胶州湾洋河口湿地土壤溶解性有机质组分及结构对互花米草入侵的响应

发布时间：2020-08-12 03:11

【摘要】：本文以胶州湾洋河口湿地为研究区,主要研究了互花米草(Spartina alterniflora)的分布、扩展进度、不同入侵时间下土壤溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)的分布特征及其与土壤理化因子的相关性,通过光谱技术重点关注了互花米草入侵对DOM结构的影响。研究结论如下:(1)不同入侵时间对土壤DOM含量的影响程度各不相同。光滩(MF)和入侵1年、5年、8年(SAF-1、SAF-5、SAF-8)样地中溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量平均值分别为35.67、47.31、130.67、168.99 mg/kg;MF和SAF-1样地在垂直剖面上土壤表层中DOC含量最高,在SAF-5和SAF-8样地中10~20 cm土层的DOC含量最高。溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)和溶解性有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)含量随着互花米草入侵时间延长而降低,SAF-5、SAF-8样地差异不明显;垂直方向上DON和DOP含量降低。互花米草枯落物的降解及根系分布是DOM变化的主要原因。(2)入侵后样地土壤中总有机碳(Total organic carbon,TOC)、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)含量均有所增加;垂直方向上,TOC、TP含量变化总体表现为表层土壤高于下层土壤,各样地TN含量在垂直剖面上无明显变化规律。互花米草作为C_4植物,可以促进TOC、TN、TP的累积,同时,湿地土壤中营养物质受潮汐作用、丛枝菌根真菌等微生物活动影响显著,是各个样地土壤TOC、TN、TP变化的主要原因。其次,互花米草入侵后3种样地土壤pH值逐渐降低;垂直方向上,pH变化均表现为pH逐渐减小。土壤容重最高值出现在MF样地中;垂直分布规律为沿剖面逐渐向下增加。湿地土壤含水率的变化趋势与容重相反。通过Pearson相关性分析土壤DOC与pH、含水率、容重、TOC均显著相关,土壤DON、DOP分别与pH、TN、TP显著相关。土壤容重越大,孔隙率越高,通气效果越好,越有利于土层中底栖动物和好氧微生物的活动,土壤有机质中可溶于水的DOC也会随之增加。。(3)入侵后土壤DOM的分子量及分子数量增加,主要集中在难降解的大分子芳香族、类蛋白物质当中,并且随着入侵年限的增大分子数量增加,说明芳香族、脂肪族、碳水化合物等物质增加。由此可见,DOM分子量大小、官能团、复杂度对互花米草入侵响应敏感,植物光合作用及根系分泌物的共同作用下导致土壤DOM结构发生改变。(4)DOM的组分及结构对互花米草响应敏感。主要表现在互花米草入侵后土壤DOC、DON、DOP含量均发生增加或降低的变化,而DOM中分子量增加,结构更趋于复杂。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53
【图文】：

SUVA254 254 nm 吸光系数与 DOC 浓度之比 与 DOM 芳香化程度呈正SUVA280 280 nm 吸光系数与 DOC 浓度之比 与 DOM 芳香化程度呈正1.2.4.3 DOM 三维荧光光谱特性荧光光谱法比 UV-vis 吸收光谱法更敏感(高 2-3 个数量级)，这主要由于法利用吸光度值来检测样品溶液中吸光物质含量，吸光度值取决于溶液浓度度及光吸收物质的摩尔吸光系数，几乎与入射光的强度无关。如图 1.1 所示图中闭合圈的形状及位置表明了峰的种类及强度，通过对比本文决定采取更特征的等高线图。DOM 主要有五种荧光峰：Ⅰ为类腐殖质荧光（Ex 为 220 ~ 420 nm，Em 为nm）可分为类腐殖酸峰 C、类富里酸峰 A；Ⅱ为类蛋白荧光（Ex 为 220 ~ 25为 280 ~ 380 nm）可分为类色氨酸峰 T、类酪氨酸峰 B 和类苯丙氨酸。借用的各种特征可以有效的估计出 DOM 的组成和来源，并确定其与外部影响因子这有助于确定 DOM 这一复杂物质。

第二章 材料与方法2.1 研究区概况2.1.1 自然概况胶州湾湿地（N36°03' ~ 36°22'，E120°06' ~ 120°19'）是山东半岛最大的河口海型湿地，属温带季风气候区，受海洋季风的调节，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥[47本文研究区设在洋河口，洋河口是洋河入海口，是海洋与河流的交叉口。洋河主位于胶南市南部地区，河流流向是自西向东，全长 31 km，流域面积 303 km2，河宽 85 m，年平均径流量约 6300 万 m3[48]。洋河总体地形西边较高，东部较低，沿河呈东西箕状延伸，地面高程 6-21m，地形较为平坦，略向海湾倾斜。研究区概图如图 2.1 所示。

青岛大学硕士学位论文章 互花米草入侵前后湿地土壤 DOM 含量特征分后土壤 DOM 含量特征分析 DOC 的变化（Spartina alterniflora）入侵可以显著增加 DOC 含量，DOC 含9 mg/kg。在 MF 样地中，DOC 的含量为 14.51 ~ 58.23 mg/kgkg。在SAF-5 和 SAF-8 样地中浓度平均为130.67 mg/kg和 168.着入侵时间的增加，DOC 含量逐渐增大。垂直方向上，SAF地相同，表现为沿剖面逐渐降低。入侵 5 年后土壤 DOC 的分增加然后下降趋势。

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本文编号：2789961