黃河口新生濕地作為渤海與黃河河口相互作用形成的重要濕地,其新生性和脆弱性在國際上備受關(guān)注。近年來,黃河口的氮沉降量及入海通量不斷增加,并始終保持在較高水平,而這將對濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。為了深入理解氮負(fù)荷增強(qiáng)對黃河口濕地氮生物循環(huán)特征及循環(huán)狀況的影響,論文以黃河口濱岸潮灘的堿蓬濕地為研究對象,通過野外原位模擬氮負(fù)荷增強(qiáng)試驗(yàn),采集土壤、植物(種子)及殘?bào)w樣品,并基于室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),探討了氮負(fù)荷增強(qiáng)條件下(NO:無額外氮處理,6.0gN·m-2·a-1;N1:低氮處理,9.0 gN·m-2·a-1;N2:中氮處理,12.0 gN·m-2·a-1;N3:高氮處理,18.0gN·m-2·a-1)濕地土壤氮的時空分布與化學(xué)轉(zhuǎn)化特征、植物氮的累積分配與分解釋放特征,以及不同氮基質(zhì)種子萌發(fā)與幼苗生長特征。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了氮負(fù)荷增強(qiáng)條件下濕地植物-土壤系統(tǒng)氮循環(huán)分室模式,并對其氮循環(huán)狀況進(jìn)行了評估。主要結(jié)論如下:(1)盡管不同氮負(fù)荷處理并未改變濕地土壤中TN和NH4+-N含量的動態(tài)變化模式,但隨氮負(fù)荷增強(qiáng)二者含量均呈增加趨勢;不同氮負(fù)荷處理明顯改變了土壤中SOC和NO3--N的動態(tài)變化模式,適量氮輸入(N1和N2)明顯提高了土壤中的NO3--N含量,過量氮輸入(N3)則不利于NO3--N的累積;氮負(fù)荷持續(xù)增強(qiáng)可使土壤表層的SOC轉(zhuǎn)化受到抑制,而這將有助于提升其土壤的儲碳功能。(2)不同氮基質(zhì)土壤中氮的礦化速率和累積礦化量與培養(yǎng)溫度、土壤基質(zhì)質(zhì)量密切相關(guān),較高的溫度和較低的C/N有利于土壤氮的礦化;不同溫度下各氮基質(zhì)土壤礦化過程中pH值與累積礦化量的變化模式具有較好的一致性,且在一定范圍內(nèi),pH值升高有利于土壤有機(jī)氮的礦化,但pH值過高又會抑制礦化進(jìn)程。比較而言,N1土壤的礦化能力最低,N3土壤的礦化能力最高,而N2土壤在持續(xù)礦化過程中的礦化量較高且最為穩(wěn)定。(3)不同氮負(fù)荷處理并未改變堿蓬地上生物量的季節(jié)變化模式,但改變了其地下生物量的季節(jié)變化特征;隨著氮輸入量的增加,堿蓬的地上生物量和地下生物量均呈增加趨勢,且輸?shù)娱L了植物的生長高峰期(20 d左右);堿蓬各部分的TN含量亦隨著氮輸入量的增加而增加,且其在N2處理下調(diào)節(jié)自身養(yǎng)分供給和分配的能力最為明顯;N2處理下堿蓬種子的發(fā)育時間相對于N0、N1和N3處理可能會提前約1個月,原因可能與N2氮輸入水平可顯著影響堿蓬體內(nèi)的碳分配比以及堿蓬對適量氮養(yǎng)分輸入環(huán)境的特殊適應(yīng)對策有關(guān)。(4)氮輸入量的增加提高了殘?bào)w的TN含量,降低了其C/N,使得殘?bào)w的基質(zhì)質(zhì)量得到改善,從而提高了其分解速率,但N2處理下殘?bào)w的分解最快;不同氮負(fù)荷處理下的殘?bào)w除在分解初期表現(xiàn)為氮凈釋放外,在其他時期均呈氮凈累積狀態(tài),且累積量隨氮負(fù)荷強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加,說明殘?bào)w在分解過程中可不斷地從分解環(huán)境中固持氮。由于殘?bào)w中固持的氮可不斷被潮水帶走,故實(shí)際上造成了堿蓬濕地系統(tǒng)處于一個氮虧缺狀態(tài),但這種虧缺在N2處理下最低。(5)不同氮負(fù)荷條件下堿蓬成熟種子的氮含量整體表現(xiàn)為S2S0S1S3(S0、S1、S2和S3分別代表在NO、N1、N2和N3處理下堿蓬所產(chǎn)生的成熟種子),適量氮輸入(N2)更有利于種子中氮養(yǎng)分的累積,而高氮輸入(N3)不利于種子中氮養(yǎng)分的累積;盡管不同鹽分和氮濃度交互作用對4種氮基質(zhì)種子的萌發(fā)率以及幼苗的鮮重、干重和不同器官的生長狀況均無顯著影響,但S2種子的萌發(fā)率整體較高,且其發(fā)育幼苗在不同鹽分脅迫下對氮濃度增加的適應(yīng)能力最強(qiáng),而S3種子最差。(6)從氮的生物循環(huán)角度來說,N2處理不僅有利于土壤有機(jī)氮的礦化和持續(xù)供氮,而且還有利于植物的生長發(fā)育、種子的成熟、萌發(fā)以及幼苗生長,也更加有利于殘?bào)w的分解和氮養(yǎng)分的歸還,并且N2處理下堿蓬濕地植物-土壤系統(tǒng)中氮的循環(huán)和利用系數(shù)最高。因此,當(dāng)未來黃河口的氮負(fù)荷量達(dá)到N2水平時,將更加有利于堿蓬濕地系統(tǒng)氮的循環(huán)及利用;當(dāng)?shù)?fù)荷量達(dá)到N3或者更高水平時,將不利于該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。為此,建議加強(qiáng)新生濕地系統(tǒng)的氮養(yǎng)分動態(tài)監(jiān)測和管理,以使?jié)竦氐牡B(yǎng)分始終處在一個相對穩(wěn)定的水平,即本研究中所設(shè)定的N2處理水平。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X171.1
【部分圖文】：

包括礦化作用、硝化作用、反硝化作用、氮的垂直淋失與水平遷移、植逡逑物吸收和枯落物分解等：（３）氮輸出過程。包括反硝化作用導(dǎo)致的氣態(tài)損失（如逡逑Ｎ２、ＮＯｘ）、ＮＨ３揮發(fā)、徑流及人為氮輸出、侵蝕和植物收獲等（圖１－１）。實(shí)逡逑際上這三個子過程是有機(jī)結(jié)合在一起交叉進(jìn)行的，它們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)逡逑系（孫志高，２０１４）。而外源氮的輸入則加大了生態(tài)系統(tǒng)氮輸入量，改變了相對逡逑封閉的氮循環(huán)過程。由于生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)過程的復(fù)雜性，也使得氮輸入對氮過程逡逑的影響較為復(fù)雜（盧蒙，２００９），涉及土壤氮的化學(xué)轉(zhuǎn)化、植物對氮的吸收和累逡逑積、植物生態(tài)特征變化以及溫室氣體（Ｎ２０）排放等多個方面。本研究主要探討逡逑氮負(fù)荷增強(qiáng)條件下氮在植物－土壤系統(tǒng)間的生物循環(huán)過程。逡逑ｉ徑流及纟邐久徑流及纟：逡逑！人為氮＼大氣軟庫植物孰儲庫邐人為l#＼邋｜逡逑ｉ輸人＼邐｜邋Ｊ邐輸出＼邋；逡逑ｉｒ＾Ｖ＾ｐＵ邐￣￣￣ｒ＾＼ｉ逡逑！邐／邋Ｍ邋ｎｒＶ邋ｓ邋￣邋＾邋＼逡逑：邐ｉ邋／邐脫

．１研宄區(qū)域概況逡逑．１．１地理位置逡逑黃河三角洲是中國三大河口三角洲之一，是由黃河攜帶泥沙沖淤而形成的，逡逑我國暖溫帶地區(qū)最完整、最廣闊和最年輕的新生濕地生態(tài)系統(tǒng)，其新生性和脆逡逑性在國際上備受關(guān)注。論文的研宄區(qū)位于山東黃河三角洲國家級然保護(hù)，保護(hù)區(qū)（３７°３５’Ｎ￣３８°１２’Ｎ，邋１１８°３３’Ｅ￣１１９°２０’Ｅ）位于山東省東營市的黃河逡逑海口處，北臨渤海，東靠萊州灣，介于東北亞內(nèi)陸和江淮平原之間，包括黃海口和１９７６年以前引洪的黃河故道兩部分，是全國最大的河口三角洲自然區(qū)。總面積１５．３萬ｈｍ２，其中核心區(qū)５．８萬ｈｍ２，緩沖區(qū)１．３萬ｈｍ２，實(shí)驗(yàn)區(qū)逡逑．２萬ｈｍ２。黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)可分為南北兩個區(qū)域，南部Ｋ域位于現(xiàn)行１Ｉ８０２０，Ｅ邐丨邋１８ｏ４０，Ｅ邐ＩＷＷ．邐ＩＩ９０２０＊Ｒ邐丨邋１９０４（ＴＥ逡逑

洲自然保護(hù)區(qū)共有鳥類１７目４７科２７２種，約占中國鳥類總種數(shù)的２２．８７％，占逡逑山東省鳥類種數(shù)的７０％邋（陳軍林，２０１１）。是東北亞內(nèi)陸和環(huán)西太平洋鳥類遷逡逑徙的重要中轉(zhuǎn)站、越冬棲息地和繁殖地（曹銘昌等，２０１０），對于保護(hù)當(dāng)?shù)匾吧义蟿游镔Y源具有重要意義。逡逑２．１．２氣候特征逡逑研宄區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)性氣候區(qū)，具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，雨熱同逡逑期，四季分明，冷熱干濕交替極為明顯。春季干旱多風(fēng)，常有春旱，夏季炎熱多逡逑雨，高溫高濕，時有臺風(fēng)侵襲。該區(qū)多年平均氣溫１２．１邋°Ｃ，７、８月份最熱，１、逡逑２月份最冷，無霜期１９６ｄ，彡１０邋°Ｃ的積溫月４３００邋°Ｃ。年均蒸發(fā)量１９６２ｍｍ，年逡逑平均降水量為５５１．６邋ｍｍ，７０％的降水集中于７、８月份。論文研宄期間，研宄區(qū)逡逑的氣溫和降水量如圖２－２所示，最高溫度和降水均出現(xiàn)在７月份，最低溫和最小逡逑降水量均出現(xiàn)在冬季，月平均氣溫１６．２邋°Ｃ，月平均降水量７１．３４邋ｍｍ。逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳迪;崔遠(yuǎn)來;;塘堰調(diào)控對未來氣候變化下典型灌區(qū)氮負(fù)荷排放的影響[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2017年02期

2 周真明;劉U_迪;劉彤;黃華山;馬紅芳;曾慶玲;苑寶玲;;生物沸石薄層覆蓋削減亞熱帶水源水庫氮負(fù)荷[J];湖泊科學(xué);2017年03期

3 李英華;李潮涌;李海波;蘇菲;;稻田退水氮負(fù)荷波動下生態(tài)溝渠操作參數(shù)模擬試驗(yàn)研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2018年05期

4 李海波;李英華;楊晨;肖斯瑤;段玉龍;;氮負(fù)荷波動下污水地下滲濾系統(tǒng)除污及釋放N_2O的特征[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2018年01期

5 王雪蕾;楊勝天;高云飛;高曉飛;盛浩然;;庫濱帶土壤釋氮負(fù)荷模型的構(gòu)建與田間尺度模擬分析[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

6

本文編號：2819050