鹽分對(duì)河口淡水、微咸水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的影響

張子川，楊 平，仝 川

1濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)-地理過(guò)程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福州 350007 2福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 福州 350007 3福建師范大學(xué)地理研究所, 福州 350007 4福建師范大學(xué)亞熱帶濕地研究中心, 福州 350007

鹽分對(duì)河口淡水、微咸水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的影響

張子川1,2，楊 平1,2，仝 川1,3,4,*

1濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)-地理過(guò)程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福州 350007 2福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 福州 350007 3福建師范大學(xué)地理研究所, 福州 350007 4福建師范大學(xué)亞熱帶濕地研究中心, 福州 350007

海平面上升導(dǎo)致河口區(qū)鹽水入侵現(xiàn)象日益明顯，深刻影響著河口潮汐淡水、微咸水濕地生物地球化學(xué)循環(huán)。采集閩江河口區(qū)淡水、微咸水短葉茳芏潮汐沼澤濕地表層土樣，室內(nèi)添加鹽度為5, 10, 15, 21g/L的人造海水、NaCl溶液及鹽度為0的去離子水，通過(guò)室內(nèi)泥漿厭氧培養(yǎng)試驗(yàn)，對(duì)比研究海水和NaCl溶液對(duì)淡水、微咸水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的影響。與對(duì)照相比，1—12d培養(yǎng)期內(nèi)4個(gè)鹽度的海水處理均顯著抑制河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力，抑制率在93%以上，鹽度10—21g/L的3個(gè)海水處理對(duì)于河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)無(wú)顯著差異。NaCl溶液只有在鹽度達(dá)到15和21g/L才顯著抑制淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力，且抑制率最多為80.9%，鹽度為5、10g/L的NaCl溶液對(duì)淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力的抑制作用不顯著，抑制率多小于30%。伴隨著鹽水入侵而發(fā)生的硫酸鹽還原作用及離子脅迫作用對(duì)河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生具有顯著的抑制效應(yīng)。

潮汐淡水沼澤；潮汐微咸水沼澤；鹽水入侵；NaCl溶液；甲烷產(chǎn)生潛力；閩江河口

全球變暖引起的海平面上升已成為全球變化研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)(IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告指出，20世紀(jì)全球海平面上升約0.17m，全球沿海地區(qū)鹽水入侵(saltwater intrusion)加劇[1]。海平面上升和河流淡水徑流減少的綜合效應(yīng)導(dǎo)致一些河口的咸水-淡水混合區(qū)上溯，形成明顯的鹽水入侵，對(duì)河口潮汐淡水濕地和微咸水濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的、巨大的影響[2]。

圖1 樣地分布圖[15] Fig.1 Study area and sampling sites in the tidal marshes of the Min River estuary

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)和樣地概況

閩江河口區(qū)從河口海濱段向上游方向依次分布有鱔魚(yú)灘濕地、蝙蝠洲濕地、下洋洲濕地和塔礁洲濕地(圖1)。鱔魚(yú)灘濕地是閩江河口區(qū)面積最大潮汐濕地, 短葉茳芏(CyperusmalaccensisLam.var.brevifoliusBocklr.)和蘆葦(Phragmitesaustralis)是鱔魚(yú)灘濕地主要土著優(yōu)勢(shì)種，其中短葉茳芏沼澤集中分布于鱔魚(yú)灘濕地中西部，并較接近堤岸一側(cè)，表層土壤電導(dǎo)率為1.68—7.65mS/cm(2011年10月至2012年6月，下同)。蝙蝠洲濕地受潮汐影響也較大，表層土壤電導(dǎo)率為1.26—3.27mS/cm，同樣短葉茳芏和蘆葦是其主要優(yōu)勢(shì)植物。下洋洲濕地位于閩江北港河道與南港交匯處，地勢(shì)低平，主要分布有短葉茳芏沼澤，表層土壤電導(dǎo)率為0.31—0.42mS/cm。塔礁洲濕地的地勢(shì)低洼處和邊緣同樣分布有短葉茳芏沼澤，表層土壤電導(dǎo)率為0.16—0.52mS/cm。下洋洲和塔礁洲均為典型淡水潮汐濕地，分布在鱔魚(yú)灘濕地近堤岸側(cè)和蝙蝠洲濕地的短葉茳芏沼澤為微咸水潮汐沼澤。閩江河口區(qū)氣候暖熱濕潤(rùn), 年均降水日數(shù)153d, 年均降水量1346mm,降水多發(fā)生在3—9月。閩江河口段潮汐特征表現(xiàn)為口外正規(guī)半日潮，口內(nèi)非正規(guī)半日淺海潮[14]。

1.2 土樣采集

在以上4個(gè)濕地分布的短葉茳芏沼澤采集土樣，時(shí)間均在落潮后時(shí)段，2012年6月29日采集鱔魚(yú)灘和蝙蝠洲，6月30日采集下洋洲和塔礁洲。在4個(gè)濕地分布的短葉茳芏群落典型地段，分別在與海岸線或河岸線平行的方向隨機(jī)布設(shè)3個(gè)取樣點(diǎn)(樣點(diǎn)間約5m間距)，在每個(gè)取樣點(diǎn)用不銹鋼采樣器隨機(jī)采集數(shù)個(gè)表層(0—10cm)土樣并混合，混合后的土樣放入塑料自封袋密封立刻運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，4℃冷藏，以供開(kāi)展甲烷產(chǎn)生潛力測(cè)定的厭氧培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和各項(xiàng)土壤理化指標(biāo)的測(cè)定。土壤間隙水通過(guò)對(duì)土壤樣品離心獲得。

1.3 土壤和間隙水理化指標(biāo)的測(cè)定

原位用IQ150便攜式pH/溫度計(jì)(IQ Scientific Instruments, USA)測(cè)定土鉆旁土壤(10cm深度)的pH值，原位用2265FS便攜式電導(dǎo)計(jì)(Spectrum Technologies Inc., USA)測(cè)定土壤電導(dǎo)率，并以此表征土壤鹽度[16]。

土壤含水量和容重用烘干法測(cè)定，土壤質(zhì)地采用激光粒度儀(Mastersizer-2000, 英國(guó))測(cè)定，土壤水溶性有機(jī)碳(DOC)采用去離子水浸提并用TOC分析儀(TOC Vcph, Shimadzu, 日本)測(cè)定，土壤微生物量碳(MBC)采用氯仿熏蒸培養(yǎng)法[17]，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定[18]。

1.4 不同鹽度的海水和NaCl鹽水的配置

表1 不同鹽度的人造海水和純NaCl溶液中和Cl-濃度Table 1 Concentrations of of artificial seawater and NaCl solution used in experiment

BD: 低于檢測(cè)水平

1.5 海水和純鹽水的添加及土壤甲烷產(chǎn)生潛力的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)室厭氧培養(yǎng)法是目前最為普遍的甲烷產(chǎn)生潛力測(cè)定方法，厭氧環(huán)境主要通過(guò)氮?dú)庵脫Q實(shí)現(xiàn)，土樣用干土或鮮土配置成為泥漿[20-21], 本研究采用鮮土進(jìn)行厭氧培養(yǎng)試驗(yàn)。對(duì)于鮮土樣挑除根等雜物，過(guò)2mm土篩，充分混合均勻，并分別取鮮土樣30g，各放入125mL培養(yǎng)瓶，分別加入以上4個(gè)鹽度梯度的海水和純鹽水及對(duì)照去離子水，保持水土體積為1∶1，振蕩形成泥漿。硅膠密封培養(yǎng)瓶并放入30℃(采樣原位溫度)生化培養(yǎng)箱2d恢復(fù)活性，然后進(jìn)行無(wú)光照厭氧培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶用氮?dú)鉀_洗3—5min[20]，使培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)保持厭氧環(huán)境，30℃下連續(xù)培養(yǎng)12d，每3d為1個(gè)甲烷產(chǎn)生潛力計(jì)算時(shí)間段，分別記為1—3d, 4—6d, 7—9d和10—12d，各時(shí)段每天用微型注射器抽取氣樣2mL，用氣相色譜儀測(cè)定甲烷濃度，計(jì)算1個(gè)甲烷產(chǎn)生潛力。為保證培養(yǎng)瓶中氣壓穩(wěn)定，每次抽取后補(bǔ)充等量氮?dú)?。為了防止培養(yǎng)瓶中積累甲烷過(guò)多而抑制甲烷產(chǎn)生，每培養(yǎng)3d后洗氣1次。

甲烷濃度采用氣相色譜儀(島津GC-2010， 日本)測(cè)定，檢測(cè)器為離子火焰化檢測(cè)器(FID)，載氣為氮?dú)?，流?0mL/min； 氫氣為燃?xì)猓魉贋?7mL/min；空氣為助燃?xì)?，流速?00mL/min， 檢測(cè)器溫度為130℃，分離柱溫度為60℃。培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)土壤甲烷產(chǎn)生潛力計(jì)算公式[20]：

式中，P(μg g-1d-1)為甲烷產(chǎn)生潛力；dc/dt(μL L-1d-1)為培養(yǎng)期間培養(yǎng)氣室上部氣相甲烷濃度變化率；VH(L)為培養(yǎng)氣室上部氣體體積；WS(g)為干土重；MW(g/mol)為甲烷摩爾質(zhì)量；MV為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體摩爾體積(22.4L/mol)；Tst(K)為標(biāo)準(zhǔn)溫度；T(℃)為培養(yǎng)溫度。

1.6 數(shù)據(jù)處理

用SPSS17.0軟件中多重方差分析(Least significant difference test of One-way ANOVA, LSD) 統(tǒng)計(jì)分析不同濕地各土壤理化指標(biāo)以及不同鹽度處理間甲烷產(chǎn)生潛力的差異顯著性，顯著性水平為P<0.05。用Pearson分析鹽度等環(huán)境因子與甲烷產(chǎn)生潛力的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 土壤和間隙水的理化特征

表2 各樣地表層土壤的理化性質(zhì)Table 2 Top soil physicochemical characteristics of each sampling site

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同一列數(shù)據(jù)標(biāo)注不同字母表示差異性顯著，P<0.05，n=3

表3 各樣地表層土壤間隙水離子的濃度Table 3 Concentrations of ions in top soil pore water of each sampling site

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同一列數(shù)據(jù)標(biāo)注不同字母表示差異性顯著，P<0.05，n=3

2.2 甲烷產(chǎn)生潛力隨時(shí)間的變化

與對(duì)照相比，4個(gè)鹽度海水處理在1—12d內(nèi)均對(duì)鱔魚(yú)灘微咸水短葉茳芏濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力產(chǎn)生顯著的抑制作用(P<0.05)，在第4—6天, 7—9天 和10—12天，鹽度5g/L海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力顯著高于其它3個(gè)鹽度海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力，但其它3個(gè)鹽度海水處理下的土壤甲烷產(chǎn)生潛力無(wú)顯著差異著(P>0.05)(圖2)。與對(duì)照比較，鹽度21g/L的NaCl溶液在1—12d內(nèi)對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力造成顯著的抑制作用，鹽度15g/L的NaCl溶液在第4—6天, 7—9天對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力造成顯著的抑制作用，鹽度5, 10g/L的NaCl溶液在1—12d 對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力均沒(méi)有顯著地抑制甲烷產(chǎn)生潛力(圖2)。

圖2 海水和NaCl鹽水添加對(duì)鱔魚(yú)灘短葉茳芏濕地甲烷產(chǎn)生潛力的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)Fig.2 Effect of addition of seawater and NaCl solution on soil methane production potential of C.malaccensis marsh in the Shanyutan (Mean±SE)

對(duì)于蝙蝠州微咸水短葉茳芏濕地，與對(duì)照比較，4個(gè)鹽度的海水處理在1—12d內(nèi)均對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力產(chǎn)生顯著的抑制作用(P<0.05)，在第4—6天, 7—9天 和10—12天，鹽度5g/L海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力顯著高于其它3個(gè)鹽度海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力，而其它3個(gè)鹽度海水處理下的土壤甲烷產(chǎn)生潛力多無(wú)顯著差異(P>0.05)。除了在第7—9天，鹽度21g/L的NaCl溶液顯著地抑制甲烷產(chǎn)生潛力，其余培養(yǎng)時(shí)段，各鹽度NaCl溶液均沒(méi)有顯著地抑制甲烷產(chǎn)生潛力(圖3)。

圖3 海水和NaCl鹽水添加對(duì)蝙蝠洲短葉茳芏濕地甲烷產(chǎn)生潛力的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)Fig.3 Effect of addition of seawater and NaCl solution on soil methane production potential of C.malaccensis marsh in the Bianfuzhou (Mean±SE)

對(duì)于下洋洲淡水短葉茳芏濕地，與對(duì)照比較，4個(gè)鹽度的海水處理在1—12d內(nèi)均對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力產(chǎn)生顯著的抑制作用(P<0.05)，在第4—6天, 7—9天 和10—12天，鹽度5g/L海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力顯著高于其它3個(gè)鹽度海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力，而其它3個(gè)鹽度海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力多無(wú)顯著性差異著(P>0.05)。與對(duì)照比較，鹽度21g/L的NaCl溶液在1—12d內(nèi)對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力均造成顯著的抑制作用，鹽度15g/L的NaCl溶液在第4—6天, 7—9天 和10—12天對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力造成顯著的抑制作用，鹽度10g/L NaCl溶液在第4—6天, 7—9天顯著抑制甲烷產(chǎn)生潛力，鹽度5g/L NaCl溶液只在第4—6天顯著地抑制甲烷產(chǎn)生潛力(圖4)。

圖4 海水和NaCl鹽水添加對(duì)下洋洲短葉茳芏濕地甲烷產(chǎn)生潛力的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)Fig.4 Effect of addition of seawater and NaCl solution on soil methane production potential of C.malaccensis marsh in the Xiayangzhou (Mean±SE)

對(duì)于塔礁洲淡水短葉茳芏濕地，與對(duì)照比較，4個(gè)鹽度海水處理1—12d內(nèi)均對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力產(chǎn)生顯著的抑制作用(P<0.05)，在第1—3天, 4—6天，鹽度5g/L海水處理下的土壤甲烷產(chǎn)生潛力顯著高于其它3個(gè)鹽度海水處理下的土壤甲烷產(chǎn)生潛力，在第1—3天, 4—6天，鹽度21g/L海水處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力反而顯著高于鹽度10和15g/L的海水處理(P<0.05)。與對(duì)照比較，鹽度21g/L NaCl溶液在第4—6天、7—9天和10—12天對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力均造成顯著的抑制作用，鹽度15g/L NaCl溶液只在第7—9天和10—12天對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力造成顯著的抑制作用，鹽度10g/L NaCl溶液在第7—9天顯著抑制甲烷產(chǎn)生潛力，鹽度5g/L NaCl溶液在1—12d內(nèi)對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力均未造成顯著的抑制作用(圖5)。

圖5 海水和NaCl鹽水添加對(duì)塔礁洲短葉茳芏濕地甲烷產(chǎn)生潛力的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)Fig.5 Effect of addition of seawater and NaCl solution on soil methane production potential of C.malaccensis marsh in the Tajiaozhou (Mean±SE)

2.3 海水和純NaCl溶液對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力的抑制率

相對(duì)海水處理，純NaCl溶液對(duì)于潮汐淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力的影響要小的多(圖6)。與對(duì)照組相比，鱔魚(yú)灘短葉茳芏濕地只有鹽度15, 21g/L NaCl溶液顯著抑制甲烷產(chǎn)生潛力，抑制率分別為69.6%和43.7%，而鹽度5、10g/L NaCl鹽水對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力無(wú)顯著抑制效應(yīng)，抑制率僅分別為17.3%和30.9%；對(duì)于蝙蝠州短葉茳芏濕地，只有鹽度為21g/L NaCl溶液顯著抑制了甲烷產(chǎn)生潛力，而鹽度5, 10, 15g/L NaCl溶液對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力均無(wú)顯著抑制效應(yīng)，鹽度5g/L NaCl溶液對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力的抑制率僅為8.7%；對(duì)于下洋州短葉茳芏濕地，同樣只有鹽度15, 21g/L NaCl溶液顯著抑制了甲烷產(chǎn)生潛力，而鹽度5, 10g/L NaCl溶液對(duì)甲烷產(chǎn)生潛力無(wú)顯著抑制效應(yīng)；對(duì)于塔礁州短葉茳芏濕地，4個(gè)鹽度的NaCl溶液對(duì)于甲烷產(chǎn)生潛力均具有顯著的抑制作用(圖6)。

圖6 海水和NaCl溶液添加處理12d培養(yǎng)期短葉茳芏濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力均值(%代表與對(duì)照相比的下降百分比，各鹽度處理顯著減少的比例(P <0.05), NS代表無(wú)顯著性差異)Fig.6 Mean methane production potential of C.malaccensis marshes in the 12days incubation period by the addition of seawater and NaCl solution (Percentages represent differences in mean methane production potential compared with the freshwater control (P <0.05), NS=not significant)

3 討論與結(jié)論

硫酸鹽還原與甲烷產(chǎn)生是有機(jī)底物厭氧礦化的2個(gè)重要終端氧化過(guò)程[22]。濕地土壤產(chǎn)甲烷菌可利用底物醋酸產(chǎn)生甲烷，而硫酸鹽還原菌可利用醋酸產(chǎn)生二氧化碳和硫化氫，并抑制濕地甲烷產(chǎn)生[23]。醋酸發(fā)酵產(chǎn)甲烷及硫酸鹽還原的化學(xué)反應(yīng)式如下[24]：

CH3COOH→CH4+ CO2

(1)

(2)

綜合分析圖2—5表明，海水鹽度只要達(dá)到5g/L便可顯著地抑制河口淡水、微咸水沼澤濕地的甲烷產(chǎn)生過(guò)程。此外，從第4d開(kāi)始，除塔礁州短葉茳芏濕地以外，鹽度10、15和21g/L的海水處理對(duì)于其它3個(gè)濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)顯著高于鹽度5的海水處理，這表明在鹽度為5—21g/L這一區(qū)間，鹽度10g/L是海水入侵并影響淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生的一個(gè)重要的“拐點(diǎn)”，鹽度超過(guò)10g/L的海水的入侵對(duì)于河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生的抑制效用顯著高于鹽度不足10g/L的海水的入侵，而鹽度范圍在10—21g/L之間的海水入侵對(duì)于河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生的抑制效果并無(wú)差異。

本研究中4個(gè)鹽度的模擬海水入侵對(duì)于微咸水和淡水潮汐濕地甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)十分接近，抑制效率保持在一個(gè)很高的范圍(93.7%—99.5%)。但是，NaCl溶液對(duì)潮汐微咸水和淡水濕地甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)并不完全相同，當(dāng)鹽度為10g/L時(shí)，NaCl溶液對(duì)塔礁州淡水潮汐濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)大于微咸水潮汐濕地(鱔魚(yú)灘和蝙蝠州)；當(dāng)鹽度為15和21g/L時(shí)，NaCl溶液對(duì)淡水潮汐濕地(下洋州和塔礁州)土壤甲烷產(chǎn)生潛力的抑制效應(yīng)大于微咸水潮汐濕地(鱔魚(yú)灘和蝙蝠州)。淡水潮汐沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力對(duì)于NaCl溶液添加的響應(yīng)更敏感，微咸水潮汐濕地(鱔魚(yú)灘和蝙蝠州)土壤間隙水中Cl-離子濃度顯著高于2個(gè)淡水潮汐濕地(表2)，可以推測(cè)其已遭受一定的氯離子脅迫影響，因而對(duì)于NaCl溶液添加而造成的氯離子脅迫作用具有一定的適應(yīng)性。

對(duì)于模擬海水入侵處理，由圖2—圖5可以看出，與對(duì)照比較，各時(shí)段不同鹽度處理的土壤甲烷產(chǎn)生潛力均有所下降，與最初1—3d培養(yǎng)期相比，之后3個(gè)時(shí)段(9d)甲烷產(chǎn)生潛力下降的更明顯，且各時(shí)段間沒(méi)有明顯差異。這一結(jié)果與Chambers等[19]連續(xù)3周(每周測(cè)定一個(gè)甲烷產(chǎn)生速率)的模擬海水入侵淡水濕地的結(jié)果一致。在模擬海水入侵事件發(fā)生的前幾天，即培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)初期，泥漿中硫酸鹽和甲烷產(chǎn)生底物(乙酸)含量均較高，硫酸鹽還原對(duì)于土壤甲烷產(chǎn)生潛力表現(xiàn)出明顯的抑制作用，然后隨著時(shí)間的推移，后3個(gè)時(shí)段土壤甲烷產(chǎn)生潛力進(jìn)一步下降且相近，推測(cè)可能是由于硫酸鹽還原過(guò)程的抑制作用在最初1—3d培養(yǎng)期已將土樣中甲烷產(chǎn)生底物(乙酸等)大部分消耗掉，因此，后3個(gè)時(shí)段甲烷產(chǎn)生潛力明顯下降，且無(wú)顯著差異；或是由于隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，硫酸鹽還原抑制效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，并具有一定的持續(xù)性，這樣雖然土樣中仍有足夠的甲烷產(chǎn)生底物，但基本是被硫酸鹽還原過(guò)程所利用，甲烷產(chǎn)生受到程度更大的抑制，進(jìn)而造成后3個(gè)時(shí)段土壤甲烷產(chǎn)生潛力顯著下降，且無(wú)顯著差異。

本研究應(yīng)用土樣泥漿厭氧培養(yǎng)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)了不同鹽度的海水和NaCl溶液對(duì)土壤電導(dǎo)率低于2mS/cm的閩江河口區(qū)微咸水、淡水短葉茳芏沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力影響的短期效應(yīng)， 研究發(fā)現(xiàn)：

(1)鹽度5g/L海水添加處理即可顯著地抑制閩江河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力，抑制率在93%以上。

(2)NaCl溶液只有鹽度達(dá)到15和21g/L才可顯著抑制閩江河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力，且抑制率最多為80.9%，鹽度為5和10g/L NaCl溶液不顯著抑制閩江河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生潛力，抑制率多小于30%。

(3)伴隨著海水入侵而發(fā)生的硫酸鹽還原作用及Cl-離子脅迫作用對(duì)河口淡水、微咸水沼澤濕地甲烷產(chǎn)生具有顯著的抑制效應(yīng)。

本研究是在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用厭氧培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，并模擬海水入侵開(kāi)展鹽分對(duì)河口潮汐淡水和微咸水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力影響的研究，今后應(yīng)加強(qiáng)原位模擬試驗(yàn)，把室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與野外原位實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，更科學(xué)和全面地評(píng)估海水入侵對(duì)于河口潮汐淡水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生和排放的影響。

致謝：本研究在野外采樣中得到福建師范大學(xué)章文龍、徐輝和萬(wàn)斯昂等同學(xué)大力協(xié)助，特此致謝。

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Effects of seawater and NaCl solution pulses on methane production potential from laboratory-incubated tidal freshwater and brackish marsh soil

ZHANG Zichuan1,2, YANG Ping1,2, TONG Chuan1,3,4,*

1KeyLaboratoryofHumidSub-tropicalEco-geographicalProcessofMinistryofEducation,Fuzhou350007,China2SchoolofGeographicalSciences,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China3InstituteofGeography,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China4ResearchCentreofWetlandsinSubtropicalRegion,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China

Tidal freshwater marsh;tidal brackish marsh;saltwater intrusion;NaCl solution;methane production potential;Min River estuary

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41371127);福建師范大學(xué)校級(jí)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(IRTL1205);福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院研究生創(chuàng)新基金

2014-06-20; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期:

日期:2015-05-21

10.5846/stxb201406201275

*通訊作者Corresponding author.E-mail: tongch@fjnu.edu.cn

張子川，楊平，仝川.鹽分對(duì)河口淡水、微咸水沼澤濕地土壤甲烷產(chǎn)生潛力的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(24):8075-8084.

Zhang Z C, Yang P, Tong C.Effects of seawater and NaCl solution pulses on methane production potential from laboratory-incubated tidal freshwater and brackish marsh soil.Acta Ecologica Sinica,2015,35(24):8075-8084.