黃河三角洲典型濕地表觀土壤呼吸通量及有機碳礦化動態(tài)模擬.pdf

1、本文以黃河三角洲兩種典型濕地—蘆葦濕地(P)和光板地(NP)為研究對象,于2012年9月、2013年1月、4月和7月采用動態(tài)氣室-紅外CO2法對濕地表觀土壤呼吸通量(Flux)進行了24小時動態(tài)監(jiān)測,研究了濕地表觀土壤呼吸通量的季節(jié)變化特征,分析了表觀土壤呼吸通量的主要影響因素。同時進行了蘆葦濕地土壤有機碳(SOC)礦化動態(tài)模擬實驗,研究了SOC礦化動態(tài)特征及土壤有機碳含量、水分、鹽度對土壤礦化的影響。研究結(jié)果如下:
　　黃河三角

2、洲濕地表觀土壤呼吸通量特征:1月份,蘆葦濕地和光板地表觀土壤呼吸通量日變化分別為0.02±0.01和0.01±0.01μmol m-2s-1,日通量無明顯變化。4、7和9月份,蘆葦濕地表觀土壤呼吸通量日變化分別為0.14±0.04、0.42±0.08和0.39±0.16μmol m-2s-1,光板地分別為0.05±0.02、0.22±0.13和0.01±0.02μmol m-2s-1;兩種類型濕地表觀土壤呼吸通量4、7和9月份季節(jié)差異顯

3、著(p<0.05),但日變化特征相同,均呈現(xiàn)“U”型,最大值均出現(xiàn)在中午12:00左右,最小值出現(xiàn)在早晨6:00左右。相同季節(jié),蘆葦濕地表觀土壤呼吸通量顯著高于光板地(p<0.05)。黃河三角洲蘆葦濕地表觀土壤呼吸通量明顯低于長江口崇明東灘蘆葦濕地。
　　蘆葦濕地和光板地表觀土壤呼吸通量與表層土壤溫度均呈顯著的指數(shù)正相關(guān)關(guān)系,回歸方程分別為0.085PF0.042 Te=(R2adj=0.881, p<0.001)和0.113NP

4、F0.004 Te=(R2adj=0.799,p<0.001),表明溫度是影響黃河三角洲表觀土壤呼吸通量的主要環(huán)境因子。此外,土壤的可溶鹽、電導(dǎo)率與表觀土壤呼吸通量呈顯著的負相關(guān)關(guān)系(R2adj=-0.745,p<0.01;R2adj=-0.738,p<0.01),與土壤溶解有機碳呈較弱的正相關(guān)關(guān)系。
　　歷時70天的蘆葦濕地SOC礦化動態(tài)室內(nèi)恒溫(25±0.5℃)模擬實驗表明,培養(yǎng)前10天SOC礦化速率呈現(xiàn)迅速下降趨勢,第11天

5、到第35天,下降趨勢變緩,第35天后SOC礦化速率基本保持不變;累積礦化量隨時間呈指數(shù)增長趨勢,當(dāng)有機碳含量較低為0.8g kg-1時,三種經(jīng)典動力學(xué)模型均不能有效表征土壤有機碳的礦化過程;當(dāng)有機碳含量大于9.5 g kg-1時,35天之后,土壤限制性有機碳以指數(shù)形式進行礦化,雙指數(shù)模型能較好的表征土壤有機碳的礦化過程(R2adj>0.99)。
　　對正交試驗結(jié)果進行多因素方差分析,結(jié)果顯示有機碳含量是影響SOC礦化的最主要的因素

6、(F0.05=3711,p<0.001),其含量與累積礦化量呈顯著的線性正相關(guān)關(guān)系(R2adj=0.775,p<0.05)。其中,土壤活性有機碳(溶解有機碳和輕組分有機碳)是造成土壤有機碳累積礦化量差異的主要原因(R2adj=0.660~0.894,p<0.01)。土壤水分含量對SOC礦化作用的影響次于有機碳含量(F0.05=71.31,p<0.001),當(dāng)土壤含水量低于田間持水量的125％時,隨著水分含量的增加,SOC的礦化速率增大,

7、在土壤淹水條件下(250%的田間持水量), SOC礦化受抑制,但高于干旱條件下(45%的田間持水量)的礦化速率;由于培養(yǎng)土壤含鹽量較高,均達到了中等鹽漬化土壤等級以上,因此,相對于SOC含量和水分對SOC的礦化速率的影響,鹽度表現(xiàn)的最不敏感,對土壤累積礦化量的影響最小(F0.05=33.58,p<0.001),但二者仍然呈顯著線性負相關(guān)關(guān)系(R2adj>0.85,p<0.01)。多元回歸分析顯示土壤累積礦化量與有機碳含量、水分和鹽度滿足