漳江口红树林与互花米草土壤有机碳库及稳定性特征研究

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滨海湿地生态系统的碳汇过程是近10多年“蓝碳”研究的热点问题之一。作为蓝碳的重要组成部分,海岸带的红树林和盐沼储存大量的碳,具有很强的固碳能力。红树林群落作为重要的蓝碳碳库,虽然仅占近海面积的0.4%,却固定了大气中5%的碳,近年来我国不少区域受互花米草(Spartina alterniflora)入侵的影响,其土壤碳库组成以及微生物群落结构发生显著变化。有机碳的稳定性可以决定碳库的大小以及碳的储存时间,因此认识有机碳稳定性对了解土壤碳库有至关重要的作用。本研究在福建省云霄县漳江口红树林自然保护区湿地内由内陆到海岸方向选取3条样带,每条样带依次选取3个样地:红树林群落(MC)、秋茄(Kandelia obovata)-互花米草过渡带(TC)和互花米草群落(SC),每个样地选取3个呈品字形分布的采样点,分5层采集0–100cm土壤剖面样品进行土壤理化性质、有机碳含量以及微生物群落结构的研究,同时通过核磁共振波谱法测定不同植被类型下土壤有机碳(SOC)官能团特征差异,进一步分析互花米草与红树林SOC稳定性特征差异。结果如下:1.土壤理化性质在不同的植被类型以及土层深度上均存在显著差异,含水量平均值表现为TC>SC>MC,随土层深度增加显著降低;pH值平均值表现为SC>MC>TC,在MC与SC中,不同土层的pH值无显著差异;平均盐度依次为MC>TC>SC,随土层变深盐度总体呈现增加趋势;粒径分布的结果表示,在所有土壤样品中粉粒都占主导,MC砂粒含量随土层增加减少,粉粒含量有增加趋势,TC与SC粒径含量在垂直分布上无明显趋势。2.从MC到SC,土壤有机碳库显著减小,MC的总有机碳、颗粒有机碳含量均显著高于TC以及SC,且随土壤剖面深度增加而减少;溶解有机碳随土层变化无明显变化趋势,总体表现为MC含量最高。3.各植被类型有机碳结构以烷基碳与烷氧碳为主,其次是芳香碳与羰基碳,N-烷氧碳与酚基碳含量最少,其中表层0–15 cm土壤从红树林群落到互花米草群落,烷基碳与烷氧碳含量呈现增加趋势但不显著,芳香碳与酚基碳含量显著减少,其余有机碳组分含量无显著差异。在深层75–100 cm随着植被类型的改变,SOC组成结构均无显著差异。在0–15 cm土层,烷基碳/烷氧碳含量表现为:SC>MC>TC;芳香度表现为SC最小,MC与TC无显著差异;疏水碳/亲水碳无显著差异;脂族碳/芳香碳表现为SC显著大于其他两种植被类型,MC与TC无显著差异。在75–100 cm土层,各比值无显著差异。表明在土壤表层互花米草有机碳分子结构简单,分解程度更高,红树林土壤有机碳分子结构复杂,有机碳库化学稳定性更强。4.在3种植被类型下,0-15 cm土层细菌与真菌群落OTU数量以及多样性指数无显著差异,细菌与真菌的各菌群组成丰度有差异;冗余分析结果表明,不同有机碳组分及官能团组成与微生物组成相关。
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