海平面上升对河口潮汐沼泽湿地铁碳耦合和解耦的影响
编号:4559
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更新:2024-04-16 14:56:26 浏览:1149次
口头报告
摘要
海平面上升增加了河口潮汐沼泽湿地的淹水风险,淹水增强会通过抑制微生物活性,从而提高土壤铁结合有机碳(Fe-OC)含量。然而潮汐沼泽湿地植物根系活动可能会削弱淹水增强诱导的铁结合有机碳的积累,但其机制和过程仍需进一步的研究。因此,为模拟海平面上升,课题组在闽江河口鳝鱼滩潮汐沼泽湿地,选取了本地种植物芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)和半咸水土壤(黏土和砂土),并设置三个淹水深度(CK、CK+20 cm和CK+40 cm),建立“marsh organ”中型生态系。约3.5年的运行后,我们对该中型生态系进行采样。研究结果发现,无论是黏土还是砂土,植物的地下生物量,植物根孔隙度和根际Fe(Ⅲ):Fe(Ⅱ)比值都随淹水增强而增加,同时,土壤碳获取酶的活性也会显著提高。此外,铁结合有机碳含量和fFe-OC(Fe-OC:SOC)都出现了随淹水增强而增加的现象。在所有铁组分中,晶质铁含量最高,硫化铁含量最低,并且淹水增强会引起硫化铁含量减少和非晶质铁含量增加。土壤胞外酶活性与根际Fe(III):Fe(II)比值存在正相关关系。以上结果表明,淹水增加刺激了潮汐沼泽植物根系的发育,提高了潮汐沼泽湿地植物根系泌氧的潜力。当根系泌氧潜力增强后,土壤无定形铁浓度和碳获取酶的活性也会相应的升高。土壤无定形铁浓度的升高会增加土壤铁结合有机碳含量。同时,碳获取酶活性的提高显著减少了活性有机碳的含量。因此,淹水增加同时促进铁结合有机碳含量的增加和活性有机碳含量的减少,并共同促进了fFe-OC的升高。综上所述,我们的研究表明:在海平面上升带来的适度淹水胁迫影响下,潮汐沼泽湿地植物会改变根系生物量及根际形貌,从而增加了植物的根系泌氧。沼泽植物这种适应机制会增加土壤铁结合态碳的含量,从而增加潮汐沼泽湿地土壤的碳稳定性。
关键词
海平面上升,河口潮汐湿地,铁结合态有机碳,铁异化还原,碳循环
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