滩涂湿地凋落物对土壤生物的影响及微生物制剂调节

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互花米草(Spartina alterniflora)是江苏滨海滩涂重点关注的外来入侵植物之一。互花米草的入侵尤其是其凋落物对生长区生态系统土壤的物质循环和能量流动起着重要作用,改变了滩涂土壤生态系统的结构和功能。本研究以实现滩涂湿地生态系统功能提升为目的,对比凋落物分解差异对滩涂动物生境适应性的影响,并通过微生物制剂调节,改变土壤条件,提高系统支持生物多样性的能力,实现湿地生态系统功能的提升。为探究植物凋落物对滩涂底栖动物微生境选择的影响,本试验对比克氏原螯虾(Procambarus clarkii)在互花米草和芦苇(Phragmites australis)的凋落物(粉碎)—土壤基质及对照组清水基质和单一土壤基质中30d的生存状态及对不同生境偏好的差异。结果表明:(1)克氏原螯虾对不同基底的选择存在时空变化,而夜间的选择更能体现其偏好。夜晚时,前期克氏原螯虾偏好对互花米草凋落物生境的选择,对互花米草和土壤基质的选择显著高于清水基质和芦苇基质。(2)30 d后克氏原螯虾对互花米草凋落物选择量大幅下降,显著低于芦苇基质,而对土壤基质的选择依然最高。并且互花米草凋落物中克氏原螯虾的存活率也最低,显著低于土壤基质中的存活率,与芦苇基质无明显差异。为进一步探究微生物制剂调节代谢过程对土壤因子及土壤生物的影响,本试验对比在互花米草、芦苇、以及添加EM菌后基质中土壤环境指示动物白符跳(Folsomia candida)的存活率及土壤碳、氮含量和微生物群落的变化,并分析不同生境下克氏原螯虾幼虾的生长状况的差异。结果表明:(1)相比于互花米草凋落物,芦苇的凋落物能支撑更多数量的白符跳的存活。添加微生物制剂EM菌在互花米草凋落物基质后,能增加其成活个数。(2)互花米草凋落物中土壤微生物含量高于芦苇凋落物,添加EM菌后显著提高了浮霉菌门、放线菌门和拟杆菌门类群的含量占比,也增加土壤微生物群落的数量,但微生物的结构组成无明显差异。(3)互花米草凋落物基底中土壤N含量的增加量是少于芦苇凋落物的,C含量是显著多于芦苇的。添加微生物制剂EM菌调节后,更加增大了凋落物碳的转化和氮的被利用。(4)添加微生物制剂EM菌后的克氏原螯虾幼虾存活率最高,体长的平均增长量也显著最高,平均增重量与互花米草组差异不明显,但显著高于土壤组。而且EM组的幼虾丰满度最低,有利于幼虾的后期发育,提升其生存能力总体上,本试验通过微生物制剂提高了互花米草凋落物的分解速率和代谢产物的转化速率,改善了生长区土壤动物的栖息地生境状况,提高了系统支持生物多样性的能力。研究结果可为滨海滩涂湿地生态恢复及生态系统功能提升提供理论依据。
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