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摘要:采用13C脉冲标记方法分析不同氮(N)、磷(P)添加水平下互花米草(Spartina alterniflora)植株及根系土壤有机碳δ13C含量变化,比较不同N、P添加水平对光合碳分配和固定的差异,探讨N、P添加对光合碳在互花米草-土壤系统分配和固定的影响.结果表明第4次脉冲标记后各处理组各组分13C丰度均明显提高,除NP1处理外其他处理13C丰度均呈现茎、叶、根、根际土壤和土体递减的规律,与对照组(CK)变化一致.各处理组13C固定总量分别呈持续增加趋势,但均低于CK组,NP添加处理13C平均固定量大于单独添加N或P处理.在植物发育过程中,光合碳在互花米草地上部分(叶、茎)分配比例逐渐减小,地下部分(根、根际土壤和土体)分配比例逐渐增大,土壤中有机碳13C发生富集;且随着植物的发育,各处理组间互花米草-土壤系统各组分13C分配比例差异越来越小,趋于一致.N添加组根际土壤和土体13C分配比例随着N添加水平的增加而增加,说明施N能促进光合碳向土壤转移.P添加组在中等P水平(P2)下,植物光合碳地下部分分配比例最高,有利于光合碳向地下转移.NP添加组在中等NP配施水平(NP2)下,地下部分13C分配比例最高,根际土壤和土体13C分配比例随NP添加水平的增加而增加.N、P添加水平及营养盐类型能改变光合碳在互花米草-土壤系统的分配,表明富营养化作用对盐沼生态系统碳循环具有显著生态效应....
摘要:采用13C脉冲标记方法分析不同氮(N)、磷(P)添加水平下互花米草(Spartina alterniflora)植株及根系土壤有机碳δ13C含量变化,比较不同N、P添加水平对光合碳分配和固定的差异,探讨N、P添加对光合碳在互花米草-土壤系统分配和固定的影响.结果表明第4次脉冲标记后各处理组各组分13C丰度均明显提高,除NP1处理外其他处理13C丰度均呈现茎、叶、根、根际土壤和土体递减的规律,与对照组(CK)变化一致.各处理组13C固定总量分别呈持续增加趋势,但均低于CK组,NP添加处理13C平均固定量大于单独添加N或P处理.在植物发育过程中,光合碳在互花米草地上部分(叶、茎)分配比例逐渐减小,地下部分(根、根际土壤和土体)分配比例逐渐增大,土壤中有机碳13C发生富集;且随着植物的发育,各处理组间互花米草-土壤系统各组分13C分配比例差异越来越小,趋于一致.N添加组根际土壤和土体13C分配比例随着N添加水平的增加而增加,说明施N能促进光合碳向土壤转移.P添加组在中等P水平(P2)下,植物光合碳地下部分分配比例最高,有利于光合碳向地下转移.NP添加组在中等NP配施水平(NP2)下,地下部分13C分配比例最高,根际土壤和土体13C分配比例随NP添加水平的增加而增加.N、P添加水平及营养盐类型能改变光合碳在互花米草-土壤系统的分配,表明富营养化作用对盐沼生态系统碳循环具有显著生态效应....
摘要: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13C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13C丰度值明显增加,随标记次数增加呈上升趋势,各组分13C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13C量随标记次数增加而增加,4次标记固定的13C量在52.80-276.81 mg·plant-1(以C计)之间.互花米草各组分固定13C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13C量占净光合13C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....
摘要:为探究草本植物各部位对重金属的富集能力,筛选可能具有重金属污染修复潜力的草本植物,将经过六年植被自然恢复及现代生态修复后的黄石矿山公园的土壤和草本植物作为研究对象,采用原子吸收光谱法(AAS)测定黄石矿山公园内优势植物蕨菜(Pteridium aquilinum var.latiusculum)、铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)、凤尾蕨(Pteris cretica var.nervosa)、蜈蚣草(Eremochloa ciliaris)、贯众(Cyrtomium macrophyllum)、芒草(Miscanthus sinensis)、白茅(Imperata cylindrica)、苔草(Carex spp.)、早熟禾(Poa annua)等9种草本植物的根、茎、叶及其根系土壤中的重金属含量,分析生态修复过程中草本植物对土壤重金属的富集和转移能力.结果表明,黄石市国家矿山公园的土壤受到重金属镉(Cd)、铜(Cu)的严重污染,与湖北省土壤环境背景值相比,Cd的平均污染指数达46.88,Cu次之,为10.67.草本植物对重金属元素的富集能力差别较大,蜈蚣草对重金属的富集作用较强,综合富集系数为11.14,治理土壤重金属 Cd 污染效果明显.蕨菜 Zn 含量为1568.15 mg·kg-1,富集系数和转移系数分别为1.13、1.19;早熟禾Zn含量为1202.64 mg·kg-1,富集系数和转移系数分别为1.08、1.08.蕨菜和早熟禾是典型的 Zn 富集型植物.聚类结果亦显示蕨菜富集效果最好,蜈蚣草次之,二者均可作为重金属污染土壤的修复植物....
摘要:测定了盐城海滨湿地芦苇(Phragmites australis)盐沼、互花米草(Spartina alterniflora)盐沼和碱蓬(Suaeda salsa)盐沼土壤呼吸速率,结合盐沼土壤室内培养实验,比较3种盐沼土壤呼吸特征及温度响应.结果表明:(1)实验期内3种盐沼土壤呼吸均为CO2排放状态,芦苇盐沼、互花米草盐沼和碱蓬盐沼土壤呼吸速率平均值分别为323.67、499.51和150.41 mg·m-2·h-1.3种盐沼土壤呼吸均呈现明显的季节性差异,由高到低依次为夏季、春季和秋季.(2)野外实验中,3种盐沼土壤呼吸出现峰值时的土壤温度由高到低依次为芦苇盐沼(28℃)、互花米草盐沼(22℃)和碱蓬盐沼(20℃).室内培养条件下,土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关(P<0.05),对温度变化的敏感性由大到小依次为芦苇盐沼(2.19)、碱蓬盐沼(2.15)和互花米草盐沼(1.58).(3)实验期内3种盐沼土壤呼吸累积排放量由大到小依次为互花米草盐沼(3400 g·m-2·a-1)、芦苇盐沼(2330 g·m-2·a-1)和碱蓬盐沼(1082 g·m-2·a-1),不同季节累积排放量由大到小依次均为夏季、春季和秋季....
摘要: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CO2、CH4、DMS和CS2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....
摘要:随着工农业的发展,沿海地区水体富营养化的程度加剧,严重威胁了海滨湿地生态系统的功能。本文综述了富营养化对盐沼外来植物竞争能力、盐沼植物群落演替、盐沼植物生长策略及沉积环境、盐沼植物对大气二氧化碳浓度增加的响应以及植物碳分配策略的影响等方面研究进展,总结了富营养化对盐沼的生态系统固碳潜力的效应及可能的作用机理,指出未来的研究方向。...
摘要:海水溶解氧、盐度对于海洋生态环境有一定指示作用。2014年冬季设置9个断面,49个站位,以1 m为间隔,调查东海近岸海域海水表层至底层冬季溶解氧、盐度变化,分析结果如下:1) 东海近岸海域冬季海水溶解氧含量在1.31~8.40 mg•L−1之间,表层溶解氧平均含量约7.00 ± 0.26 mg•L−1,底层溶解氧平均含量约4.33 ± 0.99 mg•L−1。各断面溶解氧含量由近岸向海下降,变化范围逐渐减小。在整个研究区域内,溶解氧含量从西北向东南方向下降。在垂直方向,溶解氧表层含量高于底层,在一定深度溶解氧含量急剧下降,在底层趋于稳定。2) 东海近岸海域冬季海水盐度在29.60‰~34.00‰之间,近岸海域盐度低于远海,最大值出现在研究区域的东南部。东海海域盐度随深度增加而增加,在一定深度急剧升高,底层海水盐度稳定;近岸海域盐度垂直变化范围大于远岸。东海海域溶解氧和盐度变化受多种因素影响。...
摘要:互花米草(Spartina alterniflora)引入中国30余年,其生态效应受到广泛关注。本文总结了在互花米草盐沼土壤碳循环中用到的关键研究方法、研究技术和相关成果,包括盐沼土壤有机质分组方法,海滨湿地有机碳结构、来源及判定方法,以及相关研究结果。未来研究方向建议:加强不同区域和不同环境条件之间的比较研究;加强多种新技术手段的综合应用;滨海盐沼湿地碳与邻近生态系统之间的交换通量核算与监测;加强盐沼碳赋存控制因素的研究,预测全球变化和人类活动对碳循环的影响机制,提升我国盐沼固碳能力。...
[硕士论文] 苏海蓉
地理学;环境地理学 南京师范大学 2018(学位年度)
摘要:人类活动中的活性氮主要通过农业生产及农产品消费等过程逐级利用,传递、转化或损失。此过程中普遍存在活性氮利用率低、损失率高的现象,由此引发氮的生态环境污染问题。因此,全面认识农业生产过程中活性氮的利用效率及环境负荷特征,有助于应对当前环境氮素污染问题。
  本研究以戴云山地区赤水镇、南埕镇、上涌镇为研究区域,构建了典型亚热带森林区域乡镇尺度农业生产系统活性氮梯级流动模型,分析了该地区农业生产系统活性氮梯级流动通量、效率、环境负荷及食品氮供需平衡特征,并针对性地提出了调控策略。主要结论如下:
  (1)戴云山地区3个镇农业生产系统活性氮流动通量差异较大。在作物种植结构调整的影响下,3个镇农田生产子系统单位面积活性氮流动通量均呈下降趋势。3个镇动植物食品氮均呈现供需不平衡状态。该地区居民通过投入大量氮提高作物产量来满足食物消费,食物消费氮代价很高,但呈现下降趋势,氮浪费现象正逐渐好转。
  (2)戴云山地区3个镇农业生产系统活性氮利用率低,为16.13%-21.59%,农田生产子系统活性氮利用率最高,畜禽养殖子系统次之。活性氮循环利用率为28.08%-32.98%。3个镇农业生产系统活性氮环境损失量都较大,损失率达到65%以上,其中有一半以上来源于畜禽养殖子系统。3个镇农业生产系统活性氮流动效率低,但呈现上升的趋势,赤水镇上升趋势尤其明显。
  (3)戴云山地区3个镇农业生产系统活性氮梯级流动环境负荷高,但呈下降趋势。戴云山地区3个镇农业生产系统产生活性氮环境负荷有43.14%-60.09%去向水体环境;20.48%-24.91%去向大气环境;15.12%-34.55%去向土壤环境。该地区3个镇中,赤水镇与南埕镇粪尿还田氮的农田氮负荷警戒值均超过Ⅰ级,粪尿还田氮均对环境造成威胁,说明该地区农田粪尿废弃物氮污染问题较为严重。
  (4)乡村人口数量、化肥氮投入量、兔出栏数、猪出栏数、氮肥折纯量、人均植物性氮消费、人均动物性氮消费、兔粪便产生量、畜禽粪尿还田比例、猪粪便产生量这10个参数对戴云山地区3个镇农业生产系统活性氮梯级流动影响最为显著。基于以上研究,提出针对性的活性氮调控策略:①优化种养殖结构,提高活性氮各梯级环节利用率;②提高活性氮的循环利用率,减缓活性氮排放强度;③提倡“光盘行动”,减少食物浪费;④提高各梯级管理技术,加强废弃物处理能力。
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