全 文 ：第 27卷第 1期
2007年 1月
环　境　科　学　学　报
　Acta Scientiae C ircum stantiae
Vo .l 27, No. 1
Jan. , 2007
基金项目:国家自然科学基金项目(No. 40571006, 40131020);上海市重大科技攻关项目(No. 05DZ12007);上海市基础研究重点项目 (No.
05JC14059);上海市环保局招标项目
Supported by the NationalNatura lS cien ce Foundation ofC hina (No. 40571006, 40131020), th eK ey P rogram ofS cien ce and Techno logy of Shanghai
(No. 05DZ12007), the Key P rogram of Shanghai Science Foundation (N o. 05JC14059) and the Public b idd ing Program of Shangh ai Environm en ta l
Protection Bu reau
作者简介:陈华(1982— ), 女 , 硕士研究生, E-m ail:chenhu a0316@yahoo. com. cn;*通讯作者(责任作者), E-m ai l:zlchen@ geo. ecnu. edu. cn
Biography:CHEN H ua (1982— ), fem ale, E-m ail:ch enhu a0316@yahoo. com. cn*C orresponding author, E-m ai l:zlchen@geo. ecnu. edu. cn
陈华 ,王东启 ,陈振楼 ,等. 2007.崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化 [ J] .环境科学学报 , 27(1):135 - 142
C hen H , W ang D Q , Chen Z L, et a l. 2007. The variat ion of organ ic carbon con ten t in Ch ongm ing east tidal flat sed im en ts du ring S cirpusm ariqueter
grow ing stage[ J] . A cta S cien tiae C ircum stan tiae, 27(1):135 - 142
崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化
陈华 ,王东启 ,陈振楼* ,杨红霞 ,王军 ,许世远
华东师范大学资源与环境科学学院 ,地理信息科学教育部重点实验室 ,上海 200062
收稿日期:2006-02-22　　　修回日期:2006-10-30　　　录用日期:2006-11-02
摘要:对长江口崇明东滩(CM-S)海三棱藨草(S cirpusmariqueter)生长期(4 ～ 12月)柱样沉积物有机碳含量及变化分析 ,发现柱样沉积物有机碳
含量与温度 、海三棱藨草地上生物量呈显著负相关(p<0. 05).在陆源沉降 、温度和海三棱藨草生长 、死亡等因素的共同作用下 ,崇明东滩沉积
物有机碳库随时间推移呈明显的 “盈 ”“亏 ”变化.夏季是潮滩沉积物有机碳库的 “碳亏 ”期 ,秋季 9月起 ,海三棱藨草死亡分解使得有机碳在沉
积物中累积 ,沉积物碳库进入 “碳盈 ”期.可见死亡倒伏的海三棱藨草是潮滩盐沼带沉积物有机碳库的主要碳源 ,海三棱藨草在生长期中通过
光合作用所固定的大气碳素在生长末期输送补偿入沉积物有机碳库中.
关键词:崇明东滩;海三棱藨草;沉积物;有机碳库
文章编号:0253-2468(2007)01-0135-08　　　中图分类号:X142　　　文献标识码:A
The variation of organic carbon content in Chongm ing east tidal flat sedmi ents
dur ing Sc irpus mariqueter grow ing stage
CHEN Hua, WANG Dongqi, CHEN Zhen lou* , YANG Hongxia, WANG Jun, XU Shiyuan
Key Laboratory of Geograph ical In form ation Science of M in istry of Education, C ollege of Resou rces and E nvironmental Sciences, East C hina Norma l
Un iversity, Shanghai 200062
R eceived 22 Feb ruary 2006;　　　 received in revised form 30 O ctober 2006;　　　 accep ted 2 Novem ber 2006
Ab stract:O rganic carbon in co lumn sed im en ts sam p le from Chongm ing east tid al f lat (CM-S) in the Yangtze River w ere investigated du ring the grow th
season (April to Decem ber) ofScirpusmariqueter. Data ob tained indicates that sedim en t organic carbon con tent is in negative corre lationw ith tem perature
and S. m ariqueter aboveground b iom ass (p<0. 05). Sed im en t carbon conten t tu rns on sign ifican tm on th ly variation in the inf luences of alloch thonous
terrigenousm aterials inpu tting, tem peratu re chang ing and S. m ariqueter g row ing and defoliating. Summ er is the “ carbon losing” p eriod of tidal flat
sed im en ts, w hi le from the S ep tem ber, it changes in to the “ carbon accum u lating” period of sedim ents organ ic carb on pool because of the decom posing of
dead S. mariqueter comm unity on sedim ents. The altern ation of“ carbon los ing” period and “ carbon accum u lating” period sh ow s that, the organ ic carb on
of th e S. mariqueter saltm arshes sed im en ts main ly comes from atm ospheric carb on rooted by S. m ariqueter photosyn th esis.
Keywords:C hongm ing eas t tidal flat;S cirpu sm ariqueter;sed im en t, organ ic carbon poo l
1　引言 (Introduction)
在大气圈 、海洋和陆地生态系统之间 ,碳的循
环处于动态平衡之中 (Edmonds, 1992;Sundquist,
1993).近年来 ,随着国际地圈-生物圈计划 (IGBP)、
全球环境变化的人文因素计划 (IHDP)、世界气候研
究计划 (WCRP)及对全球变化与陆地生态系统
(GCTE)研究项目等国际重大环境科学计划的进
行 ,陆地生态系统碳循环的研究取得了重大进展.
作为陆地重要的碳存储库 ,湿地对全球碳循环也具
有重要作用(Patterson, 1999).根据 B rix等 (2001)的
DOI牶牨牥牣牨牫牰牱牨牤j牣hjkxxb牣牪牥牥牱牣牥牨牣牥牪牭
环　　境　　科　　学　　学　　报 27卷
研究结果 ,湿地植物净同化的碳仅仅有 15%再释放
到大气中 ,表明湿地生态系统作为大气碳汇的功能.
河口滨岸湿地是地球上重要的湿地类型之一 ,
是联系海 、陆 2个生态系统的主要通道 ,在海陆交互
作用下 ,陆源物质在河口地区沉降 、堆积 ,使得河口
沉积物成为陆源有机碳的巨大汇库(Hedges et a l. ,
1995;Tho rnton et a l. , 1994). 不仅如此 ,盐沼植被作
为潮滩有机物的最主要来源 (A long i et a l. , 1999),
其在潮滩上的生长和掩埋使潮滩湿地成为全球碳
库的重要组成 (Thornton et a l. , 1994;Goñ i et a l. ,
2003).盐沼植物由于具有很高的生产力而在整个
潮滩生态系统生源物质循环中发挥着重要作用
(V ernberg, 1993). 目前 ,对湿地植被的研究已经从
最初的群落描述 、季节性 、植被结构等研究 (Levin et
al. , 1989),逐步转向对不同盐沼植物与潮滩湿地沉
积物之间在生源物质的生物地球化学行为中所发
挥作用的研究 (W ang et al. , 2003;Matsui, 1998).有
关国内滨岸潮滩潮间带湿地中植被生长与沉积物
生源要素的垂直分布和季节变化的研究还鲜见报
道 , 仅南方红树林河口地区开展了一些工作
(N ielsen et al. , 2003). 鉴于此 ,本文选择了长江口
典型滩涂崇明东滩作为研究区域 ,分析海三棱藨草
群落季节生长与沉积物中有机碳含量变化的相关
关系 ,以期丰富长江口及我国河口滨岸碳元素循环
的研究内容.
2　研究区自然概况(Description o f study area)
长江口地区属于北亚热带季风气候区 ,气候温
和湿润 ,年平均气温约为 16℃,多年平均最高水温
28℃(8月 ),最低水温 6. 7℃(1月 )(沈焕庭等 ,
2001).降雨量充沛 ,多年平均降雨量约为 1142mm ,
主要集中在 6 ～ 10月 ,年际降水变化较大 (许世远 ,
1997).长江入海多年平均流量约 3×104m3 s- 1(大
通站 ),夏季是洪季和最大输沙季节 ,冬季较小 ,年
际变化大.
崇明东滩是长江口规模最大 、发育最完善的河
口型潮汐滩涂湿地 ,面积约 1110km2. 本研究的采样
断面设在崇明东滩东端海堤外 ,该区域高程梯度十
分明显 ,沿高程梯度由围海大堤向海依次分布着芦
苇 (Phragm ites communis)带 、海三棱藨草 (Scirpus
mariqueter)带和光滩带. 芦苇带由于围垦分布断续
且较为狭窄 ,但近几年随着滩地向海的扩展 ,有所
展宽. 海三棱藨草为我国的特有种 ,在崇明东滩的
分布非常广泛 ,群落外观整齐 , 大致成圆弧带状分
布 ,最宽处可达 3 ～ 4km ,分布面积约 29. 91km2(根
据 2003年遥感影像图得到 ),是我国海三棱藨草第
2大分布区 ,仅次于九段沙 (汪松年 , 2003). 光滩宽
度可延伸几公里 ,滩面上无植被发育. 本研究在崇
明东滩中线海三棱藨草盐沼带中部设 1个采样站位
(见图 1, CM-S).
图 1　采样点位示意图
Fig. 1　M ap of the samp ling site
3　样品 采集及 分析 (Sampling and ana ly tica l
method)
从 2004年 4月 ～ 12月(11月除外 )每月在崇明
东滩中线的海三棱藨草盐沼带中部采集植物样方
和沉积物柱样样品. 在采样区域随机选择 50cm ×
50cm植物群落样方 7个. 首先测定地上部分群落指
标 ,包括植株数目 、高度等 ,剪下地上植株部分 (地
表剩余短茬约 0. 5cm),然后向下挖至根部 ,将沉积
物用 1mm孔径筛进行淘洗 ,获取地下部分. 样方植
物样品带回实验室后 ,洗净 ,部分用 105℃恒重法测
得干重 ,部分在 80℃条件下烘干 ,粉碎后过 100目
尼龙网筛 ,用重铬酸钾容量法测定有机碳含量 (鲍
士旦 , 2000).
在选取的植物样方样点附近采集柱状沉积物
样品 5个 ,采集深度在 20cm左右 (此深度为海三棱
藨草根系的集中分布段 ).柱样采集后 ,按 1cm厚度
现场进行切分 ,装入聚乙烯袋密封 ,储藏在携带的 0
～ 4℃冷藏盒内带回实验室.样品风干 、研磨 ,剔除较
大植物残体 ,过 100目筛 ,除去微小植物碎片 ,用重
铬酸钾容量法测定有机碳含量 (鲍士旦 , 2000).
此外 , 2004年 4月 、7月和 10月还在样点附近
潮沟于涨潮期间分时段采集上覆海水水样 , 用
136
1期 陈华等:崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化
0.45μm乙酸纤维素膜过滤获得颗粒物样品 ,收集
装入聚乙烯袋密封 ,储藏在携带的 0 ～ 4℃冷藏盒内
带回实验室.样品风干 、研磨 ,过 100目筛 ,用重铬酸
钾容量法测定有机碳含量 (鲍士旦 , 2000).
本文中数据处理采用 SPSS统计软件.
4　结果 (Results)
4. 1　海三棱藨草样方的季节变化
海三棱藨草是滩涂潮间带原生裸地上首先定
居的多年生草本植物 ,生长周期一般是 4月 ～ 12月
(雍学葵等 , 1992),样点调查结果与之相似 (见表
1).崇明东滩海三棱藨草从 3月下旬起开始萌发 , 4
月初出土 , 6月中旬开花 , 7月大多数植株开始结
实 , 8月植株密度和高度达到最大 (密度 3891. 4
ind m -2 ,高 52. 0cm);随后植株生长进入停滞期 ,地
上部分开始枯萎凋零 ,到 12月地上部分几乎全部死
亡 ,生长周期结束.
表 1　4 ～ 12月崇明东滩海三棱藨草带植物样方的植株密度和高度
(n=7)
Tab le 1　Vegetative den sity and height of S. ma riqueter in CM-S f rom
April to December(n=7)
月份 植株数目 /( ind m -2) 植株高度 /cm
4月 556. 9 8. 2
5月 1874. 3 29. 4
6月 1985. 1 46. 3
7月 3136. 0 51. 4
8月 3891. 4 57. 0
9月 3348. 0 52. 0
10月 2542. 3 33. 1
12月 2469. 1 28. 9
图 2为崇明东滩海三棱藨草生物量的季节变
化.由图 2可知 ,随海三棱藨草的生长 ,其地上 、地下
生物量也呈明显季节变化. 4月生物量最小 ,地上部
分生物量 4月份为 5. 8g m -2 ,到 8月份达到全年最
高值 692. 6g m -2 ,约为 4月的 119倍.之后生物量
迅速下降 ,直至 12月生长季节结束 ,地上部分全部
死亡. 地下部分的生物量峰值出现在 10月中旬 ,与
地上部分相比要滞后 2个月 ,约为 435. 3g m - 2 ,之
后缓慢下降 ,到 12月地下部分生物量仍有 368. 5
g m -2.比较各部分生物量的大小发现 (见图 2), 10
月份之前 ,地上部分的生物量均大于同月地下部分
的生物量 ,而进入 10月后 ,由于地上部分生物量剧
减 ,地下部分的生物量高于同月地上部分.
海三棱藨草各部分有机碳含量的比较也发现
图 2　 4～ 12月 CM-S植物样方地上 、地下生物量 (干重 , n=7,
*为海三棱藨草枯样数据. )
Fig. 2 B iom ass ofS. m ariqueter in CM-S f rom April to Decem ber
(dry w eigh t, n=7, *data of deadS. mariqueter)
相似规律 (见图 3). 4 ～ 8月 ,地上部分有机碳含量
在 424. 5 ～ 442. 0mg g -1之间 ,均高于或接近同月地
下部分的含量 (412. 7 ～ 441. 9mg g- 1),进入 9月
后 ,地上部分有机碳含量迅速减少 , 有机碳含量
(421. 4 ～ 423. 7mg g- 1)小于同月地下部分的含量
(429. 8 ～ 433. 6mg g- 1). 1799年荷兰人 Ingenhousz
J曾撰书指出 ,一切植物中的碳都是通过光合作用
从大气中的 CO2获取 ,这一观点到 1840年经过有机
化学家 Liebig J V实验演示后被广泛接受 (周广胜 ,
2003).本研究中 ,海三棱藨草从生长季节开始通过
光合作用不断合成有机物质 ,供给植物生长 , 地上
部分得到较多的养分配给 ,生物量和有机碳含量均
明显高于地下部分;当进入生长后期 ,光合作用产
生的有机物质更多的转入地下部分贮存 ,因此 ,地
下部分的生物量和有机碳含量会高于同月地上
部分.
图 3　 4 ～ 12月 CM-S 海三棱藨草地上 、地下有机碳含量
(n=7)　
Fig. 3 OC con ten t ofS. mariqueter in CM-S from April to Decem ber
(n=7)　
4. 2　表层沉积物有机碳含量的季节变化
图 4为海三棱藨草带表层 1cm沉积物有机碳
含量及其变化特征.由图 4可见 ,崇明东滩海三棱藨
草带表层沉积物呈明显的季节变化.在海三棱藨草
137
环　　境　　科　　学　　学　　报 27卷
的生长周期内 ,表层沉积物有机碳含量从 4月开始
增加 ,至 6月有机碳含量达到最大值(5. 5mg g- 1),
7月 、8月有所减少 , 9月开始回升 ,至 10月出现第 2
个峰值 (5. 7 mg g- 1),之后 12月又明显减少.
图 4　CM-S表层 1 cm沉积物有机碳含量变化(n=5)
Fig. 4　OC con tent of surface 1 cm sed im en ts in CM-S(n=5)
对样点的悬浮颗粒物和植被有机碳含量变化
以及温度变化分析发现 ,盐沼带表层沉积物有机碳
含量变化特征与有机碳的外源输入 、内源输入以及
温度有着密切的关系.
外来悬浮颗粒物的输入对潮滩沉积物有机碳
含量有很大的影响. 根据安徽省大通站多年资料统
计 ,长江入海径流每年输沙量近 5×108 t,其中近一
半的泥沙沉积在长江河口及其临近海域 (陈吉余
等 , 1988). 6 ～ 10月是长江下游段径流输沙的主要
时段(沈焕庭等 , 2001), 研究发现 , 4月 、7月和 10
月悬浮颗粒物有机碳含量分别为 (6. 46 ±2. 22)
mg g -1 、(7. 97 ±1. 93)mg g- 1和 (5. 94 ±2. 30)
mg g -1(n =15),均高于表层 1cm沉积物有机碳含
量 (最大值在 10月为 5. 7mg g -1 ,见图 4). 从图 4可
以看出 ,各月的悬浮颗粒物有机碳含量均高于表层
1cm沉积物有机碳含量的年最大值 (10月 , 5. 7
mg g -1),可见水体携带的悬浮颗粒物在潮滩的沉
降是表层沉积物中有机碳的主要来源. 分析还发
现 ,夏季悬浮颗粒物的有机碳含量最高 ,在较多的
外源物质输入下 ,表层沉积物有机碳含量也相应较
高 ,而进入冬季后 ,由于外源有机质输入减少 ,潮滩
表层有机质的不断分解 ,使得表层沉积物有机碳处
于亏损阶段 ,导致次年春季表层沉积物有机碳含量
也明显偏低.
温度对表层沉积物有机碳含量的变化有着非
常重要的影响.有机碳的分解程度是决定湿地剖面
有机碳积累的关键因素 (张文菊等 , 2004;袁华茂
等 , 2003),较高的温度会使得有机碳的矿化分解加
快 、含量降低 (傅华等 , 2004;黄耀等 , 2002). 由图 4
可见 , 6 ～ 10月间崇明东滩盐沼带表层沉积物有机
碳在维持较高含量的同时 ,在 7、8两月出现含量的
谷值 ,这与夏季较高的气温和地表温度有关 (见表
2). 虽然此时泥沙输入 、沉积量大 ,有机碳来源丰
富 ,但较高的气温和地温使得有机碳矿化分解较
快 ,表层沉积物有机碳含量相对较低.
表 2 各月气温和地温变化
Tab le 2 Variation of air and ground tem peratu re from June to Decem ber
月份 气温 地表温度 5 cm深地温 10 cm深地温
6月 24. 5 24. 3 N. D. N. D.
7月 33. 9 36. 6 34. 7 33. 5
8月 29. 4 30. 7 29. 4 29. 3
9月 24. 3 26. 0 24. 8 24. 5
10月 19. 4 20. 9 19. 9 19. 1
12月 11. 5 12. 8 11. 8 11. 6
另外 ,潮滩植被海三棱藨草枯萎倒伏在沉积物
表层分解对表层沉积物有机碳的贡献率也很高 ,海
三棱藨草中有机碳含量在 412. 7 ～ 442. 0mg g-1之
间 ,远大于表层沉积物的有机碳含量 (最高值 5. 7
mg g-1 , 10月 ). 10月份崇明东滩盐沼带海三棱藨
草已经枯黄凋零 ,这时表层有机碳出现全年的第 2
个峰值 ,此现象除了由于上游来水依然夹带较多泥
沙外 ,凋落的海三棱藨草分解后的物质输入也是重
要的原因.因此 , 12月表层沉积物有机碳可以在上
游来沙较少的情况下依然维持较高含量.
4. 3　柱样沉积物中有机碳含量的变化特征
潮间带频繁的干湿交替过程使潮间带沉积物
有机碳转化速率较快 (A long i et al. , 1999;Kenny
et al. , 2004). 已有研究指出 ,崇明东滩海三棱藨草
湿地-大气界面碳的年平均交换通量为 51. 79
mg m -2 h-1(杨红霞 , 2006),表明海三棱藨草潮滩
湿地表层沉积物有机碳的分解速率较快 ,具有较短
的更新周期. 本研究发现 ,崇明东滩潮间带柱样沉
积物有机碳的垂向和季节变化比较明显 (见图 5),
根据柱样沉积物有机碳含量在垂向和季节上的变
化 ,海三棱藨草生长期中崇明东滩沉积物各月柱样
的有机碳含量变化可分为 3个阶段和 2个过渡期.
第一阶段是春季 4、5月份 ,沉积物有机碳含量
的剖面曲线基本相同 ,有机碳含量从表层向下增
加 ,在 15cm左右出现含量峰值 ,由峰值处向下有机
碳含量迅速减少 ,比较 4月和 5月柱样发现 , 5月份
柱样的有机碳含量整体有所增加.
6月为春夏过渡期 , 11cm处是该月柱样沉积物
有机碳含量变化的分界点.由 11cm向上至表层 ,由
138
1期 陈华等:崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化
于温度升高使得沉积物中植物残体分解加快 ,沉积
物有机碳含量增加;11cm向下至柱样深处 ,有机碳
含量保持增加趋势 ,但由于海三棱藨草生长 ,根部
泌氧作用加快了沉积物有机碳的矿化分解 ,使得沉
积物有机碳的含量与前 2月相比减少约 10%.
图 5　柱样沉积物有机碳含量垂直变化(n=5)
F ig. 5　The vertical p rofile of sed im en t organic carbon con ten t(n=5)
　　第二阶段是夏季 7、8月份 ,整个剖面有机碳含
量明显减少 ,有机碳平均含量是全年的最低值 ,仅
3. 3mg g- 1和 2. 7mg g- 1(见图 5). 从剖面的垂向变
化上可见 , 3 ～ 4 cm深处有一个含量低值 ,这是因为
夏季地下 5cm的地温基本维持在 30℃左右 ,在高温
条件下 ,表层沉积物有机碳的矿化分解速率较高 ,
而最表层由于不断接收新的外来沉积 ,因此 ,低谷
峰值出现在亚表层.
9月是夏秋季节的过渡期. 此时温度降低 ,沉积
物有机碳的矿化分解速度减缓 ,海三棱藨草枯萎倒
伏 ,地下根茎也开始腐烂分解 ,柱样沉积物有机碳
平均含量增加至 3. 7mg g -1;同时从 9月的剖面图
还可以发现 ,表层至地下 6cm段 ,沉积物有机碳开
始出现明显累积现象 ,以 4cm处的变化最为明显 , 8
月该处有机碳含量仅 1. 4 mg g -1 ,至 9月含量增加
了 3倍 ,达 5. 3 mg g- 1.
第三阶段是秋冬季 10月和 12月 ,海三棱藨草
不断枯萎分解 ,沉积物碳库得到持续补给 ,再加上
温度降低导致有机碳矿化分解速率减缓 ,沉积物中
有机碳逐渐累积增加 , 10月和 12月柱样沉积物有
机碳含量分别为 4. 0 mg g- 1和 4. 6mg g -1.尤其是
12月的地下 5 ～ 10cm段 ,沉积物有机碳含量达到
5. 3 ～ 5. 8 mg g- 1 ,沉积物有机碳库明显 “盈余 ”. 由
地下 10cm向下 ,沉积物有机碳含量下降. 采样点海
三棱藨草根部深度为 (11. 6±1. 4)cm(n =7),由于
逐渐远离根系作用的末端 ,所以有机碳含量分布呈
现减小的趋势 ,这与沈永明等人 (2005)的研究结果
相一致.
综上所述 ,受输入来源 、温度等环境因素控制 ,
随时间的变化 ,柱样沉积物中有机碳含量的动态变
化存在明显的季节特征 ,总体上表现为春季稳定 ,
夏季减少 ,秋 、冬季节增加的趋势.柱样沉积物有机
139
环　　境　　科　　学　　学　　报 27卷
碳含量与温度和植被生物量相关性研究发现 ,柱样
沉积物有机碳含量与气温 、地温以及海三棱藨草地
上生物量呈显著负相关 (见表 3),与地下生物量不
相关.
表 3　柱样沉积物有机碳含量与温度和海三棱藨草生物量的相关性
Tab le 3　The corre lation b etw eenOC conten t, tem peratu re and S. ma riqu eter b iomass
Pearson相关系数
气温 地温 地上生物量 地下生物量
S ig. (2-tailed)
气温 地温 地上生物量 地下生物量
- 0. 820* - 0. 830* - 0. 764* 0. 022 0. 046 0. 041 0. 027 0. 963
　　*:p<0. 05
4. 4　海三棱藨草生长期潮滩沉积物碳库的 “亏损 ”
和 “盈余 ”
地表植物枯枝落叶的分解补充和累积是土壤
有机碳的重要碳源(Jobbagy et a l. , 2002).本研究也
发现 ,随海三棱藨草的生长 、枯落 ,崇明东滩盐沼带
柱状沉积物有机碳库呈现明显的 “盈 ”“亏 ”变化 (见
图 6).
图 6　海三棱藨草地上生物量和柱样沉积物有机碳含量变化
F ig. 6 　Variation of S. m ariqueter b iom ass and sediment organ ic
carbon con ten t
海三棱藨草生长初期 ,地上生物量极少 ,植物
的光合作用能力非常弱 ,海三棱藨草主要靠吸收球
茎中贮存的有机物质以及新生根系的吸收作用维
持生长. 表层沉积物的有机碳主要来源于陆源沉
降 ,含量较低. 随着时间推移 ,海三棱藨草迅速生
长 ,光合作用增强 ,夏季生物量达到全年之最 ,在高
温条件下 ,沉积物有机碳矿化分解速率超过陆源输
入有机碳累积速率 ,沉积物有机碳库呈 “亏损 ”状
态.入秋后 ,海三棱藨草地上部分枯萎倒伏和被掩
埋部分腐烂分解 ,海三棱藨草在整个生长期中通过
光合作用所固定大气碳素在生长期末输送和补偿
到沉积物有机碳库中 ,沉积物有机碳库得到大量补
给 ,开始出现 “盈余 ”. 随后 ,温度进一步降低 ,海三
棱藨草植株地上部分几乎全部死亡 ,沉积物有机碳
含量不断增加.
海三棱藨草死亡倒伏后 ,在外来泥沙的堆积作
用下 ,就地掩埋. 翌年春季 ,温度回升 ,上年埋藏的
根系很快腐烂 ,沉积物有机碳含量增加. 有研究表
明 ,崇明东滩盐沼带的泥沙堆积速率约为 6. 73
cm a-1(贺宝根 , 2004).样品采集过程中发现 ,春季
沉积物柱样在 10cm 以下出现较多根系 ,且都已腐
烂分解 ,四周被约 2 ～ 5mm的黑泥包围.分析结果表
明 ,该层有机碳明显富集 (见图 6).夏季 ,高温加快
了有机碳的矿化速率 ,该层有机碳不断减少 , 沉积
物有机碳库出现 “亏损”.
5　结论(Conc lusions)
1)在海三棱藨草生长期 ,崇明东滩表层沉积物
有机碳含量有明显的季节变化 , 6 ～ 10月间较高 ,
主要是来自陆源颗粒物的沉降;秋季表层沉积物有
机碳还来自海三棱藨草枯萎死亡在沉积物表层的
分解;冬季海三棱藨草分解缓慢 ,同时来沙最少 ,使
得春季表层有机碳含量最低.
2)柱样沉积物有机碳与气温 、地温以及海三棱
藨草地上生物量呈显著负相关. 在陆源沉降 、温度
和海三棱藨草生长等因素共同作用下 ,春季有机碳
含量的高值区位于柱样下层枯萎植物及根系埋藏
段;夏季有机碳含量由表层向下减少 ,表层由于高
温和高陆源输入的交互影响 ,含量波动较大;秋 、冬
季节 ,有机碳含量从表层向下减少 ,海三棱藨草死
亡分解后的有机物质补给使柱样上层成为有机碳
富集区.
3)海三棱藨草从开始生长到死亡 ,崇明东滩沉
积物有机碳库呈明显季节变化. 春季潮滩沉积物碳
库较为稳定 , 夏季潮滩沉积物有机碳库呈现 “碳
亏”,秋季 9月起 ,沉积物中有机碳含量增加 ,海三
棱藨草在整个生长期中通过光合作用所固定的大
气碳素在生长期末输送和补偿到沉积物有机碳库
中 ,为潮滩沉积物提供重要碳源 ,沉积物有机碳库
140
1期 陈华等:崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化
进入 “碳盈”期. 由沉积物有机碳的 “亏 ”、“盈 ”变化
可以得出 ,潮滩沉积物有机碳库主要来源于植被对
大气碳的固定.
致谢:本文的野外工作以及室内分析工作在邓焕广 、王军 、刘
杰 、刘伟 、侯晶 、聂智凌等帮助下完成 ,在此深表感谢 
责任作者简介:陈振楼(1964— ), 男 ,华东师范大学教授. 主
要从事环境地球化学方面研究.
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