本論文以九段沙濕地生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過(guò)比較外來(lái)種互花米草(Spartina alterniflora)與本土種海三棱呰草(Scirpus mariqueter)生態(tài)系統(tǒng)中土壤含硫量的變化,分析環(huán)境因子及微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)土壤含硫量變化的影響,比較測(cè)定兩種植物中各組織構(gòu)件含硫量的差別。設(shè)立分解袋實(shí)驗(yàn),探討植物分解率對(duì)土壤硫貢獻(xiàn)率大小的差別,從而完整的解釋互花米草入侵九段沙濕地后,對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)中硫循環(huán)的影響,以此來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解植物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能和進(jìn)程的影響,為九段沙濕地硫循環(huán)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料,繼而對(duì)濕地的功能管理提供理論指導(dǎo)和決策依據(jù)。本論文結(jié)合了野外濕地調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室分析,于2016年的1月、4月、7月、11月進(jìn)行采樣,測(cè)定不同季節(jié)植被含硫量、硫釋放量和植被群落覆蓋土壤總硫含量,并進(jìn)一步對(duì)土壤微生物群落進(jìn)行測(cè)定和分析;從2016年4月到2017年4月,通過(guò)為期1年的野外分解袋實(shí)驗(yàn),對(duì)互花米草和海三棱呰草的枯落物分解特征進(jìn)行了研究。具體結(jié)論有以下幾個(gè)方面。(1)互花米草群落植物含硫量隨入侵時(shí)間的增加呈規(guī)律性變化,總體呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì),互花米草植物含硫量顯著高于海三棱呰草。說(shuō)明互花米草入侵九段沙濕地后,提高了濕地系統(tǒng)植物硫儲(chǔ)量,并且隨入侵時(shí)間的增加,互花米草的儲(chǔ)硫能力明顯提高,顯著高于海三棱呰草。(2)不同群落組織中的含硫量存在顯著性差異。互花米草植物各組織中的含硫量均顯著的高于本地種海三棱呰草,并且呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化�；セ撞莞鹘M織之間含硫量的關(guān)系為:葉根莖。說(shuō)明互花米草各組織對(duì)硫的吸收轉(zhuǎn)化能力不同,并且受季節(jié)的影響顯著。(3)互花米草枯落物的分解率要高于海三棱呰草,并且同種植物的凋落物分解速率要高于空中立枯物的分解速率。說(shuō)明互花米草植物枯落物對(duì)土壤中硫的貢獻(xiàn)率高于海三棱呰草,且土壤環(huán)境更有利于植物的分解。(4)植物枯落物的分解速率受植被種類、分解相和分解時(shí)間的影響。植被種類和分解相對(duì)分解速率的交互作用影響顯著,同時(shí)植被種類和分解時(shí)間對(duì)分解速率的交互作用影響也顯著。(5)枯落物中碳氮含量對(duì)于分解起到了關(guān)鍵性作用�？萋湮镏辛虻尼尫怕逝cC/N值呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。(6)九段沙濕地不同群落土壤含硫量之間存在明顯差異,互花米草土壤含硫量明顯的高于海三棱呰草和光灘。互花米草隨入侵年份的增加出現(xiàn)了硫積累的現(xiàn)象。說(shuō)明互花米草入侵之后提升了九段沙濕地的硫儲(chǔ)量,并且隨時(shí)間增加有累積效應(yīng)。(7)互花米草群落土壤含硫量呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化,春季時(shí)含硫量最高,夏季最低。說(shuō)明季節(jié)條件及由此引發(fā)的其他環(huán)境因子對(duì)于濕地含硫量有非常重要的影響。互花米草土壤總硫在深度上呈現(xiàn)先增后減的變化,在40-60cm時(shí)濃度最高,20-40cm時(shí)最低,平均含硫量是海三棱呰草和光灘的1.9倍和2.1倍。說(shuō)明互花米草入侵后,影響了濕地土壤總硫的垂直分布。(8)本地種海三棱呰草和光灘中土壤含硫量,在不同季節(jié)不同深度下的差別不明顯,且波動(dòng)不大,海三棱呰草群落土壤含硫量略高于無(wú)植被覆蓋的光灘土壤含硫量。說(shuō)明本地種海三棱呰草對(duì)濕地總硫在垂直深度上的分布無(wú)顯著影響。(9)九段沙濕地群落土壤硫含量與土壤總碳含量呈顯著正相關(guān)性,與土壤的總氮含量呈顯著的負(fù)相關(guān)性。說(shuō)明土壤理化因子對(duì)濕地硫的空間分布也起著非常重要的作用。(10)海三棱呰草群落土壤微生物物種的豐富度和均勻度要高于互花米草群落,但硫相關(guān)功能微生物的豐度后者高于前者�；セ撞萑郝渫寥牢⑸镒顑�(yōu)勢(shì)菌目為脫硫桿菌目,其豐度遠(yuǎn)高于海三棱呰草和光灘土壤。說(shuō)明互花米草入侵降低了九段沙濕地土壤微生物的豐富度,提高了硫相關(guān)微生物的豐度,尤其是硫酸鹽還原菌的豐度,繼而改變了土壤中硫的氧化還原進(jìn)程。(11)隨著互花米草入侵時(shí)間的增加,土壤中的硫酸鹽還原菌豐度出現(xiàn)了先增加后減少的趨勢(shì),但相較于光灘和海三棱呰草有顯著提高。在互花米草群落中,隨土壤深度的增加,土壤中硫功能微生物的豐度先減小后增加,與土壤中含硫量的變化情況一致。說(shuō)明互花米草入侵改變了土壤微生物的空間分布情況,通過(guò)增加硫功能微生物的豐度來(lái)增加土壤中的含硫量。
【學(xué)位單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X171
【部分圖文】：

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文1.6 本研究的技術(shù)路線圖通過(guò)比較外來(lái)種互花米草（Spartina alterniflora）與本土種海三棱呰草（Scirpusmariqueter）生態(tài)系統(tǒng)中土壤含硫量的變化，分析環(huán)境因子及微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)土壤含硫量變化的影響，比較測(cè)定兩種植物中各組織構(gòu)件含硫量的差別。建立分解袋實(shí)驗(yàn)，探討植物枯落物對(duì)土壤硫貢獻(xiàn)率大小的差別，從而完整的解釋互花米草入侵對(duì)九段沙生態(tài)系統(tǒng)硫分布的影響。

圖 2.1 九段沙樣點(diǎn)區(qū)域設(shè)置圖Fig.2.1 Location of sampling in Jiuduansha Wetland（樣點(diǎn) S1 為 2014 年互花米草入侵區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) S5 為 2010 年互花米草入侵區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) S8 為 2007 年互花米草入侵區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) S11 為 2004 年互花米草入侵區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) S13 為 2002 年互花米草入侵區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) SM 為本地種海三棱呰草區(qū)域的采樣點(diǎn)；樣點(diǎn) Mudflat 為光灘區(qū)域的采樣點(diǎn)）九段沙 7 個(gè)樣點(diǎn)的具體坐標(biāo)如表 2.1 所示。表 2.1 九段沙樣點(diǎn)區(qū)域的坐標(biāo)Table 2.1 Coordinate of sampling area in Jiuduansha Wetland區(qū)域位置 樣點(diǎn) 經(jīng)緯度下沙MF（光灘） N 31o09′43.9″ E 121o57′40.8SM（海三棱呰草） N 31o09′40.9″ E 121o57′40.1S1（互花米草入侵 1 年） N 31o09′46.3″ E 121o57′42.1S5（互花米草入侵 5 年） N 31o10′17.0″ E 121o57′06.9S8（互花米草入侵 8 年） N 31o10′33.0″ E 121o57′47.8S11（互花米草入侵 11 年） N 31o11′08.8″ E 121o58′00.5

圖 2.2 不同入侵年限的互花米草群落生物量Fig.2.2 Biomass of S. alterniflora with chronosequence圖 2.3 表示的是互花米草群落植物含硫量隨入侵時(shí)間的變化情況，圖中可以的看出，不同季節(jié)，不同入侵年限下，互花米草植物中的含硫量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于種海三棱呰草。秋季和冬季互花米草植物含硫量（28.79±1.91g/kg）明顯高于季節(jié)，主要原因?yàn)檫@兩個(gè)季節(jié)分別是互花米草群落植物生長(zhǎng)的茂盛期和枯萎期花米草依靠其強(qiáng)大的生物量以及各植物組織對(duì)硫的分配，使這個(gè)時(shí)期的植物含明顯高于其他季節(jié)。春季時(shí)最低，且各入侵年份變化不明顯，此時(shí)互花米草植硫量為 6.15±0.62g/kg。在互花米草群落中，植物年平均含硫量隨著互花米草入數(shù)的增加先增加，后趨于穩(wěn)定。主要原因在于隨著入侵時(shí)間的增加，群落的穩(wěn)在不斷調(diào)節(jié)中，再加上土壤中硫的含量也出現(xiàn)了積累，所以導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的硫都出現(xiàn)了增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在入侵后期，互花米草群落整體趨于穩(wěn)定。相比于入侵種

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2815116