全 文 ：第 ３５ 卷第 ２４ 期
２０１５年 １２月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２４
Ｄｅｃ．，２０１５
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（４１３７１１２７）； 福建师范大学校级创新团队项目（ ＩＲＴＬ１２０５）； 福建师范大学地理科学学院研究生创新
基金
收稿日期：２０１４⁃０６⁃２０； 网络出版日期：２０１５⁃０５⁃２１
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｔｏｎｇｃｈ＠ ｆｊｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１４０６２０１２７５
张子川，杨平，仝川．盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响．生态学报，２０１５，３５（２４）：８０７５⁃８０８４．
Ｚｈａｎｇ Ｚ Ｃ， Ｙａｎｇ Ｐ， Ｔｏｎｇ Ｃ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｕｌｓｅｓ ｏｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｒｏｍ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ⁃ｉｎｃｕｂａｔｅｄ ｔｉｄａｌ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ａｎｄ
ｂｒａｃｋｉｓｈ ｍａｒｓｈ ｓｏｉｌ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１５，３５（２４）：８０７５⁃８０８４．
盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力
的影响
张子川１，２，杨 平１，２，仝 川１，３，４，∗
１ 湿润亚热带生态⁃地理过程教育部重点实验室， 福州 ３５０００７
２ 福建师范大学地理科学学院， 福州 ３５０００７
３ 福建师范大学地理研究所， 福州 ３５０００７
４ 福建师范大学亚热带湿地研究中心， 福州 ３５０００７
摘要：海平面上升导致河口区盐水入侵现象日益明显，深刻影响着河口潮汐淡水、微咸水湿地生物地球化学循环。 采集闽江河
口区淡水、微咸水短叶茳芏潮汐沼泽湿地表层土样，室内添加盐度为 ５， １０， １５， ２１ ｇ ／ Ｌ的人造海水、ＮａＣｌ溶液及盐度为 ０的去
离子水，通过室内泥浆厌氧培养试验，对比研究海水和 ＮａＣｌ溶液对淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响。 与对照相
比，１—１２ ｄ培养期内 ４个盐度的海水处理均显著抑制河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力，抑制率在 ９３％以上，盐度 １０—
２１ ｇ ／ Ｌ的 ３个海水处理对于河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力的抑制效应无显著差异。 ＮａＣｌ溶液只有在盐度达到 １５和
２１ ｇ ／ Ｌ才显著抑制淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力，且抑制率最多为 ８０．９％，盐度为 ５、１０ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ溶液对淡水、微咸水
沼泽湿地甲烷产生潜力的抑制作用不显著，抑制率多小于 ３０％。 伴随着盐水入侵而发生的硫酸盐还原作用及离子胁迫作用对
河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生具有显著的抑制效应。
关键词：潮汐淡水沼泽；潮汐微咸水沼泽；盐水入侵；ＮａＣｌ溶液；甲烷产生潜力；闽江河口
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｕｌｓｅｓ ｏｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｆｒｏｍ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ⁃ｉｎｃｕｂａｔｅｄ ｔｉｄａｌ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ａｎｄ ｂｒａｃｋｉｓｈ ｍａｒｓｈ ｓｏｉｌ
ＺＨＡＮＧ Ｚｉｃｈｕａｎ１，２， ＹＡＮＧ Ｐｉｎｇ１，２， ＴＯＮＧ Ｃｈｕａｎ１，３，４，∗
１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｕｍｉｄ Ｓｕｂ⁃ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｅｃｏ⁃ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７， Ｃｈｉｎａ
２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｆｕｊｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７， Ｃｈｉｎａ
３ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ， Ｆｕｊｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７， Ｃｈｉｎａ
４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ ｏｆ Ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎ Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ Ｒｅｇｉｏｎ， Ｆｕｊｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｓａｌｔｗａｔｅｒ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ， ａｎｄ ｉｔ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｏｉｌ
ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ａｎｄ ｂｒａｃｋｉｓｈ ｗｅｔｌａｎｄｓ． Ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ ｄｕｒｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｏｐｓｏｉｌ ｏｆ ｔｗｏ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ Ｃｙｐｅｒｕｓ ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈｅｓ ａｎｄ ｔｗｏ ｂｒａｃｋｉｓｈ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈｅｓ
ｄｕｒｉｎｇ １２ ｄａｙｓ ｏｆ ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｖａｒｙｉｎｇ ｓａｌｉｎｉｔｉｅｓ （０， ５， １０， １５， ａｎｄ ２１ ｇ ／ Ｌ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ｏｒ ｓａｌｔ ［ＮａＣｌ］
ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ） ． Ｓｅａｗａｔｅｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｓａｌｉｎｉｔｙ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ ５ ｔｏ ２１ ｇ ／ Ｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ａ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ． Ｆｏｒ ａｌｌ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｓａｌｉｎｉｔｙ， ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９３％ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｗａｓ
ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ， ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ ｕｐｏｎ ｔｈｅ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ａ ｓａｌｉｎｉｔｙ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ １０ ｔｏ ２１ ｇ ／ Ｌ． Ｉｏｎｉｃ ｓｔｒｅｓｓ （ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ＮａＣｌ） ｒｅｄｕｃｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ ｉｎ ｂｏｔｈ １５ ａｎｄ ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ； ５ ａｎｄ １０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｄｉｄ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅ
ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ （ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ３０％）． Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ＳＯ２－４ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ， ｎｏｔ
ｏｓｍｏｔｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｂｙ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎｓ， ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ａｎｄ ｂｒａｃｋｉｓｈ
ｍａｒｓｈｅｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｓｅａｗａｔｅｒ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｔｉｄａｌ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ｍａｒｓｈ； ｔｉｄａｌ ｂｒａｃｋｉｓｈ ｍａｒｓｈ； ｓａｌｔｗａｔｅｒ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ； ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ； ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ； Ｍｉｎ Ｒｉｖｅｒ ｅｓｔｕａｒｙ
全球变暖引起的海平面上升已成为全球变化研究的一个重要领域。 政府间气候变化专业委员会（ＩＰＣＣ）
第四次评估报告指出，２０世纪全球海平面上升约 ０．１７ ｍ，全球沿海地区盐水入侵（ｓａｌｔｗａｔｅｒ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ）加剧［１］。
海平面上升和河流淡水径流减少的综合效应导致一些河口的咸水－淡水混合区上溯，形成明显的盐水入侵，
对河口潮汐淡水湿地和微咸水湿地生态系统产生潜在的、巨大的影响［２］。
潮汐湿地位于河流与海洋交汇处，受河流径流和海洋潮汐作用共同影响。 潮汐湿地按照盐度可分为潮汐
淡水湿地（盐度＜０．５‰）、潮汐寡盐水湿地（０．５‰＜盐度＜５．０‰，ｏｌｉｇｏｈａｌｉｎｅ）、潮汐中盐水湿地（５．０‰＜盐度＜
１８．０‰，ｍｅｓｏｈａｌｉｎｅ）和潮汐咸水湿地（１８．０‰＜盐度＜３５．０‰） ［３⁃４］。 寡盐和中盐水潮汐湿地也被统称为微咸水
（或半咸水）（ｂｒａｃｋｉｓｈ）湿地［５］。 河口区盐度梯度下的潮汐沼泽湿地甲烷排放已有报道［６⁃７］。 在海平面上升、
盐水入侵加剧的背景下，研究河口潮汐湿地碳、氮生物地球化学循环、温室气体产生和排放等过程显得尤为重
要。 近年来，盐水入侵对于河口潮汐淡水沼泽湿地碳、氮生物地球化学循环的影响，日益引起科学家的关
注［８⁃１１］，伴随着盐水入侵带来大量的硫酸根（ＳＯ２－４ ）。 作为一个重要的电子受体，硫酸根可使河口区潮汐淡水
沼泽湿地土壤产甲烷过程向硫酸盐还原过程转变，湿地土壤甲烷产生量和排放量短期内明显减少，这一现象
已被一些研究证明［８， １０］。 盐水入侵同时也伴随着大量氯离子（Ｃｌ－）输入，进而存在氯离子胁迫作用（电导率
增加而引发渗透势的变化）。 氯离子引发的离子胁迫可通过改变土壤⁃水体系电导率而影响土壤微生物种
群［１２］。 Ｂａｌｄｗｉｎ等［１３］采用小型生态系方法，向淡水湿地添加不同盐度 ＮａＣｌ 溶液，结果显示甲烷产生速率明
显减少。 然而关于盐水入侵对河口潮汐淡水、微咸水沼泽湿地甲烷气体产生的影响及机制的了解仍相对较
少，伴随着盐水入侵而增强的氯离子胁迫作用是否同样也对于河口区微咸水沼泽湿地甲烷的产生造成影响，
还鲜见报道。 本文以闽江河口区分布的潮汐淡水、微咸水短叶茳芏沼泽湿地土壤为研究对象，室内模拟海水
和纯 ＮａＣｌ盐水入侵，以期揭示海水和 ＮａＣｌ盐水对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响，辨识
伴随着海水入侵而增强的硫酸盐还原和氯离子胁迫在抑制河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力方面的作
用和贡献。
１ 材料与方法
１．１ 研究区和样地概况
闽江河口区从河口海滨段向上游方向依次分布有鳝鱼滩湿地、蝙蝠洲湿地、下洋洲湿地和塔礁洲湿地
（图 １）。 鳝鱼滩湿地是闽江河口区面积最大潮汐湿地， 短叶茳芏（Ｃｙｐｅｒｕｓ ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ Ｌａｍ． ｖａｒ． ｂｒｅｖｉｆｏｌｉｕｓ
Ｂｏｃｋｌｒ．）和芦苇（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓ ａｕｓｔｒａｌｉｓ）是鳝鱼滩湿地主要土著优势种，其中短叶茳芏沼泽集中分布于鳝鱼滩湿
地中西部，并较接近堤岸一侧，表层土壤电导率为 １．６８—７．６５ ｍＳ ／ ｃｍ（２０１１ 年 １０ 月至 ２０１２ 年 ６ 月，下同）。
蝙蝠洲湿地受潮汐影响也较大，表层土壤电导率为 １．２６—３．２７ ｍＳ ／ ｃｍ，同样短叶茳芏和芦苇是其主要优势植
物。 下洋洲湿地位于闽江北港河道与南港交汇处，地势低平，主要分布有短叶茳芏沼泽，表层土壤电导率为
０．３１—０．４２ ｍＳ ／ ｃｍ。 塔礁洲湿地的地势低洼处和边缘同样分布有短叶茳芏沼泽，表层土壤电导率为 ０．１６—
０．５２ ｍＳ ／ ｃｍ。 下洋洲和塔礁洲均为典型淡水潮汐湿地，分布在鳝鱼滩湿地近堤岸侧和蝙蝠洲湿地的短叶茳芏
沼泽为微咸水潮汐沼泽。 闽江河口区气候暖热湿润， 年均降水日数 １５３ ｄ， 年均降水量 １３４６ ｍｍ，降水多发生
６７０８ 生 态 学 报 ３５卷
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图 １ 样地分布图［１５］
Ｆｉｇ．１ Ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ａｎｄ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｉｄａｌ ｍａｒｓｈｅｓ ｏｆ
ｔｈｅ Ｍｉｎ Ｒｉｖｅｒ ｅｓｔｕａｒｙ
在 ３—９月。 闽江河口段潮汐特征表现为口外正规半日
潮，口内非正规半日浅海潮［１４］。
１．２ 土样采集
在以上 ４ 个湿地分布的短叶茳芏沼泽采集土样，时间
均在落潮后时段，２０１２ 年 ６ 月 ２９ 日采集鳝鱼滩和蝙蝠洲，
６月 ３０日采集下洋洲和塔礁洲。 在 ４ 个湿地分布的短叶
茳芏群落典型地段，分别在与海岸线或河岸线平行的方向
随机布设 ３个取样点（样点间约 ５ ｍ间距），在每个取样点
用不锈钢采样器随机采集数个表层（０—１０ ｃｍ）土样并混
合，混合后的土样放入塑料自封袋密封立刻运回实验室，
４℃冷藏，以供开展甲烷产生潜力测定的厌氧培养实验和
各项土壤理化指标的测定。 土壤间隙水通过对土壤样品
离心获得。
１．３ 土壤和间隙水理化指标的测定
原位用 ＩＱ１５０便携式 ｐＨ ／温度计（ＩＱ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ， ＵＳＡ）测定土钻旁土壤（１０ ｃｍ深度）的 ｐＨ值，
原位用 ２２６５ＦＳ便携式电导计（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．， ＵＳＡ）测定土壤电导率，并以此表征土壤盐度［１６］。
土壤含水量和容重用烘干法测定，土壤质地采用激光粒度仪（Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ⁃２０００， 英国）测定，土壤水溶性
有机碳（ＤＯＣ）采用去离子水浸提并用 ＴＯＣ 分析仪（ ＴＯＣ Ｖｃｐｈ， Ｓｈｉｍａｄｚｕ， 日本）测定，土壤微生物量碳
（ＭＢＣ）采用氯仿熏蒸培养法［１７］，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定［１８］。
采用离心法获得土壤间隙水样，间隙水用针头式过滤器过滤，并分装保存。 间隙水中 ＮＨ＋４、ＮＯ
－
３和 ＮＯ
－
２浓
度采用连续流动分析仪（ＳＫＡＬＡＲ Ｓａｎ＋＋， 荷兰）测定，ＳＯ２－４ 和 Ｃｌ
－浓度采用离子色谱仪（ ＩＣＳ⁃２１００， 美国戴安
公司）测定。
１．４ 不同盐度的海水和 ＮａＣｌ盐水的配置
利用热带海水礁盐（Ｃｎｓｉｃ Ｍａｒｉｎｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣＯ．， ＬＴＤ）及去离子水配置出不同盐度（５， １０， １５ 和 ２１
ｇ ／ Ｌ）的“人造海水” ［１９］，分别称为 Ｈ５、Ｈ１０、Ｈ１５ 和 Ｈ２１；另外，用分析纯 ＮａＣｌ 和去离子水配置出盐度分别为
５， １０， １５和 ２１ ｇ ／ Ｌ的纯 ＮａＣｌ盐水，分别称 Ｙ５、Ｙ１０、Ｙ１５和 Ｙ２１，不同盐度“人造海水”和 ＮａＣｌ纯盐水中 ＳＯ２－４
和 Ｃｌ－浓度见表 １。 不添加任何物质的去离子水作为对照，记为 ＣＫ。
表 １ 不同盐度的人造海水和纯 ＮａＣｌ溶液中 ＳＯ２－４ 和 Ｃｌ－浓度
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＳＯ２－４ ａｎｄ Ｃｌ－ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
组成 Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｈ５ Ｈ１０ Ｈ１５ Ｈ２１ Ｙ５ Ｙ１０ Ｙ１５ Ｙ２１
Ｃｌ－ ／ （ｍｍｏｌ ／ Ｌ） ７１．３６ １６５．８７ ２１５．００ ３６２．８９ ８３．８５ １７３．９０ ２６１．６５ ３７５．３３
ＳＯ２－４ ／ （ｍｍｏｌ ／ Ｌ） ３．２８ ７．００ ９．２２ １６．１０ ＢＤ ＢＤ ＢＤ ＢＤ
ＢＤ： 低于检测水平
１．５ 海水和纯盐水的添加及土壤甲烷产生潜力的测定
实验室厌氧培养法是目前最为普遍的甲烷产生潜力测定方法，厌氧环境主要通过氮气置换实现，土样用
干土或鲜土配置成为泥浆［２０⁃２１］， 本研究采用鲜土进行厌氧培养试验。 对于鲜土样挑除根等杂物，过 ２ ｍｍ 土
筛，充分混合均匀，并分别取鲜土样 ３０ ｇ，各放入 １２５ ｍＬ培养瓶，分别加入以上 ４个盐度梯度的海水和纯盐水
及对照去离子水，保持水土体积为 １∶１，振荡形成泥浆。 硅胶密封培养瓶并放入 ３０℃（采样原位温度）生化培
养箱 ２ ｄ恢复活性，然后进行无光照厌氧培养。 培养瓶用氮气冲洗 ３—５ ｍｉｎ［２０］，使培养瓶内保持厌氧环境，
３０℃下连续培养 １２ ｄ，每 ３ ｄ为 １个甲烷产生潜力计算时间段，分别记为 １—３ ｄ， ４—６ ｄ， ７—９ ｄ和 １０—１２ ｄ，
各时段每天用微型注射器抽取气样 ２ ｍＬ，用气相色谱仪测定甲烷浓度，计算 １个甲烷产生潜力。 为保证培养
７７０８ ２４期 张子川 等：盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响
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瓶中气压稳定，每次抽取后补充等量氮气。 为了防止培养瓶中积累甲烷过多而抑制甲烷产生，每培养 ３ ｄ 后
洗气 １次。
甲烷浓度采用气相色谱仪（岛津 ＧＣ⁃２０１０， 日本）测定，检测器为离子火焰化检测器（ＦＩＤ），载气为氮气，
流速 ２０ ｍＬ ／ ｍｉｎ； 氢气为燃气，流速为 ４７ ｍＬ ／ ｍｉｎ；空气为助燃气，流速为 ４００ ｍＬ ／ ｍｉｎ， 检测器温度为 １３０ ℃，
分离柱温度为 ６０℃。 培养瓶内土壤甲烷产生潜力计算公式［２０］：
Ｐ ＝ ｄｃ
ｄｔ
·
ＶＨ
ＷＳ
·ＭＷ
ＷＶ
·
Ｔｓｔ
Ｔｓｔ ＋ Ｔ
式中，Ｐ（μｇ ｇ－１ ｄ－１）为甲烷产生潜力；ｄｃ ／ ｄｔ（μＬ Ｌ－１ ｄ－１）为培养期间培养气室上部气相甲烷浓度变化率；ＶＨ
（Ｌ）为培养气室上部气体体积；ＷＳ（ｇ）为干土重；ＭＷ（ｇ ／ ｍｏｌ）为甲烷摩尔质量；ＭＶ 为标准状态下气体摩尔体
积（２２．４ Ｌ ／ ｍｏｌ）；Ｔｓｔ（Ｋ）为标准温度；Ｔ（℃）为培养温度。
１．６ 数据处理
用 ＳＰＳＳ１７．０软件中多重方差分析（Ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｔｅｓｔ ｏｆ Ｏｎｅ⁃ｗａｙ ＡＮＯＶＡ， ＬＳＤ） 统计分析不
同湿地各土壤理化指标以及不同盐度处理间甲烷产生潜力的差异显著性，显著性水平为 Ｐ＜０．０５。 用 Ｐｅａｒｓｏｎ
分析盐度等环境因子与甲烷产生潜力的相关性。
２ 结果
２．１ 土壤和间隙水的理化特征
４个短叶茳芏湿地表层土壤容重和 ＤＯＣ浓度无显著差异，鳝鱼滩短叶茳芏湿地 ＳＯＣ含量显著低于其它 ３
个湿地，然而土壤微生物量碳（ＭＢＣ）含量显著高于其它 ３个湿地。 粒径分布具有明显规律，沿着淡水至微咸
水的盐度梯度，粉粒、粘粒逐渐增加，而砂粒含量却不断减少。 ｐＨ也是鳝鱼滩短叶茳芏湿地土壤最高（表 １）。
４个短叶茳芏湿地表层土壤间隙水 ＮＨ＋４和 ＮＯ
－
２浓度无显著性差异，鳝鱼滩和蝙蝠洲短叶茳芏湿地土壤间隙水
Ｃｌ－显著高于其它 ２个湿地。
表 ２ 各样地表层土壤的理化性质
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｏｐ ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅ
采样点
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅ
容重
Ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ ／
（ｇ ／ ｃｍ３）
ＤＯＣ ／
（ｍｇ ／ ｋｇ）
ＳＯＣ ／
（ｇ ／ ｋｇ）
ＭＢＣ ／
（ｍｇ ／ ｋｇ）
粘粒
Ｃｌａｙ ／ ％
粉粒
Ｓｉｌｔ ／ ％
砂粒
Ｓａｎｄ ／ ％
电导率
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ／
（ｍＳ ／ ｃｍ）
ｐＨ
鳝鱼滩 ０．７４±０．０７ ａ ７２．１±２８．４ ａ ２５．８±０．３ ｃ ４０６．０±６９．１ ａ １３．４±１．８０ ａｂ ７０．２±１．８６ ａ １６．４±３．０６ ｃ １．９７±０．５４ ａ ６．６８±０．０３ ａ
蝙蝠洲 ０．７８±０．０４ ａ ４７．０±３．４ ａ ５３．４±４．１ ａ ２１３．０±５．３ ｂ １５．０±０．４５ ａ ６７．０±０．５７ ａ １８．０±１．００ ｃ １．２９±０．３９ ａｂ ５．５８±０．０６ ｂ
下洋洲 ０．７８±０．０１ ａ ６９．９±２０．１ ａ ３７．２±１．９ ｂ ２０９．１±１０．５ ｂ １２．３±０．０８ ａ ６３．０±０．６３ ｂ ２４．７±０．７０ ｂ ０．４２±０．０３ ｂ ４．５１±０．０３ ｂ
塔礁洲 ０．６６±０．０３ ａ ４６．０±６．３ ａ ５１．７±４．５ ａ ２８０．２±１７．４ ｂ １０．６±０．２４ ｂ ４９．４±０．７４ ｃ ４０．０±０．７０ ａ ０．４６±０．０１ ｂ ５．８７±０．０６ ｃ
数据为平均值±标准误，同一列数据标注不同字母表示差异性显著，Ｐ＜０．０５，ｎ ＝ ３
表 ３ 各样地表层土壤间隙水离子的浓度
Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｏｎｓ ｉｎ ｔｏｐ ｓｏｉｌ ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒ ｏｆ ｅａｃｈ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅ
采样点
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅ
ＮＨ＋４ ／
（ｍｍｏｌ ／ Ｌ）
ＮＯ－２ ／
（ｍｍｏｌ ／ Ｌ）
ＮＯ－３ ／
（ｍｍｏｌ ／ Ｌ）
ＳＯ２－４ ／
（ｍｍｏｌ ／ Ｌ）
Ｃｌ－ ／
（ｍｍｏｌ ／ Ｌ）
鳝鱼滩 ０．１８±０．０７ ａ ３．３６±０． ６０×１０－４ａ ４．４０±０． ８３×１０－４ｂ ３．２８±１．４２ ａ ４５．８７±１８．１３ ａ
蝙蝠洲 ０．１２±０．００ ａ ２．８９±０． ０４×１０－４ａ ６．６０±０． １４×１０－４ａｂ ０．４２±０．１０ ａ ９．８３±１．０６ ｂ
下洋洲 ０．１８±０．０４ ａ ３．０３±０． ０６×１０－４ａ １０．７４±０． ８２×１０－４ａ ０．０６±０．００ ａ １．７０±０．２３ ｃ
塔礁洲 ０．２０±０．０３ ａ １．９５±０． ３８×１０－４ａ ８．１９±２．４０×１０－４ａｂ ０．０４±０．０２ ａ １．６４±０．１９ ｃ
数据为平均值±标准误，同一列数据标注不同字母表示差异性显著，Ｐ＜０．０５，ｎ ＝ ３
２．２ 甲烷产生潜力随时间的变化
与对照相比，４个盐度海水处理在 １—１２ ｄ内均对鳝鱼滩微咸水短叶茳芏湿地土壤甲烷产生潜力产生显
８７０８ 生 态 学 报 ３５卷
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著的抑制作用（Ｐ＜０．０５），在第 ４—６天， ７—９天 和 １０—１２天，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ海水处理的土壤甲烷产生潜力显著
高于其它 ３个盐度海水处理的土壤甲烷产生潜力，但其它 ３个盐度海水处理下的土壤甲烷产生潜力无显著差
异著（Ｐ＞０．０５）（图 ２）。 与对照比较，盐度 ２１ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ溶液在 １—１２ ｄ内对甲烷产生潜力造成显著的抑制
作用，盐度 １５ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ 溶液在第 ４—６天， ７—９天对甲烷产生潜力造成显著的抑制作用，盐度 ５， １０ ｇ ／ Ｌ
的 ＮａＣｌ溶液在 １—１２ ｄ 对甲烷产生潜力均没有显著地抑制甲烷产生潜力（图 ２）。
图 ２ 海水和 ＮａＣｌ盐水添加对鳝鱼滩短叶茳芏湿地甲烷产生潜力的影响（平均值±标准误）
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｈａｎｙｕｔａｎ
（Ｍｅａｎ±ＳＥ）
对于蝙蝠州微咸水短叶茳芏湿地，与对照比较，４个盐度的海水处理在 １—１２ ｄ内均对甲烷产生潜力产生
显著的抑制作用（Ｐ＜０．０５），在第 ４—６天， ７—９天 和 １０—１２天，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ海水处理的土壤甲烷产生潜力显
著高于其它 ３个盐度海水处理的土壤甲烷产生潜力，而其它 ３个盐度海水处理下的土壤甲烷产生潜力多无显
著差异（Ｐ＞０．０５）。 除了在第 ７—９天，盐度 ２１ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ溶液显著地抑制甲烷产生潜力，其余培养时段，各
盐度 ＮａＣｌ溶液均没有显著地抑制甲烷产生潜力（图 ３）。
图 ３ 海水和 ＮａＣｌ盐水添加对蝙蝠洲短叶茳芏湿地甲烷产生潜力的影响（平均值±标准误）
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈ ｉｎ ｔｈｅ Ｂｉａｎｆｕｚｈｏｕ
（Ｍｅａｎ±ＳＥ）
对于下洋洲淡水短叶茳芏湿地，与对照比较，４个盐度的海水处理在 １—１２ ｄ内均对甲烷产生潜力产生显
著的抑制作用（Ｐ＜０．０５），在第 ４—６天， ７—９天 和 １０—１２天，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ海水处理的土壤甲烷产生潜力显著
高于其它 ３个盐度海水处理的土壤甲烷产生潜力，而其它 ３个盐度海水处理的土壤甲烷产生潜力多无显著性
９７０８ ２４期 张子川 等：盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
差异著（Ｐ＞０．０５）。 与对照比较，盐度 ２１ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ溶液在 １—１２ ｄ内对甲烷产生潜力均造成显著的抑制作
用，盐度 １５ ｇ ／ Ｌ的 ＮａＣｌ溶液在第 ４—６天， ７—９天 和 １０—１２ 天对甲烷产生潜力造成显著的抑制作用，盐度
１０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液在第 ４—６天， ７—９天显著抑制甲烷产生潜力，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ 溶液只在第 ４—６天显著地
抑制甲烷产生潜力（图 ４）。
图 ４ 海水和 ＮａＣｌ盐水添加对下洋洲短叶茳芏湿地甲烷产生潜力的影响（平均值±标准误）
Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈ ｉｎ ｔｈｅ Ｘｉａｙａｎｇｚｈｏｕ
（Ｍｅａｎ±ＳＥ）
对于塔礁洲淡水短叶茳芏湿地，与对照比较，４个盐度海水处理 １—１２ ｄ内均对甲烷产生潜力产生显著的
抑制作用（Ｐ＜０．０５），在第 １—３天， ４—６天，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ海水处理下的土壤甲烷产生潜力显著高于其它 ３个盐
度海水处理下的土壤甲烷产生潜力，在第 １—３天， ４—６天，盐度 ２１ ｇ ／ Ｌ 海水处理的土壤甲烷产生潜力反而
显著高于盐度 １０和 １５ ｇ ／ Ｌ的海水处理（Ｐ＜０．０５）。 与对照比较，盐度 ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液在第 ４—６天、７—９天
和 １０—１２天对甲烷产生潜力均造成显著的抑制作用，盐度 １５ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液只在第 ７—９天和 １０—１２天对甲
烷产生潜力造成显著的抑制作用，盐度 １０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ 溶液在第 ７—９ 天显著抑制甲烷产生潜力，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ
ＮａＣｌ溶液在 １—１２ ｄ内对甲烷产生潜力均未造成显著的抑制作用（图 ５）。
图 ５ 海水和 ＮａＣｌ盐水添加对塔礁洲短叶茳芏湿地甲烷产生潜力的影响（平均值±标准误）
Ｆｉｇ．５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈ ｉｎ ｔｈｅ Ｔａｊｉａｏｚｈｏｕ
（Ｍｅａｎ±ＳＥ）
０８０８ 生 态 学 报 ３５卷
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２．３ 海水和纯 ＮａＣｌ溶液对甲烷产生潜力的抑制率
相对海水处理，纯 ＮａＣｌ溶液对于潮汐淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力的影响要小的多（图 ６）。 与对
照组相比，鳝鱼滩短叶茳芏湿地只有盐度 １５， ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液显著抑制甲烷产生潜力，抑制率分别为 ６９．６％
和 ４３．７％，而盐度 ５、１０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ盐水对甲烷产生潜力无显著抑制效应，抑制率仅分别为 １７．３％和 ３０．９％；对
于蝙蝠州短叶茳芏湿地，只有盐度为 ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液显著抑制了甲烷产生潜力，而盐度 ５， １０， １５ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ
溶液对甲烷产生潜力均无显著抑制效应，盐度 ５ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液对甲烷产生潜力的抑制率仅为 ８．７％；对于下洋
州短叶茳芏湿地，同样只有盐度 １５， ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液显著抑制了甲烷产生潜力，而盐度 ５， １０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液
对甲烷产生潜力无显著抑制效应；对于塔礁州短叶茳芏湿地，４个盐度的 ＮａＣｌ溶液对于甲烷产生潜力均具有
显著的抑制作用（图 ６）。
图 ６ 海水和ＮａＣｌ溶液添加处理 １２ｄ培养期短叶茳芏湿地土壤甲烷产生潜力均值（％代表与对照相比的下降百分比，各盐度处理显著减
少的比例（Ｐ ＜ ０．０５）， ＮＳ代表无显著性差异）
Ｆｉｇ．６ Ｍｅａｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｃ． ｍａｌａｃｃｅｎｓｉｓ ｍａｒｓｈｅｓ ｉｎ ｔｈｅ １２ ｄａｙｓ ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｗａｔｅｒ ａｎｄ
ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ （Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｍｅａｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （Ｐ ＜ ０．０５）， ＮＳ ＝
ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）
３ 讨论与结论
硫酸盐还原与甲烷产生是有机底物厌氧矿化的 ２个重要终端氧化过程［２２］。 湿地土壤产甲烷菌可利用底
物醋酸产生甲烷，而硫酸盐还原菌可利用醋酸产生二氧化碳和硫化氢，并抑制湿地甲烷产生［２３］。 醋酸发酵产
甲烷及硫酸盐还原的化学反应式如下［２４］：
ＣＨ３ＣＯＯＨ→ＣＨ４＋ ＣＯ２ （１）
ＳＯ２－４ ＋ ２Ｈ
＋＋ ＣＨ３ＣＯＯＨ→Ｈ２Ｓ＋２Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２ （２）
本研究 １２ ｄ厌氧培养期间内，与对照组相比，４个盐度的海水添加对于淡水、微咸水短叶茳芏湿地土壤甲烷产
生潜力均具有显著的抑制作用，抑制率最高值（９９．５％）发生在鳝鱼滩和蝙蝠州短叶茳芏湿地土壤遭受盐度为
２１ ｇ ／ Ｌ模拟海水入侵，最低值（９３．７％）发生在在下洋州湿地土壤遭受盐度为 ２１ ｇ ／ Ｌ 模拟海水的入侵（图 ６）。
１８０８ ２４期 张子川 等：盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响
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海水中的主要阴离子成分为氯离子和硫酸根离子（表 １）。 Ｗｅｓｔｏｎ 等［８］和 Ｃｈａｍｂｅｒｓ［１１］的研究表明，湿地土壤
厌氧环境中的硫酸盐还原菌对于底物的竞争能力远远超过产甲烷菌，伴随着海水入侵，可供硫酸盐还原菌利
用的 ＳＯ２－４ 浓度也随之升高，使潮汐淡水、微咸水沼泽湿地土壤产甲烷过程向硫酸盐还原作用过程转变，甲烷
产生速率明显降低。 Ｐａｔｔｎａｉｋ等［２５］向热带水稻田土样施加 ＮａＣｌ， ＣａＣｌ２和 ＭｇＳＯ４当量比为 ３∶２∶１，电导率分别
为 ４， ８， １６ ａｎｄ ２０ ｍＳ ／ ｃｍ溶液，室内厌氧培养试验的结果表明，随着电导率的上升，对于非盐性水稻土甲烷
产生的抑制效果也在持续增加，在培养试验的第 ３５ ｄ，盐度为 ２０ ｍＳ ／ ｃｍ的处理几乎完全抑制了甲烷的产生，
盐度为 ４ ｍＳ ／ ｃｍ的处理对于甲烷产生的抑制率也超过 ５５％。
综合分析图 ２—５表明，海水盐度只要达到 ５ ｇ ／ Ｌ便可显著地抑制河口淡水、微咸水沼泽湿地的甲烷产生
过程。 此外，从第 ４ ｄ开始，除塔礁州短叶茳芏湿地以外，盐度 １０、１５和 ２１ ｇ ／ Ｌ的海水处理对于其它 ３个湿地
土壤甲烷产生潜力的抑制效应显著高于盐度 ５的海水处理，这表明在盐度为 ５—２１ ｇ ／ Ｌ这一区间，盐度 １０ ｇ ／
Ｌ是海水入侵并影响淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生的一个重要的“拐点”，盐度超过 １０ ｇ ／ Ｌ的海水的入侵对
于河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生的抑制效用显著高于盐度不足 １０ ｇ ／ Ｌ 的海水的入侵，而盐度范围在
１０—２１ ｇ ／ Ｌ之间的海水入侵对于河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生的抑制效果并无差异。
盐度 ５ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液并没有显著抑制甲烷产生潜力，甚至盐度 １０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液也不显著抑制甲烷产生
潜力（塔礁州除外），只有盐度达到 １５ ｇ ／ Ｌ以上，ＮａＣｌ溶液才显著抑制甲烷产生潜力（蝙蝠州除外），以上结果
表明，Ｃｌ－对于湿地土壤甲烷产生的抑制作用只在高的 ＮａＣｌ 浓度时才发生。 Ｃｈａｍｂｅｒｓ 等［１９］在 ３ 周的淡水湿
地土样室内泥浆培养并模拟盐水入侵试验中，也发现添加 ＮａＣｌ 计量分别为 ５ ｇ ／ ｋｇ 和 １４ ｇ ／ ｋｇ 处理与对照组
比较差异并不显著，只有 ３５ ｇ ／ ｋｇ 处理时才显著降低甲烷产生潜力。 Ｂａｌｄｗｉｎ 等［１３］研究也表明，高浓度的
ＮａＣｌ溶液抑制淡水湿地土壤中醋酸发酵型产甲烷菌，这也有助于解释本研究中只有盐度 １５， ２１ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ 溶
液才显著抑制甲烷产生潜力的实验结果。 因此可以推测，相对于 Ｃｌ－胁迫过程，ＳＯ２－４ 还原作用对于甲烷产生过
程的抑制作用明显。
本研究中 ４个盐度的模拟海水入侵对于微咸水和淡水潮汐湿地甲烷产生潜力的抑制效应十分接近，抑制
效率保持在一个很高的范围（９３．７％—９９．５％）。 但是，ＮａＣｌ溶液对潮汐微咸水和淡水湿地甲烷产生潜力的抑
制效应并不完全相同，当盐度为 １０ ｇ ／ Ｌ时，ＮａＣｌ溶液对塔礁州淡水潮汐湿地土壤甲烷产生潜力的抑制效应大
于微咸水潮汐湿地（鳝鱼滩和蝙蝠州）；当盐度为 １５ 和 ２１ｇ ／ Ｌ 时，ＮａＣｌ 溶液对淡水潮汐湿地（下洋州和塔礁
州）土壤甲烷产生潜力的抑制效应大于微咸水潮汐湿地（鳝鱼滩和蝙蝠州）。 淡水潮汐沼泽湿地甲烷产生潜
力对于 ＮａＣｌ溶液添加的响应更敏感，微咸水潮汐湿地（鳝鱼滩和蝙蝠州）土壤间隙水中 Ｃｌ－离子浓度显著高
于 ２个淡水潮汐湿地（表 ２），可以推测其已遭受一定的氯离子胁迫影响，因而对于 ＮａＣｌ溶液添加而造成的氯
离子胁迫作用具有一定的适应性。
对于模拟海水入侵处理，由图 ２—图 ５可以看出，与对照比较，各时段不同盐度处理的土壤甲烷产生潜力
均有所下降，与最初 １—３ ｄ培养期相比，之后 ３个时段（９ ｄ）甲烷产生潜力下降的更明显，且各时段间没有明
显差异。 这一结果与 Ｃｈａｍｂｅｒｓ等［１９］连续 ３周（每周测定一个甲烷产生速率）的模拟海水入侵淡水湿地的结
果一致。 在模拟海水入侵事件发生的前几天，即培养实验初期，泥浆中硫酸盐和甲烷产生底物（乙酸）含量均
较高，硫酸盐还原对于土壤甲烷产生潜力表现出明显的抑制作用，然后随着时间的推移，后 ３个时段土壤甲烷
产生潜力进一步下降且相近，推测可能是由于硫酸盐还原过程的抑制作用在最初 １—３ ｄ 培养期已将土样中
甲烷产生底物（乙酸等）大部分消耗掉，因此，后 ３个时段甲烷产生潜力明显下降，且无显著差异；或是由于随
着培养时间的推移，硫酸盐还原抑制效应逐渐增强，并具有一定的持续性，这样虽然土样中仍有足够的甲烷产
生底物，但基本是被硫酸盐还原过程所利用，甲烷产生受到程度更大的抑制，进而造成后 ３个时段土壤甲烷产
生潜力显著下降，且无显著差异。
本研究应用土样泥浆厌氧培养试验，评价了不同盐度的海水和 ＮａＣｌ 溶液对土壤电导率低于 ２ ｍＳ ／ ｃｍ 的
闽江河口区微咸水、淡水短叶茳芏沼泽湿地甲烷产生潜力影响的短期效应， 研究发现：
２８０８ 生 态 学 报 ３５卷
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（１）盐度 ５ ｇ ／ Ｌ海水添加处理即可显著地抑制闽江河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力，抑制率在
９３％以上。
（２）ＮａＣｌ溶液只有盐度达到 １５和 ２１ ｇ ／ Ｌ 才可显著抑制闽江河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜力，
且抑制率最多为 ８０．９％，盐度为 ５和 １０ ｇ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液不显著抑制闽江河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产生潜
力，抑制率多小于 ３０％。
（３）伴随着海水入侵而发生的硫酸盐还原作用及 Ｃｌ－离子胁迫作用对河口淡水、微咸水沼泽湿地甲烷产
生具有显著的抑制效应。
本研究是在实验室运用厌氧培养实验，并模拟海水入侵开展盐分对河口潮汐淡水和微咸水沼泽湿地土壤
甲烷产生潜力影响的研究，今后应加强原位模拟试验，把室内培养实验与野外原位实验相结合，更科学和全面
地评估海水入侵对于河口潮汐淡水沼泽湿地土壤甲烷产生和排放的影响。
致谢：本研究在野外采样中得到福建师范大学章文龙、徐辉和万斯昂等同学大力协助，特此致谢。
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１０２９ ／ ２００５ＪＧ００００７１．
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３８０８ ２４期 张子川 等：盐分对河口淡水、微咸水沼泽湿地土壤甲烷产生潜力的影响
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４８０８ 生 态 学 报 ３５卷