| 水文格局是湿地生态系统的主要影响因子。在全球气候变化及人类活动的影响下,全球湿地水文格局正发生显著的变化,并且影响湿地土壤氮矿化过程。然而,关于水淹时长对洲滩湿地土壤氮矿化的影响及其调控机理的研究较少,其中在枯水期的研究尤为缺乏。本研究开展于鄱阳湖洲滩湿地,沿自然水淹时长梯度设置5条样带:黎蒿群落、虉草群落、灰化苔草群落、针蔺群落、光滩,通过野外原位氮矿化实验,同时结合野外单因子控制实验,研究水淹时长如何通过影响土壤理化性质、土壤酶活性和微生物功能基因丰度,从而影响湿地土壤氮矿化。本研究的主要结果如下:1)水淹时长增加显著增加了土壤净氨化和矿化速率,对净硝化速率无显著影响。水淹时长对土壤氮矿化的影响受不同月份影响,在1月份和3月份,水淹时长增加显著增加了土壤净氨化和矿化速率,降低了净硝化速率,而在2月份,对土壤净氨化、硝化和矿化速率均没有显著影响。2)水淹时长增加显著增加了土壤含水量和p H,但对土壤温度的影响取决于不同月份。水淹时长可能主要通过影响土壤含水量、p H、温度等理化性质影响土壤氮矿化速率,微生物基因丰度和土壤酶活性途径对土壤氮矿化速率的贡献较小。3)土壤水分增加显著增加了土壤净氨化和矿化速率,对净硝化速率无显著影响。含水量对土壤氮矿化速率的影响受不同月份影响,在1月份和2月份,含水量增加显著增加了土壤净氨化、硝化和矿化速率,而在3月份,对土壤净氨化、硝化和矿化速率均没有显著影响。土壤含水量可能会通过增加土壤p H、降低土壤有机碳含量、增加蛋白酶活性和中性金属蛋白酶基因的丰度,从而增加土壤氮矿化速率。4)土壤温度与净氨化速率、硝化速率、矿化速率呈∩型抛物线关系,与土壤p H呈U型曲线的关系,对其他土壤理化性质没有显著影响。土壤温度可能主要通过影响土壤p H从而影响土壤氮矿化速率。综上所述:水淹时长的增加会通过增加土壤含水量、影响土壤温度和p H、影响酶活性、微生物功能基因丰度等多种途径促进枯水期的洲滩湿地土壤的氮矿化,并且影响效果和机制会受到不同月份的影响。由于全球大量湿地都面临氮元素富营养化的问题,本研究对于认识湿地土壤氮矿化及其对水文格局变化的响应,进而促进湿地保护和管理,具有重要意义。 ... |
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