中国滨海互花米草湿地土壤有机碳时空变化及其影响因素

滨海湿地是缓解全球变暖的有效蓝色碳汇,互花米草Spartina alterniflora作为一种外来物种在中国沿海地区广泛分布,国内学者对其入侵下的滨海湿地土壤有机碳变化进行了众多研究。研究区主要集中在盐城自然保护区、长江口、杭州湾、闽江口湿地和漳江口红树林自然保护区等互花米草大面积分布区域,研究内容主要是比较其入侵前后地下一定深度土壤有机碳含量分布以及它们随入侵年限延长和不同季节的变化规律。文章通过相关数据与资料集成分析,阐述了互花米草入侵对湿地土壤有机碳的影响机制,比较中国互花米草湿地土壤有机碳时空变化特征,并分析其主要影响因素,如纬度、入侵前本底植物类型、入侵年限、水文状况、采样时间、采样深度以及土壤理化性质等。在此基础上,指出现有研究中存在的主要问题,并提出今后研究展望,如更加广泛地开展中国滨海地区互花米草湿地土壤碳汇效应的长期观测、使用高分辨遥感影像辨识植物类型和互花米草时空分布、综合考虑众多影响因素进行野外样点布设、统一湿地土壤采样方法和有机碳室内实验分析方法、重视与加强互花米草湿地碳封存和碳释放的比较研究等,以期对滨海湿地碳的增汇减排评估和合理调控提供重要依据,加深理解全球碳循环及全球变化。     

互花米草对中国海滨湿地土壤有机碳库的影响

1979年互花米草(Spartina alterniflora)被引入中国用于促淤造陆,经过30余年的引种扩张,已经在中国海滨湿地潮间带形成了优势植被,并对中国海滨湿地土壤有机碳库产生影响,相关研究包括对土壤有机碳库规模、土壤有机碳库的输入过程、输出过程、土壤有机碳组分以及土壤碳库动态的影响等方面。文章从以上几方面概述了互花米草对中国海滨湿地土壤有机碳库的影响,并对以后的研究方向提出了建议,主要结论包括:不同区域互花米草对土壤有机碳库的影响有差异。互花米草在江苏沿海的光滩及碱蓬(Suaeda salsa)生态系统的扩张增加了土壤有机碳库存量,但是远低于其原产地美国的互花米草盐沼土壤有机碳含量;在福建红树林(mangrove)生态系统、芦苇(Phragmites australias)生态系统的入侵则减少了土壤有机碳库存量。互花米草定居扩张总体上促进了盐沼CO_2、CH_4、DMS和CS_2气体排放和卤代烷烃吸收。互花米草入侵对土壤有机碳库的效应受到生物与非生物因素的影响,包括入侵生态系统结构、环境物理因子变化、竞争物种的生物学特性、互花米草入侵年限等。未来需要在以下几个方面加强研究:扩大研究尺度进行跨区域定位比较研究;土壤有机碳库积累动态积累机制研究;土壤有机碳库与植物碳库输入输出耦合关系研究;对土壤碳库能力的变化进行定量综合评估;对全球变化的响应研究。     

互花米草入侵对盐城滨海湿地nirS型反硝化细菌多样性及群落结构的影响

探明滨海湿地土壤反硝化细菌群落及多样性,对于理解滨海湿地氮素循环以及反硝化引起的N₂O排放等具有重要意义。采用时空替代法,选择盐城滨海湿地入侵3年、17年、31年的互花米草(Spartina alterniflora)群落,并以本土植物芦苇(Phragmites australis)群落作为对照,通过高通量测序技术分析不同土壤深度nir S型反硝化细菌群落组成及多样性,探讨互花米草入侵过程中滨海湿地土壤理化性质变化对nirS型反硝化细菌群落组成的影响。结果表明,入侵种互花米草导致盐城滨海湿地土壤反硝化细菌多样性较本地物种芦苇降低,且在不同土壤深度中反硝化细菌多样性均表现为随着入侵年限的增加先降低后上升的趋势。互花米草以及芦苇群落在不同土壤深度均存在特有反硝化细菌,其中嗜氢菌属(Hydrogenophilus)、色盐杆菌属(Chromohalobacter)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)相对丰度在不同土壤深度中均表现为随着入侵时间增加而增加。盐城滨海湿地土壤反硝化细菌结构变化同时受到多种环境因子的影响,在0—20 cm土壤深度主控因子为盐度、pH和总...     

天津独流减河河口不同植物群落的生态化学计量学特征

以独流减河河口及其潮上带区域的互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、芦苇[Phragmites australis (Cav.)Trin. ex Steud.]和盐地碱蓬[Suaeda salsa (Linn.) Pall.]群落为研究对象,探究该区域不同植物群落碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)化学计量学特征及其驱动因素.结果显示,互花米草和芦苇地上部分C含量显著高于盐地碱蓬,而根系中的C含量则反之,显示了植物不同的C分配策略. N、P主要分布在植物地上部分光合器官,N含量与全国湿地植物和全球植物的含量水平相当,但P含量显著高于全国湿地植物和全球植物的含量. S在芦苇和盐地碱蓬体内主要分布在地上部分,而互花米草的S则主要分布在根系中,这有利于互花米草拓展地下空间,从而加速其入侵.互花米草的C/P和芦苇的C/N均显著高于其他植物,说明前者具有较高的P利用效率,而后者的N利用效率较高.河口潮上带芦苇和盐地碱蓬叶片N/P分别为7.32和8.90,而潮间带互花米草叶片N/P为14.45,根据生长速率假说,认为生长速率并不是互花米草与芦苇和盐地碱蓬竞争的有效手段,而高的P利用效率为互花米草种群的扩张创造了条件.相关性分析表明,在独流减河河口地区土壤P和盐度是植物体内元素平衡和生态化学计量变化的重要影响因子.综上,天津独流减河河口湿地正经历着由N限制向P限制的转变,P元素在该区域植物生长和演替方面起着重要作用.(图5表2参36)     

江苏潮滩湿地不同生境互花米草形态与生物量分配特征

通过对江苏潮滩湿地不同生境互花米草(Spartina alterniflora)种群生境特征、形态与生物量分配特征的分析,研究籽实成熟期互花米草形态与生物量分配特征及其影响因素.结果表明:(1)江苏潮滩湿地自海向陆不同生境间互花米草单株地上生物量、各形态指标、叶生物量比、繁殖分配Ⅰ和繁殖分配Ⅱ差异均显著(P<0.05),且与形态指标及其他生物量分配指标相比,繁殖分配的变异系数最大.(2)互花米草发生地米草生长时间最长,各形态指标(除种子数外)及单株地上生物量均最高;定居时间为1 a的米草各形态指标及单株地上生物量均最低.互花米草单株地上生物量及各形态指标分别与种群定居时间之间均呈正相关关系,其中单株地上生物量、茎长、叶长、叶宽、茎直径和种子数与种群定居时间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关.(3)互花米草各形态指标(除种子数外)与土壤有机质、土壤总氮间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关,土壤有机质与总氮是引起互花米草形态特征差异的重要因素.(4)互花米草各生物量分配指标与种群定居时间及土壤环境因子间在大多数情况下相关不显著,在特定的生境中互花米草特殊的生物量分配特征可能是其适应并成功入侵江苏潮滩湿地不同生境的重要原因之一.     

互花米草入侵盐沼湿地CH4和N2O排放日变化特征研究

甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的2种重要温室气体,探索其源汇及地域排放特征一直是全球变化研究领域的核心内容。CH4和N2O通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH4和N2O排放量的基础。利用静态箱法原位观测了江苏沿海芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Suada salsa）、光滩、水面以及互花米草（Spartina alterniflora）入侵湿地CH4和N2O排放的日变化特征。结果表明,1）互花米草湿地地上部生物量为1.70 kg·m^-2,土壤有机碳质量分数为13.55 g·kg^-1;分别是芦苇和盐蒿湿地的2.50-3.43和2.15-4.15倍。2）互花米草和芦苇湿地土壤10 cm处氧化还原电位（Eh）有明显日变化,最低值出现在3：00,最高值出现在12：00;光滩和盐蒿湿地没有明显的日变化。3）互花米草湿地 CH4日平均排放通量为0.52 mg·m^-2·h^-1,是其他湿地的2.12-6.40倍;N2O日平均通量为-3.24μg·m^-2·h^-1,显著低于盐蒿湿地、光滩和水面（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地CH4排放通量最高值（0.73 mg·m^-2·h^-1和0.30 mg·m^-2·h^-1）出现在15：00,最低值（0.37 mg·m^-2·h^-1和0.17 mg·m^-2·h^-1）出现在3：00,均与土壤孔隙水中CH4浓度呈显著负相关（P＜0.05）。互花米草湿地CH4排放通量与10 cm土温、Eh和生态系统CO2净交换量（NEE）显著正相关（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地N2O通量9：00-18：00为负值,21：00—6：00为正值,均与NEE呈显著负相关（P＜0.05）。盐蒿湿地、光滩和水面CH4和N2O排放通量没有明显日变化特征。互花米草入侵提高了沿海湿地CH4排放,但降低了N2O排放,植物对CH4传输作用以及向根际传输O2和易分解有机物是导致互花米草和芦苇湿地CH4和N2O排放表现出日变化特征的原因。     

互花米草防治研究进展

互花米草因其在全球范围内日渐增长的负面影响而受到了极大的关注。对互花米草的入侵性以及防治与控制方面的研究已经成为近年来的一大热点,但始终没有找到彻底有效地控制互花米草扩散的途径。文章对互花米草自身的生物学特性所引起的入侵性以及其目前在世界范围内所带来的危害性进行了概述,从物理法、化学法、生物防治法等方面总结了国内外已有的关于互花米草防治技术的研究,对近期防治研究新成果——特别是利用无瓣海桑对互花米草进行植物替代的方法进行了介绍。进一步提出了现有技术的不足之处,并对如何加强防治互花米草的研究提出了一些建议。     

互花米草入侵盐沼湿地CH_4和N_2O排放日变化特征研究

甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是导致全球气候变暖的2种重要温室气体,探索其源汇及地域排放特征一直是全球变化研究领域的核心内容。CH4和N2O通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH4和N2O排放量的基础。利用静态箱法原位观测了江苏沿海芦苇(Phragmites australis)、盐蒿(Suada salsa)、光滩、水面以及互花米草(Spartina alterniflora)入侵湿地CH4和N2O排放的日变化特征。结果表明,1)互花米草湿地地上部生物量为1.70 kg·m-2,土壤有机碳质量分数为13.55 g·kg-1;分别是芦苇和盐蒿湿地的2.50~3.43和2.15~4.15倍。2)互花米草和芦苇湿地土壤10 cm处氧化还原电位(Eh)有明显日变化,最低值出现在3:00,最高值出现在12:00;光滩和盐蒿湿地没有明显的日变化。3)互花米草湿地CH4日平均排放通量为0.52 mg·m-2·h-1,是其他湿地的2.12~6.40倍;N2O日平均通量为-3.24μg·m-2·h-1,显著低于盐蒿湿地、光滩和水面(P0.05)。互花米草和芦苇湿地CH4排放通量最高值(0.73 mg·m-2·h-1和0.30 mg·m-2·h-1)出现在15:00,最低值(0.37mg·m-2·h-1和0.17 mg·m-2·h-1)出现在3:00,均与土壤孔隙水中CH4浓度呈显著负相关(P0.05)。互花米草湿地CH4排放通量与10 cm土温、Eh和生态系统CO2净交换量(NEE)显著正相关(P0.05)。互花米草和芦苇湿地N2O通量9:00-18:00为负值,21:00—6:00为正值,均与NEE呈显著负相关(P0.05)。盐蒿湿地、光滩和水面CH4和N2O排放通量没有明显日变化特征。互花米草入侵提高了沿海湿地CH4排放,但降低了N2O排放,植物对CH4传输作用以及向根际传输O2和易分解有机物是导致互花米草和芦苇湿地CH4和N2O排放表现出日变化特征的原因。     

苏北潮滩群落交错带互花米草斑块与土著种竞争关系研究

选取盐城滨海湿地典型滩地（互花米草与碱蓬交错区、碱蓬滩）互花米草斑块,研究互花米草和本地种的生长特征、斑块微生境变化和互花米草与本地种的相对竞争力。结果表明：①和本地土著种碱蓬Suaeda salsa、芦苇Phragmites australis相比,入侵种互花米草Spartina alterniflora能更有效地改善微生境,其发达根系能够提高土壤含水量,互花米草的耐盐特性和泌盐作用能够使得互花米草在高盐度环境中生存,并有效的降低土壤盐度;②在互花米草与碱蓬交错区,从互花米草斑块边缘到中心,碱蓬的长势显著变弱,互花米草的长势显著增强,互花米草与碱蓬的相对竞争力为1.94±0.94,互花米草的竞争能力明显强于碱蓬;③在碱蓬滩,从互花米草斑块边缘到中心,碱蓬、芦苇的长势显著变弱,互花米草的长势显著增强,互花米草与碱蓬的相对竞争力为0.87±0.30,互花米草与碱蓬之间的竞争相对平衡;④因此,互花米草可能通过种间竞争不断侵蚀碱蓬生境,从而取代当地土著植被碱蓬和芦苇。     

互花米草入侵对红树秋茄根际与根内细菌群落结构与多样性的影响

根际/根内微生物在湿地生态系统碳、氮、硫循环中发挥着重要作用,也是外来植物入侵机制研究的重要组成部分.选取福建九龙江口南岸互花米草纯林、秋茄纯林及互花米草和秋茄混交林等生境,采用Illumina高通量测序技术分析植物根内、根表及根际沉积物中细菌群落组成.结果显示:互花米草纯林根际细菌的多样性指数明显高于混交林和秋茄纯林;Uni Frac主成分分析(PCA)结果表明不同生境各细菌群落组成存在显著性差异;两类植物根表细菌以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)为主,其中互花米草纯林中各类细菌占比分别为78.0%、5.6%、3.3%和1.6%;根内以蓝细菌(Cyanobacteria)和变形菌门等为主.线性判别分析(LDA)结果表明植物根内和根表存在大量与碳、氮、硫循环相关的功能微生物,如假交替单胞菌科(Pseudoalteromonadaceae)、弧菌科(Vibrionaceae)、嗜甲基菌科(Methylophilaceae)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等.本研究表明与根际微生物相比,根内细菌群落对植物入侵造成的环境变化更加敏感,结果可为深入研究互花米草入侵机制提供重要科学依据.     

外源氮输入对互花米草生长及叶特征的影响

入侵种互花米草（Spartina alterniflora）是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,研究人类活动引起的外源氮输入对其生长的影响有助于了解滨海湿地生态系统结构和功能的未来变化趋势。运用随机区组试验设计方法,模拟海滩水分条件（间歇淹水和持续淹水）,研究了互花米草的地上部生物量、叶片光合特征以及形态特征对外源氮输入的响应。结果表明：互花米草地上部生物量在施氮条件下显著增加,且在土壤处于间歇淹水状态时表现更为明显;施氮条件下植株分蘖数比对照处理分别增加了60.0%和60.2%,是引起地上部生物量增加的主要原因。施加氮素促进了互花米草叶片的生长,叶面积、叶数、叶长和叶宽均显著增加,而叶数的变化是导致植物叶面积增加的主要因素。外源氮输入促进了互花米草叶绿素含量的增加,而对净光合速率的季节变化特征无明显影响。持续淹水处理的植物地上部生物量、生长速率、分蘖数、净光合速率和叶面积均低于间歇淹水处理,说明持续淹水状态对互花米草生长造成了一定的抑制作用。     

基于Markov-CA模型互花米草扩张影响因素与强度辨识

外来物种扩散过程是生态入侵调控研究的重要内容之一。利用江苏盐城海岸带3期遥感数据,借助GIS技术和Markov-CA模型,在不同影响因素条件下,对互花米草(Spartina alterniflora)扩张进行模拟,辨识互花米草扩张影响因素及其强度。结果显示:(1)1991—1997和1997—2007年2个时段互花米草实际年均扩张率分别为24.39%和7.76%,表明1991—1997年互花米草迅速扩张,2007年之后扩张有减缓趋势。(2)在海岸带互花米草若任其自由生长,扩张率则最大,1997—2007和2007—2017年其年均扩张率(强度)分别为9.40%和6.78%;受植物种群竞争影响,互花米草沼泽年均扩张率分别减小为7.10%和5.49%;受植物种群竞争和人为干扰的影响,互花米草沼泽年均扩张率则分别为7.10%和5.24%。(3)植物种群竞争因素影响使2个时段互花米草年均扩张率分别减少2.30和1.29百分点,人为干扰使2个时段互花米草年均扩张率变化量分别为0和0.25百分点。(4)Markov-CA模型可用以揭示盐城海岸带外来入侵种群扩张过程与影响因素的关系,为湿地资源合理开发和生物多样性保护提供科学依据。     

用~(13)C脉冲标记法研究互花米草光合碳的分配

土壤有机碳库作为陆地生态系统最大的碳库,其微小的变动就能影响着全球碳的平衡、生物多样性、土壤养分状况以及整个生态系统的可持续发展。其中,植物光合作用是陆地和大气间碳循环的驱动力,是土壤有机碳的重要来源。自1979年中国引入互花米草(Spartina alterniflora)后,大面积的互花米草入侵必然对盐沼土壤有机碳的输入和输出、碳循环产生影响。研究互花米草生长期内光合碳的分配问题对湿地碳平衡具有重要意义。在互花米草生育期内通过盆栽实验对互花米草进行4次~(13)C脉冲标记,研究互花米草光合碳在互花米草-土壤系统中各组分的分配及固定。结果表明:(1)标记互花米草~(13)C丰度值明显增加,随标记次数增加呈上升趋势,各组分~(13)C丰度值表现为茎叶根根际土壤土体;(2)互花米草各组分固定的~(13)C量随标记次数增加而增加,4次标记固定的~(13)C量在52.80-276.81mg·plant~(-1)(以C计)之间。互花米草各组分固定~(13)C量呈现茎叶根根际土壤土体的趋势;(3)4次标记后互花米草-土壤系统各组分固定~(13)C量占净光合~(13)C总量分配比例呈现茎叶根根际土壤土体的趋势,叶分配比例为32.48%-39.20%,茎分配比例为39.83%-47.65%,根分配比例为18.01%-20.34%,根际土壤分配比例为0.30%-0.42%,土体分配比例为0.08%-0.20%。光合碳在互花米草各部分以及土体中都有所增加,主要集中在地上部分。     

上海崇明东滩互花米草种子产量与活性对刈割的响应

有性繁殖与种子扩散是互花米草（Spartina alterniflora）侵入新生境的重要途径,抑制有性繁殖是有效控制互花米草进一步扩散与二次入侵的关键。文章研究了刈割对互花米草种子产量及其活性的影响,结果表明：四月（生长初期）1次刈割在一定程度上促进了互花米草的有性繁殖,其每穗种子数（481.3粒）、种子平均生活力（36.7%）与对照每穗种子数（425.5粒）和种子平均生活力（41.3%）间不存在显著差异,表现出超量补偿现象。四月和七月（扬花期）2次刈割与扬花期1次刈割能有效抑制互花米草的有性繁殖,其种子的生产量（每穗种子数分别为186.3和173.6粒）与活性（分别为18.0%和17.3%）较对照显著降低,表现出不足补偿现象。四月和七月2次刈割与七月扬花期1次刈割对互花米草有性繁殖的控制效果较好。在互花米草管理与控制实践中,扬花期刈割是有效控制互花米草有性繁殖与扩散的重要途径。     

苏北海滨湿地互花米草无性分株扩张能力

在新洋港滩涂由海向陆建立样地:光滩(mudflat)、零星互花米草(Spartina alterniflora)斑块(SAP)、稳定互花米草滩下边缘(SAFI)、2003年互花米草定居处(SAF03)1、989年互花米草定居处(SAF89)、碱蓬(Suaeda salsa)滩(SS)及禾草滩(GF),各样地原位栽培9株生长无差异的互花米草分蘖幼苗(1 m×1 m样方,3次重复),分析互花米草生长指标和繁殖成功率,研究互花米草在苏北海滨湿地的扩张能力。结果表明:(1)mudflat处互花米草分蘖幼苗存活率为7.8%,极显著低于其他样地,SAP、SAFI、SAF03、SAF89、SS和GF样地互花米草存活率分别为88.9%7、7.8%、60.0%、81.1%、0和66.6%;(2)mudflat处根状茎数量显著高于其他样地,但互花米草种子千粒重显著低于其他样地,127 d时mudflat、SAP、SAFI、SAF03、SAF89及GF处互花米草数量比原先存活的互花米草数量分别增加了24.81、9.73、0.26、.7、5.8和3.0倍;(3)SAP、SAFI及SAF89间总生物量无显著差异(P>0.05),且显著...     

多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草的影响北大核心CSCD

滨海湿地生态系统正遭受着人为活动或自然因素的威胁,为探究多环芳烃（PAHs）污染对滨海湿地入侵植物互花米草根际、根内微生物的影响及植物-微生物联合修复PAHs的潜力,设置含有不同浓度菲和芘的沉积物处理,通过盆栽实验对互花米草幼苗进行暴露.结果显示,培养70 d后,菲和芘的去除率分别为13%-36%和11%-30%;菲处理的互花米草根际沉积物中脱氢酶活性显著高于对照（P〈0.05）,非根际沉积物多酚氧化酶活性则降低10%.磷脂脂肪酸（PLFA）分析显示,菲处理显著降低了根际沉积物微生物量（P〈0.05）,尤其是革兰氏阴性菌下降了24%;而芘处理对脱氢酶、多酚氧化酶以及总微生物量的影响相对较小.100 mg/kg菲处理使得根际与根内革兰氏阴性菌PAHs-环羟基双加氧酶基因（PAH-RHDα-GN）丰度比对照组分别增加了100倍和3倍;而100 mg/kg芘处理使得根际与非根际沉积物中PAH-RHDα-GP丰度显著升高（P〈0.05）.上述结果表明,入侵植物互花米草对PAHs污染存在明显的响应,其根内细菌在植物-微生物联合修复PAHs污染具有重要的作用.     

潮间带湿地碳循环及其环境控制机制研究进展

有高等植被覆盖的潮间带湿地（红树林沼泽、盐沼）植被生产力高,有机碳分解速率低,CH4排放较弱,碳沉积速度快,是单位面积碳封存速率最高的生态系统之一。作为全球“蓝色碳汇”的主要贡献者,潮间带湿地在减缓含碳温室气体排放,降低全球温室效应方面具有重要潜力。潮间带湿地大多地处经济发达和人口密集的河口海岸地区,近年来其碳汇功能受到了越来越多人为干扰的威胁,正在发生着的气候变化则更增加了这种碳汇功能的不确定性。在全球变化背景下,对潮间带湿地碳循环及其环境控制机制的深入了解可以帮助更好地管理这种具有重要碳减排潜力的生态系统。文章综述国内外的相关研究,分析了潮间带湿地碳循环的基本过程和环境影响因素,探讨了多种人为干扰和气候变化要素对潮间带湿地碳循环的影响。潮间带湿地碳循环的基本过程主要包括垂直方向土壤（水）-大气界面和植被-大气界面CO2、CH4交换和沉积过程驱动的碳封存,以及水平方向与近海的碳交换。潮间带湿地的碳循环主要受潮汐/流、光合有效辐射、温度、盐度、水位、植物群落特征等非生物和生物因素的影响。围垦、富营养化、放牧很可能削弱潮间带湿地的碳汇功能,而外来植物入侵却可能在一定程度上增加其碳汇潜能。海平面上升、气温升高会增加潮间带湿地碳汇功能的脆弱性,CO2浓度升高的作用依赖于优势植物群落的光合作用途径,而多种并存气候变化要素的作用则更为复杂。全球范围内大量潮间带湿地已经遭受破坏甚至丧失,水文调控是对受损潮间带湿地碳汇功能进行修复和重建的有效措施。未来的研究需要更好的理解多种并存气候变化要素,及人为干扰和气候变化同时存在对潮间带湿地碳循环的交互效应,利用过程模型预测不同人为干扰和气候变化情境下潮间带湿地碳收支变化规律,并完善受损潮间带湿地碳汇功能修复的基础理论和实施方法。     

盐城滨海湿地土壤多环芳烃分布特征及影响因素

多环芳烃(PAHS)是一类具有致癌、致畸和致突变作用的环境污染物,研究盐城滨海湿地土壤中PAHs的分布特征、来源以及环境因子对其分布的影响,可揭示盐城滨海湿地的污染现状,并为PAHs污染区域修复提供理论依据,进而为我国滨海湿地的生态修复与保护提供科学参考.2019年8月,分别采集研究区域内4种优势植被(互花米草Spar...     

多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草的影响

滨海湿地生态系统正遭受着人为活动或自然因素的威胁,为探究多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草根际、根内微生物的影响及植物-微生物联合修复PAHs的潜力,设置含有不同浓度菲和芘的沉积物处理,通过盆栽实验对互花米草幼苗进行暴露.结果显示,培养70 d后,菲和芘的去除率分别为13%-36%和11%-30%;菲处理的互花米草根际沉积物中脱氢酶活性显著高于对照(P0.05),非根际沉积物多酚氧化酶活性则降低10%.磷脂脂肪酸(PLFA)分析显示,菲处理显著降低了根际沉积物微生物量(P0.05),尤其是革兰氏阴性菌下降了24%;而芘处理对脱氢酶、多酚氧化酶以及总微生物量的影响相对较小.100 mg/kg菲处理使得根际与根内革兰氏阴性菌PAHs-环羟基双加氧酶基因(PAH-RHDα-GN)丰度比对照组分别增加了100倍和3倍;而100 mg/kg芘处理使得根际与非根际沉积物中PAH-RHDα-GP丰度显著升高(P0.05).上述结果表明,入侵植物互花米草对PAHs污染存在明显的响应,其根内细菌在植物-微生物联合修复PAHs污染具有重要的作用.     

两相厌氧发酵互花米草的特性

利用两相(固态水解酸化相+湿式发酵产甲烷相)发酵互花米草,通过尿素的添加来调整厌氧发酵互花米草的碳氮比,考察两相厌氧发酵互花米草的特性;并利用FTIR考察水解发酵前后互花米草结构的变化.研究结果表明,由于固态水解渗滤液对尿素的淋滤,产生高浓度的氨氮溶液,抑制了湿式发酵产甲烷反应器中的甲烷菌;通过53 d的两相发酵互花米草,单位挥发性固体(VS)累积产气量仅为98.6 mL.g-1(0℃),转化率是理论产气量的17.5%;游离性氨(FA)浓度超过55 mg.L-1,就会严重抑制高温甲烷菌;红外光谱分析表明,石灰堆沤预处理对互花米草结构改变较小;只有大幅度的强化预处理,才能显著提高互花米草发酵的产气量.