两种湿地植物枯落物还田分解速率对典型气候环境因子变化的响应.pdf

2014年7月第7期 城市道桥与防洪 科技研究349 两种湿地植物枯落物还田分解速率对典犁气候 环境因子变化的响应 张宁1．张艳楠2 (1．上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092；2．同济大学环境科学与工程学院，上海市200092) 摘要：该文介绍了采用人工气候室模拟了几种典型气候／环境因子变化特征(温度和CO：浓度增加，以及海水富营养化等)，并 从还田枯落物的质量变化，以及碳／氮等组分的变化等角度出发分析这些气候环境变化对两种湿地植物枯落物还田分解过程的 影响。结果表明：CO：浓度增加(温度升高)和海水富营养化单独作用时均不同程度的促进了湿地植物枯落物的分解，加快了枯落 物中c元素的流失，但是CO：浓度增加(温度升高)和海水富营养化共同作用时的复合作用效应小于单独作用；而互花米草枯落物 中的碳后期损失速率虽有所降低，但其N含量有所升高，又有可能促进其后期的分解。这可能会影响其成为九段沙湿地高碳汇植 物的潜力。 关键词：气候环境变化，秸秆还田，碳循环，人工气侯室 中图分类号：X820．3 文献标识码：A 文章编号：1009—7716(2014)07—0349—05 中富集，导致沿海水域富营养化加剧[5]。这些气 0前言 候／环境因素的变化将导致湿地水土环境质量问 土壤碳库是地球表层系统中最大的碳储库， 题，并可能直接或问接影响植物枯落物的分解速 其中土壤有机碳储量的变化对全球碳循环具有重 率。所以有必要分析湿地植物枯落物分解对于气 要的意义[1]。植被通过光合作用固定大气中的 候环境变化的响应，确定未来气候环境变化下的 CO：，其植物枯落物是土壤有机碳库的主要碳输入 高碳汇植物类型，优化湿地系统的“碳汇”功能。 途径，而枯落物的分解过程则是土壤释放CO：的 因此，在研究中，采用人工气候室调控气候 主要方式，所以植物枯落物的降解是全球碳循环 环境变化因子，包括温度升高、大气中CO：浓度 的一个关键过程[2]。深入研究枯落物还土的降解性 增加、海水富营养化等，选取了九段沙湿地生态 质，以及环境因素对枯落物分解的影响对于人们 系统的两种典型植物芦苇和互花米草作为研究对 更好地保护土壤碳库及其生态功能具有重要的指 象，分析温度升高、大气中CO：浓度增加、海水 导意义。 富营养化等因子单独作用和共同作用下对植物枯 湿地生态系统一方面具有较高的初级生产力， 落物还田后分解过程的影响，以期预测未来气候 另一方面，由于长期处于水淹状态，所以导致其 环境变化背景下九段沙湿地生态系统中典型植被 中微生物活性相对较弱，来自土壤呼吸的CO：释 的分解特性，为提高土壤有机碳保留能力提供理 放量较少，因此通常被认为是一个“碳汇”[3]。唐玉 论依据。 姝的研究发现，长江口地区芦苇和互花米草具有 1材料与方法 较高的生物量，但是芦苇湿地的土壤呼吸较互花 米草更低，这可能是由于在原位芦苇秸秆比米草 1．1 实验设计 秸秆更难降解[4]。但是由于气候环境的日益变化， 因温度升高与CO：浓度增加引起的温室效用 其对湿地生态系统也会带来不可忽略的影响。大 往往相互关联，因此将两者作为一因素，加上海 气CO：浓度增加将引起温室效应，影响地球表面 水富营养化带来的N、P浓度增加因素，设计2 其它环境因子如温度升高等；同时，城市工业废 因素2水平试验如表1所列。 水和生活污水大量排人海中，使营养物质在水体 表1试验设计一览表 收稿日期：2014—05—09 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项 (2013ZX07315—