第 1 章 緒 論

大氣中 CO2濃度的不斷增加對全球氣候變化起著重要的作用，，同時，氣候變化又會通過影響陸地碳庫礦化釋放 CO2而對全球碳循環(huán)產(chǎn)生反饋效應(yīng)[1]。土壤碳庫作為地表最大的有機碳庫，儲存了大約 1500~1600 Pg 的有機碳[2]，比生物和大氣中的總儲量還要多，因而探索土壤有機碳礦化機制，以及有機碳礦化過程的調(diào)節(jié)因素，已成為碳循環(huán)過程響應(yīng)全球氣候變化研究中的焦點。濕地是一種介于水體和陸地間的特殊生態(tài)系統(tǒng)類型，作為地表三大生態(tài)系統(tǒng)之一，其碳儲量對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫具有重要貢獻。據(jù)估計，全世界共有濕地面積 8.6×108hm2，約占全球陸地面積的 6.4 %，而濕地中的碳貯存約占陸地碳總儲存量的 15 %，大約為 450 PgC[3]。濕地是具有物質(zhì)和能量積累特征的生態(tài)系統(tǒng)，在全球碳循環(huán)響應(yīng)氣候變化的研究中有著極其重要的意義[4]：一方面，由于漬水還原的土壤條件，導(dǎo)致濕地具有碳積累的重要功能；另一方面，濕地中碳的分解產(chǎn)物 CO2和 CH4又是重要的溫室效應(yīng)氣體。因而濕地中有機碳的分解礦化對全球氣候變化有著深遠的意義。

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第 2 章 研究區(qū)域自然環(huán)境概況

2.1 地理位置及其濕地分布

遼河口濕地位于遼寧省盤錦市境內(nèi)濱海地區(qū)，北緯 40°41'~41°27'，東經(jīng)121°30'~122°30'，總面積 8×104hm2。地勢由北向南逐漸降低。該區(qū)域濕地類型主要包括人工濕地與自然濕地，自然濕地主要集中分布在雙臺子河口附近，大面積的蘆葦濕地分布于雙臺子河西岸，東岸濕地面積相對較��；人工濕地以水稻田為主，主要分布于雙臺子河以東，自然濕地外圍的區(qū)域。

2.2 自然環(huán)境特征

遼河口濕地水系主要來源于小凌河、大凌河、雙臺子河、大遼河和大清河（圖2.1），其中以雙臺子河流量最大，流域面積 21.96×104km2，由于長期受海進海退的影響，這里形成了含鹽量很高的鹵水資源，而遼河口濕地的補給水源主要來自大氣降水、河流水以及周期性汐水[70]，另外，由于下遼河平原獨特的地質(zhì)構(gòu)造，決定了遼河口濕地區(qū)域地表水匯集和地下水匯集的特點，年內(nèi)有 1/3 時間是地下水補給河水，2/3 時間是河水補給地下水，并受潮汐影響[15]。由于石油的開采和加工，農(nóng)田施用農(nóng)藥和化肥等，造成該區(qū)域地表水受污染嚴重。遼河口濕地區(qū)域地勢低洼平坦，主要以沖積平原和潮灘為主，歷史中，遼河口濕地是海退形成，因此區(qū)域內(nèi)成土物質(zhì)主要來源于河流攜帶的泥沙沉積，土壤鹽漬化比較嚴重，其中多以草甸沼澤土和鹽化沼澤土為主。鹽化沼澤土按鹽分組成分氯化物鹽化沼澤土和硫酸鹽氯化物鹽化沼澤土兩個土屬[15]。

第 3 章 不同鹽分梯度濕地土壤有機碳礦化特征...............14

3.1 材料與方法.. 14
3.2 結(jié)果與分析...............16
3.3 本章小結(jié)................29
第 4 章 模擬培養(yǎng)條件下鹽分對濕地土壤有機礦化的影響.............30
4.1 材料與方法.....30
4.2 結(jié)果與分析...........33
4.3 本章小結(jié).............41
第 5 章 鹽分影響濕地土壤有機碳礦化的生物化學(xué)機制..............42
5.1 材料與方法....................42
5.2 結(jié)果與分析.........................47

第 5 章 鹽分影響濕地土壤有機碳礦化的生物化學(xué)機制

5.1 材料與方法

沖洗后的土壤經(jīng)自然風(fēng)干后，每瓶分別稱取 10.0 g 裝至 500 mL 培養(yǎng)瓶中，設(shè)置三個重復(fù)。每個培養(yǎng)瓶內(nèi)加入 0.2 g 蘆葦根系粉末，混勻，以作為培養(yǎng)過程中微生物活動的基質(zhì)。然后，用去離子水將土壤水分調(diào)至飽和含水量的 60 %，以使土壤水分保持微生物活性的適宜狀態(tài)。處理后的培養(yǎng)瓶置于 28 ℃生化培養(yǎng)箱，開放預(yù)培養(yǎng) 1 周，以使供試土壤中的微生物活性得以恢復(fù)。預(yù)培養(yǎng)期間，定期補充培養(yǎng)瓶內(nèi)的水分，以保持瓶內(nèi)土壤含水量恒定。采用SPSS13.0 軟件中一般線性模型（General Linear Model）功能，對 CO2釋放速率進行單變量方差分析（Univariate）。利用 Bonferroni 檢驗（p<0.05），分別以離子濃度和離子類型作為主變量，以鹽分處理、培養(yǎng)時間作為協(xié)變量，確定離子濃度及離子類型對有機碳礦化速率的影響。

5.2 結(jié)果與分析

由圖 5.3 可見，培養(yǎng)初期，各鹽度處理土壤 CO2釋放速率逐漸增大，經(jīng)過 1周的培養(yǎng)后，CO2的釋放速率逐漸減小。這與在不同鹽分梯度土壤礦化試驗和土柱模擬試驗中的結(jié)果類似。不同 Cl-濃度處理（S1.5、S3、S5和 S10）中土壤 CO2釋放速率分別變化在 9.46~20.3 mgCO2-C.kg-1.d-1、11.9~20.4 mgCO2-C.kg-1.d-1、12.5~22.1mgCO2-C.kg-1.d-1和 6.03~10.9 mgCO2-C.kg-1.d-1之間，其相應(yīng)的均值分別為 14.9mgCO2-C.kg-1.d-1、 16.5 mgCO2-C.kg-1.d-1、 15.4 mgCO2-C.kg-1.d-1和 8.4mgCO2-C.kg-1.d-1。一般線性模型分析發(fā)現(xiàn)，Cl-處理土壤有機碳礦化與離子濃度、培養(yǎng)時間以及二者之間的相互作用顯著相關(guān)（p<0.05）（表 5.2）。這說明，離子濃度及培養(yǎng)時間均對土壤有機碳礦化產(chǎn)生了顯著影響。方差分析表明，不同處理 CO2釋放速率差異顯著，高氯鹽處理（S10）中土壤有機碳礦化速率明顯低于低鹽分處理（S1.5、S3和 S5），但低鹽處理中土壤有機碳礦化速率的差異并不顯著（表 5.2）。整體上看， S1.5、S3和 S5處理 CO2釋放與 S10處理 CO2釋放間的差異較大隨培養(yǎng)時間呈逐漸縮小趨勢。這證明不同濃度 Cl-對土壤有機碳礦化的影響隨培養(yǎng)時間的而減弱。

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第 6 章 結(jié)論與展望

本文采用室內(nèi)密閉培養(yǎng)及土柱模擬培養(yǎng)法，研究了遼河口濕地不同鹽分梯度上土壤有機碳的礦化特征，不同鹽分條件對濕地土壤CO2釋放及DOC濃度的影響，不同濃度 Cl-和 SO42-對土壤有機碳礦化的影響，鹽分對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，分析了鹽分影響下土壤碳礦化與基質(zhì)性質(zhì)、離子強度與類型以及微生物群落結(jié)構(gòu)組成的關(guān)系，探討了河口濕地土壤有機碳礦化受鹽分影響的生物化學(xué)機制，得出以下論：（1）遼河口濕地表層土壤陰陽離子含量、EC1:5值、SOC 與 TN 在距海由遠及近的方向上有升高趨勢；土壤有機碳礦化的潛在礦化勢受 EC1:5、Ca2+、Mg2+、Cl-、SOC 和 TN 的影響，土壤有機碳礦化常數(shù)受 SOC 的制約。結(jié)果證明，遼河口濕地不同鹽分梯度土壤有機碳礦化受鹽分和土壤性質(zhì)的協(xié)同影響。

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參考文獻（略）

本文編號：66782