鹽城海濱濕地不同鹽沼土壤呼吸特征及溫度響應(yīng)

徐 杰，蘇海蓉，余培培，王國(guó)祥，劉金娥

(南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院/ 江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023)

鹽城海濱濕地不同鹽沼土壤呼吸特征及溫度響應(yīng)

徐 杰，蘇海蓉，余培培，王國(guó)祥①，劉金娥②

(南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院/ 江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023)

測(cè)定了鹽城海濱濕地蘆葦(Phragmitesaustralis)鹽沼、互花米草(Spartinaalterniflora)鹽沼和堿蓬(Suaedasalsa)鹽沼土壤呼吸速率，結(jié)合鹽沼土壤室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，比較3種鹽沼土壤呼吸特征及溫度響應(yīng)。結(jié)果表明：(1)實(shí)驗(yàn)期內(nèi)3種鹽沼土壤呼吸均為CO2排放狀態(tài)，蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼土壤呼吸速率平均值分別為323.67、499.51和150.41 mg·m-2·h-1。3種鹽沼土壤呼吸均呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性差異，由高到低依次為夏季、春季和秋季。(2)野外實(shí)驗(yàn)中，3種鹽沼土壤呼吸出現(xiàn)峰值時(shí)的土壤溫度由高到低依次為蘆葦鹽沼(28 ℃)、互花米草鹽沼(22 ℃)和堿蓬鹽沼(20 ℃)。室內(nèi)培養(yǎng)條件下，土壤呼吸速率與土壤溫度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，對(duì)溫度變化的敏感性由大到小依次為蘆葦鹽沼(2.19)、堿蓬鹽沼(2.15)和互花米草鹽沼(1.58)。(3)實(shí)驗(yàn)期內(nèi)3種鹽沼土壤呼吸累積排放量由大到小依次為互花米草鹽沼(3 400 g·m-2·a-1)、蘆葦鹽沼(2 330 g·m-2·a-1)和堿蓬鹽沼(1 082 g·m-2·a-1)，不同季節(jié)累積排放量由大到小依次均為夏季、春季和秋季。

海濱濕地；互花米草；土壤呼吸；溫度敏感性

土壤呼吸是陸地碳庫(kù)向大氣釋放CO2的重要途徑[1-3],全球每年因土壤呼吸作用向大氣中釋放碳的總量估算值約為75～120 Pg[4],大氣中每年有5%～20%的CO2源自于土壤[5],土壤呼吸速率的改變可引起大氣中CO2濃度的較大變化[6]。全球陸表濕地潛在分布區(qū)面積達(dá)3.32×107km2,僅占全球總面積的1%～2%,但濕地中碳儲(chǔ)量約占全球陸地土壤碳庫(kù)的30%[7]。濱海濕地處于海陸相互作用地帶,是響應(yīng)全球變化和人類活動(dòng)較敏感的生態(tài)系統(tǒng)之一[8],碳積累速度較高,是重要的CO2源(或匯)之一[9-10]。濱海濕地一般主要從溫度、潮汐、土壤性質(zhì)、植物及土地利用變化等方面來研究其與溫室氣體通量的關(guān)系。有研究表明,土壤溫度、大氣溫度、有機(jī)碳分解速率與土壤呼吸呈顯著線性關(guān)系[11-14],漲落潮時(shí)土壤呼吸速率顯著減小[15],植被的參與增加了土壤CO2排放[16],同時(shí),植被狀況決定了不同潮灘CO2空間變化[17]。然而,現(xiàn)有研究多是基于不同時(shí)空尺度鹽沼土壤的呼吸監(jiān)測(cè),針對(duì)不同植被條件下的鹽沼土壤呼吸的溫度響應(yīng)還鮮見報(bào)道,鹽城海濱濕地是我國(guó)面積最大、生態(tài)類型最齊全的海濱濕地[18],研究該區(qū)域土壤呼吸對(duì)計(jì)算陸地“碳匯”及制定溫室氣體減排措施意義重大。

選擇典型鹽沼研究區(qū),通過野外采集氣體監(jiān)測(cè)鹽沼土壤呼吸,同時(shí)采集鹽沼土壤在設(shè)定溫度條件下進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),對(duì)比研究土壤呼吸的變化,為探討土壤呼吸機(jī)理、闡明土壤呼吸對(duì)溫度的響應(yīng)過程提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于鹽城海濱濕地(北緯32°20′～34°37′,東經(jīng)119°29′～121°16′),面積為45.33萬 hm2。該區(qū)域位于亞熱帶向暖溫帶的過渡地帶,季風(fēng)氣候顯著,受南北氣流和海洋、大陸雙重氣候的影響,年平均氣溫介于13.7～14.8 ℃之間,年降水量為 900～1 100 mm,日光輻射總量為487～508 kg·cm-2,蘆葦(Phragmitesaustralis)、互花米草(Spartinaalterniflora)和堿蓬(Suaedasalsa)等鹽沼植被資源豐富,演替序列完整(圖1)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 野外氣體采集與分析

在蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼各設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn),在每個(gè)采樣點(diǎn)安裝1個(gè)永久固定的PVC底座,該底座帶有“回”字形水槽,用于安放氣體采樣箱。氣體采樣箱(50 cm×50 cm×50 cm)為暗箱,外層涂有絕熱材料。采樣箱頂部設(shè)有采氣孔,與氣密三通閥相接;頂部設(shè)有溫度孔,用于安裝溫度計(jì)測(cè)定箱內(nèi)溫度。所有接口均進(jìn)行密封處理,再涂一層硅膠增加密封性。采樣箱內(nèi)放置一個(gè)風(fēng)扇用來保證氣體充分混勻。采氣時(shí),整個(gè)箱體罩在底座上,在“回”字形水槽充水進(jìn)行密封。

圖1 研究區(qū)域及采樣點(diǎn)示意Fig.1 Study area and sampling sites

氣體采集于2015年3月—2016年12月進(jìn)行,每月采集1次,采氣時(shí)間選在每月初晴天上午09:00—11:00之間進(jìn)行。氣體采集前,割除樣點(diǎn)內(nèi)活體植物。采氣箱安裝密封穩(wěn)定后立即采集第1個(gè)氣體樣品,然后每隔10 min進(jìn)行1次采樣,共采集4次,每次抽取20 mL氣體并將其儲(chǔ)存于真空密封集氣瓶中,帶回實(shí)驗(yàn)室用氣相色譜儀測(cè)定。分別采集4和9月表層土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理化指標(biāo)分析。研究區(qū)3種鹽沼土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 研究區(qū)土壤理化性質(zhì)

Table 1 Soil physical and chemical properties in the study area

鹽沼類型pH值w(TN)/(g·kg-1)w(SOC)/(g·kg-1)鹽度/%地下生物量1)/(kg·m-2)蘆葦鹽沼8.27±0.010.38±0.065.16±0.360.32±0.180.85±0.07互花米草鹽沼8.34±0.020.80±0.169.54±0.280.85±0.321.40±0.10堿蓬鹽沼7.91±0.010.54±0.063.08±0.841.13±0.230.15±0.03

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,為4和9月2次測(cè)定平均值。SOC為土壤有機(jī)碳;TN為土壤全氮。1)指地下20 cm深處根系生物量。

1.2.2 鹽沼土壤室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

2016年5月在蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼各設(shè)置8個(gè)采樣點(diǎn),分別用于5、10、15、20、25、30、35和40 ℃共8個(gè)溫度處理,每個(gè)處理采集3個(gè)土壤平行樣品,因此,每個(gè)采樣點(diǎn)采集24個(gè)土壤樣品,樣品總量共計(jì)72個(gè)。采樣時(shí)先用鐮刀割除地表植被,采用內(nèi)徑20 cm、高20 cm的PVC圓筒采集原狀土柱,將其尖銳底端插入土壤,使PVC管上端與地表面齊平,以保留枯枝落葉層,用鐵鍬挖出柱狀樣后,用保鮮膜封口,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,在土柱上端安裝密封氣室。密封氣室內(nèi)徑20 cm，高25 cm,頂部帶有用于混勻氣體的風(fēng)扇。設(shè)定8個(gè)培養(yǎng)箱溫度分別為5、10、15、20、25、30、35和40 ℃,將各處理土壤樣品放入培養(yǎng)箱培養(yǎng),待土壤溫度達(dá)到預(yù)定溫度后恒溫保持12 h,確保土壤受熱均勻后開始采氣。氣體采集在0、10、20和30 min時(shí)進(jìn)行,每次抽取10 mL氣體用真空集氣瓶?jī)?chǔ)存,室內(nèi)培養(yǎng)及采氣工作在土壤樣品采集后48 h內(nèi)完成,以確保土壤樣品與原位狀態(tài)接近。用氣相色譜儀測(cè)定溫室氣體濃度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

溫室氣體排放通量的計(jì)算公式[16]為

(1)

式(1)中,S為土壤呼吸速率,mg·m-2·h-1,若S為正值,表示CO2向大氣中排放,若S為負(fù)值,則表示土壤吸收CO2;ρ為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫室氣體密度,mg·m-3;h為PVC氣室高度,m;dc/dt為單位時(shí)間暗箱內(nèi)氣體濃度變化率;t為暗箱內(nèi)溫度,℃。

Q10可用于描述土壤溫室氣體與溫度之間的關(guān)系,表示溫度每升高10 ℃條件下土壤呼吸增加的倍數(shù)。描述土壤溫室氣體的排放與溫度之間關(guān)系采用的指數(shù)模型[19]為

S=a×ebT,

(2)

Q10=e10b。

(3)

式(2)～(3)中,S為土壤呼吸速率,mg·m-2·h-1;T為土壤5 cm深處溫度,℃;a為0 ℃條件下溫室氣體排放速率,mg·m-2·h-1;b為溫度敏感性因子;Q10為土壤溫室氣體排放的溫度敏感性。

采用 Microsoft Excel 2010和SPSS 11.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,用二元定距變量相關(guān)分析(bivariate correlations)中的Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鹽沼土壤呼吸差異

3種鹽沼土壤呼吸均為排放狀態(tài),表現(xiàn)為CO2的排放源(圖2)。3種鹽沼土壤呼吸速率總體由大到小依次為互花米草鹽沼、蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼,3者的土壤呼吸速率平均值分別為499.51、323.67和150.41 mg·m-2·h-1。

圖2 野外鹽沼土壤呼吸變化Fig.2 Variation of SRR of salt marsh soils in the field

3種鹽沼土壤呼吸季節(jié)變化趨勢(shì)較一致,均表現(xiàn)為春季土壤呼吸速率上升,夏季達(dá)到峰值,秋冬季下降,不同季節(jié)土壤呼吸速率整體由高到低依次為夏季、春季和秋季。蘆葦鹽沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在8月,為788.50 mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為28 ℃,大氣溫度為32 ℃(圖3);之后土壤呼吸受到抑制,迅速下降,土壤呼吸速率最低值出現(xiàn)在12月,為61.76 mg·m-2·h-1?；セ撞蓰}沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在7月,為875.21 mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為22 ℃,大氣溫度為28 ℃;之后土壤呼吸受到抑制,迅速下降,土壤呼吸速率最低值出現(xiàn)在10月,為220.12 mg·m-2·h-1。堿蓬鹽沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在6月,為297.70 mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為20 ℃,大氣溫度為27 ℃;之后,土壤呼吸受到抑制,緩慢下降,土壤呼吸速率最低值出現(xiàn)在12月,為25.51 mg·m-2·h-1。3種鹽沼土壤呼吸自10月之后保持穩(wěn)定。

室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種鹽沼在5～40 ℃條件下土壤呼吸均呈排放狀態(tài),互花米草鹽沼土壤呼吸速率均高于蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼,堿蓬鹽沼土壤呼吸速率在各個(gè)溫度條件下均最低(圖4)。室內(nèi)培養(yǎng)條件下3種鹽沼土壤呼吸速率總體由高到低依次為互花米草鹽沼、蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼,與野外實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

圖3 野外鹽沼土壤溫度與大氣溫度的變化Fig.3 Variation of salt marsh soil temperature and atmospheric temperature in the field

圖4 室內(nèi)溫度培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的土壤呼吸變化Fig.4 Variation of soil respiration rate with temperature in the in-laboratory incubation experiments

2.2 不同鹽沼土壤呼吸的溫度響應(yīng)

野外土壤溫度(5 cm深度)、大氣溫度均在夏季達(dá)最高(圖3)。由表2可知,蘆葦鹽沼土壤呼吸與土壤溫度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),互花米草鹽沼、堿蓬鹽沼土壤呼吸均與土壤溫度呈正相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)性未達(dá)顯著水平。3種鹽沼土壤呼吸均與大氣溫度呈正相關(guān)關(guān)系,其中,蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼土壤呼吸與大氣溫度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而互花米草鹽沼與大氣溫度相關(guān)性未達(dá)顯著水平。野外環(huán)境中,蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼土壤呼吸速率達(dá)峰值時(shí)的土壤溫度分別為28、22和20 ℃,大氣溫度分別為32、28和27 ℃；不同鹽沼土壤呼吸速率達(dá)到峰值時(shí)的土壤溫度由高到低依次為蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼。

室內(nèi)培養(yǎng)條件下,土壤呼吸與土壤溫度均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),短時(shí)間內(nèi)土壤溫度的升高可以刺激土壤產(chǎn)生大量CO2。圖4顯示,培養(yǎng)土壤溫度從5 ℃上升至15 ℃,3種鹽沼土壤呼吸增速緩慢,溫度超過15 ℃條件下蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼土壤呼吸速率明顯增大。

表2 野外鹽沼土壤呼吸與土壤溫度、大氣溫度的相關(guān)系數(shù)

Table 2 Correlation coefficient of salt marsh soil respiration rate with soil temperature and atmospheric temperature in the field

指標(biāo)不同鹽沼類型土壤呼吸蘆葦鹽沼互花米草鹽沼堿蓬鹽沼土壤溫度0.646*0.3290.612大氣溫度0.726*0.5660.714*

*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

土壤溫度每升高1 ℃,蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼土壤呼吸速率增速分別為11.22%、9.83%和6.13%。當(dāng)室內(nèi)培養(yǎng)土壤溫度超過30 ℃時(shí),3種鹽沼土壤對(duì)高溫的反應(yīng)區(qū)別明顯。蘆葦鹽沼土壤呼吸速率在35 ℃時(shí)明顯下降,而在40 ℃時(shí)明顯提高且達(dá)到峰值?；セ撞蓰}沼土壤呼吸速率則在30 ℃以上基本保持穩(wěn)定,而堿蓬鹽沼土壤呼吸速率在30 ℃以上持續(xù)下降。Q10值計(jì)算結(jié)果(表3)表明,3種鹽沼土壤呼吸對(duì)土壤溫度的敏感性由大到小依次為蘆葦鹽沼、堿蓬鹽沼和互花米草鹽沼,蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼土壤呼吸對(duì)溫度變化更加敏感,與野外實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致。

表3 室內(nèi)培養(yǎng)土壤呼吸與土壤溫度關(guān)系模型參數(shù)及對(duì)應(yīng)的Q10值

Table 3 Parameters and correspondingQ10values of the correlation model for SRR and soil temperature in the in-laboratory incubation experiment

鹽沼類型abQ10R2蘆葦鹽沼23.150.082.190.88互花米草鹽沼81.770.051.580.89堿蓬鹽沼15.310.082.150.76

P值均<0.05。a為0 ℃條件下溫室氣體排放速率;b為溫度敏感性因子;Q10為土壤溫室氣體排放的溫度敏感性;R2為決定系數(shù)。

2.3 不同鹽沼土壤呼吸的累積排放量差異

不同鹽沼土壤呼吸的累積排放量差異明顯,3種鹽沼土壤呼吸累積排放量由大到小依次為互花米草鹽沼(3 400 g·m-2·a-1)、蘆葦鹽沼(2 330 g·m-2·a-1)和堿蓬鹽沼(1 082 g·m-2·a-1)(圖5),夏季為土壤呼吸最強(qiáng)烈的季節(jié),分別占總呼吸量的44.8%、61.0%和49.9%,累積排放量最小值出現(xiàn)在秋季。

圖5 3種鹽沼土壤呼吸累積排放量Fig.5 Cumulative soil respiration of the three types of salt marsh soils

3 討論

3.1 鹽沼土壤呼吸的影響因素

通過對(duì)野外和室內(nèi)培養(yǎng)條件下的土壤呼吸進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn),3種鹽沼土壤呼吸由高到低均依次為互花米草鹽沼、蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼。鹽沼類型的差異在一定程度上反映了凋落物輸入土壤的數(shù)量及其分解的難易程度,同時(shí),土壤水分、根系生物量等因素也會(huì)影響土壤的微環(huán)境[20-22],進(jìn)而影響土壤呼吸。3種鹽沼土壤SOC含量由大到小依次為互花米草鹽沼、蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼(表1),而SOC是土壤呼吸的主要碳源[23];同時(shí),根系呼吸是土壤呼吸的重要組成部分[24],3種鹽沼中互花米草鹽沼根系生物量最高;諸多因素的綜合使得互花米草鹽沼土壤呼吸最強(qiáng)。鹽沼面積和土壤呼吸速率的不同使得3種鹽沼土壤呼吸總量也不相同。依據(jù)對(duì)鹽城海濱濕地植被景觀面積的測(cè)算[25],在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)鹽城海濱濕地蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼CO2累積排放量分別為3.3×105、4.5×105和1.4×105t·a-1。

3.2 溫度對(duì)土壤呼吸的影響

不同鹽沼土壤呼吸存在著強(qiáng)烈的季節(jié)差異,夏季土壤溫度最高,土壤溫度升高可以加速土壤中有機(jī)質(zhì)分解和微生物活性[26-27],GUNTIAS等[28]對(duì)大西洋溫帶濕潤(rùn)區(qū)的研究表明,盡管不同土地利用類型土壤中有機(jī)物含量和生化活性不同,但土壤溫度依然是影響呼吸的主要因素;孔雨光等[29]對(duì)蘇北淤泥質(zhì)海岸森林的研究發(fā)現(xiàn)楊樹和水杉林地土壤呼吸速率隨季節(jié)溫度的變化均近似呈單峰曲線,趙魁等[30]對(duì)淮南蘆葦濕地的研究發(fā)現(xiàn)土壤溫度可以解釋土壤呼吸的95.6%,其他環(huán)境因子與土壤呼吸的相關(guān)性未達(dá)顯著水平。

不同鹽沼土壤對(duì)溫度的響應(yīng)存在差異。原位條件下,蘆葦鹽沼、堿蓬鹽沼由于地上植被蓋度較小,土壤呼吸受大氣溫度影響較直接?；セ撞蓰}沼植株蓋度較大[31],在接近土壤表面形成較為穩(wěn)定的微氣候環(huán)境,土壤溫度較穩(wěn)定,大氣溫度對(duì)其土壤呼吸的影響在3種鹽沼中最小。室內(nèi)培養(yǎng)條件下土壤呼吸與溫度的相關(guān)性更好,充分說明原位條件下的土壤呼吸影響因子更加復(fù)雜,而溫度只是影響因素之一;3種鹽沼土壤呼吸隨溫度上升的趨勢(shì)不同,且3種鹽沼土壤呼吸對(duì)溫度的敏感性差異明顯,也說明不同鹽沼土壤對(duì)溫度的響應(yīng)存在差異。

4 結(jié)論

(1)不同鹽沼土壤呼吸差異明顯?；セ撞蓰}沼土壤呼吸最強(qiáng),蘆葦鹽沼次之,堿蓬鹽沼最弱。鹽沼土壤呼吸季節(jié)差異明顯,夏季土壤呼吸最強(qiáng),秋季土壤呼吸最弱。

(2)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,短時(shí)間內(nèi)土壤溫度的升高可以刺激土壤產(chǎn)生大量CO2。在5～40 ℃之間,土壤溫度上升過程中土壤呼吸增加速率以蘆葦鹽沼為最快,互花米草鹽沼次之,堿蓬鹽沼最慢。

(3)野外和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,3種鹽沼土壤呼吸對(duì)環(huán)境溫度變化的敏感性響應(yīng)結(jié)果表現(xiàn)不一致。在野外實(shí)驗(yàn)中,蘆葦鹽沼土壤呼吸對(duì)環(huán)境溫度變化的敏感性最高,堿蓬鹽沼最低。在室內(nèi)培養(yǎng)條件下,蘆葦鹽沼土壤呼吸對(duì)環(huán)境溫度變化的敏感性最高,互花米草鹽沼最低。

(4)在實(shí)驗(yàn)期間,不同鹽沼土壤呼吸累積排放量差異明顯,互花米草鹽沼最高,蘆葦鹽沼次之,堿蓬鹽沼最低。3種鹽沼不同季節(jié)累積排放量均以夏季為最高,春季次之,秋季最低。

致謝: 感謝鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)成海、趙永強(qiáng)等同志的協(xié)助調(diào)查,感謝南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院鐘文輝教授、南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院徐杰博士在氣體檢測(cè)方面提供的幫助,感謝南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院韓睿明副教授、李致春博士在實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析方面的幫助。

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(責(zé)任編輯： 李祥敏)

Respirations and Response in Temperature of Salt Marsh Soil in Different Types of Wetlands Along the Coast of Yancheng.

XUJie,SUHai-rong,YUPei-pei,WANGGuo-xiang,LIUJin-e

(School of Environment, Nanjing Normal University/ Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210023, China)

Soil respiration rates (SRR) of the salt marsh soils in the wetlands under different types of vegetation, i.e.Phragmitesaustralis(PHS),Spartinaalterniflora(SPS) andSuaedasalsa(SUS) along the coast of Yancheng were determined separately in the field and soil samples collected for laboratory incubation and measurement of respiration rates at specific temperatures, and further for analyses of soil responses to changing temperature in respiration. Results show that: (1) during the experiment period, the salt marsh soils were sources of CO2. The mean SRR under PHS, SPS and SUS was 323.67, 499.51 and 150.41 mg·m-2·h-1, respectively. The SRRs followed a seasonal rhythm of summer > spring > autumn. (2) In the field experiments it was found that SSR peaked at times when the soil temperature reached 28， 22 and 20 ℃ in the soil under PHS, SPS and SUS, respectively. In the laboratory incubation experiment, it was found that SRR was significantly and positively related to soil temperature (P<0.05), and the three types of soils displayed an order of PHS (2.19)>SUS (2.15)>SPS (1.58) in sensitivity of SRR responding to changing environmental temperature (Q10value). (3) During the experiment period, cumulated field SRR was estimated at 3 400 g·m-2·a-1in SPS, 2 330 g·m-2·a-1in PHS and 1 082 g·m-2·a-1in SUS, and followed a seasonal rhythm of summer > spring > autumn.

coastal wetland；Spartinaalterniflora； soil respiration； temperature sensitivity

2016-11-25

國(guó)家自然科學(xué)基金(41273082);國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃(2014CB953801);教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(博導(dǎo)類)(20123207110013)

Q148

A

1673-4831(2017)08-0715-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.08.006

徐杰(1990—),男,湖北黃岡人,碩士生,主要從事海濱系統(tǒng)生態(tài)學(xué)研究。E-mail: xujie-key@163.com

① 通信作者E-mail: wangguoxiang@njnu.edu.cn

② 共同通信作者E-mail: liujine@njnu.edu.cn