kg~(-1))4个处理在室内培养21天,分析各土壤的硝化过程和N_2O排放。结果表明:与CK相比,Met和Cys处理的净氨化速率在土壤D和F显著升高,在H土壤中为负值,S处理变化不明显;Met和Cys处理显著提高了H土壤净硝化速率403.6%和312.0%,显著降低了F土壤146.4%和122.4%,而在S处理变化不明显。可见含硫氨基酸添加促进酸性土壤氨化、抑制硝化作用,但对碱性土壤影响相反。在CK和S处理中,土壤净硝化速率表现为DFH,而在Met和Cys中则表现为HDF,有机硫和无机硫影响不同,在有机硫化合物处理中,净氨化速率和净硝化速率分别与土壤pH值呈负相关和正相关关系。然而在无机硫化合物处理中,净氨化速率与土壤pH值呈正相关关系,pH对净硝化速率没有影响。Met和Cys处理的N_2O产生速率显著升高,S处理与CK差异不明显,说明有机含硫化合物促进了N_2O的释放,尤其是F土壤。由于N_2O是硝化作用的产物,因此,F土壤硝态氮降低可能与硝态氮保持有关,并不是限制了硝化。     

北极新奥尔松地区王湾和海湾河溶解N2O分布及影响因素

分别于2013年8月和2015年8月对北极斯瓦尔巴德(Svalbard)群岛的王湾(Kongsfjorden)峡湾和海湾河(BayelvaRiver)等水域进行了调查,对水体中溶解氧化亚氮(N_2O)分布及影响因素进行了研究。结果表明,2013年8月王湾表层溶解N_2O浓度范围为10.95—13.32 nmol·L~(-1)、平均值为(12.47±0.71) nmol·L~(-1),海湾河表层溶解N_2O浓度范围为10.66—16.83 nmol·L~(-1)、平均值为(14.65±1.54) nmol·L~(-1); 2015年8月王湾表层溶解N_2O浓度范围为11.40—13.07 nmol·L~(-1)、平均值为(12.39±0.53) nmol·L~(-1),海湾河表层溶解N_2O浓度范围为9.38—15.45 nmol·L~(-1)、平均值为(12.99±1.98) nmol·L~(-1)。王湾西北部水体中N_2O分布受北大西洋暖水团输入影响,东南部受多条冰川融水输入影响;同时,沉积物可能通过反硝化等微生物活动释放N_2O。王湾水体中ΔN_2O和表观耗氧量(AOU)呈负相关性,表明微生物活动对王湾水体N_2O的产生和消耗贡献较小。2013年8月海湾河冰川融水中N_2O呈现不饱和特征(78%),受温度和水气交换影响,海湾河N_2O饱和度自上游冰川融水78%向河口逐渐增加至96%。受海冰融水稀释影响,王湾表层N_2O也表现出不饱和特征。2013年8月王湾表层N_2O饱和度范围为77%—98%、平均值为(89±6)%; 2015年8月王湾表层N_2O饱和度范围为90%—101%、平均值为(95±4)%。新奥尔松(Ny-?lesund)地区水体中N_2O饱和度主要与温度等因素有关,其不饱和的特征使该地区水体成为大气中N_2O的汇。     

盐度对闽江河口淡水洲滩土壤潜在反硝化速率及脱氮效率的影响

在闽江河口塔礁洲采集土样,在室内设置4个实验组,分别添加盐度为5‰、15‰和25‰的人造海水以及盐度为0‰的去离子水,通过室内淹水厌氧培养实验,研究模拟海水入侵对淡水洲滩土壤潜在反硝化速率的影响。结果表明,培养1 d,盐度为0‰的实验组土壤的潜在反硝化速率最大,其次是盐度为5‰的实验组,盐度为15‰的实验组土壤的潜在反硝化速率更低,盐度为25‰的实验组土壤的潜在反硝化速率最小,盐度为0‰实验组的土壤潜在反硝化速率显著高于其他实验组(p0.05);培养3 d,盐度为25‰的实验组土壤的潜在反硝化速率最大,其次是盐度为5‰的实验组,盐度为15‰的实验组土壤的潜在反硝化速率更低,盐度为0‰的实验组土壤的潜在反硝化速率最小,盐度为0‰实验组的土壤潜在反硝化速率显著低于其他实验组(p0.05);培养3 d以后,各盐度实验组之间的土壤潜在反硝化速率无显著差异(p0.05)。盐度对淡水洲滩土壤潜在反硝化速率的影响可能是短暂的,随着时间的延续,影响可能消失。指数函数模型较好地描述了4个盐度实验组的土壤潜在反硝化速率与培养时间的关系;除盐度为0‰的实验组,其他盐度实验组的洲滩土壤反硝化活性都随时间的推移而增强;洲滩土壤有较好的潜在脱氮效率,整个培养期以盐度15‰实验组潜在脱氮效率最大,潜在脱氮总量为(436.54±45.04)mg/kg,潜在脱氮效率为(87.31±9.01)%。     

氮和枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放的影响

土壤CO_2释放是土壤碳转化的关键过程。氮(N)添加及植物枯落物的分解对湿地土壤CO_2释放速率有显著影响,在全球大气CO_2浓度和气候变化中具有重要作用。本研究选取闽江河口湿地土壤为研究对象,通过24 d的短期培养实验,研究不同氮浓度和不同枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放速率的影响。结果表明:(1)短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和互花米草(Spartina alterniflora)两种植物枯落物添加处理显著促进了湿地土壤CO_2释放速率(P0.05),也显著增加了闽江河口湿地土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和pH(P0.05)。两种枯落物添加处理下,培养初期(0～9 d)枯落物可溶性有机碳快速释放和pH升高可能是导致土壤CO_2释放峰值时间提前的主要因素。(2)枯落物添加后不同浓度氮输入对湿地土壤CO_2释放速率均具有显著影响(P0.001),但两种枯落物对土壤CO_2释放速率的影响并无显著差异(P0.05)。土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的变化是影响不同枯落物在氮添加后培养前、后期土壤CO_2释放差异的重要原因。     

氮输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化的影响

以闽江河口湿地高潮滩和中潮滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis L.)湿地土壤为研究对象,采用室内模拟实验,探讨不同形态及浓度氮(对照组—CK、氨态氮低氮组—N-1、氨态氮高氮组—N-2、硝态氮低氮组—X-1和硝态氮高氮组—X-2)输入对河口湿地(高、中潮滩)土壤有机碳矿化的影响。结果表明:1)随着培养时间的延长,在不同氮处理下的土壤有机碳矿化速率均表现为先增加后减少的趋势,总体上在培养的第4 d达到最大值,而后逐渐下降,15 d左右以后趋于稳定。2)氮输入对土壤有机碳矿化总体上起了一定的抑制作用,尤其在培养初期(第1 d和4 d),不同氮输入处理有机碳矿化速率均显著低于CK组(P0.05);培养15 d后,高潮滩各氮输入处理(N-1、N-2、X-1和X-2)土壤有机碳累积矿化量均显著低于CK,而中潮滩土壤累积矿化量表现为CKN-1N-2X-1X-2。3)不同氮浓度和形态的抑制程度有所不同,总体上随氮输入的增加,对有机碳矿化抑制作用增强,而同一浓度下,硝态氮的抑制作用较强于铵态氮。4)高潮滩土壤的有机碳矿化速率和碳的矿化累积量均显著高于中潮滩土壤(P0.05)。     

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.     

闽江河口湿地螃蟹对枯落物分解的影响

以闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)湿地为研究区,在高潮滩与中潮滩设置有螃蟹影响与无螃蟹影响样地,采用分解袋法,从枯落物的分解速率、枯落物碳氮元素的变化方面,揭示螃蟹对闽江河口鳝鱼滩湿地中潮滩和高潮滩互花米草枯落物分解的影响。结果表明:1)高潮滩和中潮滩螃蟹组枯落物分解速率分别为0.004 7 d~(-1)和0.004 3 d~(-1),分解95%的干物质所需要的时间分别为1.09 a和1.11 a,高潮滩和中潮滩对照组(无螃蟹)枯落物分解速率分别为0.003 1 d~(-1)和0.003 3 d~(-1),分解95%的干物质的时间分别为1.58 a和1.43 a,螃蟹组分解速率略高于对照组(P0.05);2)在0~282 d,高潮滩和中潮滩螃蟹组的植物残体碳含量总体低于对照组,螃蟹组促进了枯落物碳的净释放;不同处理下枯落物氮含量虽呈波动变化,但NAI值均小于100%,氮元素发生了净释放。     

科尔沁沙地不同生境土壤氮矿化/硝化作用研究

利用顶盖埋管原位培育法测定了科尔沁沙地不同生境（丘间低地、固定、半固定、半流动和流动沙丘）土壤氮素矿化/硝化速率的月际动态及净矿化/硝化量。结果表明：①沙地土壤无机氮主要以NO^-₃-N的形式存在,各类生境土壤NH⁺₄-N平均含量比NO^-₃-N低58.2%~79.7%;②土壤氮素矿化/硝化速率随植被与土壤条件的恶化呈现递减的趋势,从丘间低地到流动沙丘,净矿化速率分别为61.0、43.4、29.1、5.3 mg·m^-2·d^-1和2.7 mg·m^-2·d^-1,净硝化速率分别为61.8、46.2、30.1、6.2 mg·m^-2·d^-1和3.4 mg·m-2·d-1;③从丘间低地到固定、半固定、半流动和流动沙丘,矿化氮总量分别减少28.8%、52.3%、91.4%和95.5%,硝化总量分别减少25.3%、51.3%、90.0%和94.5%;④不同类型生境土壤净硝化氮占净矿化氮的比例都为100%,表明沙地土壤中植物可利用氮素易于淋溶或氨挥发损失。     

闽江河口感潮段淡水湿地CO_2排放通量对SO_4~(2-)沉降的响应

以闽江河口感潮段塔礁洲野慈姑(Sagittaria trifolia L.)淡水湿地为研究对象,2015年12月—2016年10月每月小潮日定期向试验样地施加0、60和120 kg S·hm-2·a-1的K2SO4溶液,探讨闽江河口感潮段淡水湿地CO_2排放通量特征对SO_4~(2-)沉降的响应,并同步观测主要环境因子。结果表明,1)对照(CK)和2个SO_4~(2-)沉降处理CO_2排放通量具有相似的月变化动态,夏秋季节排放通量较高,冬春较低。2)除夏季60 kg S·hm-2·a-1的SO_4~(2-)输入显著降低CO_2排放通量外(P0.05),2种SO_4~(2-)处理均未显著影响河口感潮段淡水湿地CO_2排放通量(P0.05)。3)相关分析显示,不同处理下的CO_2排放通量与土壤温度显著正相关(P0.01)。     

放牧及围封对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响

放牧及围封是引起沙质草地生态系统变化的重要因素。对科尔沁地区放牧和围封不同年限的沙质草地进行土壤呼吸动态测定与分析,结果表明:(1)植物生长初期土壤呼吸速率日平均值,围封样地的显著大于放牧样地的(p<0.05);植物生长末期土壤呼吸速率日平均值,放牧样地的显著大于围封样地的(p<0.05)。围封17年和围封22年样地的土壤呼吸速率日平均值相比较,7月上旬之前,围封17年样地的较围封22年样地的大,而7月中旬以后,围封22年样地的较围封17年样地的大,且差异均显著(p<0.05)。(2)土壤呼吸速率的季节动态对放牧和围封的响应过程相似,但围封引起的变异相对较小;土壤呼吸速率季节平均值,围封22年样地的显著大于围封17年的(p<0.05)和放牧的(p<0.01),围封17年样地的大于放牧的(p>0.05),故围封可以增强土壤CO₂的排放,且在一定的时间内,土壤CO₂的排放速率与围封时间正相关。(3)土壤温度和土壤体积含水率可解释土壤呼吸速率的变异从大到小依次为放牧(58%)>围封22年(39%)>围封17年(28%)。     

闽江河口湿地土壤生物和非生物因子与水淹频率的关系

以闽江河口湿地为研究区,于2013年5月20日、8月20日和11月20日,沿高潮滩到中潮滩,设置9个不同水淹频率采样地,采集土壤样品,测定土壤p H、电导率、容重、总有机碳含量和总无机碳含量,以及5月20日和8月20日的土壤氧化还原电位。同时,测定5月20日和11月20日采样地A、采样地E和采样地I的短叶茳芏(Cyperus malaccensis)地上和地下生物量,以及8月20日采样地A和采样地I的土壤微生物群落结构,探讨了土壤生物和非生物因子与水淹频率的关系。结果表明,植物生长初期,采样地A短叶茳芏地上生物量显著小于采样地E和采样地I(n=3,p0.05),但生长末期,采样地A短叶茳芏地上生物量显著大于采样地I(n=3,p0.05),采样地A短叶茳芏地下生物量都大于采样地I;从采样地A到采样地I,微生物丰度和微生物环状支链的磷脂酸(Cy)及其前体(Pre)之间的比值(Cy/Pre)逐渐降低,微生物丰度约降低28%,Cy/Pre比值由0.99下降到0.19,说明水淹频率增加,微生物受氧气和酸的胁迫作用减弱;表层土壤氧化还原电位和总有机碳含量随着水淹频率增加也逐渐降低,从采样地A到采样地I,氧化还原电位由82.5 m V下降到-71 m V,表明氧化还原环境从弱氧化向还原过渡,总有机碳质量比由35.09 g/kg下降到12.3 g/kg;土壤总无机碳含量和p H从采样地A到采样地I逐渐增大,总无机碳质量比由0.95 g/kg上升到1.64 g/kg,p H由5.37上升到7.52,土壤从酸性向中性过渡;土壤电导率差异较大,11月20日土壤电导率最大(3.61 m S/cm),其次是8月20日(2.69 m S/cm),5月20日电导率最小(1.53 m S/cm)。从高潮滩到中潮滩,随着水淹频率增加,短叶茳芏生物量(尤其地下部分),微生物丰度、土壤总有机碳含量和土壤氧化还原电位降低,土壤p H和总无机碳含量升高;不同采样日的土壤电导率变化规律不一致,土壤容重无明显变化。     

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。     

长白山区金川泥炭沼泽土壤酶活性特征

土壤酶是泥炭地生态系统碳循环过程的重要参与者,影响着泥炭沼泽土壤有机碳库的变化及其在全球碳循环中的作用。以长白山区金川泥炭沼泽为研究对象,于2017年8月17日,分别采集臌囊薹草(Carex schmidtii)草丘、丘间和油桦(Betula fruticosa)群落下0～50 cm深度土壤,测定其3种水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶)和1种氧化酶(过氧化物酶)的活性,并分析其影响因素。研究结果表明,在0～10cm深度,油桦群落下土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶活性平均值为(2 116.78±65.41) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草草丘和丘间土壤(n=3,p0.05);土壤酸性磷酸酶和过氧化物酶活性平均值分别为(4 786.57±738.84) nmol/(g·h)和(8.98±0.377) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草丘间土壤(n=3,p0.05),与草丘土壤无显著差异(n=3,p0.05);油桦群落下的土壤中β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性平均值为(615.67±43.49) nmol/(g·h),显著低于臌囊薹草草丘土壤(n=3,p0.05)。在臌囊薹草草丘土壤中,β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶活性都显著高于丘间土壤(n=3,p0.05)。在0～50 cm深度土壤中,随着土壤深度的增加,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性在臌囊薹草草丘和丘间呈单峰型变化,而在油桦群落下的土壤中基本保持不变。土壤酸性磷酸酶活性在臌囊薹草草丘和丘间10～20 cm深度土壤中达到最大,而在油桦群落下的0～10 cm深度土壤中最大。在臌囊薹草群落草丘和油桦群落下的土壤中,随着土壤深度的增加,土壤过氧化物酶活性波动变化,而在臌囊薹草丘间土壤中,过氧化物酶活性逐渐增大。土壤含水量和全氮含量是影响泥炭沼泽土壤酶活性空间异质性的主要因子。     

湿地土壤气体排放对水位变化响应的持续性动态特征

为探索湿地水位变化与土壤气体排放之间的关系,对黄河中游芦苇湿地进行了半注水和满注水样地处理后的动态监测,对比了7 d水位变化过程中土壤气体排放差异。结果表明：注水造成了土壤CO₂排放速率的显著差异;随土壤温度上升,H₂O、CO₂、H₂S排放速率都有上升趋势（满注水样地的H₂O除外）;半注水和满注水造成的影响,H₂O排放速率表现为趋同-异步-消失的特征,在注水前期（63.73 h）半注水和满注水差异基本一致,后期差异较大,直至125.64 h后注水的影响才消失,总体分别造成H₂O排放总量76.3%和31.3%的增加;CO₂排放速率表现为异步-趋同的特征,注水初期环境的改变造成CO₂排放的一致减少,37.69~68.66 h二者出现明显差异,68.66~125.64 h水位虽然恢复,但差异仍然存在,注水分别造成CO₂排放总量50.1%和43.2%的减少;H₂S排放速率表现为无变化-异步-无变化的特征,总体造成H₂S排放总量42.3%和32.3%的增加。研究追踪了水位上升后土壤H₂O、CO₂和H₂S排放速率变化的动态过程,其影响具有异步性和持续性的特点,CO₂排放速率表现出较长的响应周期。研究结果对于河流湿地生态功能研究具有重要意义,湿地土壤气体排放对水位变化的响应滞后意味着对湿地生态功能的重要影响,其波动过程需要更长时段的精准研究。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室(OTC)模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下(田间持水量为6.5%~12.5%),OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

辽河口盐沼和光滩CO_2排放通量及其影响因素

于2016年6~11月,在辽河口盘锦市湿地科学研究所基地的芦苇(Phragmites australis)盐沼、笔架岭的盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和光滩中,采用静态箱-气相色谱法,采集气体样品,在实验室中,测量和计算出气样的CO_2浓度,估算CO_2排放通量;分析CO_2排放通量与土壤温度、氧化还原电位、pH和电导率等环境因子的关系。结果表明,辽河口芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼(涨潮前)和光滩(涨潮前)CO_2排放通量平均值分别为(1 187.7±649.0)mg/(m2·h)、(362.4±146.1)mg/(m2·h)和(91.1±21.1)mg/(m2·h)。3种类型湿地CO_2排放通量差异显著(n=24,p0.01),芦苇盐沼CO_2排放通量最高,光滩的CO_2排放通量最低。在涨潮中,盐地碱蓬盐沼和光滩的CO_2排放通量平均值分别为(127.9±90.9)mg/(m2·h)和(45.8±21.1)mg/(m2·h),显著低于涨潮前的CO_2排放通量(n=24,p0.01)。各类型湿地CO_2排放通量与土壤电导率显著负相关(n=24,p0.01),说明土壤盐分是影响不同类型湿地CO_2排放通量的关键环境因子。