【摘 要】
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为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然盐度梯度土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤和植物特征值、土壤胞外酶活性、土壤碳矿化和微生物群落结构进行测定与分析。研究结果表明:(1)沿着闽江河口潮汐沼泽湿地天然盐度梯度,土壤p H逐渐增加,淡水站点的地上生物量是半咸水站点的2~3倍,地下生物量与之相反。植物
【基金项目】
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国家自然科学基金“海平面上升对闽江口微咸水沼泽湿地土壤有机碳厌氧代谢不同途径的影响及机制”(NO.41877335);
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为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然盐度梯度土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤和植物特征值、土壤胞外酶活性、土壤碳矿化和微生物群落结构进行测定与分析。研究结果表明:(1)沿着闽江河口潮汐沼泽湿地天然盐度梯度,土壤p H逐渐增加,淡水站点的地上生物量是半咸水站点的2~3倍,地下生物量与之相反。植物地上和地下生物量的最高值均出现在夏季。植物铁膜随着盐度增加而逐渐增加,说明盐度增加提高了沼泽植物根系呼吸。在盐度梯度上孔隙水SO42–、NH4+和NO3–浓度升高,而孔隙水DOC浓度减少。春季孔隙水DOC、NH4+和NO3–浓度显著增高。(2)相较于淡水站点,土壤中TOC、TN和TP含量都在半咸水站点处出现显著降低,而土壤MBC、MBN和MBP含量则显著增加。6种土壤胞外酶活性均在半咸水站点中达到最大值,β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO)、β-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)分别增加214%、255%、370%、170%、316%和308%。土壤胞外酶各季节的增幅不一致,均在春夏出现最大值。(3)在厌氧培养实验中,土壤CO2和CH4累积矿化曲线均表现为先迅速增加(0~10 d)而后趋于稳定(10~25 d)。利用一阶动力学模型拟合发现,盐度和季节变化均对土壤碳矿化最大产生潜力(M0)有显著影响。M0与土壤胞外酶(BG、CBH、PHO、PEO、NAG和AP)活性呈显著正相关关系,而与土壤中TOC和MBC含量有显著负相关关系。随着盐度增加,土壤细菌优势群落变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度增加,绿弯菌门(Chloroflexi)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)则沿着盐度梯度先增后减。古菌优势群落中广古菌门(Euryarchaeota)的相对丰度随着盐度增加逐渐降低,泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota)呈现增加的趋势。以上研究结果表明,盐度的增加使得闽江河口潮汐沼泽湿地更多的土壤胞外酶分泌,土壤碳矿化也随之增加。根据研究结果,未来海平面上升引发的盐水入侵导致淡水潮汐沼泽湿地碳库大量损失,从而进一步减少未来河口潮汐沼泽湿地碳汇储量并加剧温室气体排放。
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