外源氮输入对闽江河口芦苇湿地土壤磷形态赋存特征的影响

河口湿地是响应全球气候变化和人类活动最为敏感的生态系统之一，是外源氮的一个重要"汇"，其对于生源元素循环过程可产生深刻的影响。在当前闽江河口区氮负荷增强背景下，探讨外源氮输入对湿地土壤磷形态赋存及其关键转化过程具有重要意义。为此，选择闽江河口鳝鱼滩的芦苇湿地为研究对象，基于野外原位氮输入模拟试验，研究了不同氮输入水平（N_Nt，对照处理；N_Lt，低氮处理；N_Mt，中氮处理；N_Ht，高氮处理）对湿地土壤磷形态赋存特征的影响。结果表明，外源氮输入不但增加了湿地土壤的TP含量，而且改变了其土层分布特征。除N_Mt与N_Nt处理下的TP含量相当外，N_Lt和N_Ht处理下的全磷（TP）含量相比N_Nt处理分别增加了3.5%和4.4%。氮输入整体上增加了湿地土壤的活性磷和闭蓄态磷含量，但降低了中等活性磷含量。相比N_Nt处理，N_Mt和N_Ht处理下的活性磷含量分别增加了6.5%和12.6%，而N_Lt、N_Mt和N_Ht处理下的闭蓄态磷含量分别增加了3.3%、3.9%和7.0%。中等活性磷在N_Mt处理下的降幅尤为明显，其值相比N_Nt处理降低了6.7%。不同氮处理下湿地土壤以闭蓄态磷占比最高（51.8%-54.1%），中等活性磷次之（38.1%-41.2%），活性磷最低（7.0%-7.9%）。不同氮处理下的各形态磷占比以HCl-P_i、Residual-P、NaOH-P_o和NaOH-P_i较高，Sonic-P_o和NaHCO₃-P_i次之，而NaHCO₃-P_o、Resin-P和Sonic-P_i较低。研究发现，氮输入主要通过改变土壤养分及酸碱状况来进一步影响土壤中各形态磷的赋存。其中，N_Mt和N_Ht处理下活性磷含量的增加主要与Resin-P和NaHCO₃-P_o有关，N_Lt、N_Mt和N_Ht处理下闭蓄态磷含量的增加主要与Residual-P有关，而N_Mt处理下中等活性磷的显著降低主要与NaOH-P_i和Sonic-P_o有关。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤氮的季节变化

该研究以桂林会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落土壤为对象,研究了土壤氮含量的季节动态变化特征,探讨了土壤氮对水热季节变化的响应趋势。结果表明:土壤有机氮在全氮中所占比例较大,0~10 cm土层的全氮与0~10 cm和10~20 cm土层的速效氮季节变化特征一致,表现为夏季秋季春季冬季;10~20 cm和20~30 cm土层的全氮和有机氮均表现为春季夏季秋季冬季。0~10 cm土层的有机氮和10~20 cm土层的速效氮变化趋势一致,表现为秋季夏季春季冬季。各层土壤硝态氮呈现出先升高后降低的单峰曲线变化趋势,均表现为夏季春季秋季冬季,并与铵态氮0~10 cm和10~20 cm土层的季节变化趋势相一致。20~30 cm土层的铵态氮与0~10 cm和20~30 cm土层的土壤微生物量氮含量时间动态一致,均表现为春季秋季夏季冬季,10~20 cm土层的微生物量氮表现为秋季春季夏季冬季的趋势。土壤铵态氮含量明显高于硝态氮,各层土壤铵态氮含量基本呈现出不规则"M"形的双峰曲线变化。会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落不同土层土壤各形态氮含量的动态特征对水热变化的季节响应差异较大,不同月份之间有所不同,但均在冬季含量最低,与月均气温和月均降雨量的变化关系表现为不完全的同步趋势。土壤氮含量季节变化特征的差异主要与气温、水分条件、不同生长期芦苇吸收利用、土壤有机碳、凋落物养分的归还以及有机氮矿化等影响有关。该研究结果为桂林会仙喀斯特国家湿地公园生态功能恢复与可持续发展利用提供了科学依据。     

黄河三角洲芦苇湿地的恢复

近年来由于人类活动及自然灾害等多种因素的影响,黄河三角洲芦苇湿地生态系统的健康受到威胁,出现不同程度的退化。为进一步研究2002年开始实施的湿地恢复工程,选择未恢复区、恢复区比较其水、植被、土壤等生态特征,结合野外调查及实验分析数据,结果显示至2005年7月恢复区湿地水域面积比例增加,水质得到明显改善,植被群落呈正向演替,土壤达到中、轻度盐化土水平,水禽种类增加,生物多样性更加丰富。研究结果表明,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复方案具有可行性。研究对于黄河三角洲其他类型湿地的恢复及改善其生态功能具有指导作用。     

闽江河口不同河段芦苇湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为了阐明不同河段湿地土壤生态化学计量学特征及其指示意义,对闽江河口不同河段芦苇湿地土壤碳、氮、磷含量进行了测定与分析。结果表明:上游段芦苇湿地0—60 cm土壤C/N、C/P和N/P分别为36.5—51.3、43.0—93.6和0.8—2.3,平均值分别为44.1、66.9和1.6;中游段湿地0—60 cm土壤C/N、C/P和N/P分别为15.8—21.7、28.0—72.2和1.6—4.2,平均值分别为17.6、45.7和2.6;下游段湿地0—60 cm土壤C/N、C/P和N/P分别为13.5—19.8、63.6—125.4和4.2—6.3,平均值分别为16.4、90.5和5.5;不同河段湿地的3种比值表现为不同的变化趋势,土壤C/N为上游段湿地>中游段湿地>下游段湿地,C/P为下游段湿地>上游段湿地>中游段湿地,N/P为下游段湿地>中游段湿地>上游段湿地;单一河段湿地不同土壤剖面C/N、C/P和N/P的变异性小于不同河段湿地之间的变异性;土壤水分含量和粉粒含量是影响不同河段湿地土壤C/N、C/P、N/P变化的最为关键的因子;不同河段湿地土壤C/N和N/P对厌氧碳分解过程具有良好的指示作用。     

氮沉降对黄河三角洲芦苇湿地土壤呼吸的影响

2012年6月至2012年10月, 对黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地进行了模拟氮沉降试验, 氮沉降水平分别为对照(CK, 0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(LN, 50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(HN, 100 kg N·hm^-2·a^-1)。利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率。结果表明, 氮沉降促进了芦苇湿地土壤呼吸作用, LN和HN处理使芦苇生长季(6-10月)平均土壤呼吸速率比CK分别提高19%和58%。积水改变了芦苇湿地土壤呼吸日动态。地面无积水时, 各处理土壤呼吸日动态均呈单峰型曲线; 地面有积水时, 土壤呼吸日动态峰值推后或无单峰型波动规律。积水影响土壤呼吸作用对温度的响应。地面无积水时, 各处理土壤呼吸速率均与气温呈极显著的正指数相关关系, 气温分别解释了CK、LN和HN处理下土壤呼吸季节变化的69.9%、64.5%和59.9%; 地面有积水时, 各处理土壤呼吸与气温相关性不显著。CK、LN和HN处理下土壤呼吸温度敏感性系数Q₁₀值分别为1.68、1.75和1.68, 表明LN处理增强了土壤呼吸温度敏感性, HN处理对其影响不显著。     

莫莫格湿地芦苇对水盐变化的生理生态响应

认识湿地植物对不同水盐环境的生理生态响应特征和规律,是确定湿地生态需水阈值的关键,为湿地生态需水量计算及生态恢复提供科学依据.通过对莫莫格湿地水盐环境因子与芦苇生理生态特征指标进行调查研究,并利用国际通用植被数量分析软件CANOCO4.5对其关系进行了冗余度分析(RDA).结果表明:湿地水深、Na+,HCO(3)含量3个环境因子组合对芦苇生理生态特征变异的解释量达到54.7％,说明这3个变量是影响芦苇生理生态特征变异的重要因子,水深是关键驱动因子.水深与芦苇株高、生物量、叶绿素含量、最大光化学效率Fv/FM以及光化学性能指数PIABS成显著正相关,随着水深的增加,芦苇株高、生物量以及叶绿素含量等逐渐增加.Na+含量、HCO(3)含量与芦苇生理生态特征的相关性没有达到显著水平.因此,中轻度盐碱湿地生态恢复需要重点考虑水深条件对湿地生态的影响,其次是水质( Na+/HCO(3))因素的影响作用,确保适宜生态水位,满足生态恢复需要.     

低温状态下潜流湿地的氮磷去除效果

以汉石桥潜流湿地为研究对象, 通过对2014 年10 月-次年5 月中水出水水体氮磷元素去除率分析, 研究潜流湿地对水中氮磷元素的去除效果。结果表明: TN、NH₄ ⁺、NO₂ ^– 、NO₃ ^– 、TP、PO₄^3–平均去除率为23.09%, 47.68%, 39.66%,29.96%, 23.79%, 29.73%, 且各个指标去除率均表现为先降低后增加的趋势, 整体去除率均为正值, 说明该潜流湿地在秋冬春季具有一定的处理效果; pH 与温度为制约该潜流湿地氮元素去除的重要因素, 而磷元素去除受到温度影响较小;虽然冬季潜流湿地仍有一定的去除氮磷的效果, 但去除率过低, 应注重保温, 才能使潜流湿地更有效率的全年运行。     

内蒙古包头黄河湿地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量学特征

为探究内蒙古包头黄河湿地土壤空间分布特征、生态化学计量学特征及其指示意义,以黄河包头段沿线从东到西的3种典型类型共6块湿地为研究对象,对其不同土层土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征及环境因素进行研究分析。结果表明:1)SOC、TN和TP平均值分别为11.20、0.42、0.98 g/kg,SOC、TN含量随土层深度增加而垂直波动减小,TP含量垂直方向上差异不显著。2)土壤C/N、C/P、N/P平均值分别为25.39、9.26、0.37,与中国淋溶土、干旱土和沼泽湿地土壤相比,包头市黄河湿地土壤TN含量、C/P和N/P较低,TP含量较高。3)相关性分析结果显示,土壤TN与SOC、TP、N/P和C/P具极显著正相关(P<0.01),与C/N相关性不显著;土壤TP与SOC、TN、C/N和C/P呈极显著正相关(P<0.01),与N/P相关性不显著,TP含量高但有效性较低,TN含量及其有效性可能是限制包头黄河湿地土壤碳、氮、磷等元素循环及其生态化学计量特征的关键因子。研究结果将为包头黄河湿地的植被重建、生态修复和科学管理提供理论依据。     

湿地芦苇植株氮素分布动态特征分析

 湿地植物组织器官氮素变化是湿地氮循环的一个重要环节。对盘锦湿地芦苇(Phragmites australis)植株整个生长季地上和地下不同器官的含氮量进行分析, 结果表明: 芦苇不同器官(叶片、茎秆、根须、根茎)的含氮量差异显著, 总体表现为叶片＞茎秆＞根须＞根茎, 地上器官的含氮量大于地下器官, 且各器官含氮量的高值出现在生育前期。生长期叶片含氮量与累积叶面积指数呈负相关关系, 而成熟期叶片含氮量与叶面积指数呈负相关关系; 根茎含氮量随土壤深度的增加而增加; 根系含氮量与生物量呈线性关系。整个生长季芦苇群落氮库随生长进程逐渐增大, 2005年芦苇地上冠层和地下30 cm以上的氮储量分别为25.76和24.04 g·m^–2。     

芦苇湿地温室气体甲烷(CH4)排放研究

用封闭式箱法对辽河三角洲芦苇湿地温室气体CH4的观测结果表明,其排放有明显的季节变化规律.淹水前,土壤为CH4汇.淹水期间,有大量的CH4排放.排水后,CH4排放明显减少.在测定期内,CH4排放通量为-968～2734μgCH4l/(m2*h).另外,土壤中产生的CH4主要是通过芦苇植株的传输作用进入到大气中.试验结果还表明,有芦苇生长的湿地CH4排放是无芦苇生长的15倍.同时,建议芦苇田应采用间歇灌溉的水分管理措施,这样既能促进植株生长,又能减少CH4排放.     

无瓣海桑与芦苇两种湿地系统对N、P净化作用比较

比较研究了芦苇和无瓣海桑湿地系统的净化效应,分季节采样测定;了两系统中的水、土壤、植物样品进行N、P含量及相关指标。结果表明:两系统水体中秋冬季的污染比较严重,而无瓣海桑对水体中N、P的净化效果优于芦苇系统,尤其是在冬季;夏季土壤对N、P的吸附力比冬季时强,夏季无瓣海桑土壤中N含量低于芦苇,冬季则相反,无瓣海桑系统土壤对P的吸附作用也强于芦苇系统;不论在冬季还是夏季,无瓣海桑湿地系统的净化效果都要好于芦苇系统,芦苇对N的富集作用比对P的强,而无瓣海桑对P元素的富集作用相对较强。     

盘锦湿地芦苇(Phragmites communis)群落蒸发散主导影响因子

利用2005年全年盘锦芦苇湿地梯度观测和涡动相关系统的监测数据,对芦苇群落的蒸发散变化规律及其主导影响因子分析表明,不同月份芦苇群落蒸发散日变化呈现出相同的变化趋势,即早晚低、中午高的单峰型曲线;芦苇群落蒸发散主要受当地气象因素、植被生长状况和生理生态特征的影响.相关分析表明,芦苇湿地蒸发散与净辐射、气温、地表温度、相对湿度、风速、土壤含水量等环境因素的变化都有很好的响应.回归分析表明影响生长季主要因素有:净辐射、土壤含水量、相对湿度、气温和地表温度;影响非生长季主要有:净辐射、地表温度和风速.同时,植被生长状况和生理生态特征对蒸发散也有显著影响,其中叶面积指数与气孔导度是芦苇群落蒸发散的主导影响因子.     

梁子湖湿地植物的氮磷积累特征

采用野外测定结合室内分析的方法,探讨了梁子湖湿地植物对氮磷的积累特征。结果表明,湿地不同植物种类对氮磷的积累特征明显不同。浮游植物积累各种营养物质量最多,其体内全氮量平均为29.07g.kg-1,全磷量平均为9.53g.kg-1。梁子湖湿地各类植物氮磷含量的大小依次为浮游植物>浮叶植物>沉水植物>水稻>挺水植物。各类植物中氮磷积累的大小依次为浮叶植物>挺水植物>沉水植物>沼泽植物>水稻。梁子湖湿地水生植物氮磷营养元素的吸收系数大于湿生植物,各类植物氮元素的吸收系数均大于磷。     

Dynamics of nitrogen and phosphorus retention during wetland ecosystem succession

We compared the mechanisms of nitrogen (N) and phosphorus (P) removal in four young (<15 years old) constructed estuarine marshes with paired mature natural marshes to determine how nutrient retention changes during wetland ecosystem succession. In constructed wetlands, N retention begins as soon as emergent vegetation becomes established and soil organic matter starts to accumulate, which is usually within the first 1–3 years. Accumulation of organic carbon in the soil sets the stage for denitrification which, after 5–10 years, removes approximately the same amount of N as accumulating organic matter, 5–10 g/m²/yr each, under conditions of low N loadings. Under high N loadings, the amount of N stored in accumulating organic matter doubles while N removal from denitrification may increase by an order of magnitude or more. Both organic N accumulation and denitrification provide for long-term reliable N removal regardless of N loading rates. Phosphorus removal, on the other hand, is greatest during the first 1–3 years of succession when sediment deposition and sorption/precipitation of P are greatest. During this time, constructed marshes may retain from 3 g P/m²/yr under low P loadings to as much as 30 g P/m²/yr under high loadings. However, as sedimentation decreases and sorption sites become saturated, P retention decreases to levels supported by organic P accumulation (1–2 g P/m²/yr) and sorption/precipitation with incoming aqueous and particulate Fe, Al and Ca. Phosphorus cycling in wetlands differs from forest and other terrestrial ecosystems in that conservation of P is greatest during the early years of succession, not during the middle or late stages. Conservation of P by wetlands is largely regulated by geochemical processes (sorption, precipitation) which operate independently of succession. In contrast, the conservation of N is controlled by biological processes (organic matter accumulation, denitrification) that change as succession proceeds.     

芦苇末多级利用系统的生态学效率和经济效益分析

芦苇 (Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓ)末是利用芦苇造纸浆过程中产生的有机废弃物。由于数量大 ,腐烂慢 ,一直是造纸行业治污的一大难题。另一方面 ,农业生产中栽培食用菌所需的棉籽壳原料和蔬菜无土栽培所需的基质不仅来源少 ,而且价格昂贵 ,限制了这两大生产部门的发展。作者自 1996年以来 ,运用生物化学处理方法 ,对芦苇末作为农业生物培养料的技术进行了深入研究 ,已形成苇末综合利用的可行技术[3～ 5,8] 。本文重点对苇末育平菇、菇渣栽蔬菜、残余物施入农田这一芦苇末多级利用生态工程的能量和物质的转化效率及经济效益进行分…     

中国主要湿地植被氮和磷生态化学计量学特征

研究湿地植物氮(N)和磷(P)的生态化学计量学特征对揭示植物与生境的耦合关系具有重要意义。通过收集中国52个采样区湿地植物不同器官和全株样本的N和P含量, 对其进行分类和统计分析, 探讨植物器官、生长期、植物类型、湿地类型和气候带对湿地植物N和P生态化学计量学特征的影响。结果表明: 1)湿地植物各器官N、P和N:P的几何平均值均表现为叶片(N, 16.07 mg·g^-1; P, 1.85 mg·g^-1; N:P, 8.67) >地上部分(N, 13.54 mg·g^-1; P, 1.72 mg·g^-1; N:P, 7.96) >茎(N, 7.86 mg·g^-1; P, 1.71 mg·g^-1; N:P, 4.58); 2)叶片N含量随时间变化呈现“三峰”型变化, 峰值分别出现在5月、7月和9月; 茎的N含量随时间变化表现为“双峰”型, 峰值出现在5月和9月; 成熟期之前, 植物叶片的N:P与N趋同波动, N:P主要受N含量控制; 衰老期N:P受P含量控制。3)湿地类型是影响植物叶片N和P生态化学计量特征的关键因素, N和P含量最高值出现在河流, 最低值出现在沼泽湿地, N:P的变化趋势大致与之相反。4)植物叶片N、P和N:P的几何平均值都表现为热带>温带>亚热带, 但总体差异不显著(p > 0.05)。5)中国大部分湿地植物叶片N:P < 14, 表现为N限制。     

放牧后羊草和芦苇叶组织转化的比较

运用组织转化理论与分析方法,对羊草与芦苇在放牧后的叶组织转化进行了比较研究。结果表明,整个生长季内,除5月份外,芦苇的绿叶数大于羊草,羊草的绿叶长大于芦苇;2种禾草的叶片发生率和伸长率均在生长初期最大,以后逐渐降低,萎蔫率正好相反;芦苇叶片寿命短,叶组织转化快、叶组织物质积累呈抛物线型增长,如果不及时利用,会造成资源的浪费,羊草叶片寿命较长,叶组织转化慢。可以通过不同的利用方式和时间来改善羊草草地的质量。     

A Salt Tolerant Variant of Phragmites communis and Its Cytological Characterization

A salt tolerant varaint, R5002-12 of Phragmites communis Trin. has been obtained by treating the embryogenic callis with ethyl methane sulfonate. It could grow in MS medium containing 1% W/V sodium chloride. The plant regenerated was mixoploid with chromosome number ranging from 100 to 33 and its tillers showed similar variation in morphology and chromosome.     

盐胁迫下芦苇叶肉细胞超微结构的研究

对青藏高原柴达木盆地柯柯盐湖边盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的超微结构进行了研究,并以西宁地区非盐碱地上生长的芦苇作对照。结果表明：西宁地区的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈椭圆形,其膜系统完整,基粒片层和基质片层发育良好。在盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈圆形,叶绿体内出现较大的淀粉粒,并发现有线粒体嵌入叶绿体的现象。叶绿体的类囊体膨大,线粒体的嵴也有膨大的现象。在盐湖水中生长的芦苇叶肉细胞,叶绿体的类囊体排列紊乱、扭曲、松散。类囊体膜局部被破坏,部分类囊体膜解体,空泡化,甚至消失,一些溶解了的类囊体流进细胞质中。综上所述,芦苇叶肉细胞超微结构的变化是该植物适应柯柯盐湖地区盐渍、低温、低气压、强辐射等环境因子的结果。     

洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素

入湖河流携带污染物对洱海水环境的影响日益明显,对洱海入湖水量最大的河流——弥苴河下游水体氮磷进行了连续采样分析,以期为河口湿地建设和水质改善提供基础数据.结果表明:1)弥苴河水质介于地表水Ⅲ-Ⅴ类之间,主要污染物为氮和磷,其中总氮平均浓度为1.17 mg/L,最高浓度达到2.00 mg/L;总磷平均浓度为0.06 mg/L;2)弥苴河下游总氮、总磷浓度丰水期高于枯水期,并呈现出季节性变化规律;3)弥苴河下游水体总氮、总磷年均浓度远高于洱海水体总氮、总磷年均浓度,其中总氮高出2.10倍,总磷高出2.90倍;4)弥苴河下游河段非点源污染占据主导地位.