【摘 要】
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枯落物分解是盐沼湿地碳和养分循环的关键组成部分,其中枯落物淹水期间的淋溶过程是盐沼溶解态有机物(DOM)输出的重要途径。本文以崇明岛东滩湿地为研究区域,采用室内模拟实验的方法研究东滩四种典型盐沼植被(糙叶苔草、海三稜藨草、芦苇和互花米草)在48小时内的枯落物淋溶过程,分析其溶解态有机碳(DOC)、总氮(TN)和有色溶解有机物(CDOM)及其荧光组分的释放动态特征与影响机制,并利用紫外-可见光吸收光
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枯落物分解是盐沼湿地碳和养分循环的关键组成部分,其中枯落物淹水期间的淋溶过程是盐沼溶解态有机物(DOM)输出的重要途径。本文以崇明岛东滩湿地为研究区域,采用室内模拟实验的方法研究东滩四种典型盐沼植被(糙叶苔草、海三稜藨草、芦苇和互花米草)在48小时内的枯落物淋溶过程,分析其溶解态有机碳(DOC)、总氮(TN)和有色溶解有机物(CDOM)及其荧光组分的释放动态特征与影响机制,并利用紫外-可见光吸收光谱和三维荧光光谱分析DOM的结构特征,主要结论如下:(1)至48小时的模拟实验结束时,低温环境下各组枯落物样品DOC累积释放量在3.50~30.68 mg?g-1之间,TN累积释放量在0.30~3.69 mg?g-1之间,CDOM浓度(用a355表征)在3.08~48.24 m-1之间;高温环境下至实验结束时DOC累积释放量在1.30~31.41 mg?g-1之间,TN累积释放量在0.20~1.10 mg?g-1之间,CDOM浓度(用a355表征)在1.65~37.67 m-1之间。DOC累积释放量、低温条件下TN累积释放量与CDOM含量均和浸泡时间t呈幂函数关系,并呈现先快后慢的增长趋势,初期累积释放量迅速增加,后期增长变缓甚至出现小幅度降低。CDOM含量与DOC的变化具有同步性,但不同的植物种类与组织类型以及不同温度条件下的枯落物CDOM与DOC的线性相关性存在显著差别。(2)不同植物种类和组织类型的枯落物DOM淋溶释放量存在显著差异,表明枯落物基质的物质组成会对DOM的淋溶产生显著影响。在枯落物浸泡淋溶的初期,氮比有机碳更容易淋失。枯落物DOC和TN最大累积释放量与枯落物基质的碳氮比并无显著的相关性,表明枯落物本身的碳氮比并不是影响枯落物浸泡淋溶的主要因素。淋溶24小时后高温环境下枯落物DOM后期淋溶释放量的增幅显著低于低温环境下,这可能是由于不同温度下微生物活性不同造成的。(3)不同植物种类和组织类型的枯落物淋溶释放的DOM中芳香性物质占比存在差异,高温环境下DOM芳香性波动更大。在淋溶释放的过程中CDOM以低分子量的富里酸为主。东滩枯落物淋溶产物CDOM分子量符合陆源CDOM的特征。(4)荧光区域积分(FRI)和平行因子分析(PARAFAC)的结果均表明所有荧光组分与DOC、TN和CDOM均呈显著的正相关,表明荧光组分与DOC、TN和CDOM的动态变化具有一致性,并受枯落物基质性质影响显著。各组枯落物荧光组分贡献率随时间变化不大,说明在枯落物淋溶初期CDOM结构没有发生显著变化,但不同植物种类的枯落物之间荧光组分贡献率构成存在显著差异。在本实验中,平行因子分析比荧光区域积分更加精确。本文的研究表明盐沼植物枯落物在潮水淹没期间存在一个快速的DOM释放过程,会对盐沼乃至周边海域的水体DOM含量和结构产生影响,进而影响到整个区域的物质循环过程。
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