论文部分内容阅读
生态系统中氮(N)循环是生物地球化学循环中最基本组成成分之一,研究植物在N循环中所起到的作用,是研究生物地球化学循环的重要内容。本研究以珠海淇澳岛红树林内互花米草(Spartina alterniflora)湿地的N素循环为研究对象,对外来植物互花米草各营养器官、底泥、上层覆盖水体的N素,以及温室气体N2O的排放进行研究。同时在广州大学温室中种植互花米草,设置高、中、低3种水位及10‰、20‰和30‰的盐度处理,并模拟大海潮汐,进行干旱及盐度胁迫对N循环过程的影响研究。初步探讨了互花米草湿地N循环机制,进而探索了该湿地生态系统中N循环在生物地球化学循环中所起到的的作用。主要研究结论如下:(1)互花米草根系对其土壤理化性质有一定的影响,导致土壤pH值下降,使表土下层土壤pH值小于表土上层土壤,而互花米草较强的泌盐作用也使表土下层电导率明显低于表土上层及上层覆盖水的电导率。(2)互花米草湿地内底泥含N量高于林外土壤及潮滩土,说明互花米草种群对于底泥中N的积累有一定的促进作用。野外互花米草底泥N含量高于温室中,说明较高密度的互花米草及其凋落物和潮水对于互花米草湿地有较强的氮输入。总体表明互花米草种群能显著提高土壤的总N含量。野外互花米草底泥总N含量冬季明显高于春秋季,水样总N含量却是冬季明显低于春秋季,表明冬季土壤N素向水体转移量较小,并积累在土壤中,造成土壤含N量上升,水体含N量下降。(3)不同的水淹程度对互花米草的生长影响较小,而不同盐度对其影响较大,10‰和20‰的盐度对互花米草的生长无明显差异,而30‰的盐度对互花米草的生长有明显的抑制作用。互花米草虽具有较强的泌盐作用,能适应一定的盐浓度,但对于30‰的高盐度还是会表现出植株生长受限制。(4)互花米草对环境提供的N营养元素的吸收具有一定的吸收限度,超过这个吸收限度后,植物不会随着N含量的增加而增加。(5)互花米草湿地中气体N2O的排放与天气有关,表现为在一定程度上与气温和相对湿度具有相关性,与气温表现出正相关,与相对湿度表现出负相关。气体N2O排放与盐浓度和干旱胁迫机制表现较为复杂,有待进一步研究。(6)外来入侵植物互花米草湿地中,δ13C含量表现为林内土壤及植物根、茎、叶均高于本地植物卤蕨(Acrostichum aureum),δ15N含量表现为林内土壤及植物根、叶均高于本地植物卤蕨,而植物的茎则表现为卤蕨高于互花米草。C/N中互花米草的根、茎及林内土壤均低于卤蕨,而植物叶片的C/N表现为互花米草高于卤蕨,说明互花米草有更高的N含量,能更好地利用N素。作为C4植物,因光合作用途径不同,互花米草叶片对C的利用率比C3植物更高。