向海沼泽湿地土壤中硝态氮的水平运移规律

选择封闭性的付老文泡湿地和开放性的二百方子湿地作为两个典型区,以KNO₃为示踪剂,模拟研究了硝态氮在向海沼泽湿地中的水平运移过程.结果表明,沼泽湿地土壤中硝态氮的运移通量与运移距离显著负相关,并随运移距离的增加呈一阶衰减指数变化;而沼泽湿地土壤中硝态氮的运移通量与土壤水扩散率及土壤含水量都呈显著正相关关系,并随土壤水扩散率的增加呈指数增长.     

小叶章湿地表土水溶性有机碳季节动态变化及影响因素分析

湿地土壤及水体中水溶性有机碳(DOC)的产生、迁移与转化对湿地土壤碳通量具有重要的影响.然而,目前对沼泽湿地土壤DOC动态变化及影响因素的研究报道还比较少.对小叶章湿地表土DOC季节动态变化及影响因素进行了研究.结果表明,生长季内,表土DOC含量为373·9~443·7mg·kg-1,平均值为414·6mg·kg-1,变异系数为7·7%(P<0·0001).小叶章湿地表土DOC含量有明显的季节性动态变化.5月份表土DOC含量较高,6~7月份DOC含量下降,7月份达到最小值373·9mg·kg-1;8~9月份表土DOC含量迅速增加,9月份达到最大值443·7mg·kg-1.表土DOC特定波长吸收值也有明显的季节变化.随着时间的增长,280nm波长吸收值(A280值)迅速增加,8~9月份达到最大值.A250/A365比值则明显的下降,9月份达到最小值,说明DOC结构也有明显的季节性动态变化.近期生物过程,如微生物代谢产物和消耗有机碳数量、植物光合产物(立枯物、根系分泌物)对DOC含量和组成结构季节动态有很重要的影响,而土壤中长期积累的有机质对其季节变化贡献很小.另外,温度和含水量通过影响的微生物活性间接影响DOC;降水的淋溶也对DOC动态有影响;冻融作用对春季DOC含量和组成结构有重要贡献.     

Direct measurement of denitrification activity in a Gulf coast freshwater marsh receiving diverted Mississippi River water

Wetland loss along the Louisiana Gulf coast and excessive nitrate loading into the Gulf of Mexico are interrelated environmental problems. Nitrate removal by soil denitrification activity was studied in a ponded freshwater marsh receiving diverted Mississippi River water for the purpose of reversing or slowing wetland loss. Labeled ¹⁵N-nitrate was applied at 3.8 g N m⁻² into four replicate study plots after removing above ground vegetation. Nitrogen gas (N₂) and nitrous oxide (N₂O) emissions from the plots were determined by isotope ratio mass spectrometry (IRMS). Nitrous oxide emissions were also compared with the results determined by gas chromatograph (GC). Results showed that it took 2 weeks to remove the added nitrate with N₂O emission occurring over a period of 4 d. The apparent denitrification dynamics were assumed to follow the Michaelis–Menten equation. The maximum denitrification rate and K_m value were determined as 12.6 mg N m ⁻² h⁻¹, and 6.5 mg N l⁻¹, respectively. Therefore the maximum capacity for nitrate removal by the marsh soil would be equivalent to 110 g N m⁻² yr⁻¹, with more than 30% of nitrogen gas evolved as N₂O. For typical nitrate concentrations in Mississippi River water of about 1 mg N l⁻¹, nitrate would be removed at a rate of 14.7 g N m⁻² yr⁻¹ with N₂O emission about 1.5%. A denitrification dynamic model showed that the efficiency of nitrate removal would largely depend on the water discharge rate into the ponded wetland. Higher discharge rate will result in less retention time for the water in the marsh where nitrate is denitrified.     

河口湿地近地面大气 CO2浓度日变化和季节变化

2011年12月~2012年11月对闽江河口湿地近地面大气CO2浓度(摩尔分数)进行观测,研究CO2浓度的日变化和季节变化特征,结果表明,闽江河口湿地近地面大气CO2浓度的日变化和季节变化都呈典型的"单峰型",表现为"昼低夜高"和"夏低冬高"的规律,日变幅在16.96~38.30μmol·mol-1之间.春、夏、秋、冬这4个季节近地面大气CO2平均浓度分别为(353.74±18.35)、(327.28±8.58)、(354.78±14.76)和(392.82±9.71)μmol·mol-1,而年平均浓度为(357.16±26.89)μmol·mol-1.闽江河口湿地近地面大气CO2浓度的日变化与温度、风速、光合有效辐射、总辐射等主要气象因子呈负相关关系(P<0.05),而1月近地面大气CO2浓度日变化与潮汐水位呈负相关,7月与潮汐水位呈正相关.     

长江口盐沼带湿地生态演替过程中甲烷排放研究

甲烷(CH4)作为河口湿地碳循环的重要中间产物,是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,其排放清单对于全球气候变暖趋势的预测具有重要意义.因此,本研究采用静态箱-气相色谱技术,针对长江口盐沼带湿地CH4的排放通量展开了为期2年、每月1次的现场观测.研究结果表明,长江口盐沼带湿地持续表现为大气CH4的净排放源,其中,2011年在海三棱藨草覆盖情况下,全年CH4平均排放通量达到了1.00 mg·m-2·h-1,2012年互花米草大规模入侵后,海三棱藨草生物量显著减小,全年CH4排放通量减小为0.55 mg·m-2·h-1.Pearson相关性分析表明,沉积物有机碳含量、光合有效辐射及含水率等均不是影响长江口盐沼带湿地CH4排放的重要环境因子.在2011年,海三棱藨草生物量(p=0.001,r=0.928)、气温(p0.01,r=0.432)均与CH4排放通量呈现显著正相关,全年CH4最大排放通量出现在生物量最大的夏季8月份;2012年随着互花米草的入侵,CH4排放通量在5月份达到了最大值,自5月份之后逐渐减小,互花米草的入侵使长江口中潮滩盐沼带湿地CH4排放通量整体呈现出了下降的趋势.     

闽江河口潮滩沼泽湿地沉积物铁的形态和空间分布

滨海潮滩沉积物铁异化还原过程对有机质代谢及生源要素(C、N、P、S、O等)生物地球化学循环具有深远的影响.本文以闽江河口鳝鱼滩潮滩湿地为研究对象,对高、中、低潮滩0~80 cm深度内与铁异化还原相关的不同形态铁的含量和空间分布进行分析.结果表明,无定形Fe(Ⅲ)((39.3±5.3)μmol·g~(-1))和晶质Fe(Ⅲ)((84.2±10.7)μmol·g~(-1))主要分布在高潮滩,并沿着向海方向减少;铁的硫化物FeS((15.3±2.8)μmol·g~(-1))和Fe S2((6.0±1.1)μmol·g~(-1))集中分布在中、低潮滩;非硫Fe(II)((111.7±12.8)μmol·g~(-1))富集在整个潮滩剖面上,且含量随着深度增加而增加.孔隙水Fe~(2+)((3.7±0.7)mmol·L~(-1))与Fe S2、SO_4~(2-)和pH相关,说明Fe~(2+)可能与黄铁矿的水解有关.不同形态铁在高、中、低潮滩表现出显著的空间分布异质性.高潮滩铁异化还原的强度大于硫酸盐异化还原,但沿着向海方向,硫酸盐异化还原的潜势逐渐增加.本研究证明了潮汐水文和高程对潮滩湿地铁的迁移和转化具有重要的意义.     

杭州湾潮滩湿地3种优势植物碳氮磷储量特征研究

潮滩植物在碳氮磷生物地球化学循环中发挥着重要的作用.为探明杭州湾潮滩湿地植物碳氮磷储量特征,对植物生物量、碳氮磷含量及储量的季节动态进行了分析.结果表明,3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)地上生物量呈典型的单峰值曲线.地上部有机碳含量全年变化幅度相对较小,氮磷含量随植物生长而明显下降.植物碳氮磷储量与植物生物量显著正相关.海三棱藨草碳氮磷储量显著低于芦苇和互花米草,芦苇地上部总氮储量显著高于互花米草,但总磷储量则相反,有机碳储量两种植物差异不显著.芦苇、互花米草和海三棱藨草年固碳能力分别是中国陆地植被平均固碳能力的380%、376%和55.5%,以及全球植被平均固碳能力的463%、458%和67.7%.从净化氮磷功能上考虑,7月可认为是本研究区域3种植物的最佳收割时间,且以收获互花米草对水体富营养化的限制性因子磷的去处效果最佳.因此,潮滩植物具有较好的储碳固碳能力和氮磷净化效应.     

Bacterial community response to petroleum contamination in brackish tidal marsh sediments in the Yangtze River Estuary, China

The brackish tidal marsh in the Baimaosha area of the Yangtze River Estuary was severely contaminated by 400 tons of heavy crude petroleum from a tanker that sank in December 2012. The spill accident led to severe environmental damage owing to its high toxicity, persistence and wide distribution. Microbial communities play vital roles in petroleum degradation in marsh sediments. Therefore, taxonomic analysis, high-throughput sequencing and 16S rRNA functional prediction were used to analyze the structure and function of microbial communities among uncontaminated (CK), lightly polluted (LP), heavily polluted (HP), and treated (TD) sediments. The bacterial communities responded with increased richness and decreased diversity when exposed to petroleum contamination. The dominant class changed from Deltaproteobacteria to Gammaproteobacteria after petroleum contamination. The phylum Firmicutes increased dramatically in oil-enriched sediment by 75.78%, 346.19% and 267.26% in LP, HP and TD, respectively. One of the suspected oil-degrading genera, Dechloromonas, increased the most in oil-contaminated sediment, by 540.54%, 711.27% and 656.78% in LP, HP and TD, respectively. Spore protease, quinate dehydrogenase (quinone) and glutathione-independent formaldehyde dehydrogenase, three types of identified enzymes, increased enormously with the increasing petroleum concentration. In conclusion, petroleum contamination altered the community composition and microorganism structure, and promoted some bacteria to produce the corresponding degrading enzymes. Additionally, the suspected petroleum-degrading genera should be considered when restoring oil-contaminated sediment.     

沼泽湿地局地小气候"冷湿岛"效应

利用沼泽湿地及其周围旱田对比观测的方法,对沼泽湿地的局地小气候效应进行了研究。结果表明:与周围旱田相比,沼泽湿地近地层(0.5—5.0m)气温低,湿度大,具有显著的冷湿岛效应,且不同高度冷湿效应表现不同,越靠近地面,冷湿效应越明显。6—9月的野外试验结果表明,沼泽湿地的冷湿岛效应在7、8月比较明显;比较沼泽湿地和旱田温度、湿度的日变化发现,沼泽湿地在12:00—14:00的日间午后时段呈现出较明显的冷湿岛效应。     

盐沼植物群落研究进展：分布、演替及影响因子

盐沼是全球温带及亚热带地区的主要滨海湿地类型之一,在我国分布广泛。盐沼湿地生态系统敏感、脆弱且具有重要的生态系统服务功能。理解盐沼植物群落时空分布动态的一般规律与生态学机制,是开展盐沼生态系统研究的基础与关键。海陆交界的特殊环境特征是影响盐沼湿地植物群落的空间分布及演替过程的主要因素。在海洋潮汐作用下,盐沼湿地中的盐度、水淹强度、氧化还原电位等非生物因子往往呈梯度分布,这也导致了生物群落中种内、种间关系的变化。在非生物及生物因子的共同作用下,盐沼植物群落也往往沿高程梯度呈带状分布。环境变化是盐沼植物群落演替的驱动因素,在海岸线相对较为稳定的盐沼,植物群落的演替多属自发演替,而在靠近的大型河口的一些持续淤涨的盐沼,植物群落演替通常属于异发演替。沿海地区的水产业、流域上游及沿海地区的工程、污染及生物入侵等直接或间接的人类活动已对盐沼湿地植物群落的产生了深刻影响。经过数十年发展,国际上盐沼植物群落学研究的热点领域主要包括盐沼植物群落与其他生物群落的相互关系、植物群落在盐沼生态系统过程中的作用等。在全球变化背景下,盐沼植物群落对气候变化与海平面升高也日益成为盐沼植物群落学相关的热点。