遼河口濕地碳、氮、磷空間分布及季節(jié)動態(tài)特征*

羅先香,張珊珊,敦 萌

(中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266100)

遼河口濕地碳、氮、磷空間分布及季節(jié)動態(tài)特征*

羅先香,張珊珊,敦 萌

(中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266100)

以2008年10月和2009年5月2次對遼河口濕地野外調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),研究了遼河口濕地生源要素碳、氮和磷的時空分布特征、濕地植被對營養(yǎng)元素的累積及對土壤營養(yǎng)元素氮、磷分布的影響。結(jié)果表明:遼河口濕地表層土壤有機(jī)碳5月和10月含量分別在0.62～13.17 mg/g和11.06～40.74 mg/g之間,10月鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土有機(jī)碳含量較高,5月4種類型土壤有機(jī)碳含量無明顯差異;全氮5月和10月含量分別在0.80～3.43 mg/g和0.77～2.90 mg/g之間,鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土表層土壤氮含量相對較高,濱海潮灘鹽土最低;無機(jī)氮(NH+4-N和NO-3-N)含量較低,且以銨態(tài)氮為主,5月略高于10月含量;全磷含量均在0.36～0.66 mg/g之間,無顯著季節(jié)差異。碳、氮和磷的垂直剖面分布特征表明,土壤表層有機(jī)碳、全氮、無機(jī)氮和全磷含量明顯高于各底層,以蘆葦為主要植被的鹽化草甸土各剖面的營養(yǎng)元素含量高于以翅堿蓬為主的濱海潮灘鹽土含量。5月蘆葦對氮磷的積累量高于10月,且氮磷含量在蘆葦?shù)厣掀鞴俚姆植稼厔轂槿~>莖>穗。植被的生長對濕地土壤中生源要素碳、氮和磷含量的季節(jié)變化有重要影響,其對營養(yǎng)元素氮、磷的累積降低了表層土壤中氮、磷的儲量。

遼河口濕地;生源要素碳、氮、磷;分布特征;季節(jié)變化

河口濕地是陸海相互作用形成的自然綜合體,處于陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡地帶,具有較高的凈初級生產(chǎn)力和固碳能力[1]。濕地土壤氮、磷和有機(jī)碳含量變化顯著影響著濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,氮、磷是濕地營養(yǎng)水平指示劑,是天然濕地或人工濕地(水稻田)土壤中的主要限制性養(yǎng)分,濕地土壤有機(jī)碳是氣候變化的一種敏感性指示物,能對氣候變化作出響應(yīng)[2]。同時,濕地對碳、氮和磷等營養(yǎng)元素具有較強(qiáng)的截留和過濾作用[3],使其在氮、磷和有機(jī)污染物的去除方面發(fā)揮著重要作用,河口濕地是削減氮磷入海量防止近海水體富營養(yǎng)化的最后一道天然屏障[4]。因此,研究河口濕地碳、氮和磷的生物地球化學(xué)循環(huán)對于正確認(rèn)識河口濕地的生態(tài)服務(wù)功能及其引起的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)有十分重要意義。

雙臺子河口濕地位于遼寧省盤錦市境內(nèi),遼東灣北岸,是遼河三角洲的核心地帶和我國重要的石油開發(fā)和糧食生產(chǎn)基地。該濕地植被以水稻、蘆葦和堿蓬為主,區(qū)內(nèi)分布著世界第二大的蘆葦沼澤及我國第三大油田——遼河油田。本文通過對雙臺子河口濕地野外調(diào)查、取樣分析,研究了雙臺子河口濕地土壤有機(jī)碳、氮和磷分布特征、植被對營養(yǎng)元素氮、磷的累積作用,以期為河口濕地生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)域和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

雙臺子河口濕地屬于暖溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候,氣候的總體特點(diǎn)為冷涼濕潤、四季分明、雨熱同季,年平均氣溫8.3～8.4℃[5],地貌類型以沖積平原和潮灘為主,地勢低洼平坦、北高南低,坡度在2(°)以內(nèi),平均海拔4 m[6]。遼河下游進(jìn)入盤錦市區(qū)即稱雙臺子河,1968年在雙臺子河中上游修建了盤山攔河閘,建閘前潮流可到達(dá)閘址以上15 km處的常家窩鋪,建閘后阻截了外海潮流上溯,現(xiàn)狀潮區(qū)(流)界在閘址處,距河口65.8 km(大流子溝口)。本研究區(qū)位于盤山攔河閘以下,范圍為40°48′N～41°15′N,121°41′E～122°08′E,面積約為2 496 km2,包括盤山營口一線以東地區(qū)的人工濕地水稻田,該區(qū)域?yàn)檫|寧省最大的稻谷產(chǎn)區(qū);盤山縣境內(nèi)的東郭葦場、大洼縣境內(nèi)的趙圈河葦場,該區(qū)域?yàn)槿斯す芾淼奶烊换虬胩烊蝗斕?以及遼東灣以北雙臺子河口兩岸的潮間帶灘涂,該區(qū)域分布有世界著名的“紅海灘”景觀。土壤類型以鹽漬水稻土、鹽化草甸土、濱海沼澤鹽土和濱海潮灘鹽土為主,植被主要為水稻、蘆葦和翅堿蓬。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品采集與預(yù)處理 于2008年10月底和2009年5月初對雙臺子河口濕地進(jìn)行了2次野外調(diào)查,根據(jù)土壤類型和植被分布特征,采集了該區(qū)域具有代表性的4種類型土壤樣品43個,分別為表層土壤(0～20 cm)樣品25個,包括8個鹽漬水稻土樣品、9個鹽化草甸土樣品、4個濱海沼澤鹽土樣品和4個濱海潮灘鹽土樣品;2008年10月在9號站位設(shè)置1個土壤剖面,2009年5月在9號和15號站位各設(shè)置1個土壤剖面,剖面深60 cm,每10 cm采集1個土壤樣品,共計18個[7]。蘆葦是區(qū)域內(nèi)分布面積最廣的濕地植被,其分布區(qū)土壤類型包括鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土,蘆葦調(diào)查采用樣方收獲法,在蘆葦濕地內(nèi)隨機(jī)選取1 m×1 m樣方,在計數(shù)其中的植株數(shù)后,將蘆葦全部齊地面割下,任選10株蘆葦,測定其高度和徑周長,然后將所有蘆葦裝入采樣袋內(nèi),帶回實(shí)驗(yàn)室80℃烘干后,稱其干重,并計算蘆葦?shù)牡厣仙锪縖8-9],共采集蘆葦樣品10個(2008年5個,2009年5個)具體采樣站位圖見圖1。

圖1 雙臺子河口濕地采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of samp ling sites in the wetland of Shuangtaizi Estuary

1.2.2 樣品分析 土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干、磨碎,混勻后分別過14目、60目、80目和100目篩。有機(jī)碳稱取過80目篩的樣品進(jìn)行測定(德國耶拿EA 2000元素分析儀,2006),檢出限為1 mg/g,采用土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW 07403作為內(nèi)控樣,回收率控制在98%～104%之間;全氮稱取過60目篩的樣品,采用硒粉-硫酸銅-硫酸消化法[10],用土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW 07403作為內(nèi)控樣,回收率控制在97%～100%范圍內(nèi);氨氮稱取過14目篩的樣品,采用靛酚藍(lán)比色法[7],加標(biāo)回收率控制在90%～104%之間;硝態(tài)氮稱取過14目篩的樣品,采用酚二磺酸比色法[10],加標(biāo)回收率控制在100%～105%之間;全磷稱取過100目篩的樣品,采用酸溶-鉬銻抗比色法[7],用土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW 07403作為內(nèi)控樣,回收率控制在90%～100%范圍內(nèi)。將采集到的植被樣品烘干后粉碎,采用硫酸-雙氧水消解方法[7],植物總氮采用靛酚藍(lán)比色法,總磷采用鉬銻抗比色法,加標(biāo)回收率分別控制在93%～96%和91%～95%之間。實(shí)驗(yàn)過程中選擇20%的樣品進(jìn)行平行雙樣測定,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<4%。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與方法 運(yùn)用Excel 2003、suffer 8.0、SPSS13.0和O rigin 7.5等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和繪圖處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 濕地表層土壤生源要素C,N,P含量及分布特征

圖2為雙臺子河口濕地表層土壤有機(jī)碳、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和全磷含量分布圖。由圖2a可知,雙臺子河口濕地表層土壤有機(jī)碳5月含量在0.62～13.17 mg/g之間,10月含量范圍在11.06～40.74 mg/g之間?？傮w上,10月有機(jī)碳含量明顯高于5月,其主要原因是土壤有機(jī)碳的積累主要由有機(jī)質(zhì)輸入與不同類型碳的礦化速率間的平衡決定[11],10月水稻、蘆葦和翅堿蓬3種植被都已進(jìn)入成熟期,植物根系固定了較多的碳,且地表大量的枯落物也是表層土壤有機(jī)碳重要的來源[12]。盤錦地區(qū)進(jìn)入11月以后土壤開始結(jié)凍,次年3月底土壤開始解凍,5月初植物逐漸進(jìn)入旺盛生長季,土壤中的有機(jī)碳主要取決于上1年的積累,且經(jīng)過較長時間的土壤凍結(jié)過程,凍融作用加速了有機(jī)碎屑的分解和碳礦化過程[13],使得5月初土壤有機(jī)碳含量明顯小于10月。

5月4種類型土壤有機(jī)碳含量無明顯差異,10月鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土表層土壤有機(jī)碳含量較高(6～13站位),因?yàn)檫@些區(qū)域分布的植被為蘆葦,相對于水稻和翅堿蓬,其發(fā)達(dá)的根系和植物枯落物為表層土壤積累了較高含量的有機(jī)碳[11,14]。

由圖2b可知,研究區(qū)表層土壤全氮含量無顯著差異,10月含量為0.77～2.90 mg/g,5月份含量在0.80～3.43 mg/g之間,鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土表層土壤氮含量相對較高,濱海潮灘鹽土最低。在該研究區(qū)域內(nèi),氣候和成土母質(zhì)基本一致,土壤中氮含量的變化主要受植被的影響[15]。鹽化草甸土、濱海沼澤鹽土分布的主要植被為蘆葦,鹽漬水稻土主要種植水稻,濱海潮灘鹽土分布大面積的翅堿蓬,蘆葦相對于水稻和翅堿蓬,有發(fā)達(dá)的根系,且在發(fā)育過程中有大量的枯枝落葉進(jìn)入土壤中,使土壤中氮的積累量高于水稻和翅堿蓬;濱海潮灘鹽土受漲落潮影響,在較短的干濕交替周期作用下,有助于濕地脫氮[16],其全氮含量較低。

由圖2c和圖2d看出,濕地表層土壤無機(jī)氮(N H+4-N和NO-3-N)含量不到全氮含量的10%,且以銨態(tài)氮為主,10月、5月銨態(tài)氮含量分別為3.26～13.75 mg/kg和6.85～13.79 mg/kg,硝態(tài)氮含量相對較低,基本都在2 mg/kg以下,10月、5月含量分別為0.02～1.80 mg/kg和0.01～3.02 mg/kg。無機(jī)態(tài)氮與總氮和總有機(jī)碳的季節(jié)分布特征差異較大,5月銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量略高于10月含量。因?yàn)闊o機(jī)態(tài)氮是植物直接吸收利用的形態(tài),相對于10月植被成熟期而言,5月正值植被的生長期,對營養(yǎng)元素的需求旺盛,能促進(jìn)氮素的礦化作用,使有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化成可供植物直接吸收利用的無機(jī)態(tài)氮。雙臺子河口濕地土壤C/N5月介于0.25～18.23之間,10月在10.42～21.35之間,相對較低[17],表明整個研究區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)碳的腐殖化程度較高、有機(jī)氮容易礦化,這樣有利于土壤有機(jī)質(zhì)的分解和礦質(zhì)氮的增加。

圖2 濕地表層土壤C,N,P含量分布Fig.2 Distribution of C,N and P in the surface soil of wetlands

由圖2e可以看出,該區(qū)域表層土壤全磷含量5月在0.36～0.66 mg/g之間,10月在0.46～0.66 m g/g之間,無明顯的季節(jié)差異性。原因是自然土壤中的磷主要來源于成土母質(zhì)和動植物殘體,其含量主要受土壤類型和區(qū)域氣候條件的影響[18],研究區(qū)表層土壤全磷含量的變異系數(shù)在5%～30%之間,比較小,表明全磷在整個區(qū)域分布比較均勻,與該地區(qū)的成土母質(zhì)密切相關(guān)。

圖3a為10月TN,TP與黏土粒度的相關(guān)關(guān)系圖,由表3a看出,全氮、全磷與黏粒含量Pearson相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.64(n=15,P<0.05)和0.82(n=15,P<0.01),說明土壤粒徑越細(xì),質(zhì)地越黏重,土壤有機(jī)質(zhì)含量越高,其氮、磷含量越高。

圖3 TN,TP與黏土粒度和TOC的相關(guān)關(guān)系Fig.3 Correlation among TN,TP and clay granularity o r TOC

圖3b,3c分別為10月和5月TN、TP與TOC的相關(guān)關(guān)系圖,10月土壤全氮、全磷與有機(jī)碳含量呈極顯著和顯著正相關(guān)關(guān)系,Pearson相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.83(n=15,P<0.01)和0.50(n=15,P<0.05),土壤有機(jī)碳、氮和磷均處于累積階段;5月土壤全氮、全磷與有機(jī)碳含量無顯著相關(guān)性(見圖3c),其原因是5月初正值植物的旺盛生長期,對無機(jī)氮、磷的需求較大,促進(jìn)了有機(jī)氮的礦化和土壤無機(jī)磷的釋放,導(dǎo)致有機(jī)碳和氮、磷的消漲趨勢不一致。

與黃河口、長江口濕地土壤營養(yǎng)元素比較,遼河口濕地表層土壤全氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于黃河口濕地表層土壤全氮含量(10月含量為0.21～0.52 mg/g,5月含量為0.23～0.99 m g/g)[19],無機(jī)氮含量略高于黃河口濕地表層土壤無機(jī)氮含量(10月,銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量分別為1.43～8.24 mg/kg,0.01～1.10 mg/kg,5月含量分別為1.13～9.44 m g/kg,0.01～2.31 mg/kg)[19];10月,全氮含量略高于長江口崇明東灘濕地表層土壤全氮含量(1.00～2.00 mg/g)[20],全磷含量略微低于長江口崇明東灘濕地表層土壤全磷含量(0.60～0.80 m g/g)[20]。

2.2 濕地土壤營養(yǎng)元素垂直含量分布

圖4是濕地土壤有機(jī)碳、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和全磷含量的垂直分布圖。9號站位采自半天然葦塘內(nèi),土壤類型為鹽化草甸土,15號站位采自雙臺子河口東岸的灘涂,該區(qū)域覆蓋有大面積的翅堿蓬,土壤類型為濱海潮灘鹽土。

圖4 2008年10月和2009年5月剖面含量分布圖Fig.4 Vertical distribution in October,2008 and May,2009

從圖4可以看出:9號站位表層土壤有機(jī)碳含量10月明顯高于5月,10 cm以下土壤有機(jī)碳含量無明顯差異;5月,15號站位有機(jī)碳含量的垂直變化不大,但各層土壤有機(jī)碳含量均明顯小于9號站位。植物根系的分布直接影響到土壤有機(jī)碳的垂直分布,大量的死根腐解,為土壤提供了豐富的碳源[21]。9號站位植被為蘆葦,其發(fā)達(dá)的根系和枯落物為表層土壤積累了較高含量的有機(jī)碳,其底層土壤有機(jī)碳的含量也高于以翅堿蓬為主的15號站位。

9號站位剖面土壤全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量分布顯示,5月和10月無明顯差異,0～10 cm的表層土壤各形態(tài)氮含量明顯高于底層,氮素主要分布于生物活動區(qū),尤其是土壤表層植物根系分布區(qū)。5月,15號站位全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的垂直變化不大,且各層全氮含量均低于9號站位。全氮含量的變化趨勢與有機(jī)碳的變化趨勢一致。氮素的垂直分布特征主要受制于土壤有機(jī)質(zhì)的分布,表層土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富,其氮素含量也最高,剖面下層土壤有機(jī)質(zhì)含量較低,所以其氮素含量也較少[13]。

9號和15號剖面土壤全磷含量隨著土壤深度的增加逐漸降低,無明顯的季節(jié)差異,9號站位表層土壤含磷量明顯高于底層,10 cm以下全磷含量的變異系數(shù)<5%,幾乎無變化。

3 濕地植被對土壤營養(yǎng)元素氮、磷分布的影響

3.1 濕地植被對營養(yǎng)元素氮、磷的累積

蘆葦是雙臺子河口濕地系統(tǒng)分布最廣的植物,是該區(qū)域濕地生態(tài)的主體。通過比較蘆葦?shù)厣稀⒌叵虏课患安煌鞴袤w內(nèi)氮磷含量來討論植被對氮磷的累積作用。

圖5 河口濕地植被蘆葦?shù)厣?、地下部分N、P含量(以單位干重含量表示)Fig.5 Content of N,P in the aboveground and underground of reed in the estrary wetlands(exp ressed by every dry weight unit)

圖5為2008年10月和2009年5月雙臺子河口濕地蘆葦?shù)厣稀⒌叵虏糠謫挝桓芍豊,P含量。由圖可知,5月蘆葦單位干重中,地上部分氮含量在15.16～25.37 mg/g之間,磷含量在1.17～2.58 mg/g之間,地下部分氮含量在2.64～11.62 mg/g之間,磷含量在0.53～0.98 mg/g之間,地上部分氮、磷含量明顯高于地下氮、磷含量,10月蘆葦單位干重中,地上部分氮含量在2.61～8.50 mg/g之間,磷含量在0.35～1.30 mg/g之間,地下部分氮含量在4.14～9.79 mg/g之間,磷含量在0.51～1.55 mg/g之間,地下部分氮含量略高于地上部分,磷含量無顯著差異?？傮w上,蘆葦對氮磷營養(yǎng)元素的累積5月遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10月,其原因5月是蘆葦?shù)纳L期,對營養(yǎng)物質(zhì)需求量大,在植物生長旺盛期養(yǎng)分不斷由根輸送到植株地上部分,因此地上部分單位干重氮磷含量較高;10月蘆葦都已經(jīng)成熟,植物生物量較大,各器官氮磷含量表現(xiàn)出“稀釋效應(yīng)”[22],含量較低。

圖6 5月河口濕地植被蘆葦不同器官對氮、磷的累積量Fig.6 Accumulation of nitrogen and phospho rus in the different fraction of reed in May

圖6為2009年5月蘆葦不同器官對氮、磷的累積量分布圖,其中枯莖、枯穗為上1年的枯落物。由圖6可以看出,蘆葦?shù)厣先~、莖中氮磷含量明顯高于地下根部分;地上器官氮磷含量的分布趨勢為葉>莖>穗,綠色部分高于相應(yīng)的立枯部分。植物各器官N,P含量的差異是由相應(yīng)器官的結(jié)構(gòu)和功能決定的,5月初是蘆葦進(jìn)入旺盛生長的初期,葉是植物的同化器官,是新陳代謝最旺盛的部位,因此其N,P含量的累積量最高,同時,蘆葦是禾本科水生植物,其莖也能進(jìn)行光合作用,故莖中的氮磷累積量也較高?？萋湮锝?jīng)過1個冬季的自然降解,枯莖和枯穗的含量相對綠色部分含量低,表明了枯落物將營養(yǎng)元素氮磷歸還到土壤中,使養(yǎng)分得以循環(huán)。

3.2 濕地植被對土壤營養(yǎng)元素氮、磷分布的影響

不同區(qū)域和不同季節(jié),蘆葦對營養(yǎng)元素氮、磷的累積量是不同,由于蘆葦是多年生草本植物,隨根狀莖向四面延伸,形成龐大的須根系,蘆葦?shù)叵律锪亢茈y確定。因此,在本文中只計算了蘆葦?shù)厣喜糠謱I養(yǎng)元素氮、磷的累積量。單位面積蘆葦?shù)厣喜糠謱Φ?、磷的累積量Qi可以用式(1)表示:

其中Ci為單位干重蘆葦中營養(yǎng)元素氮、磷含量(m g·kg-1),q為蘆葦?shù)厣仙锪?g·m-2),以干重計。表層土壤(0～20 cm)營養(yǎng)元素氮、磷儲量Pi可以用式(2)表示:

其中di為表層土壤容重(g·cm-3),Ni為表層土壤氮磷濃度(mg·kg-1)。

圖7 表層土壤與蘆葦?shù)厣喜糠值變α糠植紙DFig.7 Distribution of accumulation of nitrogen and phosphorus in the surface soils and underground of reed

圖8 蘆葦和表層土壤氮磷儲量的相關(guān)系Fig.8 Correlation between the accumulation of nitrogen and phosphorus in the reed and the surface soils

圖7為2008年10月和2009年5月蘆葦和表層土壤氮磷儲量分布圖。從圖可以看出,5月,蘆葦對氮儲量在9.59～31.68 g/m2之間,對磷儲量在0.73～3.64 g/m2之間,10月蘆葦對氮儲量在3.08～19.92 g/m2之間,對磷儲量在0.64～2.98 g/m2之間,蘆葦對氮、磷的儲量5月大于10月;5月,土壤中氮的儲量在1084.49～4633.26 g/m3之間,磷的儲量在669.98～888.73 g/m3之間,10月,土壤中氮的儲量在1385.92～4782.34 g/m3之間,磷的儲量在826.54～1087.72 g/m3之間,土壤中氮、磷儲量10月略高于5月。通過對蘆葦?shù)變α亢捅韺油寥赖變α康南嚓P(guān)分析,如圖8所示,顯示二者具有弱的負(fù)相關(guān)趨勢(見圖8),這說明植物對營養(yǎng)元素氮、磷的累積降低了表層土壤中氮、磷儲量,尤其對土壤中磷的儲量影響較大,這是由于蘆葦對磷的吸收完全來自土壤。

4 結(jié)論

(1)遼河口濕地表層土壤有機(jī)碳含量10月明顯高于5月,5月4種類型土壤含量差別不大,10月鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土表層含量較高。全氮含量在2個月無顯著差異,鹽化草甸土和濱海沼澤鹽土表層土壤氮含量相對較高,濱海潮灘鹽土最低;無機(jī)氮(NH+4-N和NO-3-N)含量較低,且以銨態(tài)氮為主,5月略高于10月含量。全磷在2個月含量差別不大,在整個區(qū)域分布比較均勻。遼河口濕地表層土壤全氮、無機(jī)氮含量高于黃河口濕地表層土壤含量;10月全氮含量略高于長江口崇明東灘濕地表層土壤全氮的含量,全磷含量略微低于長江口崇明東灘濕地表層土壤全磷含量。

(2)遼河口濕地剖面土壤碳氮磷的變化趨勢總體都是隨著深度的降低逐漸減小,表層含量最高,以蘆葦為主要植被的鹽化草甸土剖面營養(yǎng)元素含量高于以翅堿蓬為主的濱海潮灘鹽土剖面含量。

(3)遼河口濕地主要植被蘆葦對氮磷的積累量表現(xiàn)為5月地上部分氮、磷含量明顯高于地下氮、磷含量,10月地下部分氮含量略高于地上部分,磷含量無顯著差異;對蘆葦不同部位分析表明氮磷含量在地上器官的分布趨勢為葉>莖>穗,綠色部分高于相應(yīng)的立枯部分;植物對營養(yǎng)元素氮、磷的累積降低了表層土壤中氮、磷儲量,二者呈現(xiàn)弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系,植物中營養(yǎng)元素的累積作用對濕地土壤氮、磷含量分布有一定的影響。

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Spatial Distribution and Seasonal Dynamics Characteristics of Carbon,Nitrogen and Phosphorus in the Liaohe Estuary Wetlands

LUO Xian-Xiang,ZHANG Shan-Shan,DUN Meng
(Key Lab of Marine Environmental Science and Ecology,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)

Based on the data obtained from two field surveys in October,2008 and May,2009,the spatial and temporal distribution characteristics of biogenic elements including carbon,nitrogen and phospho rus in the Liaohe estuary wetlands,and the accum ulation of nutrients in p lants and the influence of the plants to the distribution of nitrogen and phosphorus in soils were analyzed.The results showed that the content of organic carbon was between 0.62 and 13.17 mg/g in May,11.06 and 40.74 mg/g in October fo r the surface soil.In October,the content of organic carbon was higher in the salinized meadow soil and coastal marsh solonchak,while no significant difference wasobserved among the organic carbon content in these four kinds of soils in May.The content of total nitrogen was between 0.80 and 3.43 mg/g in May,0.77 and 2.90 mg/g in October,and was higher in the salinized meadow soil and coastalmarsh solonchak,and the lowest in the tidal shallow solonchak.The content of inorganic nitrogen(NH+4-N and NO-3-N),dominated by ammonium nitrogen,was lower.The content in May was higher than that in October slightly.On average,the content of total phosphorus was between 0.36 and 0.66 mg/g,and no significant seasonal difference was observed.The profile characteristics of canbon,nitrogen and phosphorus showed that the content of organic carbon,total nitrogen,inorganic nitrogen and total phosphorus in the surface soilsw ere higher than those in the bottom soils separately.The content of profile nutrients in the salinized meadow soil dominated by reed was higher than that in the tidal shallow so lonchak dominated by Suaeda heterop tera.Accumulation of nitrogen and phosphorus in the reed in May was higher than that in October.The concentration of nitrogen and phosphorus in aboveground fraction of the reed was ordered as follow s:leaves>stem s>ears.The grow th of plants had an important influence on the seasonal changes in biogenic elements including carbon,nitrogen and phosphorus in the wetlands,and the accumulation of nutrients of nitrogen and phosphorus in plants decreased the accumulation of nitrogen and phosphorus in the surface soils.

Liaohe estuary wetlands;biogenic elements including carbon,nitrogen and phosphorus;distribution characteristics;seasonal changes

O613

A

1672-5174(2010)12-097-08

國家“水專項(xiàng)”《遼河河口區(qū)大型濕地生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)與示范研究》(2008ZX07208-009)資助

2010-05-29;

2010-06-20

羅先香(1972-),女,博士,副教授,主要從事濕地生態(tài)過程及環(huán)境效應(yīng)、海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警及評價研究。E-mail:lxx81875@ouc.edu.cn

責(zé)任編輯 龐 旻