苏北海滨湿地互花米草种子特征及实生苗生长

摘　要　在江苏盐城新洋港滩涂由海向陆建立样地：零星互花米草(Spartina alterniflora)斑块(SAP)?稳定互花米草滩下边缘(SAFI)?2003年互花米草定居处(SAF03)?1989年互花米草定居处(SAF89),对互花米草的种子特征及幼苗生长进行了研究。结果表明：(1) 各样地种子产量有极显著差异(p< 0.01),大小顺序为SAP > SAF03 > SAFI > SAF89,种子产量与植株结实率、穗长、单穗种子数成正比。(2) 4月份SAP、SAFI、SAF03和SAF89互花米草短暂土壤种子库分别为673.7 /m2、2328.7 /m2、5948.8 /m2和3990.4 /m2,种子保存率分别为0.5%、3.9%、6.9%和15.8%,且在各样地差异极显著(p< 0.01)。(3) 7月份SAP、SAFI、SAF03和SAF89实生苗数分别为72 /m2、5 /m2、0和0。SAP与SAFI种子萌发率显著高于SAF03与SAF89(p< 0.01)。(4)表层土壤水分含量和种群内部光照衰减是影响实生苗生长的关键因素。在表层土壤水分含量高和低光照衰减的生境中种子繁殖对互花米草种群延续和扩张贡献较大。     

盐城海滨湿地盐沼植被对土壤碳氮分布特征的影响

在盐城海滨湿地不同植被带下采集土壤样品,研究了土壤有机碳和全氮的空间分布特征,分析了盐沼植物对湿地土壤碳、氮分布的影响.结果表明：在盐城海滨湿地,表层土壤中有机碳和全氮含量分别介于1.71～7.92 g·kg^-1和0.17～0.36 g·kg^-1之间,变幅较大,不同植被带之间存在显著差异,且各植被带表层土壤中有机碳、全氮含量均高于光滩.垂直方向上,各植被带土壤中有机碳、全氮的分布均呈自表向下逐渐降低的趋势,15 cm以下其含量基本保持稳定.土壤有机碳与全氮、碳氮比呈显著正相关,但全氮与碳氮比无显著相关性.     

互花米草海向入侵对土壤有机碳组分、来源和分布的影响

在江苏盐城新洋港互花米草(Spartina alterniflora)盐沼选择光滩(MF),互花米草入侵la(SAF-1),3a(SAF-3),5a(SAF-5)和12a(SAF-12)样地,采集0-20 cm表层土壤样品,分别测定土壤有机碳(SOC)、顽固性有机碳(RC)和活性有机碳(LC)含量,碳氮比(C/N),土壤有机碳和顽固性有机碳的δ13C值,分析互花米草海向入侵过程中土壤有机碳组分、分布及来源变化.结果表明:(1)SOC、RC、LC含量分别介于0.82-7.60 mg/g,0.58-4.02 mg/g和0.23-3.58 mg/g,由海向陆呈递增趋势:SAF-5＞SAF-12＞SAF-3＞MF＞SAF-1.入侵12 a的SAF-12样地表土SOC储量最大,年均碳汇积累速率为1.8 t/hm2.(2)互花米草来源SOC、RC和LC含量分别为0.06-3.01 mg/g、0.04-1.06 mg/g和0.03-2.00 mg/g,各占5.75％-47.40％、6.77％-31.77％和3.20％-64.40％.互花米草来源SOC、RC、LC由海向陆均呈递增趋势:SAF-12＞SAF-5＞SAF-3＞ SAF-1＞ MF.(3)互花米草植物来源SOC、RC、LC含量、比例与入侵时间显著正相关(P＜0.01).互花米草入侵对LC的影响较大,对RC的影响较小.(4)随着入侵时间的增长,互花米草来源有机碳的输入显著改变了土壤SOC组分.以上结果表明,短期内互花米草海向入侵能够提高土壤碳汇能力.     

互花米草盐沼土壤有机碳库组分及结构特征

在江苏盐城互花米草(Spartina alterniflora)盐沼建立以下样地:光滩(Mudflat)、互花米草建群1a(S.alterniflora flat 2011)、5a(S.alterniflora flat 2007)、12a(S.alterniflora flat 2000)、23a(S.alterniflora flat 1989)以及碱蓬(Suaeda salsa flat 1989),采集表层土壤样品,分析土壤中的活性有机碳(可溶性有机碳、微生物量碳)特征,并利用核磁共振波谱法测定土壤总有机碳的结构图谱,研究互花米草盐沼土壤有机碳库组分及结构特征。结果表明:(1)互花米草建群后,盐沼表层土壤有机碳含量显著增加(P0.05),在0.82—7.6 g/kg之间,各样地表层土壤有机碳含量为:互花米草滩(5.57 g/kg)碱蓬滩(2.4 g/kg)光滩(1.05 g/kg);可溶性有机碳含量为:互花米草滩(36.08 mg/kg)碱蓬滩(17.43 mg/kg)光滩(6.92 mg/kg);微生物量碳含量为:互花米草滩(52.51 mg/kg)碱蓬滩(18.27 mg/kg)光滩(13.56 mg/kg)。互花米草建群后,土壤中活性碳库含量显著增加(P0.05)。(2)土壤有机碳结构以烷氧碳和芳香碳为主,其中芳香碳的平均比例(35.85%)最高,其次为烷氧碳(32.83%)和羧基碳(20.62%),烷基碳的平均比例(10.36%)最低,其中建群5a的互花米草样地(SAF2007)土壤芳香碳、烷氧碳、烷基碳含量最高,建群23a的互花米草样地(SAF1989)土壤羧基碳含量最高。(3)互花米草盐沼土壤中烷基碳/烷氧碳为:SAF2007(0.44)SSF1989(0.43)SAF2000(0.28)SAF2011(0.27)SAF1989(0.22);疏水碳/亲水碳为:SAF2007(0.97)SSF1989(0.87)SAF2000(0.85)SAF2011(0.83)SAF1989(0.81)。烷基碳/烷氧碳在建群5a后达到最高值0.44,烷基化程度最高;疏水碳/亲水碳达到最高值0.97,土壤碳库稳定性高于其它样地。     

苏北海滨湿地互花米草种群繁殖方式

在江苏盐城新洋港滩涂由海向陆建立样地:光滩(Mudflat)、零星米草斑块(SAP)、稳定米草滩下边缘(SAFI)、2003年米草定居处(SAF03)、1989年米草定居处(SAF89)、碱蓬滩(SS)及禾草滩(Grass flat),在每个样地分别建立6个样方,构建原地栽培系统(长1 m×宽1 m×深0.7 m),其中3个用于无性繁殖体栽培,3个用于有性繁殖体栽培,对互花米草的种子萌发、无性分株及实生苗的定居、生长、繁殖进行了研究。结果表明:(1)受海浪物理冲刷、淹水胁迫、受潮浸频率及土壤水分的影响,实验系统各样地种子萌发率均较低,只有样地SAFI处互花米草种子萌发率为17.8%,显著高于其他样地(P0.01)。SAP、SAFI、SAF03、SAF89和Grass flat处实验最初栽培的互花米草无性分株植株存活率较高(大于60.0%)且样地间差异性不显著(P0.05);Mudflat处无性分株存活率极低(7.8±2.2)%,SS处无性分株全部死亡(0.0%)。无性分株和实生苗相比较,除Mudflat和SS样地二者存活率接近,其余样地的无性分株成活率均远高于有性分株。(2)互花米草无性分株在SAP、SAFI和SAF89样地中的株高、叶长、叶数、叶宽和叶厚均较高;实生苗在SAFI处长势较好,其他样地植株矮小、基径细或者死亡。无性分株生长指标显著高于实生苗。(3)各样地成功定居的无性分株均有结实植株,而实生苗只有Mudflat和SAFI处结实。样地Mudflat、SAP、SAFI、SAF03、SAF89和Grass flat无性分株分蘖数分别为21.7、23.0、25.5、6.8、9.0和4.1,实生苗的分蘖数除在Mudflat处达到14.0外,在其他样地均未分蘖。(4)各样地互花米草的无性分株单株生物量显著大于实生苗。两种繁殖方式地上生物量分配都呈现出向海陆两边递减的趋势,而地下生物量分配表现出相反的情况。综合对比各项指标,可以看出,在研究区内互花米草无性繁殖方式的定居成功率、生长、繁殖等指标均优于有性繁殖方式。研究区内互花米草种群的维持和扩张以无性繁殖方式为主。     

盐城海滨湿地盐沼植被及农作物下土壤酶活性特征

在盐城海滨湿地盐沼植被和农田内采集土壤样品,测定了4种土壤酶(脲酶、转化酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶)的活性,分析了盐沼植被、农作物及土壤理化因子对土壤酶活性的影响。结果表明:由海滨湿地滩涂围垦形成的各类农田其土壤酶活性较高,且均高于湿地盐沼植被;湿地盐沼植被下4种土壤酶活性均高于无植被生长的光滩,且不同类型植被间土壤酶活性差异显著;4种酶的活性大小总体表现为大豆(Glycine max)地棉花(Gossypium hirsutum)地玉米(Zea mays)地互花米草(Spartina alterniflora)滩白茅(Imperata cylindrica var.major)滩碱蓬(Suaeda salsa)滩光滩。相关分析表明,4种土壤酶之间及其与土壤有机碳、全氮均表现出显著正相关,而与土壤盐分、pH值之间存在显著负相关。海滨湿地盐沼植被的发育扩展不仅增加了土壤中的养分含量,也提高了土壤酶活性。     

米草生态工程加环效益能值分析

根据生态工程加环原理,在互花米草生态工程(Spartina alterniflora Ecological Engineering,SAEE)基础上设计一个深度开发的增益环,选取天然植物纤维与互花米草提取物——生物矿质液(Biological Mineral Liquid,BML)共同制成降脂胶囊,并应用能值分析的方法对SAEE+胶囊的加环设计(SAE Eand Capsule SAEEC)进行了经济、生态、社会复合效益评估,与SAEE相比,加环设计(SAEEC)的经济投入增加,能值投资比率(Emergy investment ratio,EIR)是SAEE的1．37倍;经济收益是SAEE的2．13倍,经济收益产投比是SAEE的1．46倍;净能值效益(Netemergy yield,NEY)是SAEE的3．18倍,净能值产出率(Evaergy yield ratio,EYR)是SAEE的2．20倍,经济效益和生态效益均得到提高,体现了生态工程加环增益的基本设计原则。     

外来种互花米草对盐沼土壤微生物多样性的影响——以江苏滨海为例

研究了江苏滨海外来种互花米草的生长对潮间带土壤微生物特征的影响,结果显示:与原有光滩相比,互花米草的大面积生长,使当地潮间带土壤微生物量增加,并随植被的生长状况发生变化,潮间带土壤微生物对碳和营养物质的利用相对较少;同时微生物生理功能群中占优势的活动组分发生了变化,组成可能更复杂。土壤微生物群落生理功能多样性(CLPP)分析结果显示,潮间带土壤微生物群落对碳源底物的利用能力不高,所利用碳源以糖类、氨基酸类、羧酸类占优势;其中互花米草盐沼微生物利用的碳源种类多于光滩,并且不同季节土壤微生物群落碳源利用类型存在差异;潮间带土壤微生物在不同的季节中其生理功能群组成发生着变化,互花米草盐沼的土壤微生物在植被生长减弱时具有与光滩相近的代谢类群,在生理功能上具有一定的相似性;当植被生长旺盛时,其代谢类群增多,代谢强度升高,微生物群落功能多样性增加。外来种互花米草在滨海潮间带的大面积生长,改善了土壤理化性质,为该处土壤微生物提供了不同的碳源,增强了土壤微生物的活动,改变了土壤微生物群落生理功能结构。