本文選題：圍墾 + 氮循環(huán)��； 參考：《南京大學》2015年博士論文

【摘要】：氮循環(huán)是濱海濕地最重要的物質循環(huán)之一。它不僅影響了濕地系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)機制,其在地球表層系統(tǒng)中所表現(xiàn)出的特殊動力學過程還與一系列全球環(huán)境問題息息相關。圍墾是解決中國人口與土地資源短缺問題的一種有效手段,它能顯著改變?yōu)I海濕地土壤的理化性質,影響植物的生長,進而影響生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)過程。為揭示圍墾對濱海濕地氮循環(huán)的影響,從而將圍墾活動對濱海濕地氮循環(huán)產(chǎn)生的不良影響減弱或緩解,本文以江蘇鹽城濕地珍禽國家級自然保護區(qū)的蘆葦濕地和江蘇省大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)的堿蓬及互花米草濕地為研究對象,對比研究了自然濕地和被圍墾濕地的氮循環(huán)特征,揭示了圍墾對濱海濕地氮儲存、遷移轉化的影響過程;通過建立圍墾影響下的植物-土壤系統(tǒng)的氮循環(huán)分室模型,揭示了圍墾對濱海濕地氮循環(huán)的影響機制。結果表明:(1)圍墾顯著改變了濱海濕地的土壤理化性質,但對不同的生態(tài)系統(tǒng)具有不同的影響。圍墾可以顯著提高蘆葦濕地表層土的含水量、有機碳、微生物量碳、碳氮比和微生物量碳氮比,但也使其土壤容重、pH、電導率和氧化還原電位顯著降低。在堿蓬濕地中,圍墾只顯著降低了其土壤氧化還原電位,對其他土壤理化性質沒有明顯影響。與蘆葦濕地相反,圍墾可以顯著提高互花米草土壤的容重、pH和氧化還原電位,而降低其含水量、電導率、有機碳、微生物量碳、碳氮比和微生物量碳氮比。(2)圍墾對不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤氮含量具有不同的影響。在蘆葦濕地中,圍墾顯著提高了表層土的總氮、酸不溶性氮(惰性有機氮)、酸溶性氮(活性有機氮)、氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮含量。而在互花米草濕地中,圍墾則顯著降低了土壤的總氮、酸不溶性氮、酸溶性氮、水溶性有機氮、氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮含量。圍墾對堿蓬濕地的土壤氮含量沒有產(chǎn)生顯著影響。逐步回歸分析表明:在圍墾影響下,濱海濕地土壤有機氮的主要影響因子為有機碳和微生物量碳,而無機氮的主要影響因子為含水量和電導率(鹽度)。此外,圍墾對三種典型濕地的土壤無機氮貯量沒有顯著影響;但顯著提高了蘆葦濕地的有機氮貯量,卻降低了互花米草濕地的有機氮貯量,對堿蓬濕地的有機氮貯量則沒有影響。這表明圍墾是通過改變?yōu)I海濕地的土壤有機氮貯量,從而影響了其土壤總氮貯量。(3)圍墾顯著提高了蘆葦濕地的土壤凈氮礦化速率、氨化速率和硝化速率。與此相反,圍墾顯著降低了互花米草濕地的土壤凈氮礦化速率和氨化速率。而由于圍墾沒有對堿蓬濕地的土壤理化性質產(chǎn)生影響,所以對其氮礦化過程也沒有顯著作用。逐步回歸分析表明:在圍墾影響下,土壤含水量是蘆葦濕地土壤氮礦化的主要影響因子。此外,三種濕地中,土壤的氨化速率均遠遠大于硝化速率,這是由于濱海濕地的土壤含水量很高,土壤氮的氨化過程占主導,進而造成凈氮礦化速率主要取決于氨化速率。(4)圍墾顯著提高了蘆葦?shù)母�、莖、葉、種穗的生物量和氮貯量,但圍墾后蘆葦濕地的枯落物生物量和氮貯量有顯著下降,這可能與其秋季的地上部分被收割有關。圍墾沒有改變堿蓬的生物量和氮貯量。但圍墾顯著降低了互花米草各器官的生物量和氮貯量。逐步回歸分析表明:在圍墾影響下,土壤電導率(鹽度)是植物生物量的主要影響因子。同時,由于圍墾沒有影響三種植物各器官的氮含量,植物的氮貯量則主要由其生物量決定。(5)圍墾極大地提高了蘆葦植物-土壤系統(tǒng)的氮循環(huán)流通量,但對堿蓬植物-土壤系統(tǒng)的氮通量沒有顯著影響。與蘆葦相反,圍墾顯著減少了互花米草植物-土壤系統(tǒng)的氮循環(huán)流通量。此外,在三種典型植物-土壤系統(tǒng)中,圍墾區(qū)域均具有較高的氮素利用效率和氮再轉移率,而其循環(huán)速度較慢,這表明圍墾可以促進氮素的保留,防止氮素流失。基于本文的研究成果,作者認為圍墾可以顯著改變?yōu)I海濕地的氮循環(huán)過程。圍墾通過改變?yōu)I海濕地的土壤理化性質,進而改變濕地土壤和植物氮含量,最終影響濱海濕地的氮循環(huán)過程。圍墾對不同類型的濱海濕地氮循環(huán)具有不同影響。
[Abstract]:Nitrogen cycle is one of the most important material cycles in coastal wetlands. It not only affects the regulation mechanism of the wetland system itself. Its special dynamic process in the earth surface system is also closely related to a series of global environmental problems. Reclamation is an effective means to solve the shortage of China's population and land resources. It can be used as an effective means. The physical and chemical properties of the coastal wetland soil, the growth of the plants and the nitrogen cycle of the ecosystem were affected, and the effects of reclamation on the nitrogen cycle of coastal wetlands were revealed, and the adverse effects of reclamation on the nitrogen cycle of coastal wetlands were weakened or alleviated. This article was based on the National Nature Reserve of Jiangsu Yancheng wetland rare birds. The reed wetland and the wetland of Dafeng elk National Nature Reserve in Jiangsu province were studied. The nitrogen cycle characteristics of natural and reclaimed wetlands were compared and studied. The effects of reclamation on nitrogen storage and migration and transformation of coastal wetlands were revealed, and nitrogen based in plant soil system under the influence of reclamation was established. The effects of reclamation on nitrogen cycling in coastal wetlands were revealed. The results showed that: (1) reclamation significantly changed the physical and chemical properties of the coastal wetlands, but had different effects on different ecosystems. Reclamation could significantly increase the water content, organic carbon, microbial biomass carbon, carbon and nitrogen ratio and microbial biomass in the surface soil of reed wetland. The ratio of carbon and nitrogen, but also the soil bulk density, pH, electrical conductivity and redox potential decreased significantly. In the wetland, reclamation only significantly reduced the redox potential of the soil, and had no obvious influence on the physical and chemical properties of other soils. Water content, electrical conductivity, organic carbon, microbial biomass carbon, carbon and nitrogen ratio and microbial biomass carbon and nitrogen ratio. (2) reclamation has different effects on the soil nitrogen content in different ecosystems. In reed wetland, reclamation significantly improves the total nitrogen, acid insoluble nitrogen (inert organic nitrogen), acid soluble nitrogen (active organic nitrogen), ammonia nitrogen, nitrite in the reed wetland. Soil nitrogen, acid insoluble nitrogen, acid soluble nitrogen, water-soluble organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen content were significantly reduced in the wetland of alterniflora. The soil nitrogen content in the wetland was not significantly affected by reclamation. The stepwise regression analysis showed that under the influence of reclamation, the coastal wetness was wet. The main influencing factors of soil organic nitrogen are organic carbon and microbial biomass carbon, while the main influencing factors of inorganic nitrogen are water content and electrical conductivity (salinity). In addition, reclamation has no significant influence on the soil inorganic nitrogen storage of three typical wetlands, but it significantly improves the organic nitrogen storage of reed wetland, but reduces the wetland of alterniflora. Nitrogen storage has no effect on the organic nitrogen storage of the seashore wetland. This indicates that reclamation is by changing the soil organic nitrogen storage of the coastal wetland, thus affecting the total nitrogen storage of the soil. (3) reclamation significantly improves the soil net nitrogen mineralization rate, ammoniation rate and nitrification rate in reed wetland. The net nitrogen mineralization rate and ammoniation rate of the soil in the marsh were not affected by the soil physicochemical properties of the alkaline soil, so the stepwise regression analysis showed that under the influence of reclamation, the soil water content was the main influence factor of nitrogen mineralization in the reed wetland soil. In addition, three kinds of soil nitrogen mineralization were found. In wetland, the ammonification rate of soil is far greater than nitrification rate, which is due to the high soil water content in coastal wetland, the dominant of ammoniation process of soil nitrogen, and the net nitrogen mineralization rate mainly depends on the ammoniation rate. (4) reclamation significantly improves the biomass and nitrogen storage of reed roots, stems, leaves, spikes, but reed reed wet after reclamation. The biomass and the nitrogen storage of the litter decreased significantly, which may be related to the reaping of the aboveground part of the autumn. Reclamation did not change the biomass and the nitrogen storage of the Suaeda. But reclamation significantly reduced the biomass and the nitrogen storage of each organ of the plant. Stepwise regression analysis showed that under the influence of reclamation, the soil conductivity (salinity) was a plant. At the same time, since reclamation did not affect the nitrogen content of the three plant organs, the nitrogen storage of the plant was mainly determined by its biomass. (5) reclamation greatly improved the nitrogen circulation in the reed plant soil system, but had no significant influence on the nitrogen flux of the plant soil system. Reclamation significantly reduced the nitrogen circulation in the plant soil system of M. alterniflora. In addition, in the three typical plant soil systems, the reclamation area had higher nitrogen use efficiency and nitrogen retransfer rate, and its circulation rate was slow, which indicated that reclamation could promote nitrogen retention and prevent nitrogen loss. The author believes that reclamation can significantly change the nitrogen cycling process in coastal wetlands. Reclamation by changing the physical and chemical properties of the coastal wetlands, then changing the nitrogen content of the wetland soil and plant, and ultimately affecting the nitrogen cycle of the coastal wetlands, has different effects on the nitrogen cycle of different types of coastal wetlands.

【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X171;S154.4

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本文編號：1820418