不同植被和陆源N对滨海湿地土壤N矿化和硝化温度敏感性的影响开题报告
2021-12-18 21:18:24
全文总字数:3936字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
研究目的:阐明湿地植被变化对土壤n矿化速率的影响,揭示植被(互花米草)入侵滨海湿地后,对土壤矿化作用的影响效应,解析土壤矿化、温度敏感性对植被变化的响应机理,建立施加不同n形态对土壤矿化速率的连接关系;阐明湿地植被变化对土壤n硝化速率的影响,揭示植被(互花米草)入侵对滨海湿地后,对土壤硝化作用的影响效应,解析土壤硝化、温度敏感性对植被变化的响应机理,建立施加不同n形态对土壤硝化速率的连接关系。为深入理解海岸湿地土壤n 素生物地球化学循环机理提供理论依据。
研究意义:湿地作为自然综合体,它是在地形、气候、水文、植物和动物以及时间等因素相互联系、相互作用和相互制约条件下发展和形成的。湿地被人们称为“地球之肾”,全球湿地覆盖地球表面仅6%,却为地球上20%的已知物种提供了生存环境,并给人类和陆地上的其他动物提供了源源不断的物质能源。我国湿地面积约3848万公顷(包括稻田和人工湿地),居世界第四位、亚洲第一位。保证营养元素的合理循环转化是农业持续发展的根本问题之一。因此,研究湿地土壤营养元素的循环转化过程,特别是氮素转化,对保证人工湿地-水稻田农业的可持续发展具有积极意义。滨海湿地作为海陆过渡带,人类活动的影响较为剧烈,生态环境脆弱,自然灾害频繁,是全球变化的敏感区域[1].该生态系统中氮的生物地球化学过程已经日益成为陆地生态系统氮循环研究领域的热点问题之一。江苏沿海滩涂湿地面积达到6524km2,约占全国滩涂面积的1/4 左右[2].为了达到海岸防护、保滩促淤的目的,我国于1982 年人为把互花米(spartina alterniflora)从原产地美国引种到江苏沿海滩涂[3].该研究阐明了互花米草对我国潮滩湿地土壤n矿化硝化过程的影响因素,为深入理解海岸湿地土壤n素生物地球化学循环机理提供理论依据。
国内外研究现状
互花米草为禾本科米草属多年生草本植物,原产于大西洋沿岸。为固堤护岸和防浪促淤,我国1979年将互花米草从北美引入,经人工栽种和自然扩散,目前已广泛分布于海岸潮间带。互花米草环境适应性很强,能够有效改良土壤环境;而由于其种群的快速扩散能力,对海岸潮间带生态系统也造成危害,于2003年被我国确定为入侵种[4-5]。目前有关互花米草入侵的研究主要集中于互花米草的入侵特征、入侵对本地生态系统造成的影响,以及与之相关的防除技术这3大方面。作为生态系统中诸多生态过程( 如营养物质循环、水分平衡,凋落物分解等) 的参与者和载体,土壤的生物学特性和理化性质是生态系统功能的重要指征。研究互花米草入侵对土壤生态系统的影响对全面评估其入侵的生态学后果和入侵机制有重要意义[6]。滨海湿地作为海陆过渡带,人类活动的影响较为剧烈,是全球变化的敏感区域[7],阐明互花米草对我国潮滩湿地循环过程影响的作用机理,为深入理解海岸湿地土壤n 素生物地球化学循环机理提供理论依据。
2. 研究的基本内容
1.湿地植被变化对土壤n矿化速率的影响
采样测定后根据培养期间无机氮含量变化与培养时间计算净矿化速率,利用碱解氮含量在不同处理下的变化趋势,揭示植被变化(互花米草入侵)对土壤矿化速率的影响效应。
2.湿地植被变化对土壤n硝化速率的影响
3. 实施方案、进度安排及预期效果
(1)实行方案:
1)采样采样点为江苏省大丰市王港口潮滩湿地(3312′n,12048′e).该地区潮汐为典型的正规半日潮,潮滩地势平坦,研究区域内表土母质相同.原生植被为盐蒿;人工引种互花米草后生长面积不断扩展,逐渐替代盐蒿形成互花米草湿地。本实验选取生长互花米草、芦苇、盐蒿的区域土壤作为土样(分别表示为m、l、y)。用土壤采样器分别从以上3个区域表土(0~10cm)样品。每个区域设3个采样点,每个点采集3份样品,野外混匀后获得混合样,拣出植物根系后带回实验室.其中一部分样品风干磨细过100 目筛。
2)土壤培养与数据测定 分别在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃和30℃培养温度条件下,采用培养法测定土壤n净矿化速率和硝化速率。称取30. 00 g ( 以烘干土计) 风干土分别置于100 ml的三角瓶中,均匀滴加去离子水至土壤最大持水量(whc)的30%,盖上保鲜膜后用牙签穿若干小孔,使得保持好氧条件下于30℃恒温预培养1周。然后,加入nh4hco3、nano3溶液使每个土样氮添加水平250 mgkg-1,同时做添加去离子水的对照处理。再用去离子水调节土壤含水量至60% whc,在相同温度下培养28d。每3d通过称质量补充水分。所有处理均设3个重复。在培养后第0和14天,随机抽取3瓶,加入75 ml 2m kcl,30℃恒温振荡1 h,离心过滤分离上清液,测定nh4 和no3 -含量。
4. 参考文献
[1] belhassen m. spatial and temporal variability in nutrients and suspended material processing in the fierd. ars bay [j]. estuarine, coastal and shelf science, 2001,52:457-469.
[2] 徐向红.江苏沿海滩涂后备土地资源的开发研究[m].北京:海洋出版社, 2001,25:23-25.
[3] 钦佩,仲崇信.米草的应用研究[m].北京:海洋出版社, 1992,158.