闽江河口咸淡水混合过程中营养盐含量的变化特征

闽江河口淡水、半咸水沼泽土壤碳氮磷分布及计量学特征胡敏杰;任洪昌;邹芳芳;任鹏;仝川【摘要】以闽江河口区淡水、半咸水短叶茳芏沼泽湿地为研究对象,于2013年11月~2014年8月分季节采集表层土壤样品,研究土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量时空变异格局及其计量学特征,并同步观测相关环境因子.结果表明,淡水、半咸水沼泽土壤 SOC、TN、TP含量范围分别为(18.24~28.36,1.44~2.24,0.45~1.01)(14.96~26.19,1.55~2.45,0.67~1.18)g/kg.淡水沼泽土壤各元素含量均具有明显的垂直变化规律；而半咸水沼泽除TN含量垂直变异明显外,其他各指标则表现为波动变化的特征.淡水、半咸水沼泽土壤C/N、C/P、N/P均值分别为12.41±1.22,29.77±6.76,2.40±0.47以及10.89±1.09,24.92±3.80,2.29±0.25.方差分析显示,各指标含量在两个沼泽均存在显著空间差异.两个沼泽土壤SOC、TP、C/N、C/P均与土壤pH和EC呈显著相关关系,而与含水率和容重相关性不显著；土壤C/N均与粉砂粒和砂粒呈极显著相关关系；土壤SOC、TN、TP含量对C/N、C/P、N/P影响显著.淡水、半咸水沼泽土壤营养元素含量分布特征是水动力学作用、外源物质输入、植物生产力和人类活动等多因子综合作用的结果.%During October 2013 to August 2014, the spatiotemporal distribution and stoichiometry characteristics of carbon, nitrogen and phosphorus in surface soils from the freshwater and brackishCyperus malaccensis marshes were measured in different seasons, and examined the key environmental factors controlling the variation of nutrient elements simultaneously in Min River estuary. The contents of soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in the freshwater and brackish marshes were greater variability, the ranges were(18.24~28.36, 1.44~2.24, 0.45~1.01)(14.96~26.19, 1.55~2.45,0.67~1.18)g/kg, respectively. Overall, contents of SOC and TN showed increasing trends with depth in soil profiles, while TP exhibited decreasing gradually with depth in freshwater marsh. The nutrient element contents no significant vertical variation in the brackish marsh except TN. The average values of C/N、C/P and N/P in the freshwater and brackish marshes soils were 12.41± 1.22,29.77±6.76,2.40±0.47 and10.89±1.09,24.92±3.80,2.29±0.25, respectively. The ANOVA revealed that most element contents were significant spatial differences in two marshes. The values of SOC, TP, C/N and C/P in both freshwater and brackish marshes had a significant correlation with soil pH and conductivity, while there were not significant correlations with soil moisture and bulk density. The soil C/N was significantly correlated with silt and sand content. The soil C/N, C/P and N/P values were affected significantly by soil SOC, TN and TP. Spatiotemporal distributions of nutrient elements in two marshes were the result of the combined effects of multiple factors, such as hydrodynamics, exogenous input, vegetation production and human activity.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】10页(P917-926)【关键词】土壤;营养元素;短叶茳芏;潮汐沼泽;闽江河口【作者】胡敏杰;任洪昌;邹芳芳;任鹏;仝川【作者单位】福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室，亚热带湿地研究中心，地理科学学院，福建福州 350007;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室，亚热带湿地研究中心，地理科学学院，福建福州350007;福建农林大学安溪茶学院，福建福州 350002;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室，亚热带湿地研究中心，地理科学学院，福建福州350007;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室，亚热带湿地研究中心，地理科学学院，福建福州 350007【正文语种】中文【中图分类】X171;S153.6* 责任作者, 教授,***************.cn湿地是介于陆地和水生生态系统之间,具有较高的初级生产力和氧化还原能力的过渡性生态系统[1],在全球变暖[2]、生物多样性保护[3]、碳氮循环[4]以及环境修复[5]等方面均扮演着重要角色.滨海河口潮汐湿地作为天然湿地的重要组成部分,是对全球环境变化响应最敏感的生态系统之一.不仅受到陆地径流和海洋潮水的双重影响,表现出周期性暴露与浸没、低盐与高盐的交互作用[6],同时还受环境变化的持续影响,土壤理化特性变化频繁,一直是全球碳(C)、氮(N)、磷(P)循环研究的重要一环[7].土壤是河口湿地生态系统的重要组成部分,是营养元素的主要截留者和储存库[8],对营养元素的吸收、储存和转化等过程均有重要影响,进而影响到生态系统的结构、过程与功能.尤其是表层土壤,是对环境变化响应最敏感、最脆弱的部分,承载着主要的外源物质输入,理化因子受外部环境影响频繁,显著影响着河口生态系统服务功能和初级生产力,其C、N、P含量的时空变异格局是河口湿地生物地球化学循环研究的关键环节.同时,土壤C、N、P的生态化学计量学特征是反应土壤元素含量平衡与有效性的重要指标,对于预测有机质分解速率以及养分的限制与平衡等具有重要指示意义[9-10].目前,关于滨海河口湿地土壤C、N、P含量及其计量学特征的研究还较少并主要集中在空间分布上[11-12],很少考虑时间因素和盐度差异的影响,但河口湿地不同季节外部环境往往差异明显,显著控制着表层营养元素的变异特征.闽江河口湿地是我国亚热带区域主要的河口沼泽之一,面积广阔,沿海－陆向盐度梯度差异明显.本研究以闽江河口淡水、半咸水沼泽为对象,研究不同盐度水平下表层土壤C、N、P等含量的时空分布及计量学特征,这对于在全球变暖和环境问题日益严重的情况下,河口湿地土生物地球化学循环研究具有重要意义,以期为河口潮汐沼泽土壤C、N、P储量的估算提供准确的数据支持.1.1 研究区概况闽江河口区位于福建闽江下游,地处中亚热带向南亚热带季风区的过渡区,气候温暖、湿润,年均温19.7℃,年均降雨量1905mm[2].该区是典型的开放式感潮河口,潮汐属典型半日潮,土壤以红壤、砖红壤为主[13].主要优势植被群落包括土著种的短叶茳芏(Cyperus malaccensis)、芦苇(Phragmites australis)以及外来入侵种的互花米草(Spartina alterniflora),相互之间呈斑块状镶嵌分布[14].基于河口区咸淡水差异特征,本研究由河口向上游选择两个盐度差异明显(淡水和半咸水)的沼泽湿地进行实验布设(图1),两个样地直线距离约28km.半咸水沼泽(26°01′48.0″N, 119°37′35.3″E)位于闽江口面积最大的半咸水湿地,受盐水入侵的影响明显,平均盐度为3.79‰± 1.35‰;主要优势植被有土著种的短叶茳芏、芦苇以及外来入侵花米草.淡水沼泽(25°57′21.4″N, 119°24′25.6″E)位于福州市营前镇乌龙江南岸,长期受上游河流径流影响,平均盐度为0.20‰± 0.02‰,主要优势植被为短叶茳芏.本研究选择短叶茳芏均有分布的淡水、半咸水沼泽,原位开展土壤C、N、P含量时空变化特征研究.1.2 实验设计本研究原位采样时间跨度为2013年11月～2014年8月,具体采样时间为2013年11月(秋季)、2014年2月(冬季)、5月(春季)和8月(夏季).由河向岸方向,在2个短叶茳芏沼泽中部与河流平行的位置分别布设一条样线,在每条样线上各设置4个1m×1m的样方(作为4个重复),样方间隔约1.5m.使用直径10cm土壤采样器在样方内随机采集原状土壤剖面,采样深度为0～5、5～10、10～15cm,将土样装入自封袋保存.同时,原位用注射器采集体积3cm3的各层土样,用于测定土壤容重和含水率.土样运回实验室后,放置于阴凉通风处自然晾干,去除杂质,分别过2mm和0.149mm网筛待测.间隙水采集是通过在样方内预埋间隙水采集管(直径:5cm)的方法,与土壤同步采集.1.3 土壤理化因子测定土壤pH和氧化还原电位(Eh)采用IQ150便携式pH/mv仪(IQ Scientific Instruments,美国)测定;土壤温度与电导率(EC)采用2265FS便携式电导/温度计(Spectrum Technologies Inc,美国)测定.土壤容重用环刀法测定,含水率用烘干法测定,土壤粒度则采用Master Sizer-2000激光衍射粒度分析仪(Malvern,英国)测定.土壤总氮(TN))使用碳氮元素分析仪测定(vario MAX,德国);有机碳(SOC)使用重铬酸钾-外加热法测定;无机氮使用流动连续分析仪(Skalar San++,荷兰)测定.总磷(TP)含量经硫酸-高氯酸消解后使用流动连续分析仪测定(Skalar San++,荷兰).间隙水和Cl-浓度使用离子色谱测定(Dionex 2100,美国).1.4 数据处理与分析同一沼泽不同季节之间,以及同一季节不同沼泽间各理化因子间的差异性检验采用SPSS17.0中的方差分析(ANOVA)进行统计分析.土壤理化因子之间的相关关系使用SPSS17.0中Pearson相关分析进行统计分析.数据作图使用Original 8.0和Surfer 8.2.1 土壤环境因子特征表1和图2为闽江河口淡水、半咸水沼泽土壤基本理化因子时空变化特征.淡水沼泽土壤EC、pH均表现为随土壤深度的增加而递减,而半咸水沼泽则具有波动变化的特征.含水率在两个沼泽均表现为随土壤深度的增加而递减,而容重则相反.在土壤粒度组成上,两个沼泽湿地均表现为粉砂粒＞砂粒＞黏粒,其中淡水沼泽土壤黏粒、粉砂粒含量均具有随土壤深度的增加而增大的趋势,砂粒则相反;而半咸水沼泽三种土壤粒度在垂直分布上则具有波动变化的特征,规律不明显.方差分析显示,半咸水沼泽土壤EC、pH值在相同季节、相同土层上均显著高于淡水沼泽(P＜0.05),而土壤含水率和容重在两个沼泽湿地差异性均不显著(P＞0.05).在粒度组成,土壤粉砂粒和砂粒含量在两个沼泽间均存在显著差异(P＜0.05),而黏粒差异不显著(P＞0.05).淡水沼泽土壤黏粒、粉砂粒和砂粒含量在同一土层不同季节以及同一季节不同土层之间均不存在显著差异(P＞0.05),而半咸水沼泽除粉砂粒外,差异均不显著(P＞0.05).2.2 土壤碳、氮、磷分布特征2.2.1 SOC含量如图3所示,淡水沼泽土壤SOC含量具有随土壤深度的增加而增大的趋势,而半咸水沼泽无明显规律.淡水沼泽土壤SOC含量最高值和最低值分别出现在秋季和冬季,均值和变异系数分别为(24.37±1.01)g/kg(4.12%)和(21.31±1.77)g/kg(8.30%);半咸水沼泽最高值和最低值分别出现在春季和冬季,均值和变异系数分别为(22.04±0.84)g/kg(3.81%)和(19.65±0.87)g/ kg(4.40%).方差分析表明,SOC含量在两个沼泽差异极显著(P＜0.01).淡水沼泽0～5cm土壤SOC含量秋季均显著高于春季(P＜0.05);半咸水沼泽5～10cm土壤SOC含量春季显著高于夏季(P＜0.05).2.2.2 TN和无机氮含量如图4所示,淡水沼泽土壤TN含量存在随土壤深度的增加而递增的趋势,而半咸水沼泽则相反.淡水沼泽土壤TN含量最高值和最低值分别出现在夏季和冬季,均值和变异系数分别为(1.96±0.09)g/kg(4.64%)和(1.71±0.10)g/kg(5.68%);半咸水沼泽土壤TN含量最高值和最低值分别出现在夏季和秋季,均值和变异系数分别为(2.08±0.10)g/kg(4.93%)和(1.83±0.03)g/kg(1.50%).方差分析表明,土壤TN含量在两个沼泽差异显著(P＜0.05).淡水沼泽各层土壤TN含量在各季节间存在显著差异(P＜0.05);半咸水沼泽0～5cm土壤TN含量春季和夏季显著高于秋季和冬季(P＜0.05).如图4所示,闽江河口淡水与半咸水沼泽土壤含量随土壤深度变化规律均不明显.淡水沼泽土壤含量最高值和最低值分别出现在夏季和秋季,均值和变异系数分别为(50.04±4.47)mg/kg(8.94%)和(38.89± 4.26)mg/ kg(10.95%);半咸水沼泽土壤含量最高值和最低值分别出现在春季和秋季,均值和变异系数分别为(30.28±4.28)mg/ kg(14.12%)和(21.20±3.13)mg/kg(14.78%).方差分析显示,含量在两个沼泽间差异显著(P＜0.05).淡水沼泽各层土壤含量在4个季节中均不存在显著差异(P＞0.05);半咸水沼泽0～5cm土壤含量春季显著高于夏季(P＜0.05),5～10cm土壤含量春季显著高于秋季(P＜0.05).半咸水沼泽土壤含量存在随土壤深度的增加而递增的趋势,而淡水沼泽规律不明显(图4).淡水沼泽土壤含量最高值和最低值分别出现在秋季和冬季,均值和变异系数分别为(0.64±0.25)mg/kg(39.04%)和(0.16±0.11)mg/ kg(64.54%);半咸水沼泽土壤含量最高值和最低值分别出现在秋季和春季,均值和变异系数分别为(0.52±0.27)mg/kg(51.64%)和(0.26± 0.04)mg/kg(14.50%).方差分析表明,含量5～10cm和10～15cm土壤在两个沼泽间无显著性差异(P＞0.05).淡水沼泽含量秋季均显著高于冬春夏三季(P＜0.05);半咸水沼泽10～ 15cm土壤含量同样表现为秋季均显著高于冬春夏三季(P＜0.05).2.2.3 TP含量总体来看,淡水沼泽土壤TP含量存在随土壤深度的增加而降低的趋势,而半咸水沼泽规律不明显(图5).淡水沼泽土壤TP含量最高值和最低值分别出现在夏季和冬季,均值和变异系数分别为(0.84±0.08)g/kg(9.25%)和(0.73±0.08)g/kg(11.15%);半咸水沼泽土壤TP含量最高值和最低值分别出现在夏季和秋季,均值和变异系数分别为(0.90±0.05)g/kg(5.20%)和(0.81± 0.02)g/kg(2.39%).方差分析表明,TP含量在两个沼泽间存在极显著差异(P＜0.01).淡水沼泽0～5cm 土壤TP含量在冬季和夏季之间存在显著差异(P＜0.05),10～15cm在冬季和春季差异显著(P＜0.05);半咸水沼泽0～5cm土壤TP含量夏季显著高于秋季和冬季(P ＜0.05),5～10cm土壤TP含量夏季显著高于冬季(P＜0.05).2.3 生态化学计量学特征闽江河口淡水、半咸水沼泽0～15cm土壤C/N范围分别为9.38～15.47和8.03～13.36,平均值分别为12.41±1.22和10.89±1.09,变异系数分别为9.83%和10.04%;C/P范围分别为19.49～56.19和16.01～33.71,平均值分别为(29.77±6.76)和(24.92± 3.80),变异系数分别为22.72%和15.27%; N/P范围分别为1.60～4.19和1.51～3.07,平均值分别为(2.40± 0.47)和(2.29±0.25),变异系数分别为19.64%和10.98%.垂直分布上,除淡水沼泽C/P和N/P表现为随深度递增外,其他规律均不明显.季节分布上,淡水、半咸水沼泽土壤C/N和C/P均表现为秋季＞冬季＞春季＞夏季,但未达到显著性水平,而N/P季节变化不明显,相对稳定.方差分析显示,淡水沼泽土壤C/N和C/P均显著高于半咸水沼泽(P＜0.05), 而N/P 在两个沼泽间差异性不显著(P＞0.05).2.4 相关关系如表2所示,淡水、半咸水沼泽土壤SOC、TP、C/N、C/P均与土壤pH值和EC 呈显著(P＜0.05)和极显著相关关系(P＜0.01),而与含水率和容重相关性不显著(P＞0.05).两个沼泽TN、TP、C/N均与土温具有显著相关关系(P＜0.01).在黏度上,2个沼泽土壤TN含量均与粉砂粒呈显著相关关系(P＜0.05),C/N均与粉砂粒和砂粒呈极显著相关关系(P＜0.01),其他相关性不显著(P＞0.05).此外,2个沼泽土壤SOC、TN、TP均与C/N、N/P、C/P存在显著相关关系(P＜0.05).总体来说,土壤pH值、EC和土温是影响不同沼泽土壤C、N、P及其计量比变化的关键因子.3.1 土壤碳、氮、磷含量时空变异格局土壤C、N、P含量主要取决于输入与输出间的平衡.滨海河口湿地土壤营养元素主要通过潮汐作用、微生物作用、动植物残体的归还与分解以及人类活动等输入和输出过程的平衡来调节的[15].半咸水沼泽由于位于河流入海口,受潮汐、盐水入侵、咸淡水交汇等水动力学作用影响显著,因此在本研究中除TN具有明显的垂直变化规律外,其他指标均呈现波动变化的特征;而淡水沼泽靠近内陆,受外源干扰小,环境相对稳定,其指标垂直分异规律明显.季节分布上也延续了这一特点,不同季节半咸水沼泽的水淹频率与深度、潮汐顶托作用强度、干湿交替程度、外源物质输入、植被群落结构等均存在明显差异,具有明显的季节差异;而淡水沼泽季节变化相对较弱.垂直分布上,淡水沼泽土壤SOC、TN、含量均表现出随土层深度的增加而递增.湿地土壤C主要来源于SOC的矿化和动植物残体的分解[16],淡水沼泽SOC的垂直分布特征与动植物残体和根系分泌物的分布规律是一致的,分解的有机残体在土壤亚表层固定与累积,提供丰富的C源.湿地土壤中的N主要是动植物残体归还、生物固氮以及外源N输入在土壤吸附和沉淀等作用下积累形成的,而且外源输入的N如果没有被植物或微生物及时吸收就会通过脱氮作用而损耗掉[17].同时,上游河流径流的冲刷作用也使得淡水沼泽表层可溶性的C、N随水流失[15],其中有一部分受水流淋溶向下层垂直迁移扩散,尤其是不易被土壤胶体吸附而易于被水垂直淋溶[18],这都导致土壤C、N具有底层富集的特征.已有研究证实,土壤C的固持在很大程度上控制着N的含量[9],从而表现出相同的变化趋势,本研究结论也证实了这一点(图7).淡水沼泽TP含量具有随深度递减的规律,表明土壤P主要存储于表层土壤中.湿地土壤TP主要是由成土母质及外源携带的营养物质在土壤吸附、沉淀等作用下积累而成,并且土壤粒度越小吸附能力越强,淡水沼泽表层土壤以黏粒和粉砂粒为主(图2),具有较强的吸附能力,而且P受垂直方向的淋溶作用影响很小,所以表现出表层富集的特征.半咸水沼泽的TN垂直分布与淡水沼泽完全相反,这主要是由于半咸水沼泽受潮水影响显著,而潮水携带的大量的营养物质(植物枯落物、动物残体等)也易被表层土壤颗粒和胶体吸附和累积[17],使得半咸水沼泽表层TN高于底层,并且该区干湿交替的环境,也有利于土壤N的存储[19].半咸水沼泽其他指标的波动变化特征主要是由潮汐作用带来的泥沙输移和强烈的水动力扰动使表层沉积物不断沉降,沉积层序发生改变引起的.季节分布上,淡水沼泽土壤营养元素存在显著的季节变化,这主要是因为在不同季节温度、降水、径流、外源物质输入以及动植物残体的归还等都存在显著差异.两个沼泽TN、TP、C/N与土温间的极显著相关关系(P＜0.01)也表明温度是重要调控因子.高值出现在夏秋季节主要是由于处于生长季,植物生长茂盛,动植物残体归还量增加,根系分泌物增多,温度较高根际微生物活性增强,直接影响根际土壤中养分含量的变化;而最低值出现在冬季主要是因为冬季气温较低,参与有机质分解的微生物活性降低.半咸水沼泽土壤营养元素大多也存在显著的季节变化,这主要与温度、潮汐作用、咸淡水交互、氧化还原环境的差异有关,春夏季节的高值主要是因为该季节植物生长旺盛,生产力高,凋落物等残体归还量大,植物根系分泌物增多并为微生物附着提供了更多的载体[20],较高的温度也促进了动植物残体的微生物分解,潮汐的顶托作用使潮汐带来的营养盐能够在沼泽累积;同时,夏季相对干旱,使土壤处于相对较干的氧化环境,也易于植物固氮[16].冬季的低值主要是潮汐作用较弱,外源营养盐输入减少,较低的温度也导致微生物活性降低,有机质的矿化分解速率减弱.由于本研究未测定相关微生物活性指标,后续更长时间尺度的研究将进一步深化和揭示这一机理过程.空间差异上,淡水沼泽土壤SOC含量显著高于半咸水沼泽,这一方面与土壤的固持能力有关,淡水沼泽相对稳定,受外部环境变化较小,且其土壤主要由黏粒和粉砂粒等细颗粒物组成 (图2),土壤粒度越细、表面积越大、质地越黏重对营养盐的吸附与固持能力相对较强[21-22],易于C的累积.另一方面则与人类活动有关,淡水沼泽位于近岸,周围滩涂养殖、生产生活垃圾排放等显著影响C的输入和累积.半咸水沼泽土壤TP、TN含量均显著高于淡水沼泽,这是因为:①植被生长特征显著影响着营养元素分布.研究期间半咸水沼泽植被生长茂盛,株高、株径和密度等都高于淡水沼泽.植被可以通过改变土壤结构、组成及渗透能力来影响其固持量,并且发达的根系可以提供更多的根系分泌物和凋落物,为微生物分解提供充足的原料.由于大量死根腐烂、分解,发达的植物根系为土壤提供了丰富的C源[23].同时,在枯落物分解过程中,更多的N或P可以快速释放到土壤中[24].②潮汐作用引起的盐水入侵和干湿交替等也显著影响着元素分布.盐水入侵导致土壤环境中浓度增加,会促进P的溶解与沉淀,进而促进土壤中各形态磷含量的增加[25-26]. Jordan等[27]也认为,盐度可通过影响P的沉积速率来影响磷的含量.而盐度对土壤N的影响主要是通过控制硝化和反硝化细菌的活性,进而控制N的释放过程来实现的[12,28].本研究中,半咸水沼泽土壤EC和间隙水Cl-、均显著高于淡水沼泽,也证实了这一点.同时,干湿交替和土壤水分饱和使半咸水沼泽土壤易形成还原环境,有利于N、P等元素的储存与积累.③咸淡水交汇环境,酸碱性变化剧烈,而滨海土壤pH值接近7时,就有利于磷灰石的形成[29];同时,pH值的增加也促进了咸水中的还原,改变了的电荷,从而降低对的吸附[30-31];此外,pH也可通过影响微生物的活性来影响土壤对N、P的固定和累积能力.本研究中,半咸水沼泽土壤pH值(6.71±0.28)显著高于淡水沼泽(4.98±0.30),相关性分析也显示pH值是影响土壤营养元素分布的重要因子(表2).3.2 土壤碳、氮、磷生态化学计量学特征相关分析显示,淡水、半咸水沼泽土壤C/N、C/P、N/P比的时空分布特征明显受土壤SOC、TN、TP含量的控制(表2),各指标计量比可以很好地指示土壤营养元素的限制及其有效性.综合来看,闽江河口湿地土壤C/P＞C/N＞N/P,平均值分别为27.35、11.65和2.34,均低于全国平均值61、11.9和5.2[32],这表明潮汐沼泽土壤有机质腐殖化程度更高,有机氮更易矿化[33],并且较低的C/N也表明微生物活性受C含量的控制.同时,较低的C/N/P也意味着河口沼泽与外部环境间土壤营养元素的交换可能更为活跃[24].而C/P较高说明土壤具有较强的固磷潜力,易出现微生物与植被共同竞争有效磷的情况[34].统计分析显示,淡水沼泽C/N、C/P显著高于半咸水沼泽,而N/P显著低于半咸水沼泽,这主要是盐度、pH、水淹状况以及人类干扰等综合作用的结果(表2).本研究中,土壤EC、间隙水EC和Cl-含量等表明盐度是影响碳氮磷分布的关键因子(表2).土壤盐度可以通过控制参与分解的微生物种类、丰度和活性来影响土壤C、N、P的分解和释放速率,并可影响N、P的矿化周转,进而影响土壤C、 N、P计量学特征[15].同时,盐水入侵带来的等电子受体在土壤碳分解过程中具有重要作用[35].pH值是通过控制土壤微生物的活性而显著影响着土壤对C、N的固定和累积能力,在中性条件下微生物活性最强[33].水淹时间和频率主要通过影响土壤的氧化还原环境和微生物活性来控制土壤C、N的累积与存储.人类活动的干扰主要是通过影响外源物质输入来产生影响的.此外,也有研究表明,C/N一般与分解速率呈反比,有机质分解速率越高,C/N就越低[36-37].本研究中,半咸水沼泽受潮汐作用、盐水入侵、干湿交替等影响,其淹水时间和频率、土壤盐度、氧化环境环境等的变化,通过各种化学、生物和物理过程,显著影响着沼泽土壤的C、N、P的循环过程及其相应的计量学特征.同时,半咸水沼泽植被生长相对茂盛,植物和微生物生长从土壤中吸收和释放了较多的营养元素.相对于半咸水沼泽而言,淡水沼泽受人为影响较强,其接受的外源有机质输入较多,固碳潜力高于固氮.4.1 闽江河口淡水沼泽土壤SOC、TN含量自表层向下依次递减,而TP和则相反;半咸水沼泽除TN含量表现为深度递减外,其他指标均无明显的垂直变化规律.季节变化上,半咸水沼泽各元素含量季节变化较大,高值主要出现在春夏季节,而淡水沼泽季节变化相对较小,高值主要出现在夏秋季节.方差分析表明,淡水沼泽土壤SOC含量显著高于半咸水沼泽,而TN、TP含量均显著低于半咸水沼泽.4.2 垂直分布上,除淡水沼泽C/P和N/P表现为随深度递增外,其他规律均不明显.季节分布上,淡水、半咸水沼泽土壤C/N和C/P均表现为秋季＞冬季＞春季＞夏季,而N/P季节变化不明显,相对稳定.方差分析显示,淡水沼泽土壤C/N和C/P均显著高于半咸水沼泽,而N/P在两个沼泽间差异性不显著.4.3 淡水、半咸水沼泽土壤SOC、TP、C/N、C/P均与土壤pH和EC呈显著和极显著相关关系,而与含水率和容重相关性不显著.两个沼泽土壤TN 均与粉砂粒呈显著相关关系,C/N均与粉砂粒和砂粒呈极显著相关关系,其他相关性不显著(P＞0.05).总体来说,土壤pH、EC和土温是影响不同沼泽土壤C、N、P及其计量比变化的重要环境因子.【相关文献】[1] Allen D, Dalal R C, Rennenberg H, et al. Seasonal variation in nitrous oxide and methane emissions from subtropical estuary and coastal mangrove sediments, Australia [J]. Plant Biology, 2011, 13(1):126-133.[2] Tong C, Wang C, Huang J F, et al. Ecosystem respiration does not differ before and after tidal inundation in brackish marshes of the Min River estuary, Southeast China [J]. Wetlands, 2014,34(2):225-233.[3] 魏强,佟连军,杨丽花,等.三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值趋势分析 [J]. 生态学报, 2015,35(4):935-943.[4] Bridgham S D, Megonigal J P, Keller J K, et al. The carbon balance of North American wetlands [J]. Wetlands, 2006,26(4): 889-916.[5] 王莹,胡维平.太湖湖滨湿地沉积物营养元素分布特征及其环境意义 [J]. 中国环境科学, 2015,35(1):204-210.[6] Kostka J E, Gribsholt B, Petrie E, et al. The rates and pathways of carbon oxidation in。

闽江河口区淡水和半咸水潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌多样性曾志华;杨民和;佘晨兴;仝川【摘要】为认识盐度对河口潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌的影响,应用PCR-RFLP技术及测序分析对闽江河口区淡水-半咸水盐度梯度上分布的4个短叶茳芏潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌群落结构进行研究.闽江河口区短叶茳芏潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌群落结构受盐度影响明显,位于下洋洲和塔礁洲的短叶茳芏潮汐淡水沼泽湿地土壤产甲烷菌的香农-威纳多样性指数值分别为2.81和2.65,位于蝙蝠洲和鳝鱼滩的短叶茳芏潮汐半咸水沼泽湿地土壤产甲烷菌香农-威纳多样性指数值分别仅为2.33和2.27.系统发育分析表明:短叶茳芏沼泽湿地土壤产甲烷菌类群主要有甲烷杆菌目(Methanobacteriales),包括Methanobacterium、Methanobrevibacter和Methanobacteriaceae;甲烷微菌目(Methanomicrobiales),主要有Methanoregula,以及甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales),主要有Methanosarcina和Methanococcoides.闽江河口区短叶茳芏潮汐淡水沼泽湿地土壤主要的优势产甲烷菌有Methanoregula、Methanosarcina和Methanobacterium,而短叶茳芏潮汐半咸水沼泽湿地土壤主要的优势产甲烷菌则转化为仅以Methanoregula为主.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2014(034)010【总页数】8页(P2674-2681)【关键词】产甲烷菌;群落结构;淡水和半咸水;短叶茳芏沼泽;闽江河口【作者】曾志华;杨民和;佘晨兴;仝川【作者单位】福建师范大学生命科学学院,福州350007;福建师范大学生命科学学院,福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福州350007;湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007【正文语种】中文入海河口位于河流与海洋交汇处，河口区从上游段到下游段，根据盐度的不同，依次分布有潮汐淡水、潮汐半咸水(或微咸水)沼泽湿地以及潮汐咸水湿地(包括盐沼和红树林)［1］。

闽江河口湿地典型植物群落空间扩展中铁含量变化特征米慧珊;翟水晶;高会;何涛;孙志高;田莉萍;胡星云【期刊名称】《福建师范大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2018(34)6【摘要】2015年7月,选取闽江河口鳝鱼滩的芦苇湿地、短叶茳芏湿地以及二者交错带湿地为对象,研究了两种植被空间扩展过程中土壤-植物系统铁(Fe)含量的空间变化特征.结果表明:水平方向上不同湿地土壤Fe含量整体表现为交错带湿地>芦苇湿地>短叶茳芏湿地;垂直方向上土壤Fe含量上层(0~30cm)高于下层(30~60 cm),且交错带湿地变化趋势与芦苇湿地大体一致;这可能与土壤有机质的差异和生长植物类型有关;而且土壤含水量的影响也导致土壤Fe含量周期性淹水湿地(A样带)>长期性淹水湿地(B样带).不同植物地下根系Fe含量均高于地上部分,短叶茳芏Fe含量与根系Fe储量分配比整体高于芦苇,而芦苇地上部分Fe储量分配比高于短叶茳芏.芦苇与短叶茳芏在空间相互扩展过程中,芦苇Fe含量及累积能力在周期性淹水湿地中均提高,短叶茳芏则下降,而长期淹水环境下芦苇根系Fe累积能力下降,短叶茳芏则通过适应淹水环境提高Fe累积能力来抗衡芦苇的空间扩展.【总页数】10页(P53-62)【关键词】铁;土壤-植物系统;空间扩展;湿地;闽江河口【作者】米慧珊;翟水晶;高会;何涛;孙志高;田莉萍;胡星云【作者单位】福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地;福建师范大学地理科学学院【正文语种】中文【中图分类】P595【相关文献】1.闽江河口湿地典型植物群落及交错带植硅体碳分布特征研究 [J], 米慧珊;高会;翟水晶;孙志高;何涛2.闽江河口芦苇与短叶茳芏空间扩展植物-土壤系统硫含量变化特征 [J], 何涛;孙志高;李家兵;高会;范爱连3.闽江河口湿地不同植被带土壤全硅的含量及分布特征 [J], 邱思婷;米慧珊;高会;翟水晶4.土地利用变化对闽江河口湿地表层土壤有机碳含量及其活性的影响 [J], 曾从盛;钟春棋;仝川;柳铮铮5.闽江河口不同淹水环境下典型湿地植物-土壤系统全硫含量空间分布特征 [J], 何涛;孙志高;李家兵;高会;祝贺;任鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Nutrients Distribution of Overlying Water in Tidal Wetlands of Main Bays and Estuary of southernFujian作者： 韩智献[1,2];仝川[1,2,3];刘白贵[1,2];黄佳芳[1,2,3]作者机构： [1]福建师范大学地理科学学院,福建福州350007;[2]福建师范大学亚热带湿地研究中心,福建福州350007;[3]湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,福建福州350007出版物刊名： 湿地科学与管理页码： 49-53页年卷期： 2020年 第4期主题词： 上覆水;营养盐;红树林;盐沼;海湾;河口;福建南部;摘要：研究不同海湾和河口区上覆水营养盐特征,可为海湾和河口湿地的水质管理和湿地保护提供基础数据。

2015年秋季在福建省南部选取泉州湾、九龙江口、东山旧镇湾等海湾和河口湿地,采集不同群落类型湿地的上覆水样,测定上覆水中氮、磷等主要营养元素及其理化指标。

结果表明:东山旧镇湾湿地上覆水营养盐浓度(3.17 mg/L)高于泉州湾湿地(2.23 mg/L)和九龙江河口湿地(2.69 mg/L),分别高出42.15%和17.84%。

泉州湾湿地上覆水NH4+-N浓度(1.71mg/L)显著高于东山旧镇湾(0.76 mg/L)、九龙江河口(0.65 mg/L)(P<0.05);东山旧镇湾(1.98 mg/L)、九龙江河口湿地(1.46 mg/L)上覆水NO3--N显著高于泉州湾(0.29 mg/L)(P<0.05);不同湿地上覆水PO43--P浓度无显著差异。

6种植物群落上覆水营养盐浓度分析表明,不同植物群落覆水NO3--N浓度差异显著(P<0.05)、NH4+-N、PO43--P浓度差异不显著(P>0.05)。

由于沿海人类活动及入海河流营养盐输入的影响,NH4+-N、NO3--N在不同海湾和河口分布差异显著(P<0.05),短叶茳芏和芦苇湿地上覆水比红树林湿地滞留更多的NO3--N。

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王维奇;王纯;曾从盛;仝川【摘要】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.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)013【总页数】7页(P4087-4093)【关键词】碳;氮;磷;化学计量学;湿地;闽江河口【作者】王维奇;王纯;曾从盛;仝川【作者单位】福建师范大学地理研究所,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007;福州市金桥高级中学,福州350004;福建师范大学地理研究所,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007;福建师范大学地理研究所,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007【正文语种】中文生态化学计量学为探究生物系统能量和多种元素的平衡提供了新的思路[1]，受到生态学家的广泛关注[2- 3]。