论文摘要
本文以黄河三角洲两种典型湿地—芦苇湿地（P）和光板地（NP）为研究对象，于2012年9月、2013年1月、4月和7月采用动态气室-红外CO2法对湿地表观土壤呼吸通量（Flux）进行了24小时动态监测，研究了湿地表观土壤呼吸通量的季节变化特征，分析了表观土壤呼吸通量的主要影响因素。同时进行了芦苇湿地土壤有机碳（SOC）矿化动态模拟实验，研究了SOC矿化动态特征及土壤有机碳含量、水分、盐度对土壤矿化的影响。研究结果如下：黄河三角洲湿地表观土壤呼吸通量特征：1月份，芦苇湿地和光板地表观土壤呼吸通量日变化分别为0.02±0.01和0.01±0.01μmol m-2s-1，日通量无明显变化。4、7和9月份，芦苇湿地表观土壤呼吸通量日变化分别为0.14±0.04、0.42±0.08和0.39±0.16μmol m-2s-1，光板地分别为0.05±0.02、0.22±0.13和0.01±0.02μmolm-2s-1；两种类型湿地表观土壤呼吸通量4、7和9月份季节差异显著（p<0.05），但日变化特征相同，均呈现“U”型，最大值均出现在中午12:00左右，最小值出现在早晨6:00左右。相同季节，芦苇湿地表观土壤呼吸通量显著高于光板地（p<0.05）。黄河三角洲芦苇湿地表观土壤呼吸通量明显低于长江口崇明东滩芦苇湿地。芦苇湿地和光板地表观土壤呼吸通量与表层土壤温度均呈显著的指数正相关关系，回归方程分别为F0.0852P=0.042eT(Radj=0.881， p<0.001)和F=0.004e0.113TNP(R2adj=0.799，p<0.001)，表明温度是影响黄河三角洲表观土壤呼吸通量的主要环境因子。此外，土壤的可溶盐、电导率与表观土壤呼吸通量呈显著的负相关关系（R2adj=-0.745，p<0.01; R2adj=-0.738，p<0.01），与土壤溶解有机碳呈较弱的正相关关系。历时70天的芦苇湿地SOC矿化动态室内恒温(25±0.5℃)模拟实验表明，培养前10天SOC矿化速率呈现迅速下降趋势，第11天到第35天，下降趋势变缓，第35天后SOC矿化速率基本保持不变；累积矿化量随时间呈指数增长趋势，当有机碳含量较低为0.8g kg-1时，三种经典动力学模型均不能有效表征土壤有机碳的矿化过程；当有机碳含量大于9.5g kg-1时，35天之后，土壤限制性有机碳以指数形式进行矿化，双指数模型能较好的表征土壤有机碳的矿化过程（R2adj>0.99）。对正交试验结果进行多因素方差分析，结果显示有机碳含量是影响SOC矿化的最主要的因素（F0.05=3711，p<0.001），其含量与累积矿化量呈显著的线性正相关关系（R2adj=0.775，p<0.05）。其中，土壤活性有机碳（溶解有机碳和轻组分有机碳）是造成土壤有机碳累积矿化量差异的主要原因（R2adj=0.660~0.894，p<0.01）。土壤水分含量对SOC矿化作用的影响次于有机碳含量（F0.05=71.31，p<0.001），当土壤含水量低于田间持水量的125%时，随着水分含量的增加，SOC的矿化速率增大，在土壤淹水条件下（250%的田间持水量），SOC矿化受抑制，但高于干旱条件下（45%的田间持水量）的矿化速率；由于培养土壤含盐量较高，均达到了中等盐渍化土壤等级以上，因此，相对于SOC含量和水分对SOC的矿化速率的影响，盐度表现的最不敏感，对土壤累积矿化量的影响最小（F0.05=33.58，p<0.001），但二者仍然呈显著线性负相关关系（R2adj>0.85，p<0.01）。多元回归分析显示土壤累积矿化量与有机碳含量、水分和盐度满足下列关系式：F=0.0039W2水分+1.41W水分9.06S盐度+26.56C（Radj2=0.964，n=48）。