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湿地生态系统作为地球生物圈的三个主要生态系统之一,在全球的物质能量循环方面占着重要的地位。河口湿地作为陆地生态系统向海洋生态系统过度交接的地方,对于陆地和海洋也有着深远的影响。氮素循环是全球物质循环的重要组成部分,研究湿地内的氮素的迁移转化对于湿地的保护和管理都有着积极意义。
本研究以典型的泉州湾河口湿地为研究对象,在泉州湾的不同位点进行采样实验,从氮素循环的多个方面对湿地内的氮素分布进行研究。包括了湿地土壤中氮素的来源、土壤中硝化速率、植物对无机氮分布的影响、植物获取氮素的主要途径、潮汐对土壤和植物的影响等,实验的主要结论有:
(1)湿地中土壤氮素的主要来源为内源有机质。河口湿地上游和中游区域的土壤中δ15N值较大,为4‰~7‰,受到外界影响较大,下游δ15N值则较低,只有2‰~4‰。土壤中不同层次的δ15N也有着差异,表层土壤中δ15N值要大于下层的土壤;
(2)通过植物体和土壤中δ15N值之间的比较发现,两者之间的相关系数为R=0.76,植物体中δ15N值与土壤中的δ15N值有很强的相关性。植物获取氮素的主要方式为从土壤中吸收无机氮。
(3)土壤的硝化速率在泉州湾河口湿地的不同区域是存在差别的,上游的硝化速率较大,达到了4671.3μgN/(kg·h),到了下游降低为3602μgN/(kg·h),另外硝化速率在土壤的不同层次也有着明显的差异,表层土壤的硝化速率最高,低层的土壤硝化速率较低。潮汐对土壤硝化速率的影响使得硝化强度依次为高潮位潮位>中潮位>低潮位。植物的存在也会对土壤中的硝化速率产生影响,有植物的土壤中硝化速率为3724.4μgN/(kg·h)~4526.7μgN/(kg·h),空地处则只有2078.3μgN/(kg·h)~2123.6μgN/(kg·h)。硝化速率对土壤铵态氮和硝态氮含量并无显著地影响,但对于土壤中铵态氮/硝态氮的比值影响明显,硝化速率越快,则铵态氮与硝态氮的比值越小;
(4)植物对于铵态氮和硝态氮的分布都有着影响。植物影响下的区域无机氮含量要比空地处高20%左右;对铵态氮和硝态氮的去除能力最好的是秋茄,最差的为白骨壤。植物对土壤氮素的吸收可以降低土壤中铵态氮和硝态氮的含量。