长江口九段沙湿地海三棱藨草生物量分配特征及其影响因子

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为长江河口盐沼湿地先锋植物。以长江口九段沙湿地为主要研究区域,在江亚南沙、上沙、中下沙等不同区域设置固定站点,进行植被和环境因子的取样调研,分析研究了海三棱藨草的生物量分配特征及其主要影响因子,以期为海三棱藨草的培育与恢复、盐沼湿地生态系统的保护与利用提供科学依据。结果表明:(1)不同站点海三棱藨草的茎基高度、球茎生物量占比、根茎与球茎之比均不存在显著差异(P0.05),而植株密度、植株高度、根茎生物量占比、果实生物量占比、茎叶生物量占比、须根生物量占比、果实与根茎之比、果实与球茎之比在不同站点间存在显著差异(P0.05);(2)不同站点的沉积物电导率、盐度、容积密度(5—10、25—30 cm土层)、总碳含量(10—15、20—25、25—30 cm土层)、总氮含量(5—10 cm土层)存在显著差异(P0.05);(3)海三棱藨草的果实与根茎的生物量之比和沉积物5—10、25—30 cm总碳含量,0—5、5—10 cm总氮含量,0—5 cm容积密度,茎基高度6种因子的组合存在极显著相关(P0.01);而其他生物量分配指标与本文涉及到的环境因子、植物表形参数均不存在显著相关性(P0.05)。海三棱藨草生物量分配特征是其自身生长特征与环境因子综合作用的结果。在今后的研究中需拓展生境因子涵盖范围,深入分析多因子综合作用对海三棱藨草生物量分配特征的影响。     

长江河口九段沙互花米草湿地生态系统N、P、K的循环特征

研究了九段沙外来入侵种互花米草（Spartina alterniflora）湿地生态系统的营养元素含量、分布规律与循环特征。结果表明,九段沙的上沙、中沙和下沙互花米草湿地土壤全量养分含量差异相对较小,而速效性养分含量差异相对较大。土壤剖面中TK含量大大高于TN和TP含量,排序为:TK＞TN＞TP。各沙洲速效性养分含量排序为：速效K＞速效N＞速效P。土壤速效性养分与全量养分的空间分布规律并不一致,土壤剖面营养元素的垂直分布差异比较明显,速效性养分土壤剖面垂直分异比全量养分显著。各深度土壤营养元素含量均存在差异,不同沙洲同一深度土壤营养元素含量也存在差异。各沙洲不同深度土壤TN含量的差异明显大于TP和TK含量差异。植物中3种营养元素含量以K最高,N其次,P最低。湿地生态系统营养元素归还量远大于存留量。吸收系数排序为：N＞P＞K。不同沙洲营养元素的利用系数和循环系数存在明显差异,上沙P元素、中沙与下沙K元素利用系数最大,上沙K元素、中沙P元素与下沙N元素循环系数最大。     

长江口九段沙盐沼湿地芦苇和互花米草生物量及碳储量

2010-2012年,采用野外采样和实验室测定相结合的方法,研究了长江口九段沙芦苇、互花米草植被带生物量的季节动态和碳储存能力.结果表明:两种植物生物部分(地上、地下、枯立物生物量之和)的有机碳储量均为秋季最高、春季最低.地上活体互花米草单位面积的平均碳储量(445.81 g·m-2)高于芦苇(285.52 g·m-2),芦苇枯立物的平均碳储量(203.15 g·m-2)低于互花米草(315.28 g· m-2),但芦苇区土壤表层(0 ～30 cm)有机碳储量(1048.62 g·m-2)约为互花米草区(583.33 g· m-2)的2倍.芦苇区的碳储存能力(3212.96g· m-2)总体上高于互花米草区(2730.42 g·m-2).表明保护芦苇群落对于维护盐沼湿地的碳汇功能具有重要意义.     

长江河口九段沙海三棱藨草湿地生态系统N、P、K的循环特征

研究了九段沙海三棱蔗草湿地生态系统的营养元素(N、P、K)的含量特征、分布规律与循环特点.结果表明:随下沙-中沙-上沙海拔高程依次缓慢上升,土壤全剖面中P、K含量逐渐下降,N含量不受海拔高程影响.土壤剖面全量养分TN平均含量排序为:中沙>下沙>上沙;TP与TK排序均为:下沙>中沙>上沙.速效性养分AN含量排序为:中沙>下沙>上沙,AP与AK排序均为:下沙>中沙>上沙.土壤全量与速效性养分排序分别为:TK>TP>TN、AK>AN>AP.随土壤剖面深度增加,营养元素含量呈减少趋势.土壤剖面营养元素分布显示N、K的表聚性比P明显.上沙、中沙与下沙海三棱蔗草湿地植物K和N的吸收量均大于P.海三棱蔗草对土壤营养元素的吸收量排序上沙和下沙均为:K>N>P;中沙为:N>K>P.上沙海三棱蔗草吸收营养元素总量最多,中沙其次,下沙最少.各沙洲海三棱蕨草湿地生态系统的营养元素吸收系数排序为:N>P>K;循环系数排序为:K>N>P.上沙海三棱蔗草湿地生态系统N的利用系数最大,中沙和下沙湿地生态系统K的利用系数最大.     

长江口九段沙湿地不同生境中大型底栖动物群落结构特征分析

2004年10月至2005年1月对九段沙湿地大型底栖动物的群落分布特征及环境因子进行了调查。选取6种主要生境的57个样方,分析大型底栖动物的种类、密度、生物量、多样性指数及均匀度指数等群落特征。共记录到28种大型底栖动物,主要由甲壳动物、环节动物、软体动物及昆虫幼体组成,优势种为谭氏泥蟹(Ilyrplaxdeschampsi)、光滑狭口螺(Stenothyraglabra)、堇拟沼螺(Assimineaviolacea)、绯拟沼螺(A.latericea)和霍甫水丝蚓(Limnodriuhoffmeisteri)。6种生境类型中以低潮位光滩大型底栖动物种类最为丰富,但其密度最低;海三棱藨草(Scirpusmariqueter)带底栖动物密度最高,并且其均匀度与其他生境存在显著差异;互花米草(Spartinaalterniflora)带下底栖动物的种类组成与其他生境有一定差异,但种类数、密度和多样性处于平均水平,总体群落结构没有显著差异。     

九段沙芦苇湿地生态系统N、P、K的循环特征

对九段沙(上沙、中沙、下沙)芦苇湿地土壤、植物中N、P、K含量进行了测定,研究其分布规律.结果表明:水平分布上,湿地土壤全量养分与速效性养分含量均是中沙最低,并以中沙为中心向两端递增,速效性养分的这种变化尤为显著.垂直分布上,土壤全N和全K含量的分布规律一致,为上层＞下层＞中层;全P含量分布为中层＞上层＞下层.速效N含量分布为上层＞中层＞下层;速效P含量上层土壤最高,中、下层土壤含量因湿地类型而异;速效K含量多以中层土壤最低,上、下层土壤含量变化不稳定,以不同湿地而异.不同芦苇湿地的土壤速效性养分含量差异显著大于全量养分的差异,0～60 cm深度土壤的全量养分和速效性养分含量排序均为K＞N＞P.中沙湿地植物中养分含量最低,与土壤中营养元素总体水平分布一致;多数芦苇湿地植物中营养元素含量排序为N＞K＞P,与土壤养分含量排序不一致.不同芦苇湿地的吸收系数排序均为N＞P＞K;芦苇湿地利用系数排序为P＞K＞N;循环系数排序为N＞K＞P.     

褐家鼠挖掘活动对上海九段沙湿地植物群落与土壤水盐的影响

上海九段沙是长江口的新生岛洲,目前处于草本植物群落演替阶段。为了探讨登岛褐家鼠的挖掘活动对九段沙湿地植物群落与土壤水盐的影响,我们调查了褐家鼠洞穴区的植物盖度、密度、高度、重要值、物种丰富度、物种均匀度、物种多样性、表层土壤含水量和电导率等与对照区的差异;同时,通过调查褐家鼠洞穴与潮沟在空间位置上的关系探讨了褐家鼠的栖息地选择策略。结果表明:在单一芦苇群落中,洞穴区芦苇的高度和盖度显著低于对照;在芦苇和海三棱藨草混合群落中,洞穴区芦苇的密度、相对密度、重要值和群落总盖度显著低于对照,而洞穴区海三棱藨草的密度、盖度、相对密度、相对高度和重要值显著高于对照;在碱菀和互花米草优势群落中,洞穴区碱菀的相对密度、相对盖度、重要值和群落的物种多样性指数显著高于对照,而互花米草的密度和盖度、芦苇的盖度、高度和相对盖度以及群落总盖度显著低于对照。距洞穴区中心区域洞口不同距离梯度的表层土壤含水量和电导率差异均显著。褐家鼠偏向于将洞穴营造在邻近潮沟处,这有利于提高褐家鼠在九段沙湿地的适应能力。褐家鼠的挖掘活动有利于增加碱菀和互花米草优势群落的物种多样性,会降低植物群落总盖度和表层土壤的水盐含量,对九段沙湿地植物群落的组成与演替具有重要影响。     

促淤等人为扰动对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸的影响

为阐明促淤和堤内农业生产对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸(SMR)的影响,在崇明东滩和九段沙湿地设置3个典型区域,研究了人为扰动和自然状况下湿地SMR的差异性,并通过分析不同类型湿地土壤的微生物活性和环境因子阐明了导致SMR差异的主要原因。结果显示,促淤区现有湿地SMR强度((0.41±0.22)mgCO·2g-·124h-1)高于自然状态区((0.07±0.02)mgCO·2g-·124h-1),且差异达到了极显著水平(P0.01);堤内不同农业生产模式导致的施肥强度差异对堤外湿地SMR也有一定影响。通径分析表明,促淤等人为扰动状态下湿地土壤微生物活性增强是导致其SMR较高的主要原因,其中土壤原核微生物多样性指数及蔗糖酶活性与SMR强度的关联性尤为显著。而促淤与堤内化肥施用所引起的已有滩涂湿地土壤环境条件的改变,特别是土壤含水量下降和无机氮含量增高是导致其微生物活性发生改变的重要原因。总体而言,促淤和堤内高强度施肥的农业生产模式一定程度上会增强堤外现有滩涂湿地的SMR,从而弱化其碳汇功能。     

长江口新生湿地大型底栖动物群落时空变化格局

为了解长江口新生湿地大型底栖动物时空变化格局,2004年11月—2005年10月对九段沙湿地的3个沙洲以及各主要生境进行了调查。结果表明:九段沙湿地大型底栖动物密度和生物量均呈春季最高,夏、秋季下降,秋季末和冬季回升的趋势,整体生物多样性水平较低,分布不均匀。夏季上沙和中沙底栖动物密度存在显著差异,四季生物密度和生物量空间梯度为下沙>上沙>中沙。由物种组成分析可知,九段沙湿地大型底栖动物群落时空变化与优势种的消长有关。各季海三棱藨草带和藨草带底栖动物密度和生物量最高,芦苇和互花米草次之,光滩区域最低,且群落季节波动大。外来物种互花米草生境下底栖动物群落特征与土著种芦苇生境下无显著差异。     

九段沙不同演替阶段湿地土壤微生物呼吸的差异性及其影响因素

通过分析九段沙不同演替阶段湿地土壤微生物呼吸及其土壤微环境因子,研究了不同类型湿地土壤微生物呼吸的差异性及其影响因素。结果表明,处于不同植被演替阶段的湿地土壤微生物呼吸具有显著差异(P0.05),海三棱藨草区高于芦苇区,互花米草区最高(0.367 mg.g-1.(24h)-1),互花米草的引种及蔓延增强了入侵区域土壤微生物呼吸。综合考虑不同植被类型湿地土壤微生物呼吸及植被生物量,芦苇区呼吸微弱、植被生物量最高,在理论上具有更高的有机碳碳汇聚能力。通径分析结果显示,影响土壤微生物呼吸强度的主要生物因素有:原核微生物多样性(Shannon指数)和土壤微生物生物量;土壤有机质、硝态氮及土壤含水量对上述微生物活性指标有显著影响,因此也属于土壤微生物呼吸的主要影响因素。