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     

张全军  张广帅  于秀波  刘宇  夏少霞 《湖泊科学》2021,33(5):1508-1519

枯落物分解过程是湿地生态系统生源要素生物地球化学循环的关键环节.研究湿地枯落物分解过程是揭示湿地生态功能机理的关键.洪泛平原湿地枯水期的地下水位及丰水期的洪水淹没深度和持续时间都是湿地枯落物分解过程的重要调控因素.本研究采用分解袋法和原位观测模拟试验研究了鄱阳湖优势湿地植物薹草枯落物分解及碳、氮、磷释放对枯水期转化到丰水期的响应.利用鄱阳湖湿地洲滩的高程差选取4个水位梯度,在枯水期4个梯度分别是G-H(高地下水位带)、G-MH(中高地下水位带)、G-ML(中低地下水位带)和G-L(低地下水位带),而在丰水期这4个梯度又转变为G-H(深淹水带)、G-MH(中度深淹水带)、G-ML(中度浅淹水带)和G-L(浅淹水带).研究结果表明:无论在枯水期内还是在丰水期内,4个梯度带之间薹草枯落物干物质残留率及分解速率都具有极显著的差异性.在枯水期内,4个梯度分解速率的大小关系为:G-HG-MHG-MLG-L,在丰水期内,分解速率大小关系发生了反转,即为:G-LG-MLG-MHG-H.薹草枯落物碳、氮、磷相对归还指数表现出与干物质相似的差异性.本研究可为湿地生态系统生物地球化学循环过程对水文节律的响应研究提供数据和理论支撑,也为鄱阳湖基于水位调控下的生态系统管理提供新的认识和决策依据.  相似文献   

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     

张全军  张广帅  万松贤  刘宇  夏少霞  李雅  许策  于秀波 《湖泊科学》2019,31(3):814-824

于2017年1月-2017年6月采用分解袋技术和鸟粪添加试验研究了鄱阳湖湿地植食性越冬水鸟粪便和典型洲滩湿地植物薹草枯落物分解过程中碳、氮、磷释放动态的差异性以及植食性越冬水鸟粪便的加入对鄱阳湖湿地薹草分解过程的影响.结果表明，不同分解时间内薹草枯落物、薹草+鸟粪中薹草枯落物和鸟粪3种样品的干物质损失率和分解速率的差异性都十分显著，其数值都表现为薹草+鸟粪中薹草样品 > 薹草枯落物样品 > 鸟粪样品.鸟粪的加入显著加速了薹草分解进程，使其平均分解速率提升了约21.23%.Olson负指数模型模拟预测显示，薹草+鸟粪中薹草、薹草枯落物和鸟粪样品分解完成50%所需的时间依次为259、314和355天，分解完成95%所需的时间大约依次约为3.1、3.7和4.2年.3种样品碳、氮、磷都表现为净释放模式，其相对回归指数之间差异性也显著.碳相对归还指数都表现为薹草+鸟粪中薹草 > 薹草枯落物 > 鸟粪，氮相对归还指数和磷相对归还指数值都表现为鸟粪 > 薹草+鸟粪中薹草 > 薹草枯落物.本研究推测鸟粪添加给分解环境带来额外的营养物质，使分解者微生物的数量、种类、活性增加以及鸟粪刺激产生了一系列降解酶，如木质素酶、纤维素酶、蔗糖酶等，胞外酶数量和活性增加，是鸟粪促进薹草分解的关键因素，而样品中初始养分含量以及分解过程碳、氮、磷化学计量比的变化是造成其分解速率和养分释放差异显著的主要原因.  相似文献   

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   总被引：2，自引：1，他引：1  

张广帅  于秀波  刘宇  张欢  张全军  李雅  段后浪 《湖泊科学》2018,30(3):668-679

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(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--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NH_4~+-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δ~(13)C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、NH_4~+-N和TOC浓度变化;水位变化对湖泊水体NO_3~--N浓度变化效应最明显.  相似文献   

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征          下载免费PDF全文

张全军  于秀波  张广帅 《湖泊科学》2023,35(5):1694-1704

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月-2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ¹³C、δ¹⁵N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明: 芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ¹³C、δ¹⁵N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ¹³C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ¹⁵N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,¹³C与¹⁵N既有释放也有富集。δ¹³C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ¹⁵N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ¹⁵N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。  相似文献