鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究
不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种——多度分布格局的模型拟合
不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种——多度分布格局的模型拟合段后浪;赵安;姚忠【摘要】基于恒湖农场茶叶港草洲4个样带、19个样地(5m×5m)沿海拔高程(高高程-湖边、中高程-洲滩中间、低高程-洲滩边缘)调查得到的植被数据,用4种生态位模型拟合研究该区域不同海拔高程段植物种-多度分布格局.结果表明:(1)随着海拔高程下降,群落偶见种不断减少,且平均盖度均较低;常见种数目保持不变,其中优势种灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth)平均盖度、平均高度持续升高,在群落中保持较高的优势地位;(2)3个高程段内生态位优先占领模型对群落物种-多度分布格局有较高的拟合优度(P<0.05,AIC值分别为-149.41、-61.11、-25.63),断棍模型、重叠生态位模型、优势优先模型总体上拟合效果较差(P< 0.05,但AIC值均较大).为研究区植物群落生物多样性的保护和构建机制的探索提供了一定参考.%Plants were surveyed in four sites using 19 quadrat plots (5 m × 5 m) at different elevations (high elevation-lakeside,medium elevation-center of marshland,edge of marshland) in the Chayegang marshland of Henghu farm,China.Four niche models were employed to simulate plant species-abundance distribution patterns along elevation gradients.Results showed that:(1) The number of occasional species declined gradually with decreasing elevation,with average coverage persistently becominglower;whereas,the number of common species remained unchanged and average coverage and height of the dominant species Carex cinerascens Kukenth steadily increased,thus occupying a more dominant position inthe community;(2) The species-abundance distribution patterns over thewhole high elevation,medium elevation,and low elevation areas were best fitted by the niche preemption model (P < 0.05;AIC values were-149.41,-61.11,and-25.63,respectively);whereas,the broken stick model,overlapping niche model,and dominance preemption model showed poor fitting along the elevation gradient in general (P < 0.05;AIC values were all larger).These results should provide useful information for the protection of biodiversity and exploration of the constructive mechanisms of plant communities.【期刊名称】《植物科学学报》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】9页(P335-343)【关键词】生态位模型;高程梯度;物种-多度格局;恒湖农场茶叶港草洲【作者】段后浪;赵安;姚忠【作者单位】江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌330022;江西师范大学地理与环境学院,南昌330022;江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌330022;江西师范大学地理与环境学院,南昌330022;江西省科学院,南昌330096【正文语种】中文【中图分类】Q948.15物种-多度是指一定区域的群落内不同物种分布的数量,反映了一个物种占用资源的能力[1,2]。
鄱阳湖湿地土壤中Fe,Mn的迁移特征及其与水位周期变动的关系
鄱阳湖湿地土壤中Fe,Mn的迁移特征及其与水位周期变动的
关系
瞿文川;余源盛
【期刊名称】《湖泊科学》
【年(卷),期】1996(008)001
【摘要】对鄱阳湖地区蚌湖水下沉积物、滩地草甸土柱状样品不同深度土壤的酸度、氧化还原电位进行了现场测定;对剖面各层次的Fe、Mn总量,还原性Fe、Mn含量,以及有机质等进行了分析。
实验表明:鄱阳湖湿地土壤中Fe、Mn有其独特的分布规律和迁移特征。
元素Fe仅在水土界面轻微富集,Mn则向界面和深层双向富集;还原性Fe、Mn受氧化还原边界层的控制呈垂向分布。
另外,元素Fe、Mn的水平迁移与水位变动相关,退水时Fe
【总页数】8页(P35-42)
【作者】瞿文川;余源盛
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S153.61
【相关文献】
1.鄱阳湖湿地土壤种子库特征及其与地表植被的关系 [J], 李守淳;卢蓓;刘晖;刘文治;段晓华
2.鄱阳湖典型洲滩湿地土壤含水量和地下水位年内变化特征 [J], 许秀丽;张奇;李云
良;李相虎;王晓龙
3.鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构沿地下水位梯度分异特征 [J], 张广帅;于秀波;张全军;李雅;刘宇;段后浪
4.鄱阳湖典型湿地土壤微生物活性对季节性水位变化的响应 [J], 邹锋;武鑫鹏;张万港;马燕天;刘亚军;吴兰
5.鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统中磷的静态迁移研究 [J], 徐进;徐力刚;丁克强;龚然
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鄱阳湖湿地植物群落沿高程梯度变化特征研究
鄱阳湖湿地植物群落沿高程梯度变化特征研究刘肖利;丁明军;李贵才;齐述华;张起明【摘要】鄱阳湖湿地植物群落地理分布特征的研究对鄱阳湖的生态保护具有重要意义.基于野外植物群落的样方调查,结合数字高程模型,分析了鄱阳湖湿地植物在不同高程范围内的分布格局和变化特征.结果表明:鄱阳湖湿地植物以禾本科、莎草科、蓼科和菊科等植物最为常见,地上生物量随高程呈上升趋势;物种丰富度与高程呈非线性正相关关系,Shannon指数、Simpson指数在高程上均呈下降-上升-下降趋势;12.5~ 13.5 m高程范围内,生境差异较小,Jaccard指数较大,在12 ~ 12.5 m 和14.5 ~15 m高程范围内,生境差异较大,属于湿生植物到中生、旱生(或沙生)植物的过渡地带,15 m高程以上植物生长环境趋于稳定.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2013(044)005【总页数】5页(P82-86)【关键词】湿地植物群落;实地调查;多样性研究;高程变化;鄱阳湖【作者】刘肖利;丁明军;李贵才;齐述华;张起明【作者单位】江西师范大学地理与环境学院,江西南昌330022【正文语种】中文【中图分类】X171植物群落多样性的梯度特征指在群落组织水平上物种多样性的大小随着某一生态因子梯度有规律性的变化[1]。
在研究这种梯度特征时,很难把生态因子之间的作用区分开来,往往是几个因子的综合作用,如沿着高程梯度,土壤含水量和光照条件等发生变化,对湿地植物的生长、植物区系的组成、植物群落的分布乃至生态系统的功能都有制约性的影响[2]。
湿地植物群落物种组成、结构特征及分布范围与湿地水文地貌特征关系密切,开展对植物多样性随高程变化规律的相关研究,对鄱阳湖区湿地的恢复与重建、湿地的生物多样性保护等具有重要意义。
鄱阳湖作为一个过水湖泊,水位随季节变化而变化,在不同高程梯度上,湖滨地区环境因子,如水分条件和水位的变化会影响到湿地植物物种组成、物种多样性、群落演替和初级生产量[3]。
6986634_鄱阳湖生态经济区湿地涵养水源、保护土壤价值评估
收稿日期:2013-07-16;修订日期:2013-08-20作者简介:陈 玥(1976-),女,本科,工程师,主要从事森林生态保护工作。
基金项目:江西省科技厅项目“鄱阳湖生态经济区自然资源评价和低碳旅游研究”(20112BBG70010)。
∗通讯作者:刘良源,教授级高工。
E⁃mail:lly6966347@。
第31卷 第5期2013年10月江 西 科 学JIANGXI SCIENCEVol.31No.5Oct.2013 文章编号:1001-3679(2013)05-0707-02鄱阳湖生态经济区湿地涵养水源、保护土壤价值评估陈 玥1,胡素敏1,刘 平2,刘良源3∗(1.铜鼓县林业局,江西 铜鼓336200;2.南昌市第九中学,江西 南昌330043;3.江西省林业有害生物防治检疫局,江西 南昌330038)摘要:湿地生态系统价值体现在其特定的生物、物理、化学作用与功能上,而这种价值又因其地理位置、大小、构成,以及对当地人类经济社会发展的影响而不同。
根据《鄱阳湖生态经济区规划》(2008)和《江西省地图集》(2008)资料统计出鄱阳湖生态经济区湿地总面积为156.63万hm 2,包括天然湿地(水域)66.54万hm 2,人工湿地(水田)90.098万hm 2,并对其间接生态服务功能中的涵养水源、调蓄洪水、保护土壤价值进行评估。
关键词:鄱阳湖生态经济区;湿地;价值中图分类号:S718 文献标识码:AValue Evaluation of Soil and Water Conservation inPoyang Lake Ecology Economic ZoneCHEN Yue 1,HU Su⁃min 1,LIU Ping 2,LIU Liang⁃yuan 3∗(1.Forestry Bureau of Tonggu,Jiangxi Tonggu 336200PRC;2.Nanchang No.9Middle School,Jiangxi Nanchang 330043PRC;3.Harmful Biological Control Quarantine Council of Jiangxi,Jiangxi Nanchang 330038PRC)Abstract :The value of wetland ecosystem lies in its biologically,physically and chemically special function.Such function is also determined by the wetland′s geographical location,size and effects to the local human economic society.In this study,according to Plan of Poyang Lake Ecology Economic zone (2008)and Jiangxi Province Atlas (2008),we caculated that the wetland area of Poyang Lake ecology economic zone is 1566300hm 2,including natural wetland (waters)665400hm 2and artifi⁃cial wetland (paddy field)900980hm 2.We then evaluated the ecosystem service through caculatingthe values in waterflood control,water and soil conservation.Key words :Poyang Lake ecology economic zone,Wetland,Value1 湿地涵养水源价值根据鄱阳湖流域(1950-1984年)多年平均径流深为898mm [1],鄱阳湖生态经济区湿地面积156.63万hm 2[2],则可计算出鄱阳湖生态经济区湿地涵养水源量156********m 2×0.898m =Copyright ©博看网. All Rights Reserved.140.65亿m3。
鄱阳湖湿地土壤中Cu Zn Pb Cd的形态研究
鄱阳湖湿地土壤中Cu Zn Pb Cd的形态研究弓晓峰;黄志中;张静;陈春丽【期刊名称】《农业环境科学学报》【年(卷),期】2006(025)002【摘要】针对乐安河上游铜矿开采带来的鄱阳湖湖体东部重金属污染的问题,采用Tessier法对鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的化学形态以及重金属形态与植物富集的相关关系进行了研究.结果表明,鄱阳湖土壤中Cu、Pb、Zn主要以有机结合态和残渣态为主,水溶态和交换态等生物有效性态含量很少.Cd的水溶态、交换态和铁锰氧化物态较其他元素高.相关分析和偏相关分析均显示植物中重金属含量与其生存环境中的重金属含量直接相关,植物对重金属的富集能力表现出Zn>Cu>Cd>Pb的趋势.【总页数】5页(P388-392)【作者】弓晓峰;黄志中;张静;陈春丽【作者单位】南昌大学教育部鄱阳湖湖泊生态与生物资源利用实验室江西南昌330047;南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330029;南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330029;南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330029;南昌大学环境科学与工程学院江西南昌330029【正文语种】中文【中图分类】S153.6【相关文献】1.淤泥和土壤中Cd,Cu,Zn的结合形态研究 [J], 吴敦敖;卢国富2.天水市传统养猪场固体废弃物和生态养猪场固体废弃物中Cd、Fe、Cu、Zn天水市传统养猪场固体废弃物和生态养猪场固体废弃物中Cd、Fe、Cu、Zn含量对比含量对比 [J], 赵虎利3.桃胶中Cu、Zn、Mn、Cd、Co、Pb六种微量元素的测定 [J], 杨葵华;罗欢4.温州城市土壤Cu,Zn,Pb含量及其形态研究 [J], 陈华林;周江敏;金煜彬;杜爱雪;俞伟峰;杨东旭5.菰对南洞庭湖湿地土壤中Cu、Sb、Cd、Pb的吸收与富集 [J], 彭晓赟;赵运林;雷存喜;戴枚斌;易合成因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究
鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究胡维;葛刚;熊勇;吴兰【期刊名称】《农业环境科学学报》【年(卷),期】2012(031)009【摘要】通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律.结果表明:南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异.其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15 cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45 cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现“N”的变化趋势.土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在.【总页数】6页(P1785-1790)【作者】胡维;葛刚;熊勇;吴兰【作者单位】南昌大学生命科学与食品工程学院南昌330031;南昌大学生命科学与食品工程学院南昌330031;南昌大学生命科学与食品工程学院南昌330031;南昌大学生命科学与食品工程学院南昌330031【正文语种】中文【中图分类】S158.3【相关文献】1.鄱阳湖南矶山湿地土壤重金属含量及其形态分布规律 [J], 彭桂群;敖子强2.鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征 [J], 彭桂群;刘星剑;敖子强3.鄱阳湖南矶山湿地不同植被类型对土壤碳组分、羧化酶及cbbl基因的影响 [J], 曹煦彬;林娣;蔡璐;江玉梅;朱笃4.鄱阳湖南矶山典型湿地重金属铜含量及污染评价 [J], 马丹丹5.鄱阳湖南矶山湿地沉积物-植物体系中汞分布特征解析 [J], 张小龙;黄庭;张湘文;吴代赦;王香莲;王静岚;赖碧海;邓毓峡因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖典型堑秋湖土壤养分特征
冯哲1,路仁杰2(1.江西师范大学地理与环境学院,江西 南昌 330022;2.海南广播电视总台,海南 海口 570000)摘要:本研究选取鄱阳湖典型堑秋湖南矶湿地国家级自然保护区白沙,通过对白沙湖洲滩土壤样品的全氮(TN)、全磷(TP)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、有效磷(AP)等含量分析,探讨堑秋湖土壤氮磷养分特征,为湖泊的生态保护提供科学依据。
研究结果表明:白沙湖洲滩土壤TN和TP含量变化范围分别为0.8-1.37mg·g-1、0.42-1.78mg·g-1;土壤NH4+-N、NO3--N和AP变化范围分别为0.213-1.12mg·kg-1、1.47-3.29mg·kg-1、0.3-1.19mg·kg-1,该湖土壤氮磷全量养分和速效养分均处于低水平状态,处于富营养化的低风险阶段。
关键词:鄱阳湖;全氮;全磷;有效氮;有效磷中图分类号:X833 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)09-0173-01DOI:10.16647/15-1369/X.2020.09.095Soil nutrient characteristics of typical cut - autumn lake in poyang lakeFeng Zhe1,Lu Renjie2(1.School of Geography and Environment,Jiangxi Normal University,Nanchang Jiangxi 330022,China;2.Hainan Radio and Television Group,Haikou Hainan 570000,China)Abstract:In this study, Baisha, a typical Poyang lake cut and autumn,Hunan Ji wetland national nature reserve, was selected. By analyzing the contents of total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), ammonium nitrogen (NH4+-N), nitrate nitrogen (NO3--N) and available phosphorus (AP) of soil samples of baisha lake and zhou beach, the nitrogen and phosphorus nutrient characteristics of soil in cut and autumn lake were discussed, which provided a scientific basis for the ecological protection of the lake. The results showed that the contents of TN and TP in Baishahuzhou beach soil varied from 0.8 to 1.37 mg · g-1 and from 0.42 to 1.78 mg · g-1, respectively. The variation ranges of soil NH4+-N, NO3--N and AP were 0.213-1.12mg·kg-1, 1.47-3.29mg·kg-1 and 0.3-1.19mg·kg-1, respectively. The total nitrogen and phosphorus nutrients and available nutrients in the soil of the lake were at low levels, and were at a low risk stage of eutrophication.Key words:Poyang lake;Total nitrogen;Total phosphorus;Effective nitrogen;The effective phosphorus本研究以鄱阳湖地区典型的堑秋湖渔业生产方式的白沙湖为研究对象,对土壤的养分指标进行分析,以期探索“堑秋湖”的渔业生产方式与水分梯度变化对土壤养分的影响,为鄱阳湖土地资源合理开发利用提供科学依据和本底资料[1-5]。
鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化
第39卷第11期2019年6月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.39,No.11Jun.,2019基金项目:国家自然科学基金项目(31360120,41561105,71473113);江西省科技支撑计划项目(20151BBG70014)收稿日期:2018⁃03⁃06;㊀㊀修订日期:2019⁃04⁃04∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:zzy191@163.comDOI:10.5846/stxb201803060439谢冬明,黄庆华,易青,朱再昱,周国宏,田磊,周杨明,贾俊松,钱海燕,许跃峰.鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化.生态学报,2019,39(11):4070⁃4079.XieDM,HuangQH,YiQ,ZhuZY,ZhouGH,TianL,ZhouYM,JiaJS,QianHY,XuYF.ChangesinfloodplainvegetationinPoyangLakewetlands.ActaEcologicaSinica,2019,39(11):4070⁃4079.鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化谢冬明1,黄庆华1,易㊀青1,朱再昱1,∗,周国宏1,田㊀磊1,周杨明2,贾俊松2,钱海燕3,许跃峰11江西科技师范大学旅游学院,南昌㊀3300132江西师范大学地理与环境学院,南昌㊀3300223江西省遥感信息系统中心,南昌㊀330046摘要:湿地洲滩植物物种多样性及生物量是反映湿地生态系统状态的重要指标,也是揭示水位变化下湿地生态系统响应机理的重要途径㊂基于鄱阳湖湿地野外调查和实验分析数据,利用α和β物种多样性指数,初步探讨了鄱阳湖湿地洲滩植物物种多样性及地上部分生物量的空间分布特征及其差异性㊂结果表明,鄱阳湖湿地洲滩植物物种多样性随高程变化的差异性显著(P<0.001),蚌湖和泗洲头在高程14 15m的指数较大,表明这一高程范围内与其他高程范围内的物种更替比较显著,而战备湖和北深湖在高程15 16m的指数较大,表明这一高程范围内与其他高程范围内的物种更替比较显著,而常湖池的指数变化不明显,表明常湖池各高程范围内的物种更替较小㊂鄱阳湖湿地洲滩植物年地上生物量的空间差异性较为复杂,与湿地高程呈现单峰曲线关系,即随湿地高程增加而增加,到达一个峰值后开始减少㊂同一高程范围内下,洲滩前缘与碟形湖泊的物种多样性与地上生物量差异显著(P<0.05),前者最高值在高程13 15m,后者最高值在高程14 17m㊂关键词:洲滩植物;梯度变化;碟形湖泊;洲滩前缘;鄱阳湖湿地ChangesinfloodplainvegetationinPoyangLakewetlandsXIEDongming1,HUANGQinghua1,YIQing1,ZHUZaiyu1,∗,ZHOUGuohong1,TIANLei1,ZHOUYangming2,JIAJunsong2,QIANHaiyan3,XUYuefeng11TourismCollege,JiangxiScience&TechnologyNormalUniversity,Nanchang330013,China2SchoolofGeogrphy&Environment,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China3CenterofRemoteSensingInformationSystemofJiangxiProvince,Nanchang330046,ChinaAbstract:Thebiodiversityandbiomassoffloodplainvegetationareimportantindexestoexplaintheecosystemofwetlandsandkeymethodstoprobetheresponsemechanismtowaterlevelchange.PoyangLakeisthelargestfresh⁃waterlakeinChinaandoneofthemostimportantwetlandsglobally.Inafieldsurvey,3stechnologyandDEMdatawereusedtoanalyzethevariationinplantspeciesdiversityandbiomassalongtheelevationalgradientinPoyangLakewetlandswithαandβbiodiversityindexes.Theresultsshowedthattherewasacomplexgradientofbothbiodiversityandbiomasscharacteristicsforthefloodplainvegetation(P<0.001).Theindexofbiodiversityishighestat14 15minBanghuLakeandSizhoutoufloodplain;theindexofbiodiversityisthehighestat15 16minZhanbeihuLakeandBeishenhuLakefloodplain,buttheindexofbiodiversityisnotobviousinChanghuchiLakefloodplain.Thecorrelationbetweenbiodiversity/biomassandelevationwasnonlinear,andwithincreasingelevation,thebiomassinitiallyincreasedtoapeakvalueandthendecreased.Themaximumvolumeofbiomassmeasuredinthefrontedfloodplainandtheshallowlakesweredifferent(P<0.05);themaximumvolumeofbiomasswaslocatedatanelevationof14⁃15minfrontedmarshland,andatanelevationof15 16mintheshallowlakes.KeyWords:floodplainvegetation;gradientchanges;frontedfloodplain;shallowlakes;PoyangLakewetlands湿地植物物种多样性和生物量是反映湿地生态系统状态的重要指标[1]㊂湿地植物物种多样性受湿地环境要素的影响,因而表现较大的差异性[2⁃3],湿地植物分布具有非地带性特征,与地带性植物物种多样性比较,前者物种多样性指数较低[4⁃5]㊂湿地植物生物量是湿地碳收支平衡的重要调节器,承担着湿地碳汇的主要功能[6⁃7]㊂湿地生物量是湿地洲滩植物碳汇的重要承载方式[8],受到诸多因素的影响,水位变化是重要影响因素之一[9]㊂国内外学者对世界一些主要湖泊湿地的生物量及碳收支平衡进行过研究[10⁃11],包括湿地生物量及碳源特征㊁形成历史和影响气候变化的机理[12⁃13]和湿地生物量特别水生植物生物量的积累过程[14⁃15]等㊂然而,对于水位急剧变化的季节性湖泊,水位影响下的植物生态响应特征及其机理研究仍然是湿地生态系统研究领域的热点和难点,基于等高程梯度下的洲滩植物物种多样性和生物量的响应特征研究是揭示该领域机理研究的重要途径之一㊂近年来,水位变化影响下的鄱阳湖湿地植物生态响应的研究也受到普遍关注[16⁃20]㊂鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,也是水位急剧变化的季节性湖泊㊂鄱阳湖湿地洲滩类型多样,洲滩前缘和碟形湖泊是主要的洲滩类型,也是鄱阳湖湿地水陆生态系统处于剧烈变化和人类活动干扰最为频繁的区域[21]㊂鄱阳湖湿地相关研究成果较为丰富[22],包括鄱阳湖湿地洲滩植物的群系构成㊁植物生物量遥感估测以及植物群落物种多样性的时间变化特征等[23⁃27],但是等高程梯度下湿地不同类型洲滩的植物物种多样性和生物量的研究鲜有报道,而鄱阳湖湿地受水位急剧变化的影响,洲滩植物的梯度变化非常显著[19]㊂本文以鄱阳湖不同类型洲滩作为研究区域,探讨湿地不同类型洲滩植物物种多样性和地上生物量的梯度变化特征,有利于揭示水位急剧变化下湿地洲滩植物的响应特征以及湿地生态系统的响应机理和过程规律,研究结论能够为鄱阳湖湿地保护和管理提供参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况鄱阳湖位于江西省北部(28ʎ22ᶄ 29ʎ45ᶄN,115ʎ47ᶄ 116ʎ45ᶄE),长江中下游南岸[28],亚热带湿润季风型气候,受西伯利亚寒流和副热带高压影响,鄱阳湖及其流域冬春寒㊁夏多雨㊁秋旱特征,年降水量超过1640mm,主要集中在4 6月[29]㊂鄱阳湖流域面积16.22ˑ104km2,占江西省面积97%,流域内的赣江㊁抚河㊁信江㊁饶河(上游由昌江和乐安河组成,在鄱阳县姚公渡处汇入饶河)㊁修河五大河流经鄱阳湖,然后进入长江㊂鄱阳湖历史上最大水域面积曾超过5000km2[30],目前基本稳定在3800km2左右[22]㊂作为一个季节性湖泊,鄱阳湖水位变化非常显著,年内变幅超过10m,年际最大变幅16.69m[31]㊂1.2㊀实验设计本研究实验样地选在鄱阳湖国家自然保护区的蚌湖㊁泗洲头㊁常湖池,南矶湿地国家自然保护区的东湖㊁北深湖和战备湖等六个不同类型洲滩进行研究㊂其中泗洲头㊁东湖为洲滩前缘(指鄱阳湖主体湖面的出露洲滩,淹水时间与鄱阳湖湿地的水位变化直接相关,丰水期多为水域,枯水期多为裸露洲滩,年裸露时间较长),蚌湖㊁常湖池㊁北深湖㊁战备湖为碟形湖泊(指鄱阳湖湿地的内胡泊,是在自然冲刷和人为斩秋湖等作用下形成的小型水面,大多数情况下与鄱阳湖湿地主体湖面分离,丰水期与鄱阳湖相通;当鄱阳湖水位低于14m,独立成湖)(图1)㊂在每个研究区域各设立3条采样带,每条样带各设5 7个永久固定样点组成(即按照<11m,11 12m,12 13m,13 14m,14 15m,15 16m,>16m划分为7个等高程梯度,并且取样点基本位于梯度内的中间位置,<11m高程范围内的取样点在10.5m,11 12m高程范围内的取样点在11.5m,12 13m高程范围内的取样点在12.5m,13 14m高程范围内的取样点在13.5m,14 15m高程范围内的取样点在1704㊀11期㊀㊀㊀谢冬明㊀等:鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化㊀14.5m,15 16m高程范围内的取样点在15.5m,>16m高程范围内的取样点在16.5m),总计6个区域㊁18条采样带㊁102个采样点㊂其中,泗洲头和东湖属于主湖,是开阔性水域,蚌湖是半开放性水域,常湖池㊁北深湖和战备湖是内湖,枯水期为人工控制性水域㊂样带和样点的具体要求:(1)样点到等高线的距离比较均匀,一般位于等高线的中间部位;(2)可达性高,即地势平坦,方便取样;(3)每条样带间隔150m以上㊂在每个样点,收集1m2样框内植物地上部分,记录植物学名和物种数量,人工清查凋落物㊂湿地洲滩植物一年内有两个生长季,第一个为春季生长季,从1月底至鄱阳湖涨水期;第二个为秋季生长季,从鄱阳湖退水期至12月初[32]㊂战备湖㊁北深湖㊁东湖植物调查采样时间为2013年4月15 17日,蚌湖㊁泗洲头㊁常湖池植物调查采样时间为2014年1月15 18日㊂图1㊀鄱阳湖湿地地理位置及采样点(①泗洲头,②蚌湖,③常湖池,④战备湖,⑤北深湖,⑥东湖)Fig.1㊀LocationandplotsofPoyangLakewetlands(①Sizhoutou,②Banghu,③Changhuchi,④Zhanbeihu,⑤Beishenhu,⑥Donghu)1.3㊀等高线及水位数据本文1m矢量等高线数据是基于1ʒ10000DEM数据产生㊂水位数据选取星子站(1954 2016)日均水位(吴淞高程)㊂1.4㊀样品分析方法将生物量样品带回实验室,清水冲洗,除去杂物,烘干称重,70ħ恒温,至少48h,直至恒重[33]㊂1.5㊀数据分析1.5.1㊀α物种多样性指数α物种多样性指数采用调整后的Shannon⁃Wiener指数[34]㊂Shannon⁃Wiener指数能较好地反映个体密度㊁生境差异㊁群落类型和演替阶段(式1)㊂Hi=ðSi=1PilnPi(1)式中,Hi表示物种多样性指数,Pi表示第i物种的个体数量占整个群落中的个体数量的比值,S表示群落中物种数量㊂1.5.2㊀β物种多样性指数β物种多样性指数采用Cody指数(βc)[35⁃36]㊂该指数指表征沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的2704㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀的差异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性(between⁃habitatdiversity),不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大㊂βc=gH()+IH()[]/2(2)式中,g(H)是沿生境梯度H增加的物种数目;l(H)是沿生境梯度H失去的物种数目,即在上一个梯度中存在而在下一个梯度中没有的物种数目㊂1.5.3㊀生物量每两条高程线内的生物量由单位面积生物量与两条高程线内的面积乘积所得,总生物量由所有两条高程线内的生物量累加所得,即:wT=ðni=1WtWt=WAˑAi㊀㊀(i=1 n)(3)式中,wT为总的生物量,Wt为不同类型洲滩高程范围内的生物量,WA为不同类型洲滩高程范围内单位面积生物量,Ai为不同类型洲滩高程范围内的面积㊂1.5.4㊀检验方法采用SPSS21.0非参数检验的两个独立样本的Mann⁃Whitney检验方法和K个样本Kruskal⁃Wallis检验方法㊂2㊀结果与分析2.1㊀洲滩植物梯度分布特征根据调查结果,鄱阳湖洲滩前缘维管束植物的分布特征由湖岸至湖底依次为假俭草(狗牙根)或芦苇群落(主要出现在南湖池碟形湖泊湿地)㊁南荻或苔草群落㊁苔草群落㊁水田碎米荠(主要出现在蚌湖碟形湖泊湿地和泗洲头洲滩前缘湿地)或虉草群落(主要出现在战备湖和北深湖碟形湖泊湿地)(表1)㊂表1㊀鄱阳湖洲滩植物群落特征Table1㊀CharacteristicofvegetationcommunityinPoyangLakewetlands采样点Pilots高程点Elevation/m群落优势种Dominantspecies主要构成物种Majorconstructionspecies分布宽度Distributionscale/m坡度Slope/%1<11水田碎米荠(Cardaminelyrata)或虉草(Phalarisarundinacea)虉草(Phalarisarundinacea)㊁弯喙苔草(Carexlaticeps)㊁看麦娘(Alopecurusaequalis)㊁轮叶狐尾藻(Myriophyllumverticillatum)㊁针蔺(Eleochariscongesta)㊁黑藻(Hydrillaverticillata)㊁槐叶蘋(Salvinianatans)等>5000.002211 12灰化苔草(Carexcinerascens)水田碎米荠(Cardaminelyrata)㊁肉根毛茛(Ranunculuspolii)㊁芫荽菊(Cotulaanthemoides)㊁猪殃殃(Galiumspurium)㊁蓼子草(Polygonumcriopolitanum)等4000.0025312 13灰化苔草(Carexcinerascens)水田碎米荠(Cardaminelyrata)㊁肉根毛茛(Ranunculuspolii)㊁芫荽菊(Cotulaanthemoides)㊁猪殃殃(Galiumspurium)㊁蓼子草(Polygonumcriopolitanum)等3000.003413 14灰化苔草(Carexcinerascens)+南荻(Triarrheralutarioriparia)芦苇(Phragmitesaustralis)㊁苔草(Carexsp.)㊁下江委陵菜(Potentillalimprichtii)㊁鼠麹草(Gnaphaliumaffine)㊁野胡萝卜(Daucuscarota)㊁水田碎米荠(Cardaminelyrata)㊁蒌蒿(Artemisiaselengensis)㊁莎草(Cyperussp.)㊁球果蔊菜(Rorippaglobosa)㊁水蓼(Polygonumhydropiper)等2000.005514 15芦苇(Phragmitesaustralis)+南荻(Triarrheralutarioriparia)苔草(Carexsp.)㊁下江委陵菜(Potentillalimprichtii)㊁鼠麹草(Gnaphaliumaffine)㊁野胡萝卜(Daucuscarota)㊁水田碎米荠(Cardaminelyrata)㊁蒌蒿(Artemisiaselengensis)㊁莎草(Cyperussp.)㊁球果蔊菜(Rorippaglobosa)㊁水蓼(Polygonumhydropiper)等1000.013704㊀11期㊀㊀㊀谢冬明㊀等:鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化㊀续表采样点Pilots高程点Elevation/m群落优势种Dominantspecies主要构成物种Majorconstructionspecies分布宽度Distributionscale/m坡度Slope/%615 16狗牙根(Cynodondactylon)或灰化苔草(Carexcinerascens)扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)㊁假俭草(Eremochloaophiuroides)㊁鸡眼草(Kummerowiastriata)㊁阿齐苔草(Carexargyi)㊁野古草(Arundinellaanomala)㊁早熟禾(Poaannua)㊁附地菜(Trigonotispeduncularis)等500.027>16狗牙根(Cynodondactylon)或芦苇(Phragmitesaustralis)扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)㊁假俭草(Eremochloaophiuroides)㊁鸡眼草(Kummerowiastriata)㊁阿齐苔草(Carexargyi)㊁茵陈蒿(Artemisiacapillaris)㊁野古草(Arundinellaanomala)㊁小蓬草(Erigeroncanadensis)㊁附地菜(Trigonotispeduncularis)等500.022.2㊀洲滩植物物种多样性梯度变化2.2.1㊀α物种多样性指数α物种多样性指数随高程变化显著(P<0.001)㊂高程16m以上,东湖最大,表明东湖在16m以上高程范围内的洲滩植物物种较为丰富;15 16m,北深湖最大,表明北深湖在15 16m高程范围内的洲滩植物物种较为丰富;14 15m,蚌湖和泗洲头较大,表明蚌湖和泗洲头在14 15m高程范围内的洲滩植物物种较为丰富;13 14m,东湖较大,表明东湖在13 14m高程范围内的洲滩植物物种较为丰富;12 13m,东湖较大,表明东湖在12 13m高程范围内的洲滩植物物种较为丰富;11 12m以及高程在11m以下,蚌湖和泗洲头相差不明显㊂洲滩前缘与碟形湖泊的α物种多样性指数差异显著(P<0.05),表明α物种多样性指数在不同类型生境环境下,呈现不同的变化规律;而南北差异不显著(P>0.05),表明鄱阳湖湿地南北湖泊洲滩α物种多样性指数呈现相似的变化规律(图2)㊂图2㊀鄱阳湖湿地洲滩植物的α多样性指数Fig.2㊀αbiodiversityindexoffloodplainvegetationinPoyangLakewetlands2.2.2㊀β物种多样性指数β物种多样性指数随高程的变化显著(P<0.001)㊂高程16m以上,东湖最大,表明东湖在16m以上高程范围内的洲滩植物物种与其他高程范围内的洲滩植物物种差异性最大;15 16m,北深湖最大,表明北深湖在15 16m高程范围内的洲滩植物物种与其他高程范围内的洲滩植物物种差异性最大;14 15m,蚌湖和泗4704㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀洲头较大,表明蚌湖和泗洲头在14 15m高程范围内的洲滩植物物种与其他高程范围内的洲滩植物物种差异性最大;13 14m,北深湖较大,表明北深湖在13 14m高程范围内的洲滩植物物种与其他高程范围内的洲滩植物物种差异性最大;12 13m,北深湖较大,表明北深湖在12 13m高程范围内的洲滩植物物种与其他高程范围内的洲滩植物物种差异性最大;11 12m以及高程在11m以下,蚌湖和泗洲头差异不显著㊂不同区域β物种多样性指数不显著(P>0.05),南北差异不显著(P>0.05),表明鄱阳湖湿地不同类型洲滩以及南北湖泊洲滩呈现相似的环境梯度变化特征(图3)㊂图3㊀鄱阳湖湿地洲滩植物的β多样性指数Fig.3㊀βbiodiversityindexoffloodplainvegetationinPoyangLakewetlands2.3㊀洲滩植物地上生物量洲滩植物地上部分生物量随高程变化显著(P<0.001)㊂总体上看,蚌湖的生物量最高,其次是常湖池,战备湖的生物量最低㊂不同高程范围内单位面积生物量具有明显的不同㊂高程在16m以上,常湖池最大;15 16m,常湖池最大;14 15m,蚌湖和泗洲头较大,其中蚌湖的单位面积生物量最为显著;13 14m,蚌湖较大,泗洲头和东湖的单位面积生物量相差不明显;12 13m,泗洲头和东湖的单位面积生物量较大,;11 12m以及高程在11m以下,蚌湖和泗洲头的单位面积生物量相差不明显㊂与我国其他地区相比,鄱阳湖湿地洲滩植物单位面积生产力处于较高水平,高于内蒙古锡林浩特草原植被年生产力(403.7g/m2㊃a)[37],总体低于海草生产力,但部分高程区域(如14 16m高程区域)接近海草生产力(最高值达1851g/m2㊃a)[38]㊂不同区域洲滩植物地上部分生物量差异显著(P<0.05),南北湖泊洲滩植物地上部分生物量差异显著(P<0.05),表明鄱阳湖湿地洲滩不同类型洲滩以及南北湖泊洲滩的生物量随环境梯度变化差异性显著(图4)㊂根据不同高程的面积及其单位面积生物量,按照式3方程,可以计算得出鄱阳湖洲滩总的生物量为1161541t,按照年生长季节为两期,则鄱阳湖洲滩年生物量达2323083t(表2)㊂3㊀讨论与结论3.1㊀讨论由于鄱阳湖湿地年际水位变化明显,年际最低水位为均值7.98m,变化超过2m,年际最高水位均值为19.12m,变化超过6m(2004年最低水位为7.12m(2月4日),1954年最低水位为9.49m(3月29日);1998年最高水位为22.5m(7月30日),1972年最高水位15.92m(6月8日)),在湖泊高程10m以上区域,大多数5704㊀11期㊀㊀㊀谢冬明㊀等:鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化㊀年份都会出现洲滩裸露的现象(图5)㊂因此,选取高程10m以上区域作为研究对象,能够反映鄱阳湖洲滩植物物种多样性和地上生物量的梯度变化特征㊂表2㊀鄱阳湖湿地洲滩植物总生物量估算Table2㊀TotalfloodplainbiomassinPoyangLakewetlands高程区间Elevation/m生物量均值AverageBiomass/(g/m2)高程区间面积AreabetweendifferentElevations/m2生物量TotalBiomass10 111854886423029052111 1234270378188024069312 1325960713198515724713 1439349269440619368614 1558831813022018720915 1678012478500797355均值/合计Average/Total42527351658001161541图4㊀鄱阳湖湿地洲滩植物的生物量Fig.4㊀BiomassoffloodplainvegetationinPoyangLakewetlands物种多样性指数的评价方法较多,有α㊁β㊁γ指数之分,而α㊁β多样性指数更能反映物种内部及其沿着环境梯度变化的特征㊂不同类型洲滩以及同一洲滩不同高程范围内的α㊁β多样性指数表现出较大差异性,表明不同类型洲滩的优势物种和物种聚集度存在明显差异性㊂从鄱阳湖湿地南北部的差异性来看,北部洲滩的多样性指数要大于南部㊂影响这种差异性的原因可能有两个,一是北部的洲滩地势较低,洲滩土壤养分积累更加丰富;另外一方面,北部洲滩受人类活动干扰的强调更小,洲滩植物生物量积累时间较长㊂一般研究结论认为,在同一海拔地点,则中等水分状况生境中,α多样性最大,而不是一般认为的最好的湿润生境㊂如北美最高的红杉林,α多样性很低,而附近干旱立地的低矮林,α多样性则较高[39]㊂而鄱阳湖湿地洲滩的α多样性则呈现不同的变化特征,即使同一高程下,α多样性也明显不同㊂研究认为,高程变化决定鄱阳湖湿地洲滩的环境梯度特征[40],本研究也表明,不同高程洲滩植物地上生物量差异显著,并且呈现倒 V 的单峰分布规律性,主要由于洲滩植物地上生物量受到淹水时间㊁土壤含水量㊁土壤pH值等因素的影响㊂低海拔洲滩淹水时间过长,光照时间较短,不利于植物的正常生长㊂高海拔洲滩退水时间过长,地下水位较低,植物根系较浅,造成植物水分不足,不利于植物的正常生长[41]㊂而14 16m6704㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀图5㊀鄱阳湖湿地水位Fig.5㊀WaterlevelinPoyangLakewetlands高程区域(常湖池情况特殊,主要因为常湖池水位常年受到人为控制,加上湖底高程在12m以上,因此16 17m高程区域较为适合洲滩植物的生长,该区域植物物种多样性指数较高,生物量较大),裸露时间适宜植物的生长周期,生物量较高㊂从鄱阳湖湿地南北部的差异性来看,北部洲滩的生物量要大于南部㊂影响这种差异性的原因与生物多样性差异性的原因相似㊂物种多样性指数与生物量在梯度上的变化比较一致,如蚌湖碟形湖泊湿地和泗洲头洲滩前缘湿地高程14 15m的物种多样性指数较大,物种在梯度上的更替比较明显,生物量也是最大;战备湖和北深湖两个南部的碟形湖泊湿地也表现类似的特征㊂鄱阳湖湿地是一个浅水湖泊,水位波动对湿地洲滩面积的影响非常明显㊂影响鄱阳湖不同类型洲滩的地上生物量的因素是多方面的,根据调查过程发现,除自然因素如淹水时间[42]㊁土壤肥力特征等影响外[43],干扰也是造成湿地植物物种多样性改变的因素之一[44],在鄱阳湖湿地洲滩裸露期,人类活动对鄱阳湖湿地的干扰强度较大[45]㊂蚌湖㊁泗洲头㊁战备湖㊁北深湖和东湖的16 17m高程区域,人类活动的痕迹较为显著,如蚌湖16 17m高程区域有放牧和人耕作的痕迹,泗洲头16 17m高程区域种植了大片杨树林,战备湖和北深湖主要受 斩秋湖 的活动影响较大,这些人类活动不可避免的造成了湿地洲滩植物物种多样性的降低㊂16m以上高程区域,是人类活动最为频繁的区域,是鄱阳湖湿地居民生产生活主要区域,因此该区域受人类活动干扰的强度最大,在一些地方出现终年裸露甚至沙化的特征[46⁃47]㊂近年来,鄱阳湖湿地旅游兴起,在秋冬季,14m高程以上区域,是人类旅游行为干扰的主要区域[48]㊂3.2㊀结论本文基于野外调查和试验数据,初步分析了鄱阳湖湿地不同类型洲滩的植物物种多样性和地上部分生物量的梯度变化特征㊂由于自然环境和人类活动的共同影响,鄱阳湖湿地洲滩植物物种多样性和地上部分生物量分布表现较为复杂的特征,其梯度变化比较显著㊂物种多样性指数以蚌湖和泗洲头最高,表明这两个区域物种在环境梯度上的更替较为明显,常湖池的物种多样性指数较低,表明常湖池物种在环境梯度上的更替不7704㊀11期㊀㊀㊀谢冬明㊀等:鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化㊀8704㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀明显㊂总体上,生物量的分布沿高程梯度逐渐增加,到达一个峰值后降低㊂在同一高程上,洲滩前缘和碟形湖泊的植物生物量分布特征明显不同,洲滩前缘生物量最高值一般在14 15m,碟形湖泊生物量最高值一般在15 16m㊂影响鄱阳湖湿地不同类型洲滩的物种多样性和地上部分生物量差异性的原因主要是鄱阳湖湿地南北地域差异性和人类活动干扰强度㊂致谢:本文在野外调查㊁实验分析和写作阶段,得到余明泉㊁殷照华㊁卢锐㊁彭小英等人的帮助,特此致谢㊂参考文献(References):[1]㊀ScholesRJ,BiggsR.Abiodiversityintactnessindex.Nature,2005,434(7029):45⁃49.[2]㊀DavidsonTA,MackayAW,WolskiP,MazebediR,Murray⁃HudsonM,ToddM.Seasonalandspatialhydrologicalvariabilitydrivesaquaticbiodiversityinaflood⁃pulsed,sub⁃tropicalwetland.FreshwaterBiology,2012,57(6):1253⁃1265.[3]㊀RongoeiPJK,KipkemboiJ,KariukiST,vanDamAA.EffectsofwaterdepthandlivelihoodactivitiesonplantspeciescompositionanddiversityinNyandofloodplainwetland,Kenya.WetlandsEcologyandManagement,2014,22(2):177⁃189.[4]㊀KennedyMP,MurphyKJ,GilvearDJ.Predictinginteractionsbetweenwetlandvegetationandthesoil⁃waterandsurface⁃waterenvironmentusingdiversity,abundanceandattributevalues.Hydrobiologia,2006,570(1):189⁃196.[5]㊀AndrewSM,TotlandØ,MoeSR.Spatialvariationinplantspeciesrichnessanddiversityalonghumandisturbanceandenvironmentalgradientsinatropicalwetland.WetlandsEcologyandManagement,2015,23(3):395⁃404.[6]㊀EckardRS,HernesPJ,BergamaschiBA,StepanauskasR,KendallC.Landscapescalecontrolsonthevascularplantcomponentofdissolvedorganiccarbonacrossafreshwaterdelta.GeochimicaetCosmochimicaActa,2007,71(24):5968⁃5984.[7]㊀BrixH,SorrellBK,LorenzenB.ArePhragmites⁃dominatedwetlandsanetsourceornetsinkofgreenhousegases?AquaticBotany,2001,69(2/4):313⁃324.[8]㊀徐松浚,徐正春.广州市湿地植被碳汇功能研究.湿地科学,2015,13(2):190⁃196.[9]㊀叶春,赵晓松,吴桂平,王晓龙,刘元波.鄱阳湖自然保护区植被生物量时空变化及水位影响.湖泊科学,2013,25(5):707⁃714.[10]㊀段晓男,王效科,逯非,欧阳志云.中国湿地生态系统固碳现状和潜力.生态学报,2008,28(2):463⁃469.[11]㊀MauquoyD,EngelkesT,GrootMHM,MarkesteijnF,OudejansMG,vanderPlichtJ,vanGeelB.High⁃resolutionrecordsoflate⁃Holoceneclimatechangeandcarbonaccumulationintwonorth⁃westEuropeanombrotrophicpeatbogs.Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology,2002,186(3/4):275⁃310.[12]㊀吕铭志,盛连喜,张立.中国典型湿地生态系统碳汇功能比较.湿地科学,2013,11(1):114⁃120.[13]㊀WalterBP,HeimannM,MatthewsM.Modelingmodernmethaneemissionsfromnaturalwetlands:1.Modeldescriptionandresults.JournalofGeophysicalResearch,2001,106(D24):34189⁃34206.[14]㊀AselmannI,CrutzenPJ.Globaldistributionofnaturalfreshwaterwetlandsandricepaddies,theirnetprimaryproductivity,seasonalityandpossiblemethaneemissions.JournalofAtmosphericChemistry,1989,8(4):307⁃358.[15]㊀CrillMP,BartlettKB,HarrissRC,GorhamE,VerryES,SebacherDI,MadzarL,SannerW.MethanefluxfromMinnesotapeatlands.GlobalBiogeochemicalCycles,1988,2(4):371⁃384.[16]㊀李文,王鑫,潘艺雯,刘以珍,何亮,张欢,应智霞,刘颖,葛刚.不同水淹深度对鄱阳湖洲滩湿地植物生长及营养繁殖的影响.生态学报,2018,38(9):3014⁃3021.[17]㊀周云凯,白秀玲,宁立新.鄱阳湖湿地灰化苔草种群生产力特征及其水文响应.生态学报,2018,38(14):4953⁃4963.[18]㊀段后浪,赵安,姚忠.鄱阳湖湿地典型草洲主要植物种群在5个资源环境梯度上的生态位特征.生态与农村环境学报,2017,33(3):225⁃233.[19]㊀段后浪,赵安,姚忠.不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种⁃多度分布格局的模型拟合.植物科学学报,2017,35(3):335⁃343.[20]㊀吴桂平,叶春,刘元波.鄱阳湖自然保护区湿地植被生物量空间分布规律.生态学报,2015,35(2):361⁃369.[21]㊀谢冬明,郑鹏,邓红兵,赵景柱,樊哲文,方豫.鄱阳湖湿地水位变化的景观响应.生态学报,2011,31(5):1269⁃1276.[22]㊀XieDM,JinGH,ZhouYM.StudyonecologicalfunctionzoningforPoyanglakewetland:aRAMSARsiteinChina.WaterPolicy,2013,(15):922⁃935.[23]㊀李冰,杨桂山,王晓龙,万荣荣.鄱阳湖典型洲滩植物物种多样性季节动态特征.土壤,2016,48(2):298⁃305.[24]㊀王江林,万慧琳.鄱阳湖湿地植被的生物多样性及其保护和利用.环境与开发,2000,15(4):19⁃21.[25]㊀简永兴,李仁东,王建波,陈家宽.鄱阳湖滩地水生植物多样性调查及滩地植被的遥感研究.植物生态学报,200l,25(5):581⁃587.[26]㊀彭映辉,简永兴,李仁东.鄱阳湖平原湖泊水生植物群落的多样性.中南林学院学报,2003,23(4):22⁃27.[27]㊀XuXL,ZhangQ,TanZQ,LiYL,WangXL.Effectsofwater⁃tabledepthandsoilmoistureonplantbiomass,diversity,anddistributionataseasonallyfloodedwetlandofPoyangLake,China.ChineseGeographicalScience,2015,25(6):739⁃756.[28]㊀鄱阳湖研究编委会.鄱阳湖研究.上海:上海科学技术出版社,1988.[29]㊀江西省林业厅,刘信中,叶居新.江西湿地.北京:中国林业出版社,2000.[30]㊀江西省水文局.江西水文.武汉:长江出版社,2007:90⁃91.[31]㊀王晓鸿,鄢帮有,吴国琛.山江湖工程.北京:科学出版社,2006.[32]㊀张萌,倪乐意,徐军,何亮,符辉,刘足根.鄱阳湖草滩湿地植物群落响应水位变化的周年动态特征分析.环境科学研究,2013,26(10):1057⁃1063.[33]㊀国家林业局.LY/T1237 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鄱阳湖湿地优势植物叶片_凋落物_土壤碳氮磷化学计量特征_聂兰琴_吴琴_尧波_付姗
第36卷第7期2016年4月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.36,No.7Apr.2016基金项目:国家自然科学基金(31460129,31270522);鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室开放基金(PK2013001);江西省研究生创新基金资助(YC2013⁃S076)收稿日期:2014⁃09⁃30;㊀㊀网络出版日期:2015⁃04⁃16∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:huqiwu1979@gmail.comDOI:10.5846/stxb201409301944聂兰琴,吴琴,尧波,付姗,胡启武.鄱阳湖湿地优势植物叶片⁃凋落物⁃土壤碳氮磷化学计量特征.生态学报,2015,36(7):㊀⁃㊀.NieLQ,WuQ,YaoB,FuS,HuQW.Leaflitterandsoilcarbon,nitrogen,andphosphorusstoichiometryofdominantplantspeciesinthePoyangLakewetland.ActaEcologicaSinica,2015,36(7):㊀⁃㊀.鄱阳湖湿地优势植物叶片⁃凋落物⁃土壤碳氮磷化学计量特征聂兰琴1,吴㊀琴1,尧㊀波2,付㊀姗1,胡启武1,∗1江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌㊀3300222江西师范大学科学技术学院,南昌㊀330027摘要:2013年11月初在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,采集芦苇(Phragmitesaustralis)㊁南荻(Triarrhenalutarioriparia)㊁菰(Zizanialatifolia(Griseb.))㊁灰化苔草(Carexcinerascens.)㊁红穗苔草(Carexargyi)和水蓼(Polygonumhydropiper)等6种优势植物新鲜叶片㊁凋落物及表层0 15cm土壤样品测定了碳(C)㊁氮(N)㊁磷(P)含量,以阐明不同物种㊁不同生活型间C㊁N㊁P化学计量差异,探讨化学计量垂直分异㊂结果表明:1)C㊁N㊁P含量变化范围分别为:叶片380.6 432.2mg㊃g-1,15.3 32.6mg㊃g-1和1.3 2.0mg㊃g-1;凋落物345.4 416.1mg㊃g-1,10.8 20.8mg㊃g-1和1.1 1.7mg㊃g-1;土壤15.0 38.1mg㊃g-1,1.2 3.1mg㊃g-1和0.7 1.1mg㊃g-1,不同物种间叶片㊁凋落物及土壤C㊁N㊁P含量差异显著,且叶片C㊁N㊁P含量显著高于凋落物与土壤㊂2)土壤CʒN㊁CʒP及NʒP值显著低于叶片与凋落物,且土壤C㊁N㊁P化学计量关系与凋落物更为密切,凋落物的CʒN㊁NʒP分别能解释土壤CʒN㊁NʒP变异的35%㊁18%㊂3)挺水植物与湿生植物之间叶片CʒN㊁NʒP值差异显著,CʒP则差异不显著,凋落物CʒN㊁CʒP与NʒP均未达到显著性差异㊂关键词:鄱阳湖;湿地;养分;化学计量比Leaflitterandsoilcarbon,nitrogen,andphosphorusstoichiometryofdominantplantspeciesinthePoyangLakewetlandNIELanqin1,WUQin1,YAOBo2,FUShan1,HUQiwu1,∗1KeyLaboratoryofPoyangLakeWetlandandWatershedResearch,MinistryofEducation,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China2ScienceandTechnologyCollege,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330027,ChinaAbstract:Carbon(C),nitrogen(N),andphosphorus(P)stoichiometryarecriticalindicatorsofbiogeochemicalcouplinginecosystems,andstoichiometrichomoeostasisplaysanimportantroleinmodulatingthestructure,function,andstabilityofecosystems.StoichiometrystudieshavebeencarriedoutinvariousterrestrialecosystemsinChina,butlittledataisavailableforwetlands.Previousstudieshavelargelyfocusedonplantleaves.Itisalsoimportanttoassesstheentireplant⁃soilsystemstoichiometry,ratherthanjustplanttissues.Wetlandplantsliveinafluctuatingenvironment,moresothanterrestrialplants,andtheresponsesofwetlandecosystemstoclimatechangearemoresensitivethanterrestrialecosystem.TheC:N:Pstoichiometryinwetlandsandterrestrialecosystemsmaydiffer.Thus,moreresearchisneededoncarbon,nitrogen,andphosphorusconcentrations,aswellastheirstoichiometryinwetlandecosystems.PoyangLakeisthelargestfreshwaterlakeinChina,withhugewetlandsappearingduringthedrawdownperiodseachyear.Inthisstudy,sixdominant网络出版时间:2015-04-16 14:30网络出版地址:/kcms/detail/11.2031.Q.20150416.1430.004.html2㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀36卷㊀plantspecies,includingPhragmitesaustrali,Triarrhenalutarioriparia,Zizanialatifolia(Griseb.)Stapf,Carexcinerascens,Carexargyi,andPolygonumhydropiper,wereselectedinthenationalnaturereserveoftheNanjiWetlandsofPoyangLake.Freshleaves,currentyearlitter,andtoplayersoilsweresampledandanalyzedforcarbon,nitrogen,andphosphorus.Theobjectivesofthisstudywereasfollows:1)toclarifythedifferencebetweenthecarbon,nitrogen,andphosphorusconcentrationsofdominantplants,aswellastheirstoichiometricratios;and2)todiscusstheverticalvariabilityofcarbon,nitrogen,andphosphorusstoichiometryamongleaves,litter,andsoils.Ourresultsshowedthatcarbon,nitrogen,andphosphorusrangedfrom380.6to432.2,15.3to32.6,and1.3to2.0mg㊃g-1inplantleaves,345.4to416.1,10.8to20.8,and1.1to1.7mg㊃g-1inlitters,and15.0to38.1,1.2to3.1,and0.7to1.1mg㊃g-1intopsoils,respectively.Theelementalconcentrationsvariedsignificantlywithplantspeciesandamongleaves,litters,andtopsoils.Leaveshadsignificantlyhigherlevelsofcarbon,nitrogen,andphosphorusconcentrationsthanlittersandsoil.Moreover,CʒN,CʒP,andNʒPstoichiometrylargelydifferedamongplantleaves,litters,andsoils,showingaclearverticalvariationpattern;soilhadtheminimumratiosofCʒN,CʒP,andNʒP.SoilCʒN,CʒP,andNʒPstoichiometrywasclosertothatoflitters,ratherthanplantleaves.ChangesintheCʒNratiooflitterscouldexplain35%ofsoilCʒNratiovariability,whereas18%ofsoilNʒPratiovariabilitycouldbeexplainedbylitterNʒP.Inaddition,asignificantdifferencewasfoundbetweenemergentandhygromorphicplantsforleafNʒPandCʒNratios,butnotforleafCʒPratio.Incontrast,litterCʒN,CʒP,andNʒPdidnotdiffersignificantlybetweenemergentandhygromorphicplants.GiventherelativelylowCʒNandCʒPratioofplantlitters,PoyangLakewetlandsmayexperiencefastlitterdecompositionandturnoverrates,leadingtorelativelowcarbonstorage.KeyWords:PoyangLake;Wetland;Nutrients;Stoichiometry碳(C)㊁氮(N)㊁磷(P)化学计量关系反映元素的平衡与耦合,影响植物生长发育[1]㊁C㊁N养分循环[2]㊁食物营养关系[3]㊁物种组成与多样性[4],是生态系统结构㊁功能与稳定性维持的重要机制[5⁃6]㊂当前,CʒNʒP化学计量格局及其驱动因素仍然是生态化学计量学的一个重要研究领域[7],不同学者先后在全球尺度上探讨了植物叶片[8]㊁凋落物[9]㊁土壤[10]㊁细根[11]及微生物[12]等C㊁N㊁P化学计量格局㊂近年来国内生态化学计量学亦发展迅速,相关研究跨越不同时空尺度,涉及不同生态系统类型[7]㊂以湿地为例,研究报道既包括不同湿地类型㊁不同湿地物种,还包括植物不同器官㊁湿地土壤等[13⁃19]㊂然而,这些研究往往聚焦于生态系统某一组分,缺乏生态系统的综合考虑㊂以植物叶片为核心的化学计量信息亟需拓展至植物其他部位乃至生态系统不同组分[2]㊂湿地处于水陆交界部位,土壤养分㊁水分等相对于陆地具有更大的波动性,对环境变化更加敏感[20]㊂受全球变化与人类活动的影响,一些湿地与水域的C㊁N㊁P化学计量关系正在发生变化,最终可能会改变生态系统的结构和功能[21⁃22]㊂例如,Elser等[23]对挪威和瑞典2053个湖泊的研究表明大气氮沉降增加了湖泊的NʒP值,从而导致湖泊浮游植物养分限制格局的变化,在氮沉降低的湖泊,浮游植物的生长总体受氮限制,而一些氮沉降高的湖泊则一致表现为磷受限㊂因此,加强从湿地植物地上植株到凋落物直至土壤的化学计量垂直分异的探讨,不仅有助于揭示生态系统不同组分化学计量的趋同与分异,同时对于理解或预测生态系统对全球变化的响应具有重要意义[2,7]㊂鄱阳湖 丰水一片,枯水一线 存在剧烈的年内㊁年际水位波动,由此引起的频繁的湿地干湿交替势必造成土壤养分的极大波动㊂此外,鄱阳湖湿地沿水位梯度依次发育挺水㊁湿生与沉水植物群落,且群落中往往以某一物种占绝对优势,伴生物物种极少,结构简单,如挺水植物群落中的南荻(Triarrhenalutarioriparia)㊁菰(Zizanialatifolia(Griseb.)Stapf),湿生植物群落中的灰化苔草(Carexcinerascens)等[24⁃25]㊂因此,这些关键物种的养分化学计量特征很可能关系到鄱阳湖湿地生态系统结构㊁功能与稳定性的维持㊂本研究通过测定6种典型植物群落中优势植物叶片 凋落物 表层土壤C㊁N㊁P含量,分析C㊁N㊁P化学计量关系的垂直分异,探讨不同物种㊁不同生活型间化学计量差异,为进一步揭示鄱阳湖湿地植物群落对水位波动的响应与适应机制提供依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况研究区设置在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区内,地理坐标为28ʎ52'05ᵡ 29ʎ06'50ᵡN,116ʎ10'33ᵡ 116ʎ25'05ᵡE㊂属亚热带暖湿季风气候,多年平均气温17.3ħ,平均降水量为1358 1823mm,4 9月是洪水季,10月份进入枯水期㊂南矶湿地位于赣江北支㊁中支和南支汇入鄱阳湖开放水域冲积形成的赣江三角洲前缘,是赣江三大支流的河口与鄱阳湖水体之间的水陆过渡带,在南昌市新建县界内,区内除南山岛和矶山岛(乡行政机构所在地,面积仅4km2)外,其余为洲滩和水域,总面积约330km2㊂湿地植被中挺水植物以芦苇(Phragmitesaustralis)㊁南荻和菰等3种最为典型;湿生植物则以苔草最为典型,其中灰化苔草广泛分布于鄱阳湖洲滩,在湿生植物中占绝对优势[26]㊂1.2㊀样品采集与分析2013年11月初在保护区挺水植物群落芦苇㊁南荻㊁菰及湿生植物群落灰化苔草㊁红穗苔草(Carexargyi)和水蓼(Polygonumhydropiper)等6个典型植物群落分布区设置取样地,为避免采样的假重复,每种群落类型设置5 6个样地,随机在其中的4个样地中,以多点混合的方式同时采集植物绿色叶片㊁凋落物以及表层土壤(0 15cm)样品㊂上述样品各4个重复,共计采集72个样品㊂将采集的样品分装于标记好的自封袋内带回实验室,叶片㊁凋落物75ħ/48小时烘干至恒重,研磨过60目筛,进行全C㊁全N㊁全P测定㊂植物全C㊁全N采用意大利欧维特元素分析仪测定(EA3000)测定,全P采用钼锑抗比色法测定㊂土壤经风干磨细后有机碳采用高锰酸钾氧化外加热法测定,全N㊁全P测定方法同上㊂1.3㊀数据处理与分析采用MicrosoftExcel2003软件进行数据处理及制图㊂利用单因素方差分析方法(One⁃wayANOVA)分别对叶片㊁凋落物㊁表层土壤C㊁N㊁P含量及其化学计量比进行物种间差异的分析;利用单因素方差分析方法分析叶片 凋落物 表层土壤3个组分之间C㊁N㊁P含量及CʒN㊁CʒP㊁NʒP化学计量比的差异㊂上述统计均用LSD法进行多重比较㊂此外,采用Pearson相关系数及一元线性回归方法分析了叶片 凋落物 土壤之间C㊁N㊁P含量及化学计量比的关系㊂文中显著性水平设置为α=0.05㊂2㊀结果与分析2.1㊀叶片C㊁N㊁P含量及化学计量比叶片C含量变化范围为380.6 432.2mg㊃g-1,平均值为414.3mg㊃g-1,不同物种间的C含量差异显著(F=111.09,P<0.01)(图1A)㊂叶片N含量在15.3 32.6mg㊃g-1之间波动,物种间差异显著(F=201.97,P<0.01),最高值与最低值分别为芦苇与灰化苔草(图1B)㊂叶片P含量变化范围为1.3 2.0mg㊃g-1,平均值为1.6mg㊃g-1,方差分析显示叶片P含量在植物间差异显著(F=3.545,P<0.05)(图1C)㊂叶片CʒN㊁CʒP和NʒP值变化范围分别为12.1 28.2㊁218.2 303.3和9.1 18.1,对应平均值分别为20.8㊁265.2㊁13.4㊂CʒN㊁CʒP和NʒP值在物种间差异显著(P<0.05)(图1E G)㊂2.2㊀凋落物C㊁N㊁P含量及化学计量比凋落物C含量变化范围为345.4 416.1mg㊃g-1,平均值为371.1mg㊃g-1,最低值为南荻,最高值为红穗苔草㊂凋落物N含量在10.8 20.8mg㊃g-1之间波动,平均值为16.6mg㊃g-1㊂凋落物P含量变化范围为1.1 1.7mg㊃g-1,平均值为1.3mg㊃g-1,其中,水蓼凋落物P含量最高㊂方差分析显示不同物种间凋落物C㊁N㊁P含量差异性均达到显著性水平(P<0.01)(图2A C)㊂凋落物CʒN㊁CʒP和NʒP值变化范围分别为17.7 27.1㊁214.9 402.3㊁9.8 20.3,对应的平均值分别为21.8㊁300.8㊁14.2,方差分析显示不同物种间凋落物C㊁N㊁P的化学计量比差异极显著(P<0.01)(图2D F)㊂3㊀7期㊀㊀㊀聂兰琴㊀等:鄱阳湖湿地优势植物叶片⁃凋落物⁃土壤碳氮磷化学计量特征㊀图1㊀鄱阳湖湿地6种优势植物叶片C㊁N㊁P含量及化学计量比Fig.1㊀Leafcarbon,nitrogenandphosphorusconcentrationsandstoichiometryofsixdominantplantspeciesinPoyangLakewetlands㊀T.lutarioriparia南荻,Z.latifolia菰,P.australis芦苇,C.argyi红穗苔草,C.cinerascens灰化苔草,P.hydropiper水蓼图2㊀鄱阳湖湿地6种优势植物凋落物C㊁N㊁P含量及化学计量比Fig.2㊀Littercarbon,nitrogenandphosphorusconcentrationsandstoichiometryofsixdominantplantspeciesinPoyangLakewetlandsT.lutarioriparia南荻,Z.latifolia菰,P.australis芦苇,C.argyi红穗苔草,C.cinerascens灰化苔草,P.hydropiper水蓼4㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀36卷㊀2.3㊀表层土壤C㊁N㊁P含量及化学计量关系土壤C㊁N㊁P含量整体上表现为挺水植物表层土壤高于湿生植物㊂方差分析显示不同物种下的表层土壤C㊁N㊁P含量均差异显著(P<0.05)(图3A C)㊂其中,土壤有机C含量变化范围为15.0 38.1mg㊃g-1,平均值为25.1mg㊃g-1,最大值为菰对应下的土壤,最小值为南荻土壤㊂土壤N含量在1.2 3.1mg㊃g-1之间波动,平均值为1.9mg㊃g-1,最高值为芦苇土壤,最低值为南荻土壤㊂土壤P含量变化范围为0.7 1.1mg㊃g-1,平均值为0.9mg㊃g-1,最高值为菰对应下的土壤,最低值为南荻土壤㊂土壤CʒN㊁CʒP和NʒP值的变化范围分别为10.8 23.0㊁25.9 36.2和1.5 3.1,平均值分别为14.0㊁29.9和2.3㊂方差分析显示土壤CʒN和NʒP在不同群落间差异显著(P<0.05),而CʒP没有显著差异(图3DF)㊂图3㊀鄱阳湖湿地6种群落类型下表层0 15cm土壤C㊁N㊁P含量及化学计量比Fig.3㊀Soilcarbon,nitrogenandphosphoruscontentsandstoichiometryat0 15cmdepthundersixplantcommunitiesinPoyangLakewetlandsT.lutarioriparia南荻,Z.latifolia菰,P.australis芦苇,C.argyi红穗苔草,C.cinerascens灰化苔草,P.hydropiper水蓼2.4㊀叶片㊁凋落物㊁土壤之间C㊁N㊁P含量及化学计量比关系方差分析显示叶片㊁凋落物与土壤间C㊁N㊁P含量差异显著(P<0.01),且叶片养分元素含量显著高于凋落物与土壤㊂叶片与凋落物间除CʒP外差异不显著,土壤与植物叶片及凋落物间CʒN㊁CʒP和NʒP均差异显著(图4)㊂表1显示了叶片㊁凋落物㊁土壤间C㊁N㊁P含量及化学计量比的相关关系㊂其中,叶片N含量与土壤N呈极显著正相关,凋落物与叶片之间除CʒP比外,其它化学计量比之间相关性未达到显著性水准;土壤CʒN㊁CʒP及NʒP与植物叶片之间的相应化学计量比相关性均不显著,而CʒN㊁NʒP与凋落物相应化学计量比呈显著正相关(表1)㊂进一步的线性回归分析表明凋落物的CʒN㊁NʒP分别能解释土壤CʒN㊁NʒP变异的35%㊁18%㊂3㊀讨论3.1㊀鄱阳湖湿地优势植物叶片N㊁P养分化学计量特征研究表明北美地区湿地植物的N㊁P含量变化范围分别为0.8 42mg㊃g-1㊁0.04 6.4mg㊃g-1[27],欧洲湿地5㊀7期㊀㊀㊀聂兰琴㊀等:鄱阳湖湿地优势植物叶片⁃凋落物⁃土壤碳氮磷化学计量特征㊀植物的N㊁P含量变化范围为6 20mg㊃g-1和0.2 3.3mg㊃g-1[28,29]㊂与上述地区湿地相比较,本研究中6种植物叶片N(15.3 32.6mg㊃g-1)㊁P(1.3 2.0mg㊃g-1)含量均在其范围内㊂与国内其它地区湿地相比较,叶片N平均含量(21.2mg㊃g-1)明显高于杭州湾[13]㊁苏北潮滩[30]㊁九段沙上沙[31]㊁崇明东滩[32]㊁闽江口[15]㊁梁子湖[33]㊁洱海[14]等滨海㊁河口及内陆湖泊湿地海三棱藨草(Scirpusmariqueter)㊁互花米草(Spartinaalterniflora)㊁糙叶苔草(Carexscabrifolia)㊁盐地碱蓬(Suaedasalsa)㊁盐蒿(Artemisiahalodendron)㊁菰等优势植物㊂叶片P平均含量(1.6mg㊃g-1)则介于上述湿地植物之间㊂由于芦苇耐盐碱㊁水湿,广泛分布于各种生境中,成为不同湿地类型的共有种㊂本研究中芦苇叶片N含量(32.6mg㊃g-1)低于辽河口湿地[34](36.5mg㊃g-1),与闽江口[15](30.4mg㊃g-1)㊁乌梁素海[17](31.4mg㊃g-1)相当,明显高于苏北潮滩[30](1.8mg㊃g-1)㊁洱海[14](6.7mg㊃g-1)㊁崇明东滩[32](11.5mg㊃g-1)㊁杭州湾[13](11.6mg㊃g-1)和九段沙[31](19.7mg㊃g-1)等湿地类型㊂叶片P(1.8mg㊃g-1)则与闽江口㊁洱海㊁九段沙相当,明显高于上述湿地中的其它类型㊂因此,即使是同一物种,由于其所处湿地生境的差异,也会表现出极大的N㊁P养分含量差异㊂图4㊀叶片 凋落物 土壤间CʒN㊁CʒP及NʒP差异Fig.4㊀ThediscrepancyofCʒN,CʒPandNʒPratiosbetweenleaves,littersandsoilT.lutarioriparia南荻,Z.latifolia菰,P.australis芦苇,C.argyi红穗苔草,C.cinerascens灰化苔草,P.hydropiper水蓼表1㊀叶片㊁凋落物㊁土壤之间C㊁N㊁P及其化学计量比相关性Table1㊀Correlationsofcarbon,nitrogenandphosphorusconcentrationsandstoichiometrybetweenleaf,litterandsoil叶片Leaf凋落Litter叶片Leaf凋落LitterCNPCNPCʒNCʒPNʒPCʒNCʒPNʒP凋落C0.41∗-0.090.24CʒN0.210.48∗0.02LitterN0.47∗0.270.56∗∗CʒP0.060.51∗0.35P0.43∗-0.010.58∗∗NʒP-0.12-0.130.20土壤C-0.83∗∗0.30-0.11-0.14-0.29-0.17CʒN0.080.270.050.59∗∗0.23-0.41∗SoilN-0.350.61∗∗-0.240.050.310.08CʒP-0.190.090.280.180.320.06P-0.58∗∗0.140.03-0.32-0.210.03NʒP-0.22-0.170.19-0.350.110.43∗㊀∗表示P<0.05,∗∗表示P<0.01,n=24㊀本研究中叶片N含量与土壤全N含量显著正相关,表明土壤N含量的变化是引起地表植物叶片N含量差异的重要原因,这与以往在大尺度上的研究结果一致[8]㊂此外,6种植物中灰化苔草叶片N含量显著低于其它物种,还可能与灰化苔草快速生长过程中的N稀释作用有关[2],因为灰化苔草在10月底至11月初仍然处于秋季生长季(洪水过后的生长季)的旺盛时期,而其他5种植物已进入生长季的末期㊂本研究中芦苇㊁南荻㊁菰属于大型挺水植物,单位面积的生物量高于苔草㊁水蓼等湿生植物[26],因此,挺水植物NʒP值显著高于湿生植物可能与不同生活型植物体型大小有关,因为小型植物往往拥有更低的NʒP值[2]㊂此外,芦苇㊁南荻与灰化苔草及水蓼NʒP值差异显著,这可能是鄱阳湖湿地除了大面积的单一物种占绝对优势的群落结构之外,在某些地段能形成以芦苇或南荻为群落的顶层优势植物,而灰化苔草或水蓼处于群落底层的一种群落结构的重要原因之一,因为N㊁P养分化学计量的差异可能引起不同层次上资源 供应-需求 之间的错配,从而使得不同物种能各自占有有利的生态位,有利于物种共存[1,7]㊂对于相同生活型的植物,尽管叶片N含量差6㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀36卷㊀异显著,但NʒP值保持了相对一致性㊂例如,3种湿生植物中灰化苔草㊁红穗苔草与水蓼NʒP没有显著差异,挺水植物中南荻与芦苇之间也没有显著差异,在一定程度上反映了相同生活型的物种对养分利用及外界环境适应与进化方面的趋同性㊂3.2㊀叶片 凋落物 表层土壤养分化学计量的垂直分异统计分析发现C㊁N㊁P元素及CʒN㊁CʒP与NʒP在叶片 凋落物 表层土壤3个组分之间均存在显著的差异㊂凋落物C㊁N㊁P平均含量分别相当于叶片的90%㊁78%和81%,这与其他地区的湿地研究结果一致[15,27]㊂研究表明植物地上活体,特别是植物叶片在衰老与凋落前普遍将其养分转移到其他部位,亦即发生养分重吸收的过程,是植物保持养分与提高利用效率的重要机制[35]㊂因此,新鲜叶片的N㊁P含量要比衰老叶片或凋落物的N㊁P含量高㊂同样,本研究中凋落物的CʒN㊁CʒP值均高于叶片亦是源于上述原因,这与Mcgroddy等[9]对全球森林叶片㊁凋落物C与N㊁P养分化学计量比的研究结果一致㊂鄱阳湖湿地地处中亚热带地区,与温带北美湿地相比较,本研究中凋落物的N含量明显偏高,P含量则相当[27]㊂进一步的比较发现本研究中凋落物CʒN(23.7)㊁CʒP(296.3)值远低于Aert[36]综述研究中的温带地区㊁密西西比地区及热带地区陆生植物凋落物的CʒN㊁CʒP值,表明湿地生态系统的凋落物化学计量关系与陆地生态系统可能有极大差异㊂由于凋落物在进入土壤转为土壤有机质的过程中还经历了复杂的微生物分解过程,在这个过程中大量有机态的C㊁N㊁P被矿化分解,最终促成土壤的C㊁N㊁P含量及CʒN㊁CʒP㊁NʒP值显著低于植物叶片及凋落物㊂本研究还发现土壤CʒN㊁NʒP与凋落物的关系更为密切,凋落物的CʒN㊁NʒP分别能解释土壤CʒN㊁NʒP变异的35%㊁18%㊂土壤CʒN与凋落物CʒN之间的相关性较土壤CʒP与凋落物CʒP之间的相关性更显著,主要是由于土壤中的P不仅来自于凋落物的输入,还与土壤成土母质中的矿物成分密切相关㊂Sardans等[37]指出植物体CʒNʒP值要比水体或土壤更加保守与稳定,这在本研究中也得到了证实,6种植物叶片CʒN㊁CʒP与NʒP的变异系数分别为25%,19%,27%,凋落物为28%,18%,24%,而土壤对应的化学计量比的变异系数则分别为40%,29%,33%㊂3.3㊀C㊁N㊁P化学计量的指示意义叶片CʒN㊁CʒP代表植物吸收营养元素时所能同化碳的能力,反映了植物营养元素的利用效率,同时也代表着不同群落固碳效率的高低[7]㊂研究区不同植物叶片CʒN值挺水植物(17.4)低于湿生植物(24.5),说明湿生植物N利用效率可能高于挺水植物㊂以灰化苔草㊁水蓼等为优势种的湿生植物带一年中经历频繁的干湿交替,土壤中的N㊁P等养分,特别是N处于极大的波动中㊂同时,由于地表径流与地下径流等影响极易造成土壤养分的流失㊂而以芦苇㊁南荻为代表的挺水植物区因为所处的湖底高程相对较高,一年中淹水时间及干湿交替的频率要低于湿生植物区,土壤中的养分相对比较稳定㊂因此,湿生植物表现出较高的CʒN值很可能是对养分波动的一种适应㊂Koerselman和Meuleman[28]对欧洲湿地植物的研究表明,在群落水平上,NʒP>16意味着植物P受限,NʒP<14说明N受限,NʒP值介于二者之间可能受N㊁P的共同限制㊂由于鄱阳湖湿地植物群落结构的高度单一性,本研究中6种植物均是相应植物群落中的绝对优势种,以灰化苔草群丛为例,灰化苔草单一物种的生物量超过总群落生物量的98%㊂因此,这些绝对优势的物种特性基本上代表了群落的总体特征㊂以此来判断,灰化苔草(9.1)㊁水蓼(10.4)和红穗苔草(12.03)等3类湿生植物群落更多地表现为N受限㊂菰(14.0)群落则可能N与P共同受限,而芦苇(18.1)㊁南荻(16.9)则可能更受P的限制㊂菰虽为挺水植物但因为其生境常年淹水,N的波动相对较大,因而相对于芦苇㊁南荻更加受N的限制㊂总体上挺水植物群落可能更加受P的限制,而湿生植物群落更加受N的限制,这与CʒN㊁CʒP的指示意义相对一致,即在某种养分相对限制的生境中,植物对该养分保持相对较高的利用效率[8]㊂尽管NʒP被广泛应用于养分限制的判断,但不同生态系统类型N㊁P限制的NʒP比阈值可能存在较大差异,因而利用化学计量关系来判断养分的限制还需要进一步的野外施肥实验加以印证㊂研究表明凋落物CʒN比小于40,开始出现凋落物矿化分解净N释放[38],且凋落物分解速率与CʒN㊁CʒP7㊀7期㊀㊀㊀聂兰琴㊀等:鄱阳湖湿地优势植物叶片⁃凋落物⁃土壤碳氮磷化学计量特征㊀8㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀36卷㊀值呈显著负相关,CʒN㊁CʒP值越低,其分解速率越快[39]㊂因此,根据凋落物的CʒN化学计量比来判断,本研究中6种植物群落的凋落物理论上都具有快速分解周转的特征,这也在一定程度上解释了鄱阳湖湿地土壤碳储量远低于东北三江及青藏高原高寒湿地[40]㊂4㊀结论鄱阳湖湿地不同优势植物种间叶片㊁凋落物及土壤C㊁N㊁P含量差异显著,且叶片C㊁N㊁P含量显著高于凋落物与土壤㊂叶片 凋落物 土壤间C㊁N㊁P化学计量关系差异显著,表现为土壤CʒN㊁CʒP及NʒP值显著低于叶片与凋落物,且土壤C㊁N㊁P化学计量关系与凋落物更为密切,凋落物的CʒN㊁NʒP分别能解释土壤CʒN㊁NʒP变异的35%㊁18%㊂挺水植物与湿生植物之间叶片CʒN㊁NʒP值差异显著,CʒP则差异不显著;凋落物CʒN㊁CʒP与NʒP在挺水植物与湿生植物间均未达到显著性差异㊂参考文献(References):[1]㊀GüsewellS.N:Pratiosinterrestrialplants:variationandfunctionalsignificance.NewPhytologist,2004,164(2):243⁃266.[2]㊀ElserJJ,FaganWF,KerkhoffAJ,SwensonNG,EnquistBJ.Biologicalstoichiometryofplantproduction:metabolism,scalingandecologicalresponsetoglobalchange.NewPhytologist,2010,186(3):593⁃608.[3]㊀ElserJJ,FaganWF,DennoRF,DobberfuhlDR,FolarinA,HubertyA,InterlandiS,KilhamSS,McCauleyE,SchulzKL,SiemannEH,SternerRW.Nutritionalconstraintsinterrestrialandfreshwaterfoodwebs.Nature,2000,408(6812):578⁃580.[4]㊀AbbasM,EbelingA,OelmannY,PtacnikR,RoscherC,WeigeltA,WeisserWW,WilckeW,HillebrandH.Biodiversityeffectsonplantstoichiometry.PLOSONE,2013,8(3):e58179,doi:10.1371/journal.pone.0058179.[5]㊀SternerRW,ElserJJ.EcologicalStoichiometry:TheBiologyofElementsfromMoleculestotheBiosphere.Princeton,NJ:PrincetonUniversityPress,2002.[6]㊀YuQ,ChenQS,ElserJJ,HeNP,WuHH,ZhangGM,WuJG,BaiYF,HanXG.Linkingstoichiometrichomoeostasiswithecosystemstructure,functioningandstability.EcologyLetters,2010,13(11):1390⁃1399.[7]㊀贺金生,韩兴国.生态化学计量学:探索从个体到生态系统的统一化理论.植物生态学报,2010,34(1):2⁃6.[8]㊀ReichPB,OleksynJ.GlobalpatternsofplantleafNandPinrelationtotemperatureandlatitude.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2004,101(30):11001⁃11006.[9]㊀McGroddyME,DaufresneT,HedinLO.ScalingofC:N:Pstoichiometryinforestsworldwide:implicationsofterrestrialRedfield⁃typeratios.Ecology,2004,85(9):2390⁃2401.[10]㊀ClevelandCC,LiptzinD.C:N:Pstoichiometryinsoil:istherea 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鄱阳湖碟形湖泊植物分解和水位变化对水体碳、氮浓度的叠加效应
鄱阳湖碟形湖泊植物分解和水位变化对水体碳、氮浓度的叠加效应张广帅;于秀波;刘宇;张欢;张全军;李雅;段后浪【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2018(030)003【摘要】以鄱阳湖典型碟形湖泊——白沙湖为监测对象,开展水体有机碳(TOC)、总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度的年内动态变化的定位观测,结合在白沙湖开展的灰化薹草(Carex cinerascens)分解模拟实验和稳定同位素示踪技术,对薹草分解过程和水体营养盐浓度变化进行时间匹配,分析水体中颗粒态有机物(POM)的来源,并探讨水位变化和薹草分解对水体营养盐浓度的交互作用.结果表明,水体TOC、TN和NH4+,-N浓度在枯水季1-4月明显高于其他月份;薹草在0~60 d具有最高的分解速率,鄱阳湖碟形湖泊洲滩湿地薹草分解起始时间为当年12月前后;水体POM与薹草活体和分解残体的δ13C差异不显著,而与苦草和藻类具有显著性差异,说明薹草分解残体是水体中POM的主要来源;薹草分解过程明显影响湖泊水体TN、NH4+-N和TOC浓度变化;水位变化对湖泊水体NO3--N浓度变化效应最明显.【总页数】12页(P668-679)【作者】张广帅;于秀波;刘宇;张欢;张全军;李雅;段后浪【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;南昌大学生命科学学院,南昌330031;中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【相关文献】1.鄱阳湖水体悬浮有机质碳氮同位素分布特征及来源探讨 [J], 王毛兰;张丁苓;赖建平;胡珂图;赖劲虎2.鄱阳湖候鸟栖息地湖泊悬浮有机质的碳氮分布及来源分析——以大湖池和沙湖为例 [J], 梁越;肖化云;刘小真;胡倩倩;丁新航;肖浩;杨慧慧3.鄱阳湖植食越冬候鸟粪便对洲滩湿地薹草枯落物分解过程及碳、氮、磷释放的影响 [J], 张全军;张广帅;万松贤;刘宇;夏少霞;李雅;许策;于秀波4.鄱阳湖湿地优势植物枯落物的分解速率及碳、氮、磷释放动态特征 [J], 张全军;张广帅;于秀波;刘宇;夏少霞;孟竹剑;许策;胡斌华;万松贤5.鄱阳湖湿地枯丰水期转换对灰化薹草(Carex cinerascens Kükenth)枯落物分解及碳、氮、磷释放的影响 [J], 张全军;张广帅;于秀波;刘宇;夏少霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究
鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究雷学明;段洪浪;刘文飞;纪宇皝;周际海;吴建平;樊后保【摘要】Four types of wetland habitats, i.e. downland, high beach, low beach and swamp, were chosen as elevation gradients in 4 shallow - lakes in Nanjishan wetland nature reserve of Poyang Lake and the contents of soil C, N and P contents and their stoichiometry along the 4 elevation gradients were determined. The results showed that SOC content in 0–10 cm soil layer was lowest in the downland, TN and TP contents were ranked as downland >high beach > low beach > swamp, TN was positively correlated with TP content, SOC and TN contents were decreased with the depth of soil layer, mean ratios of C/N, C/P and N/P were 11.17, 52.74 and 5.03, respectively. In the study area, soil C/N was relatively stable, whileC/P and N/P varied substantially either along elevation gradients or among shallow-lakes. NH4+-N content was ranked as downland < high beach < low beach < swamp, while NO3–-N content was ranked as high beach < low beach < downland < swamp. Furthermore, AP and TP contents were positively correlated. In short, soil nutrients in the study area exhibits large variations due to the seasonal dynamics of hydrology in Poyang Lake and TN was the primary limiting factor of N/P ratio.%在鄱阳湖南矶山湿地自然保护区的碟形湖区,沿高程梯度采集岗地、高滩、低滩和泥沼土壤,对碳、氮、磷及其化学计量特征进行了研究.结果表明,表层土壤(0~10 cm)有机碳含量在岗地土壤最低;总氮和总磷含量均表现为岗地>高滩>低滩>泥沼,且总氮和总磷含量呈显著正相关.土壤有机碳和总氮含量均表现出随土层加深而减少的趋势.表层土壤C/N、C/P和N/P的平均值分别为11.17、52.74和5.03,且随着高程梯度和湖泊的变化,C/N 保持相对稳定,而C/P和N/P的变化较大.铵态氮含量表现出岗地<高滩<低滩<泥沼,硝态氮含量表现出高滩<低滩<岗地<泥沼.有效磷与总磷含量呈极显著正相关.总之,受到鄱阳湖季节周期性水文变化的影响,研究区湿地土壤养分有较大差异,其中氮是N/P比的主要控制因子.【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2017(049)001【总页数】9页(P40-48)【关键词】鄱阳湖;南矶山湿地;土壤养分;化学计量比;高程梯度;碟形湖【作者】雷学明;段洪浪;刘文飞;纪宇皝;周际海;吴建平;樊后保【作者单位】南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌 330099;南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌330099;南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌 330099;福建师范大学地理科学学院,福州350007;南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌 330099;南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌330099;南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌 330099【正文语种】中文【中图分类】S151.9湿地是陆地和水生生态系统之间的过渡带,是具有独特水文、土壤、植被和生物特征的生态系统,它承担着碳、氮、磷的源、汇和转化器等多项重要生态功能[1]。
碟形湖在鄱阳湖湿地生态系统的作用和意义
碟形湖在鄱阳湖湿地生态系统的作用和意义胡振鹏;张祖芳;刘以珍;纪伟涛;葛刚【期刊名称】《江西水利科技》【年(卷),期】2015(041)005【摘要】“碟形湖”是指鄱阳湖湖盆区内枯水季节显露于洲滩之中的季节性子湖泊,具有特殊的地貌特征和水文特性、复杂多变的湿地景观和丰富的生物多样性等特征.在碟形湖及其周边,湿生与水生植物群落有序分布、季节性演替;静水水域有利于底栖动物和鱼类生长育肥;缓慢下降的水位、逐渐伸展的泥滩为越冬候鸟持续提供丰富的食物和歇息环境,全湖80%以上的水鸟在碟形湖区域越冬.高低不一、分布广泛的碟形湖群有效地缓解了干旱、洪水灾害对鄱阳湖湿地生态系统的冲击,对于维护全球生态系统的完整性和生物多样性具有重要作用.最后提出了加强碟形湖保护和管理的对策.【总页数】7页(P317-323)【作者】胡振鹏;张祖芳;刘以珍;纪伟涛;葛刚【作者单位】江西省生态文明研究与促进会,江西南昌330029;南昌大学鄱阳湖流域水安全保障协同创新中心,江西南昌 330031;南昌大学鄱阳湖流域水安全保障协同创新中心,江西南昌 330031;江西省生态文明研究与促进会,江西南昌330029;鄱阳湖水利枢纽建设办公室,江西南昌330046;南昌大学鄱阳湖流域水安全保障协同创新中心,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】X171.1【相关文献】1.基于PSR模型的鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标系统研究 [J], 向丽雄;谢正磊;杜泽兵;谢超;张禾子;江英辉;吴玉立2.基于RS和GIS鄱阳湖湿地生态系统NPP时空分布特征研究 [J], 王伟;邹新;廖兵;冯明雷3.鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究 [J], 雷学明;段洪浪;刘文飞;纪宇皝;周际海;吴建平;樊后保4.鄱阳湖洪泛区碟形湖域与地下水转化关系分析 [J], 李云良; 姚静; 谭志强; 张奇5.都昌北鄱阳湖湿地公园生态系统服务价值评估 [J], 张倩; 方朝阳; 黄鹏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖湿地土壤碳氮磷化学计量空间分布特征
鄱阳湖湿地土壤碳氮磷化学计量空间分布特征张灵柯;高俊琴;李谦维;朱佳涛;李兴丽【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2024(40)6【摘要】土壤碳氮磷空间分布特征以及各生源要素间的化学计量比受到何种因子的调控,是湿地土壤研究的热点问题之一。
以江西鄱阳湖洲滩湿地为研究对象,采用野外调查采样和实验室分析测定方法,阐明鄱阳湖洲滩湿地土壤碳氮磷含量与化学计量比的空间分布特征及影响因素。
结果表明:(1)鄱阳湖洲滩湿地土壤有机碳、全氮、全磷含量变化范围分别为4.25~48.13、0.02~4.25、0.08~1.17 g·kg-1。
土壤全氮与全磷密度较高的区域分布在鄱阳湖东部,土壤有机碳密度较高的区域分布在鄱阳湖东南部以及西南部。
(2)鄱阳湖洲滩湿地土壤碳氮比变化范围为1.07~27.15,平均值为7.57;土壤氮磷比变化范围为0.21~7.73,平均值为1.74;土壤碳磷比变化范围为0.78~69.71,平均值为13.61。
(3)鄱阳湖洲滩湿地土壤碳氮磷含量及化学计量比均表现为表层土壤显著高于深层土壤。
(4)鄱阳湖洲滩湿地土壤化学计量比均与土壤pH值和容重呈极显著负相关,与电导率呈极显著正相关。
研究结果可为鄱阳湖洲滩湿地土壤质量评价及功能提升提供科学参考以及数据支持。
【总页数】9页(P815-823)【作者】张灵柯;高俊琴;李谦维;朱佳涛;李兴丽【作者单位】北京林业大学生态与自然保护学院【正文语种】中文【中图分类】Q148【相关文献】1.鄱阳湖湿地优势植物叶片-凋落物-土壤碳氮磷化学计量特征2.贵州草海湿地不同水位梯度土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比分布特征3.红松叶片与土壤有机碳、氮、磷、钙的空间分布及其化学计量学特征4.长白山区不同海拔森林湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征5.白于山区不同植物群落土壤碳氮磷空间分布及化学计量特征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖湿地植物群落分布特征及其对土壤环境因子的响应
鄱阳湖湿地植物群落分布特征及其对土壤环境因子的响应纪昌品;王华【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)008【摘要】土壤是湿地植被生长和植物群落分布的主要影响因子,研究土壤环境因子对鄱阳湖湿地植物群落分布特征的影响有助于深入理解湿地生态系统地球生物循环过程.通过研究鄱阳湖湿地不同生境下植物群落土壤环境因子特征变化,结合冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨了鄱阳湖湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响.结果表明,鄱阳湖湿地Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均表现为样带1(藜蒿-苔草带Cynodon dactylon-Carex cinerascen)<样带2(芦苇-藨草群落Phragmites communis-Phalaris arundinace)<样带3(苔草-狗牙根群落Carex cinerascen-Artemisia selengens)<样带4(苔草-藨草群落Carex cinerascen-Phalaris arundinace),随生境梯度呈递减规律;而Bray curtis指数则表现为样带1>样带2>样带3>样带4,随生境梯度呈递增规律.土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮呈一致的变化规律,均表现为样带1>样带2>样带3>样带4,而土壤速效磷表现为样带1>样带3>样带2>样带4,不同植被带土壤全磷含量差异均不显著(P>0.05).相关性分析表明,不同植被带Bray curtis指数均与土壤养分呈负相关,Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均呈正相关,沿河岸带的增加,其相关系数的绝对值逐渐增加,而土壤磷素与湿地多样性指数没有显著的相关性(P>0.05).RDA排序分析表明,土壤环境因子具有明显的生态梯度,土壤有机碳是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤全氮是影响湿地植被分布的次要土壤环境因子.【总页数】8页(P1424-1431)【作者】纪昌品;王华【作者单位】南昌大学公共管理学院,江西南昌 330031;南昌大学公共管理学院,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】S718;X17【相关文献】1.鄱阳湖湿地植物群落分布对水位变化的响应 [J], 胡玲玲;朱仁果;付建平2.鄱阳湖湿地景观恢复的物种选择及其对环境因子的响应 [J], 谢冬明;金国花;周杨明;黄灵光;谭胤静;陈伟娜;严玉平;戴星照;谭诲如3.鄱阳湖湿地沉水植物群落分布特征及其对重金属污染的指示 [J], 李晓红;范静4.鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分和土壤酶活性垂直分布特征 [J], 李晓红5.鄱阳湖湿地植物群落分布特征 [J], 王华;何梅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖沙山植物叶片与土壤c∶n、c∶p沿沙化梯度分布特征
计量特征变化,罗亚勇等
、林丽等
[
10]
发现 C、
N、
P
[
11]
及其化学计量比对高寒草甸的退化具有很好的指示
作用.在荒漠生态系统研究中,
Ki
l
l
i
ngbe
ck 等
[
12]
发
现荒漠灌木相对于湿润环境下的植物不具有更高的
进行了研究 [16,17].本文 主 要 报 道 该 地 区 土 壤、植 物
C∶N、
C∶P 化 学 计 量 比 沿 沙 化 梯 度 分 布 特 征,探 讨
叶 N 水平.李玉霖 等 [13]认 为 土 壤 养 分 有 效 性 的 差
N、
P 元素时所能同化碳的能力,反映了植物养分利
要原因.牛得草等 [14]对阿拉善荒漠 6 种 优 势 灌 木 的
主要元 素,植 物 叶 片 C∶N 和 C∶P 代 表 着 植 物 吸 收
用效率;
N∶P 可以用 来 判 断 植 物 生 长 受 养 分 限 制 的
第 24 卷
机碳(
C)、全氮(
N)、全磷(
P)的测定.其中有机碳含
量利用重铬酸钾氧化外加热法,全 N 含 量 采 用 凯 氏
定氮法,全 P 含量 采 取 钼 锑 抗 比 色 法.土 壤 样 品 经
风干 磨 碎 亦 利 用 上 述 方 法 测 定 有 机 C、全 N、全 P.
江西 省 北 部 (
29
阔叶树 C∶P 值 低 于 针 叶 树 (表 1). 叶 片 C∶P 与 有
4
±125
3、
370
1±74
8、
337
6±102
2. 与 C∶N 变
化类似,轻度沙化区草本植物的 C∶P 值 低 于 中 度 沙
鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统中磷的静态迁移研究
鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统中磷的静态迁移研究徐进;徐力刚;丁克强;龚然【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2015(52)1【摘要】通过采集鄱阳湖典型洲滩湿地土壤和植物来开展磷的静态迁移模拟实验,研究了鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统对磷的吸收、释放及转移规律,并对静态实验前后,不同形态磷素在系统中的迁移量进行了监测.在此基础上,利用Freundlich 模型和Langmuir模型对鄱阳湖洲滩湿地土壤基质对磷的吸附解吸特性进行了一元线性回归分析.结果表明:磷素不断从土壤和水体中释放出来,被植物大量的吸收.在培育之前,植物体内磷含量为1.0mg g-1,水样磷浓度为2.3 mg L-1;而试验后植物体内磷含量为2.1 mg g-1,水样磷浓度为0.062 mg L-1.随着植物根系的生长,对磷素需求不断变大.直至试验进行到28d时,植物体内的磷素含量趋于恒定.同时,由土壤磷分级试验可看出,试验前后A1-P含量变化较小,Ca-P含量略有增加,Fe-P含量增幅较大.相对于Freundlich模型而言,采用Langmuir模型对湿地土壤基质对磷的吸附过程进行模拟相关性更好.该研究成果旨在为防治湖泊水体污染、开展湿地污染物的环境效应研究提供科学的理论依据.【总页数】7页(P138-144)【作者】徐进;徐力刚;丁克强;龚然【作者单位】南京工程学院环境工程学院,南京211167;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;南京工程学院环境工程学院,南京211167;南京工程学院环境工程学院,南京211167【正文语种】中文【中图分类】X524【相关文献】1.湖滨湿地土壤-水-植物系统中磷的迁移机制研究 [J], 徐进;徐力刚;赵洪波2.水—土—植物系统中氟迁移转化规律的研究进展 [J], 易春瑶;汪丙国;靳孟贵3.鄱阳湖洲滩植物对沉积物磷赋存转化的影响研究 [J], 刘娜;吴小虎4.水—土壤—植物系统中盐分的迁移和植物耐盐性研究进展 [J], 李加宏;俞仁培5.4种水生植物除磷效果及系统磷迁移规律研究 [J], 陈志超;张志勇;刘海琴;闻学政;秦红杰;严少华;张迎颖因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构沿地下水位梯度分异特征
鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构沿地下水位梯度分异特征张广帅;于秀波;张全军;李雅;刘宇;段后浪【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2018(038)011【摘要】为了揭示地下水位梯度对湿地土壤微生物群落的影响,在鄱阳湖典型碟形湖泊白沙湖洲滩湿地设置了200m×300m大样地,沿地下水位梯度划分4个样带(从湖岸到湖心依次为GT-A,GT-B,GT-C,GT-D),采集了不同梯度带的土壤样品,利用磷脂脂肪酸法分析其土壤微生物群落结构分异特征.结果表明,随着地下水位抬升,土壤pH和沙粒含量升高,而有机碳、容重、粘粒和粉粒含量降低.与地下水位最低的梯度(GT-A)相比,地下水位在地表上下波动(GT-D)时,土壤微生物量碳氮及其分配比例分别增加了2.82、4.30、5.77和7.15倍;土壤微生物总量、细菌生物量、放线菌生物量、革兰氏阳性细菌及革兰氏阴性细菌生物量分别增长了106.8%、117.2%、74.9%,107.9%和207.2%.洲滩地下水位梯度的升高增加了土壤微生物群落的环境压力,进而降低了其群落结构的多样性.土壤微生物群落结构组成与土壤pH、含水量、沙粒含量以及碳氮比呈显著相关关系,而土壤微生物商则主要受pH 和土壤质地的影响.以上结果表明地下水位梯度所引起的土壤微环境变化对微生物量、土壤有机碳周转和群落结构均产生了深刻影响.%To reveal the response of soil microbial community structure to the changes of ground water level,a 200m × 300m field experimental site was setup in the beach of Baisha Lake,a typical shallow lake of the Poyang Lake Wetlands.This site included 4 ground water levels:GT-A,GT-B,GT-C,GT-D (moving from shore to center).Phospholipid fatty acids (PLFA) analysis was applied to determinethe microbial community structure.Results showed when ground water level raised from GT-A to GT-D,soil pH and sand content increased and soil organic carbon (SOC),bulk density,clay and silt particle contents pared to GT-A,microbial biomass carbon (MBC),microbial biomass nitrogen (MBN),and their allocation ratio of GT-D were significantly more by 2.82,4.30,5.77 and 7.15 time.The abundances of total PLFAs,bacterial,actinomyces,gram-positive bacteria and gram-negative bacteria increased 106.8%,117.2%,74.9%,107.9% and 207.2%.The raise in ground water level enhanced the environmental stress on the microbial community,resulting in a decrease in microbial bio-diversity.SoilpH,moisture,sand contents as well as the C ∶N ratio have significant correlations with PLFA signatures.Further,the microbial quotient (MBC/ SOC) is mainly influenced by soil pH and texture.In summary,the results show significant effects of ground water level on both soil microbial biomass and community structure during the dry season.【总页数】13页(P3825-3837)【作者】张广帅;于秀波;张全军;李雅;刘宇;段后浪【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【相关文献】1.鄱阳湖湿地蚌湖浅层土壤氮素含量的梯度特征 [J], 刘郁林;刘用刚;林世滔;谢冬明2.鄱阳湖湿地典型草洲主要植物种群在5个资源环境梯度上的生态位特征 [J], 段后浪;赵安;姚忠3.海拔梯度变化对中亚热带黄山松土壤微生物生物量和群落结构的影响 [J], 赵盼盼;杨玉盛;周嘉聪;林开淼;张秋芳;袁萍;曾晓敏;苏莹;徐建国;陈岳民4.蔬菜-牧草轮作5年草地土壤微生物量变化及其群落结构分异 [J], 林栋; 张德罡; McCulley Rebecca L.5.高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性分析 [J], 向前胜;张登山;孙奎;王宁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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摘 要:在鄱阳湖南矶山湿地自然保护区的碟形湖区,沿高程梯度采集岗地、高滩、低滩和泥沼土壤,对碳、
氮、磷及其化学计量特征进行了研究。结果表明,表层土壤(0 ~ 10 cm)有机碳含量在岗地土壤最低;总氮和总磷含量
均表现为岗地>高滩>低滩>泥沼,且总氮和总磷含量呈显著正相关。土壤有机碳和总氮含量均表现出随土层加深而减
生态化学计量学 (ecological stoichiometry) 结 合了生物学、化学等基本原理,利用生态过程中多重 化学元素的平衡关系,为研究碳、氮、磷等元素在生
态系统过程中的耦合关系提供了方法[11–12]。土壤是人 类赖以生存与发展的重要物质基础,土壤有机碳是生 物重要碳源,氮、磷是植物生长所必需的大量元素, 三者含量的动态平衡及生态化学计量特征直接影响 着土壤肥力和植物生长[13–15],进而影响生态系统的 生产力[16]。
有较大差异,其中氮是 N/P 比的主要控制因子。
关键词:鄱阳湖;南矶山湿地;土壤养分;化学计量比;高程梯度;碟形湖
中图分类号:S151.9
文献标识码:A
湿地是陆地和水生生态系统之间的过渡带,是具 有独特水文、土壤、植被和生物特征的生态系统,它 承担着碳、氮、磷的源、汇和转化器等多项重要生态 功能[1]。鄱阳湖是我国最大的淡水湖,对中国长江流 域洪水调蓄和生物多样性保护有着重要作用[2]。鄱阳 湖是吞吐型、季节型湖泊,其季节性水文变化明显。以 鄱阳湖南矶山湿地自然保护区为例,在丰水期 (4—9 月),除总面积不足 4 km2 的南山岛和矶山岛,其他洲 滩全被水淹没。而进入 10 月至次年 3 月份枯水季节, 湖水逐渐消退归入河道和碟形洼地,整个湿地保护区 河、湖、洲交错状态,保护区内碟形湖泊沿高程梯度 下的洲滩相继露出[3]。“碟形湖”是在枯水季节显露于 洲滩之中的季节性湖泊,主要是鄱阳湖水位的季节性 变化造成的[4]。当前对鄱阳湖湿地消落带生态系统生 物地球化学循环的研究不多[5],主要集中在湿地植被 元素生态化学计量学研究[6–7]。而对湿地土壤主要生源 要素的生态化学计量学研究还有待深入[8–10],这将有 助于认识鄱阳湖内碟形湖的土壤养分循环和周转。
①基金项目:国家自然科学基金项目(31570444、31360175)和江西省科技厅项目(20161BBH80049、GJJ151097)资助。 * 通讯作者(hbfan@) 作者简介:雷学明(1993—),男,江西上饶人,硕士研究生,主要从事土壤生态学研究。E-mail: leixm0505@
第1期
雷学明等:鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究
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考察最新研究结果表明:碟形湖有利于生物多样性保 护,对鄱阳湖湿地生态系统功能的维持作用巨大。开 展高程梯度和不同湖泊的变化研究,对阐明湿地土壤 养分循环和对环境变化的缓冲能力具有重要意义。因 此,本文以鄱阳湖南矶山 4 个碟形湖(白沙湖、南深 湖、战备湖和常湖)内的 4 种高程梯度(岗地、高滩、 低滩和泥沼)为研究对象,探讨高程梯度下湿地土壤 养分含量及其生态化学计量的特征,为正确认识鄱阳 湖内碟形湖的物质循环和周转提供科学依据。
土 壤 (Soils), 2017, 49(1): 40–48 DOI: 10.13758/ki.tr.2017.01.007
鄱阳湖湿地碟形湖泊沿高程梯度土壤养分及化学计量研究①
雷学明1,2,段洪浪1,2,刘文飞1,2,纪宇皝3,周际海1,2,吴建平1,2,樊后保1,2*
(1 南昌工程学院生态与环境科学研究所,南昌 330099;2 江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室,南昌 330099; 3 福建师范大学地理科学学院,福州 350007)
目前,生态化学计量学的报道主要集中在对陆 地 [17–18]和水生[19–20]生态系统元素生态化学计量学的 研究。Koerselman 和 Meuleman[21]提出:当植物体 N/P<14 时受氮限制,N/P>16 时受磷限制,而 N/P 在 14 ~ 16 则受氮和磷的共同限制。有研究表明,生长较 为快速的生物体内 N/P 一般较低,即生长速率与氮、 磷的含量呈正比[22]。对于湿地土壤和植物的生态化学 计量学的研究近年来逐渐增多[23–26],其中付珊等[27]对 南矶山湿地土壤碳、氮、磷化学计量特征的研究表明: C/N 目前,关于湿地土壤碳、氮和磷的研究内容集中在不 同植被类型、不同土地利用方式和不同海拔高度等, 对于湿地土壤养分及其生态化学计量对高程梯度和 碟形湖响应、不同湖泊之间的生态化学计量差异的研 究还不多见。2012 年 8 月启动的鄱阳湖第二次科学
1 材料与方法
1.1 研究区概况 研究样地位于江西省鄱阳湖主湖南部的南矶山
湿地自然保护区,地处赣江北支、中支和南支汇入鄱 阳湖开放水域冲积形成的三角洲前缘,地理位置为 28°5221″ ~ 29°0646″N,116°1024″ ~ 116°2350″E。 南矶山湿地自然保护区总面积为 3.33 万 hm2,属于 亚热带暖湿季风气候,热量资源丰富,雨量充沛,多 年平均无霜期 266 d,年均气温 17.3℃,年均降水量 1 358 ~ 1 823 mm。保护区完全处在水陆过渡地带, 属于典型的湿地。土壤类型主要为草甸土和水下沉积 物,研究区地带性土质为红壤。据统计,保护区共有 维束管植物 115 科 304 属 443 种,多为草本植物,一 般生长在湖滩和沼泽环境中,是主要的湿地植被,以 挺水、浮叶和沉水植物群落为主[3]。研究区湿地主要 生境类型及其特征可见表 1。
少的趋势。表层土壤 C/N、C/P 和 N/P 的平均值分别为 11.17、52.74 和 5.03,且随着高程梯度和湖泊的变化,C/N 保
持相对稳定,而 C/P 和 N/P 的变化较大。铵态氮含量表现出岗地<高滩<低滩<泥沼,硝态氮含量表现出高滩<低滩<岗
地<泥沼。有效磷与总磷含量呈极显著正相关。总之,受到鄱阳湖季节周期性水文变化的影响,研究区湿地土壤养分