崇明东滩湿地不同盐沼植物群落土壤碳储量分布_严格

． 目前， 对海岸带盐沼湿地碳过程的研
究大多 停 留 在 气 体 通 量 规 律 和 影 响 因 素 的 探 讨 上［12 － 13］， 较少涉及不同湿地植被对土壤碳库动态的 影响
［14 － 15 ］
．
崇明东滩湿地位于长江口崇明岛东端， 为典型 的河口滨海湿地， 其盐沼植被主要为芦苇 （ Phragmites australis） 、 互花米草（ Spartina alterniflora ） 和海 三棱 草 （ Scirpus mariqueter ） 等
* 全球变化研究国家重大科学研究计划项目（ 2010CB951204 ） 、 国家 自然科 学 基 金 项 目 （ 41201091 ） 、 上 海 市“ 浦 江 人 才 ”计 划 项 目 （ 13PJ1402200 ） 和上海市科委项目（ 12230707500 ） 资助． mail： lqzhang@ sklec． ecnu． edu． cn ＊＊通讯作者． E20130503 收稿， 20130825 接受．
Distribution of soil carbon storage in different saltmarsh plant communities in Chongming Dongtan wetland． YAN Ge，GE Zhenming，ZHANG Liquan （ State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Ｒesearch，East China Normal University，Shanghai，200062 ，China ） ． Chin． J． Appl． Ecol． ， 2014 ， 25 （ 1 ） ： 85 － 91． Abstract： The high productivity of saltmarsh vegetation in coastal wetlands plays an important role on the formation of soil carbon pool． This paper studied the biomass difference，the spatiotemporal dynamics and vertical distribution of soil carbon storage in three dominant saltmarsh plant communities，i． e． ，Phragmites australis，Spartina alterniflora and Scirpus mariqueter in the Chongming Dongtan wetland，in the Yangtze Estuary． The results indicated that the gross biomass in the three saltmarsh plant communities was in the order of S． alterniflora （ 5750． 7 g · m － 2 ） ＞ P． australis （ 4655． 1 g·m － 2 ） ＞ S． mariqueter （ 812． 7 g·m － 2 ） ． The aboveground biomass was the highest in summer and autumn，and the underground biomass was the highest in winter． The soil carbon storage （ 0 － 50 cm） was the lowest in spring，gradually increased，and was the highest in winter． The annual increment of soil carbon storage decreased from the high tidal zone to the low tidal zone， and was in the order of P． australis community （ 711． 8 g · m － 2 ） ＞ S． alterniflora community （ 646． 2 g·m － 2 ） ＞ S． mariqueter community （ 185． 3 g·m － 2 ） ＞ bare mudflat （ 65． 6 g·m － 2 ） ． The highest value was in the 25 － 30 cm，10 － 15 cm，30 － 35 cm and 30 － 40 cm soil layers for bare mudflat and the S． mariqueter，S． alterniflora and P． australis communities，respectively． There was a significant linear relationship between the soil carbon storage and the underground biomass in the different saltmarsh communities． Key words： Yangtze estuary； coastal wetland； carbon storage； saltmarsh vegetation； soil profile． 湿地生态系统具有“水陆” 交互作用的系统特
． 在湿地生
态系统中， 不同植被类型显著影响土壤碳库的碳输 入与分配， 进而改变输入土壤的有机质动态［7 － 9］． 不 同湿地植被的地下碳分配模式可以通过改变土壤微 生物群落的组成和丰富度， 从而改变生态系统地下 碳过程， 其中包括土壤有机碳矿化以及 CO2 和 CH4 释放等
［10 － 11 ］
图 1 研究区示意图和调查样线位置 Fig． 1 Sketch map of the study pling lines．
1期
严
格等： 崇明东滩湿地不同盐沼植物群落土壤碳储量分布
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土样用木锤压碎土块， 过 2 mm 筛后， 取 10 ～ 20 g 细 磨， 过 100 目筛后， 取 0． 5 g， 加入 10% 稀盐酸进行 24 h 酸 化 处 理， 去 除 其 中 的 无 机 碳 酸 盐 成 分， 用 MillQ 水洗至中性， 置于 60 ℃ 下烘至恒量， 再称剩 余量， 用元素分析仪测定其中的有机碳含量， 分析精 度在 5% 以内． 植物样品（ 叶、 茎、 根） 用自来水冲洗多遍后用 MillQ 水冲洗 3 遍， 把植物组织剪碎装入牛皮纸袋 中放入烘箱， 在 105 ℃ 下杀青 2 h， 再于 70 ℃ 下烘干 至恒量， 测定干物质质量， 从而计算单位面积植物地 上部和地下部生物量． 利用以下公式计算不同盐沼植被下土壤碳储量 和年增量， 以及地下生物量的年增量： 土 壤 碳 储 量 （ kg · m － 2 ） （ g·kg
［4 － 6 ］
326 km2 ． 崇明 东 滩 湿 地 地 势 低 平， 坡 度 0． 02% ～ 0. 05% ， 年均潮差 2． 43 ～ 3． 08 m， 土壤盐度 0． 3% ～ 属 亚 热 带 季 风 气 候， 四 季 分 明， 年均气温 0． 6% ， 15 ～ 16 ℃ ， 年降水量 ≥ 10 ℃ 有 效 积 温 2574 ℃ ， 900 ～ 1050 mm， 无霜期 240 d［17］． 主要盐沼植被类型 互花米草和海三棱草群落． 崇明东滩湿地 为芦苇、 自大堤向海依次发育着高潮滩、 中潮滩和低潮滩． 其 中， 高潮滩（ 高程 ＞ 2． 9 m ） 主要为芦苇和互花米草 群落分布区； 中潮滩（ 高程为 2 ～ 2． 9 m） 主要为互花 米草和海三棱草群落分布区； 低潮滩（ 高程 ＜ 2． 0 覆盖硅藻等一定量的藻类 ． m） 中下部为光滩， 1. 2 样品采集 2012 年春季（ 3 月） 、 夏季（ 6 月） 、 秋季（ 9 月） 和 冬季（ 12 月） ， 在崇明东滩湿地设定北、 中、 南 3 条样 线（ 图 1 ） ． 样线从大堤向海方向沿高潮带、 中潮带和 互花 低潮带设置采样点， 其中， 北样线依次为芦苇 、 米草、 海三棱草群落和光滩， 中样线为芦苇、 互花 米草群落和光滩采样点， 南样线为芦苇 、 海三棱草 群落和光滩． 在每个样点上随机设 3 个 50 cm × 50 cm 植物 样方， 每个样方间距 ＞ 5 m， 记录样方内植株密度和 平均株高等指标， 并齐地割取样方内植物活体部分 （ 不包括立枯物） ． 采用梅花形布点取样法， 在每个 样方中用柱状采样器（ 直径为 5 cm， 深度为 50 cm ） 取 5 个土壤样． 将 5 个柱状土样按 5 cm 一段， 现场 切分合并装入自封袋， 置于 0 ～ 4 ℃ 冷藏盒内带回实 验室． 另采集土壤定容样品测定容重． 1. 3 分析方法 将土壤样品置于白色搪瓷托盘中， 分离出植物 根系部分． 剩余土壤样品剔除昆虫、 石块等残体后， 冷 冻风干， 按同一深度土样混合均匀 ． 取其中1 kg
［16 ］
． 本文研究了分
布于不同潮滩的 3 种盐沼植物群落地上 / 地下生物 量积累和土壤碳储量的时空动态与垂向分布特征， 分析了不同植被对湿地土壤碳储量的影响， 为进一 步研究海岸带盐沼植被生产力转化为土壤碳库的过 程提供基础资料． 1 1. 1 研究地区与研究方法 研究区概况 崇明东 滩 湿 地 （ 31° 25' —31° 38' N， 121° 50' — 122°05' E ） 是长江口规模最大、 发育最完善的河口 型潮汐滩涂湿地（ 图 1 ） ， 受到长江径流所携带陆源 物质的沉积作用尤其明显， 2001 年被“拉姆萨国际 湿地保护公约 ” 列入国际重要湿地名录． 整个东滩 湿地由 团 结 沙、 东 旺 沙、 北 八 ! 3 块 组 成， 总面积
征， 在区域能量和物质循环过程中起着重要作用 ． 尽 管全球湿地面积仅占陆地面积的 4% ～ 6% ， 而其碳 储量却占陆地碳库的 12% ～ 20% ， 高于农业生态系 统、 温带森林生态系统和热带雨林生态系统的碳储 量［1］． 在全球气候变化的背景下， 湿地碳储量和碳