Distribution Characteristics of Phosphor and Sulfur in Different Wetland Soils of the Yellow River Delta

以黄河口滨岸潮滩湿地为研究对象,研究了不同植被群落覆盖下湿地土壤中磷、硫的变化特征及其储量状况。结果表明,植被群落的变化能够影响土壤中磷、硫的含量,但影响程度不同。沿植物群落演替方向,土壤全磷含量差异不显著,变异系数较小,而全硫含量受影响显著,呈“S“型波动变化;在垂直分布特征方面,全磷的差异程度不大,表明土壤中磷含量主要取决于成土母质,相对而言,硫的垂直分布特征存在较大差异,大部分采样点的变异系数在10%以上,属中等变异,其分布特征主要受制于土壤有机质的分布;两种元素的储量及其分布状况受植被群落的影响程度不同,不同植被群落土壤的磷储量及其分布状况差异不大,均在0.32kg/M2(0—60CM)附近波动;而不同土壤中硫储量存在较大差异,沿演替方向呈“S“型波动变化,最高值0.33kg/M2(光滩,0—60CM),最低值0.17kg/M2(演替末期,0—60CM),但其分布状况差异不大。研究结果表明,植被对调整湿地磷、硫的空间分布具有显著影响,故可根据生源元素的循环选择适宜的植物对湿地进行生态修复,为湿地生态的修复提供理论依据。In August,2008,the wetlands in the Yellow River Delta,covered with different plant communities,were selected as the study objects to investigate the spatial distribution characteristics and the reserves of phosphor(P) and sulfur(S) in wetland soils.Results showed that different plant communities could affect the contents of P and S differently.Total phosphorus(TP) content had no significant variation with the succession,while total sulfur(TS) content,varying in the "S" mode,was affected obviously by the period of plant community succession.As for the characteristics of vertical distribution,TP content was not remarkable,showing that TP in soils depends on parent material.However,the vertical distribution of TS was significant(CV>10%) and its distribution was based on soil organic matter.Besides,the reserves and distributions of the two elements were also affected by plant communities differently.Both the reserve and the distribution of phosphorus varied little,fluctuating around 0.32 kg/m2 (0—60 cm).The reserve of S varied significantly from 0.17 kg/m2(the last stage of succession,0—60 cm)to 0.33 kg/m2 (bare beach,0—60 cm),fluctuating in "S" mode with the succession,while the distribution of S was not clear.Result from the research shows that the distributions of P and S in wetland soils are affected by plants and thus,right plants can be selected to apply in ecological rehabilitation of wetland.The research may provide a theoretical basis for the ecological rehabilitation of wetlands.国家海洋局近岸海域生态环境实验室基金(200906);中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-223);中国科学院院长奖获得者科研启动基金(AJ0809BX-036);中国科学院烟台海岸所前沿领域项目(HJ0810BX-047);国家自然科学基金项目(40803023);厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室高级访问学者基金(MELRS0918);厦门大学滨海湿地生态系统教育部重点实验室基金(Cwe10903

Seasonal variations of sulfur in Suaeda salsa under different habitats in the intertidal zone of Yellow River Estuary, China

2008年5-11月,对黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬(SuAEdA SAlSA)硫(S)的季节变化特征进行了研究。研究表明:中潮滩翅碱蓬(JP1)和低潮滩翅碱蓬(JP2)各器官生物量均具有明显的季节变化特征,总体表现为JP1>JP2;JP1和JP2地上与地下部分比值的变化较为一致,整体表现为JP2>JP1;二者枯落物量呈递增变化;JP1和JP2叶、茎和枯落物中的全硫(TS)含量在生长季波动变化明显,整体呈先增后减变化,而根中的TS含量在生长季呈递减变化,符合指数衰减模型;二者不同器官及枯落物的TS累积量和S累积速率(VS)季节变化明显,JP1地上部分的TS累积量和VS明显高于JP2,且二者地上部分的TS累积量和VS均明显高于地下;JP1和JP2不同部分的S分配比差异明显,其中叶的分配比最高,分别为(38.34±16.19)%和(66.27±12.09)%,说明叶是翅碱蓬重要的S累积器官。结果显示,翅碱蓬的生态学特性和其所处生境的水盐状况对JP1和JP2生物量、TS含量、累积量、累积速率、分配比均具有重要影响。Aims Our objective was to determine the characteristics of sulfur (S) accumulation and allocation by Suaeda salsa in two different habitats of the intertidal zone in the Yellow River Estuary of China.Methods We established two plots (30 m × 30 m) in two different tidal flats and collected different organs of S.salsa every 20 days from May to November 2008 from four or five sites selected at random from the two plots.Important findings The biomass of different organs of S.salsa in middle tidal flat (JP1) and low tidal flat (JP2) showed significant seasonal dynamics, and the values of JP1 tended to be higher than those of JP2.For JP1 and JP2, the ratios of aboveground biomass to belowground biomass changed similarly, but the values of JP2 tended to be larger than those of JP1.The litter biomass of JP1 and JP2 increased exponentially during the growing season.Although the total sulfur (TS) contents in leaves, stems or litter of JP1 and JP2 fluctuated greatly during the growing season, they all initially increased and then decreased.In comparison, values in roots decreased at all times following an exponential decay model.The TS accumulation amount and rate (VS) of different organs and litter also had seasonal changes, and the values of above-ground organs of JP1 were much higher than those of JP2.Moreover, the TS accumulation amount and VS of above-ground parts were higher than those of below-ground parts.The S allocation ratios of different parts of JP1 and JP2 also had significant differences.Leaves had the highest allocation ratio, and values of JP1 and JP2 were (38.34 ± 16.19)% and (66.27 ± 12.09)%, respectively, indicating that leaves were the most important site of S storage.国家自然科学基金(40803023);中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-223);山东省自然科学基金重点项目(ZR2010DZ001);厦门大学滨海湿地生态系统教育部重点实验室基金(Cwel0903)资

Study on the Nitrogen Biological Cycling Characteristics and Cycling Model of Tidal Wetland Ecosystem in Yellow River Estuary

潮滩湿地处于海陆相互作用地带，是响应全球变化和人类活动较为敏感的生态系统 之一。潮滩湿地是海岸带一个非常重要的生态类型，作为陆地和海洋过渡区的重要组成 部分，承接来自陆地人类活动带来的大量含氮物质。潮滩湿地氮的生物循环特征不但影 响湿地系统自身的调节机制，而且其在环境介质中的特殊动力学过程也与一系列全球环 境问题息息相关。为了更深入的理解潮滩湿地氮的生物循环特征及其关键机制，论文以 黄河口滨岸潮滩翅碱蓬湿地为研究对象，通过野外样品采集、原位实验、微区试验，研 究了湿地土壤氮的时空分布与化学转化特征，探讨了湿地植物生物量与氮累积季节变化 特征以及湿地植物残体分解及分解过程氮动态特征，建立了湿地植物-土壤系统氮循环 分室模式，主要结论如下：（1）潮滩湿地土壤氮含量具有明显的水平变异和空间结构， TN、NO3 --N 和C/N 具有明显空间分布格局，其空间变异性均以向低潮滩延伸且受潮汐 涨落影响较大的方向最大；微地貌特征和潮汐微域物理扰动是导致空间异质性的两个重 要随机因素，水盐条件、土壤类型和潮汐物理扰动是三个重要结构因素；（2）潮滩湿地 土壤氮含量在不同时期的垂直分布均存在较高变异性，主要与有机质分布、潮汐影响、 水分条件以及陆源影响程度有关；潮滩湿地土壤的氮含量具有明显季节变化特征，主要 与水分状况及受潮汐影响的程度有关；（3）潮滩湿地土壤氮的净矿化/硝化速率均呈波动 变化，并受生物固持、反硝化、温度、水分、C/N 和pH 等因素影响；潮滩湿地0~15cm 土壤的净矿化量和净硝化量分别介于0.33~27.81kg·hm-2 和1.19~15.99kg·hm-2，高潮滩湿 地维持无机氮的能力明显强于中潮滩和低潮滩湿地；（4）两种表现型翅碱蓬的生物量 均具有明显季节变化和空间结构分形特征，二者的地上生物量具有自相似性，分别遵从 D=2.012 和2.366 的分形生长过程；（5）沉积强度显著影响翅碱蓬种子的出苗和幼苗存 活，适度沉积可刺激幼苗生长，重度沉积对幼苗生长则具有抑制作用；沉积可促使幼苗 被埋部分发育为根系，反映了其对潮滩较强沉积环境的特殊适应对策；（6）两种表现 型翅碱蓬根、茎和枯落物的TN 含量均呈递减变化，符合指数衰减模型，叶是二者重要 氮储库，分配比高达46.91±16.97%和55.21±9.79%；中潮滩植被的N/P 为9.87±3.47＜14， 其生长受N 限制，低潮滩植被的N/P 为15.73±5.00＜16，其生长同时受N、P 限制，但 更受P 限制；（7）潮滩湿地植物残体在水盐含量较高或沉积较强条件下的失重率和分解 速率一般较高，反之则较低；温度、水分、盐分和pH 是影响残体相对分解速率的重要 摘 要 II 因素；（8）当分解环境的养分状况不发生较大改变时，残体相对分解速率在很大程度上 取决于基质质量，当养分状况因潮汐养分交换、潮汐物理扰动、沉积物矿化等发生较大 改变时，残体相对分解速率在很大程度上取决于分解环境养分供给状况；（9）潮滩湿地 植物残体在不同水盐梯度和沉积强度下的氮含量、C/N 的变化模式整体较为一致，水盐 条件和沉积强度对残体氮绝对量的变化具有重要影响，C/N 对分解过程中氮养分的调控 作用更为重要；

Biomass spatial fractal characteristics and phosphorus nutrient dynamics of Suaeda salsa under different growth conditions of the intertidal zone in the Yellow River estuary

2008年5-11月;对黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬的生物量空间分形特征及磷(P)营养动态进行了研究。结果表明;中潮滩翅碱蓬(JP1)和低潮滩翅碱蓬(JP2)地上生物量与株高的对数值线性相关(P<0.01);分形维数(D)分别为1.692～3.839和2.260～3.955;二者地上生物量的动态积累具有自相似性;分别遵从D=2.012和D=2.366幂函数增长的分形生长过程;JP1、JP2根、茎的全磷(TP)含量变化较为一致;整体呈递减趋势;而叶的TP含量波动变化明显且差异较大。二者不同器官的P累积量和累积速率季节变化明显;前者不同器官的P累积量一般明显高于后者;JP1、JP2不同器官的P分配比在各时期差异较大;但整体以叶的分配比占优;茎次之;根最低;JP1、JP2不同器官N/P变化具有明显的时间性;前者为9.87±3.47<14;其生长受N限制;而后者为15.73±5.00<16;其生长同时受N、P限制;但更多受P限制。研究发现;JP1、JP2生物量、TP含量、累积量、累积速率、分配比和养分限制状况的差异主要与其生态学特性和所处生境的水盐状况有关

滨海湿地生态系统N_2O排放研究进展

滨海湿地作为陆地和海洋过渡区的重要组成部分,是陆源N的一个重要&quot;汇&quot;,其N2O排放对于大气环境具有重要影响。综述了滨海湿地系统N2O通量特征、排放机制及影响因素的研究动态。当前滨海湿地N2O的排放研究主要集中在N2O排放规律、&quot;源/汇&quot;功能评估、硝化-反硝化作用机制及影响因素的探讨上。影响滨海湿地N2O排放的因素主要包括土壤理化性质、水文过程、生物群落及人类活动等。鉴于当前研究中存在的问题,其在今后研究中应亟需加强的领域包括:①长时间尺度N2O排放规律及&quot;源/汇&quot;功能评估;②多因子交互作用对N2O排放的影响;③植被本身N2O排放规律及影响机制;④N2O排放模型表征;⑤全球变化和人类活动对N2O排放的影响。 &nbsp

PHYSICAL TRANSPORT of NITRATE NITROGEN AND AMMONIUM NITROGEN IN MIRE WETLAND SOILS——A REVIEW

沼泽湿地土壤是氮的重要储库,发挥着源、汇和转化器的重要功能。湿地土壤中无机氮的物理运移不但影响着植物的养分供给状况,而且其对于湿地生态系统的结构、功能及健康状况等也有着深刻影响。综述了沼泽湿地土壤无机氮物理运移及影响因素的研究动态。当前湿地土壤无机氮物理运移的研究主要集中在硝态氮和铵态氮(特别是硝态氮)物理运移规律及部分影响因素(如水分条件、土壤物理性质等)的探讨上,缺乏无机氮物理运移的动力学、热力学机制与模型表征研究。鉴于当前研究中存在的问题,指出天然沼泽湿地是研究的薄弱点,其在今后应亟需加强的领域包括:1无机氮物理运移的驱动机制;2动力学、热力学与环境效应模型表征;3人类活动和全球变化对无机氮物理运移的影响。Mire wetland soil is the important storage of nitrogen,which serves as the function of source,sink or transformation.The physical transport of inorganic nitrogen(IOR-N) in wetland soil not only influences the nutrient supply status of plant,but also significantly influences the structure,function,and health status of wetland ecosystem.In this paper,the study trends of IOR-N physical transport and its affecting factors are summarized.The current studies of IOR-N physical transport mainly focus on nitrate nitrogen(NO3——N) and ammonium nitrogen(NH4+——N),especially NH4+——N,transport rules and some affecting factors(such as water condition,soil physical or chemical properties etc.),and the relative studies about the kinetics or thermodynamics mechanism and model representation of IOR-N physical transport are even scarce.Finally,the issues existed in current researches are analyzed in the paper,and which points that,the study of natural mire wetland is very weak,and the research fields that needed to be strengthened for the future,mainly include,①Driving mechanism of IOR-N physical transport,②Representation of kinetics,thermodynamics and environmental effects models,③Effects of human activities and global changing on the physical transport of IOR-N.中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-223);国家自然科学基金项目(40803023);中国科学院“优秀博士学位论文、院长奖获得者”科研启动基金项目(AJ0809BX-036);山东省黄河三角洲生态环境重点实验室基金项目(2007KFJJ01);厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室高级访问学者基金(MELRS0918);厦门大学滨海湿地生态系统教育部重点实验室基金;中国科学院烟台海岸带所前沿领域项目(HJ0810BX-047)资

Storage and Vertical Distribution Characteristics of Carbon and Nitrogen in Different Suaeda salsa Marsh Soils of the Yellow River Estuary

选择位于黄河口滨岸中潮滩和低潮滩上的翅碱蓬湿地为研究对象,对比研究了湿地土壤碳、氮在不同时期的垂直分布特征。结果表明,两种湿地土壤的TC、TN、NO3--N、NH4+-N和C/N在不同时期的垂直分布特征均存在不同程度差异,TC、TN的垂直分布特征主要受制于土壤有机质的分布和潮汐影响状况,NO3--N、NH4+-N主要与不同时期土壤水分条件差异及其引起的不同土层硝态氮的垂直淋失和对铵态氮的吸附程度有关,C/N的差异主要与其受陆源影响程度有关;两种湿地土壤TC、TN、NO3--N、NH4+-N和C/N在不同时期均存在较高的垂直变异性,原因主要与上下层土壤影响碳、氮分布的主导因素差异有关;两种湿地土..

Net nitrogen mineralization and nitrification in the tidal marsh soils of the Yellow River Estuary

采用PVC顶盖埋管原位培育法研究了黄河口典型潮滩湿地土壤净氮矿化与净硝化作用的动态变化特征、影响因素及净氮矿化/硝化量.结果表明,高潮滩湿地(LW)、中潮滩湿地(JP1)和低潮滩湿地(JP2)0~15cm土壤无机氮含量具有明显的季节变化特征,NH4+-N含量表现为LW>JP1>JP2,NO3--N含量则表现为JP1>LW>JP2.3种湿地土壤净氮矿化/硝化速率均呈明显的波动变化.生长季的净氮矿化量分别为27.81、11.90和0.33kg/hm2,净硝化量分别为12.09、15.99和1.19kg/hm2,净硝化量占净氮矿化量的百分比分别为43.47%、100.00%和100.00%.相关分析..

黄河口翅碱蓬湿地土壤氮的季节变化

2009年4～11月,选择位于黄河口滨岸中潮滩和低潮滩上的翅碱蓬湿地为研究对象,对比研究了湿地土壤氮的季节变化特征。结果表明:两种湿地不同土层的NO3--N、NH4+-N和TN含量均具有明显的季节变化特征,但不同类型湿地之间差异较大。二者NO3--N、NH4+-N含量的季节差异主要与其所受潮汐影响程度及其引起的无机氮物理运移和对NH4+-N吸附能力的差异有关。二者在7月较低的NO3--N含量主要与植物对土壤中有效氮的大量吸收与利用有关,而8月较高的NO3--N、NH4+-N含量主要与此间土壤有机氮矿化较强有关。两种湿地不同土层的TN含量与C/N的季节变化规律整体相反。二者TN含量的差异主要受制..

黄河口不同生境下翅碱蓬湿地土壤碳、氮储量与垂直分布特征

选择位于黄河口滨岸中潮滩和低潮滩上的翅碱蓬湿地为研究对象,对比研究了湿地土壤碳、氮在不同时期的垂直分布特征。结果表明,两种湿地土壤的TC、TN、NO3--N、NH4+-N和C/N在不同时期的垂直分布特征均存在不同程度差异,TC、TN的垂直分布特征主要受制于土壤有机质的分布和潮汐影响状况,NO3--N、NH4+-N主要与不同时期土壤水分条件差异及其引起的不同土层硝态氮的垂直淋失和对铵态氮的吸附程度有关,C/N的差异主要与其受陆源影响程度有关;两种湿地土壤TC、TN、NO3--N、NH4+-N和C/N在不同时期均存在较高的垂直变异性,原因主要与上下层土壤影响碳、氮分布的主导因素差异有关;两种湿地土..