崇明东滩围垦区不同土地利用类型对土壤呼吸及其组分的影响

在崇明东滩围垦区,采用Licor-8100A土壤碳通量观测系统及分层去根法,连续测定5种土地利用类型(芦苇湿地、白茅湿地、幼龄林、中龄林和农田)的土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸,以及0～10 cm表层土壤温度、体积含水率和电导率等环境因子,系统地比较了崇明东滩围垦区不同用地类型土壤呼吸及其组分的差异.结果表明:(1)幼龄林、中龄林和农田样地的土壤呼吸显著低于芦苇湿地和白茅湿地样地;(2)幼林龄、中林龄和农田样地的异养呼吸占比显著高于芦苇湿地和白茅湿地样地;(3)土壤呼吸及其组分与土壤温度呈显著的指数关系,但与土壤含水率和电导率的相关性较弱.与残存湿地相比,不同的农林利用方式显著降低了围垦区土壤呼吸,但大幅增加了异养呼吸,这可能说明土壤有机碳库在围垦20年后仍处于净损失状态.因此,需要采取有效措施进一步提升该区域土壤的碳固持能力.     

崇明东滩芦苇光合特征对模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTC)模拟未来气候变暖的方法,研究崇明东滩湿地植物芦苇(Phragmites australis)快速生长期光合特征对模拟增温的响应,并探究其响应机制.结果表明:增温使芦苇的净光合速(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)分别降低了11.9％、22.5％和21.7％,但是对胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)没有明显影响;此外,非线性拟合芦苇叶片光合响应曲线的结果显示,两种处理下芦苇的光合响应曲线均表现为先迅速增加后渐平缓的趋势,OTC内芦苇的光合响应曲线始终位于对照的下方;同时,增温显著地降低了芦苇的表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP),分别降低了12.1％和22.0％;而芦苇的暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)却显著增加,分别为16.5％和14.9％,但对最大净光合速率(Pmax)无明显影响.增温条件下,芦苇的叶氮含量(Nmass)显著减少,比叶重(LMA)显著增加,但光合氮素利用效率(PNUE)未产生显著的变化.另外,相关性分析的结果显示:LMA与Pmax、PNUE呈现出显著的负相关,与Nmass呈现极显著的负相关.Nmass与PNUE之间呈现极显著正相关,二者均与Pmax显著正相关,其中Nmass与Pmax的相关性则达到了极显著的水平.总之,模拟增温效应对芦苇的光合特征产生了显著的影响.     

滨海围垦湿地芦苇凋落物分解对模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTC)模拟增温,结合网袋法,研究了空气增温(1.984±0.7)℃对崇明东滩滨海围垦湿地代表植物——芦苇(Phragmites australis)不同凋落物组分(茎和叶)分解速率的影响,并分析增温和非增温条件下凋落物分解速率与1.2 m高度的空气温度、0～5 cm土壤温度及0～5 cm土壤湿度3种主要环境因子的相关性及其变化.结果表明:①增温与不增温处理下,OTC组和对照(CG)组芦苇茎的年分解率分别为49.20%和45.11%,而叶的年分解率分别为63.52%和58.53%,增温对叶的分解促进作用更加显著;②增温增大了湿地芦苇凋落物分解常数K值,OTC组和CG组茎的平均K值分别为0.028和0.027,叶的平均K值分别为0.093和0.080,叶的增幅显著大于茎的增幅;③3种主要环境因子与滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率相关性由大到小依次是1.2 m空气温度>0～5 cm土层温度>0～5 cm土层湿度,且增温使分解速率与3种环境因子相关性程度均增大,其中,叶分解速率与土壤温度的相关性变化最显著,增大6.43%.综上所述,气温是影响滨海围垦湿地芦苇凋落物分解的关键环境因子,增温不仅会增大滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率,同时也会改变芦苇凋落物分解速率与主要环境因子的相关性.