紅樹林沉積物的硝化和反硝化過程研究.pdf

1、氮(N)是生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)鹽的重要組分,也是防治全球水體污染和控制溫室氣體排放的關鍵因子。氮循環(huán)對全球氣候、海洋初級生產(chǎn)力和海洋生態(tài)系統(tǒng)等都有重要的調(diào)節(jié)和控制作用。紅樹林濕地是地球上生產(chǎn)力水平最高的自然生態(tài)系統(tǒng)之一,其生產(chǎn)力水平和種群結構直接受到營養(yǎng)鹽的影響。由于紅樹林濕地特殊的地理環(huán)境和系統(tǒng)特點,使其具有獨特的生物地球化學特征,從而使其成為全球氮循環(huán)的一個重要場所和研究熱點。同時,硝化、反硝化和氮礦化過程是氮循環(huán)的核心控制機制,因此研究

2、紅樹林區(qū)域的硝化、反硝化和氮礦化作用對于弄清紅樹林系統(tǒng)對N的自凈和全球氣候變化都有重要的意義。
　　 本研究選取九龍江口浮宮紅樹林和沙埕灣巽城紅樹林為研究區(qū)域,采用乙炔抑制法測定了淹水時沉積物的硝化和反硝化作用及非淹水時沉積物的反硝化作用,通過原位培養(yǎng)實驗測定了紅樹林沉積物氮的凈礦化作用,并綜合考慮淹水和非淹水條件,估計紅樹林系統(tǒng)的日平均反硝化強度。研究的主要結論如下:
　　 (1)在非淹水條件下,浮宮紅樹林系統(tǒng)反硝化作

3、用速率范圍為1.82～15.70μmolN m02 h-1,平均值為6.02μmol N m-2 h-1,巽城紅樹林反硝化速率為3.32μmolN m-2 h-1,表現(xiàn)出較大的差異。紅樹林沉積物反硝化速率高于其他非農(nóng)業(yè)用地的地區(qū),表明浮宮紅樹林具有較高的反硝化作用,是系統(tǒng)中削納氮的重要機制之一。
　　 (2)浮宮紅樹林系統(tǒng)氮的凈礦化速率在-0.92～0.76 mg N kg-1 d-1之間,凈氨化速率-0.93～0.73 mg

4、N kg-1 d-1,凈硝化速率0.0052～0.0431 mg N kg-1 d-1,凈氨化、硝化和礦化強度存在著較大的差異。林齡大的紅樹林沉積物凈礦化作用更加強烈。凈氨化和礦化速率與培養(yǎng)前后NH4+-N含量和NO3-N含量均有顯著相關性,而凈硝化速率僅與培養(yǎng)后NO3-N顯著相關。Μ(3)研究區(qū)在漲潮淹水時沉積物硝化速率在116～587μmol N m-2 h-1之間,平均為328μmol N m-2 h-1,站點間的硝化速率在不同月

5、份也存在著較大差異。紅樹林系統(tǒng)沉積物的硝化速率高于其他河口和濕地系統(tǒng),但低于農(nóng)業(yè)源頭溪流,這是由于農(nóng)業(yè)源頭溪流周邊土壤施肥的原因。硝化速率具有明顯的季節(jié)性變化。Μ(4)漲潮淹水條件下,浮宮紅樹林沉積物的反硝化速率為0.49～5.83μmol Nm-2 h-1,平均值為2.45μmol N m-2 h-1。平均反硝化速率在林齡大的秋茄林相對較高,這與硝化速率呈現(xiàn)相同的趨勢。本研究中的反硝化速率與其他系統(tǒng)相比較低,這可能是紅樹林沉積物中的硫