【摘要】：鹽沼濕地具有較高的碳累積速率,在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯中扮演著重要的角色。土壤呼吸作為土壤碳庫(kù)向大氣排放碳的主要途徑,對(duì)鹽沼濕地土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定性起到重要的作用。鹽沼濕地植被生產(chǎn)力較高,其地上和地下凋落物將顯著影響鹽沼濕地土壤呼吸。然而目前關(guān)于地上和地下凋落物輸入對(duì)鹽沼濕地土壤呼吸影響的差異及其調(diào)控機(jī)制尚不深入。本研究以濱海鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過(guò)建立野外中型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在土壤中添加互花米草地上凋落物(植物地上部分)和地下凋落物(植物根系)并種植植物。在無(wú)植物和種植植物的土壤中添加地上凋落物和地下凋落物的四個(gè)處理(對(duì)照、添加地上凋落物、添加地下凋落物以及添加地上和地下凋落物)中,測(cè)定土壤呼吸速率、植物生物量和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等指標(biāo),分別從植物和微生物的角度探究地上和地下凋落物輸入對(duì)土壤呼吸及其組分的調(diào)控機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)為探究互花米草地上和地下凋落物輸入對(duì)鹽沼濕地土壤呼吸及其組分的影響,我們連續(xù)監(jiān)測(cè)了各處理的土壤溫度與土壤呼吸速率等指標(biāo),結(jié)果表明:地上和地下凋落物輸入后,土壤呼吸年碳排放總量地上和地下凋落物添加處理分別增加28.78%和40.90%;異養(yǎng)呼吸年碳排放總量地上和地下凋落物添加處理分別增加了246.22%和171.99%;自養(yǎng)呼吸年碳排放總量地上和地下凋落物添加處理分別增加了22.03%和36.83%。土壤異養(yǎng)呼吸的增量要顯著高于土壤自養(yǎng)呼吸,但地上和地下凋落物處理間無(wú)顯著差異。土壤呼吸及其組分的溫度敏感性(Q_(10))和基礎(chǔ)呼吸(R_(10))對(duì)地上和地下凋落物輸入的響應(yīng)也無(wú)顯著差異,但兩者均存在季節(jié)動(dòng)態(tài)變化。土壤呼吸及其組分Q_(10)表現(xiàn)為夏季大于春季,但R_(10)表現(xiàn)為春季顯著大于夏季,這可能是植物和微生物體內(nèi)酶活性的季節(jié)變化導(dǎo)致。(2)通過(guò)測(cè)定植物生物量、植物葉與莖碳、氮含量、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等指標(biāo),探究地上和地下凋落物對(duì)植物與土壤微生物的影響。結(jié)果顯示:凋落物輸入增加植物生物量、植物葉與莖碳、氮含量及土壤微生物總量,且地下凋落物對(duì)土壤微生物總量的影響顯著高于地上凋落物。土壤自養(yǎng)呼吸、土壤異養(yǎng)呼吸分別與植物生物量、土壤微生物總量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,表明土壤自養(yǎng)呼吸、土壤異養(yǎng)呼吸分別由植物、土壤微生物調(diào)控。植物通過(guò)吸收凋落物中的養(yǎng)分,增加根系生物量和提高根際微生物活性增強(qiáng)土壤自養(yǎng)呼吸;土壤微生物則通過(guò)分解凋落物后提高自身活性以及激發(fā)效應(yīng)對(duì)土壤異養(yǎng)呼吸產(chǎn)生影響。綜上所述,我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了凋落物對(duì)鹽沼濕地土壤碳排放的重要性,揭示了地上和地下凋落物對(duì)土壤呼吸的調(diào)控機(jī)制,即凋落物通過(guò)改變植物生長(zhǎng)和土壤微生物活性影響鹽沼濕地土壤呼吸及其組分。這些結(jié)果將進(jìn)一步加深我們對(duì)鹽沼濕地土壤碳排放過(guò)程及其機(jī)制的認(rèn)識(shí),并為全球模型模擬鹽沼濕地土壤碳釋放提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文物為崇明東灘入侵植物互花米草（Spartina alterniflora）的地上部文統(tǒng)稱為地上凋落物和地下凋落物），地上凋落物通過(guò)割取崇明東植物地上部分，地下凋落物通過(guò)挖取互花米草的根系。地上和地下成后用水洗干凈，放在自封袋中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行烘干處理，在 10烘干至恒重，然后裝入自封袋中保存。種植的植物為互花米草幼東灘互花米草群落分布區(qū)域，采集時(shí)選擇長(zhǎng)勢(shì)良好，大小相等的互將幼苗挖出后，，用水洗凈幼苗根系上的土壤。

圖 2.2 研究技術(shù)路線圖Fig. 2.2 Schematic of research method2.4 測(cè)定內(nèi)容2.4.1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定（1）土壤樣品采集:土壤樣品分別采集于 2017 年 1 月、4 月、7 月和 10 月的中旬，分別用于測(cè)定本研究冬季、春季、夏季和秋季土壤理化性質(zhì)和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等指標(biāo)。由于濕地土壤含水量高，普通土鉆在鉆取土壤樣品過(guò)程中容易滑出。本研究采用直徑 5cm 的改裝土鉆鉆取 0-20cm 土壤樣品。改裝土鉆在普通土鉆上方用 50mL注射器進(jìn)行密閉連接，在連接處下方 5cm 處預(yù)留直徑為 1cm 小孔。每次打完鉆后，用手指堵住 1cm 小孔，利用注射器抽出土鉆內(nèi)的空氣，形成真空環(huán)境以提供
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S154

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本文編號(hào)：2704023