模拟氮输入对闽江河口湿地短叶茳芏光合固碳及分配的影响

发布时间：2017-12-22 08:20

本文关键词：模拟氮输入对闽江河口湿地短叶茳芏光合固碳及分配的影响　出处：《福建师范大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：湿地植物光合固碳(C)是湿地C汇的重要来源,在湿地生态系统C循环中扮演重要角色。在全球环境变化背景下,研究氮(N)输入对河口湿地植物光合固C的影响对于更好的认识河口湿地C、N循环过程及其对环境变化的响应等具有重要意义。闽江河口湿地处于高N沉降和高N营养盐输入地区,但是目前关于闽江河口潮汐湿地植物光合固C对N输入的响应特征及主要机制的研究还比较匮乏。本文以闽江河口主要土著优势种短叶茳芏(Cyperus malaccensis)为研究对象,通过野外调查和微型生态系N输入模拟实验,对闽江河口湿地短叶茳芏生长特征、光合特性和C、N养分状况、近期光合固C及分配等方面开展研究,分析N输入下影响植物光合固C的主导因素和可塑性指数。主要研究结论如下：(1)中、低N (6～16 g N m-2·a-1)输入增加了闽江河口短叶茳芏植株株高和SPAD值,对植物光合固C及积累最为有利。各N输入处理主要通过提高最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)、降低光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)等光响应特征值而提高了净光合速率(Pn)值。短叶茳芏还通过气孔因素和非气孔因素,延长光合持续期,提高植物的净光合速率。N输入显著提高植物地上、地下生物量和C、N积累量,降低了地上、地下C/N,在植物快速生长期最为明显。N输入下短叶茳芏植物-土壤各组分近期δ13C丰度、分配比例大小均为茎叶根土壤,13C的转移也是先从地上茎叶再至地下根部,最后到土壤的过程。N输入显著增加了植物地上、地下近期613C丰度值和净固13C量,但是对土壤无明显影响。N输入还显著改变了植物-土壤各组分的近期光合固C的分配比例,低N输入(8gNm-2·a-1)主要是增加了根和土壤的固C分配,高N输入则提高了地上部分的分配比例。(2)不同水淹和盐度处理下,N输入显著影响植物光合固C过程。短时水淹和中度水淹都提高了Pn的日均值和固C积累量,2种水淹下植物P。升高主要是非气孔因素造成的。实验前期,短时水淹下短叶茳芏可以通过调整生长、光合特性和养分分配提高固C能力,但是实验13个月后,中度水淹更利于短叶茳芏的固C积累。不同盐度和N输入的交互实验表明,适度N、盐输入提高了植物气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)值,即通过降低气孔限制因素,提高P。日均值,地上、地下生物量和固C能力也较高。13C脉冲标记实验进一步证实高盐、中N输入导致613C均值和13C净固定量显著最低,而中盐、中N输入均值显著最高(P0.05)。盐度和N输入下对固C分配的影响表现为增加了植物茎叶分配比例,根和土壤的分配比例则下降。(3)N输入下,影响闽江河口湿地短叶茳芏光合固C的主要因素为：植物地上生物量、植物光合指标Pn、植物C含量等。在水淹和盐度与N输入的交互作用下,株高、密度、C/N和胞间CO2浓度(Ci)等也是影响植物光合固C的重要因素。中、低N输入可以显著提高短叶茳芏的生长、光合、养分负荷等可塑性指数。短叶茳芏在短时水淹下表型可塑性指数高于中度水淹,低盐、中N输入可塑性指数也更高,表明在持续N输入环境下,闽江河口湿地短叶茳芏可能向高潮滩和低盐环境进一步拓展。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q945

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