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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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基于生物多样性保护的兴安落叶松与白桦最佳混交比例要要要以阿尔山林区为例
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中国能源消费碳排放的时空特征 舒娱琴 渊源怨缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土丘陵沟壑区坡面尺度土壤水分空间变异及影响因子 姚雪玲袁傅伯杰袁吕一河 渊源怨远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素 王合玲袁张辉国袁秦摇 璐袁等 渊源怨远怨冤噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江山南宽谷风沙化土地土壤养分和粒度特征 李海东袁沈渭寿袁邹长新袁等 渊源怨愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应 史荣君袁黄洪辉袁齐占会袁等 渊源怨怨猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 钟正燕袁王宏镔袁王海娟袁等 渊缘园园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
七项河流附着硅藻指数在东江的适用性评估 邓培雁袁雷远达袁刘摇 威袁等 渊缘园员源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 梁摇 威袁邵学新袁吴摇 明袁等 渊缘园圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系 葛雅丽袁席贻龙袁马摇 杰袁等 渊缘园猿源冤噎噎噎噎噎噎噎
太湖流域河流水质状况对景观背景的响应 周摇 文袁刘茂松袁徐摇 驰袁等 渊缘园源猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
荒漠植物白刺属 源 个物种的生殖分配比较 李清河袁辛智鸣袁高婷婷袁等 渊缘园缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
臭氧浓度升高对香樟叶片光合色素及抗过氧化的影响及其氮素响应 牛俊峰袁张巍巍袁李摇 丽袁等 渊缘园远圆冤噎噎
不同密度下凤仙花重要形态性状与花朵数的关系 田旭平袁常摇 洁袁李娟娟袁等 渊缘园苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
五种高速公路边坡绿化植物的生理特性及抗旱性综合评价 谭雪红袁高艳鹏袁郭小平袁等 渊缘园苑远冤噎噎噎噎噎噎
散孔材与环孔材树种枝干尧叶水力学特性的比较研究 左力翔袁李俊辉袁李秧秧袁等 渊缘园愿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
北京城区行道树国槐叶面尘分布及重金属污染特征 戴斯迪袁马克明袁宝摇 乐 渊缘园怨缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 刘摇 恩袁 刘世荣 渊缘员园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
植物生活史型定量划分及其权重配置方法要要要以四棱豆生活史型划分为例 赵则海 渊缘员员园冤噎噎噎噎噎噎噎
半干旱区湿地鄄干草原交错带边界判定及其变化 王摇 晓袁张克斌袁杨晓晖袁等 渊缘员圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 吴光磊袁郭立月袁崔正勇袁等 渊缘员圆愿冤噎噎噎噎噎噎噎
氮肥形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响 熊淑萍袁车芳芳袁马新明袁等 渊缘员猿愿冤噎噎噎
基于数字相机的冬小麦物候和碳交换监测 周摇 磊袁何洪林袁孙晓敏袁等 渊缘员源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响 姚玉璧袁王润元袁杨金虎袁等 渊缘员缘源冤噎噎噎噎噎
基于土地破坏的矿区生态风险评价院理论与方法 常摇 青袁邱摇 瑶袁谢苗苗袁等 渊缘员远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态位的山地农村居民点适宜度评价 秦天天袁齐摇 伟袁李云强袁等 渊缘员苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氯虫苯甲酰胺对黑肩绿盲蝽实验种群的影响 杨摇 洪袁王摇 召袁金道超 渊缘员愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎远 种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响 王瑞龙袁孙玉林袁梁笑婷袁等 渊缘员怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
云南元江芒果园桔小实蝇成虫日活动规律及空间分布格局 叶文丰袁李摇 林袁孙来亮袁等 渊缘员怨怨冤噎噎噎噎噎噎
重庆市蝴蝶多样性环境健康指示作用和环境监测评价体系构建 邓合黎袁马摇 琦袁李爱民 渊缘圆园愿冤噎噎噎噎噎
专论与综述
生态系统服务竞争与协同研究进展 李摇 鹏袁姜鲁光袁封志明袁等 渊缘圆员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国沿海无柄蔓足类研究进展 严摇 涛袁黎祖福袁胡煜峰袁等 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
冰雪灾害对森林的影响 郭淑红袁薛摇 立 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同干扰因素对森林和湿地温室气体通量影响的研究进展 杨摇 平袁仝摇 川 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
采石场废弃地的生态重建研究进展 杨振意袁薛摇 立袁许建新 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
基于地统计学和 悦云陨样地的浙江省森林碳空间分布研究 张摇 峰袁杜摇 群袁葛宏立袁等 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿源源鄢扎澡鄢孕鄢 预 苑园郾 园园鄢员缘员园鄢猿远鄢圆园员圆鄄园愿
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封面图说院 秋色藏野驴群要要要秋天已经降临在海拔 源圆园园 多米的黄河源区袁红色的西伯利亚蓼渊生于盐碱荒地或砂质含盐碱土
壤冤铺满大地袁间有的高原苔草也泛出了金黄袁行走在上面的藏野驴们顾不上欣赏这美丽的秋色袁只是抓紧时间在严
冬到来之前取食袁添肥增膘以求渡过青藏高原即将到来的漫长冬天遥
彩图提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
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第 32 卷第 16 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 16
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(31000296); 浙江省鄄中国林科院合作项目(2010SY02); 国家“十一五冶科技支撑专题(2006BAD03A1902)
资助
收稿日期:2011鄄12鄄05; 摇 摇 修订日期:2012鄄06鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: hangzhoubay@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201112051860
梁威,邵学新,吴明,李文华,叶小齐,蒋科毅.杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征.生态学报,2012,32(16):5025鄄5033.
Liang W, Shao X X, Wu M, Li W H, Ye X Q, Jiang K Y. Phosphorus fraction in the sediments from different vegetation type in hangzhou bay coastal
wetlands. Acta Ecologica Sinica,2012,32(16):5025鄄5033.
杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征
梁摇 威,邵学新,吴摇 明*,李文华,叶小齐,蒋科毅
(国家林业局杭州湾湿地生态系统定位研究站,中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 富阳摇 311400)
摘要:研究了杭州湾滨海湿地不同植被类型下 0—5 cm和 10—20 cm沉积物总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及其形态变化
特征,揭示湿地植被演替对沉积物磷形态的影响。 结果表明,沉积物 TP,互花米草(MC)显著高于其他植被类型。 在 IP 中,可
溶性松散态磷(Soluble and loosely bound P, SL鄄Pi)含量光滩(CK)最小、MC最大;还原态可溶性磷(Reductant soluble P, RS鄄Pi)
含量芦苇(LW)和 MC显著高于 CK和海三棱藨草(BC);钙磷(Ca鄄Pi)含量 CK和 BC显著大于 LW和 MC。 在 OP中,活性有机
磷(Labile Po, L鄄Po)含量最低、中等活性有机磷(Moderately labile Po, ML鄄Po)含量最高、非活性有机磷(Nonlabile Po, NL鄄Po)处
于中间水平。 IP是磷素的主要形态、占 TP的 74%—89% ,而 Ca-Pi又是 IP的主要形态、于湿地沉积物淤积初期通过吸附沉淀
作用存留。 杭州湾湿地植被自然演替过程中不同植物生物量积累和营养物质循环过程的变化导致沉积物中磷形态的差异。 植
被演替初期,BC显著改变 0—5 cm沉积物磷形态,对 10—20 cm 沉积物无显著影响;植物演替后期的 LW和 MC 促使 0—5 cm
沉积物有机磷快速积累、10—20 cm沉积物有机磷小幅增加,同时促进 Ca-Pi向可溶性、活性态磷转变。
关键词:杭州湾;植被类型;磷形态
Phosphorus fraction in the sediments from different vegetation type in hangzhou
bay coastal wetlands
LIANG Wei, SHAO Xuexin, WU Ming*, LI Wenhua, YE Xiaoqi, JIANG Keyi
Wetland Ecosystem Research Station of Hangzhou Bay, State Forestry Administration; Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry;
Fuyang 311400, China
Abstract: The effects of saltmarsh vegetation on phosphorus fractions in the sediments were studied in this paper.
Phosphorus fractions in the two layer (0—5cm,10—20cm) sediments from four saltmarsh vegetation types ( Bare flat,
Scirpus mariqueter, Phragmites australis, Spartina alterniflora) were analyzed. The results indicated the impacts of
vegetation succession on P fractions. The content of total phosphorus ( TP) in the sediments from S. alterniflora(MC)
habitats was higher than from the other vegetaion. The content of soluble and loosely bound P(SL鄄Pi) in was the lowest in
bare flat(CK) and highest in sediments from MC haibitats. Similarly, the content of reductant soluble P(RS鄄Pi) in the
sediments from P. australis(LW) and MC habitats were obviously higher than CK and S. mariqueter(BC). Adversely, the
content of Ca鄄Pi in CK and BC habitatas sediments were significantly higher than LW and MC. The content of different
organic P fractions was significantly different. In all vegetation types, the content of labile P(L鄄Po) was the lowest; the
content of moderately labile P(ML鄄Po) was the highest; the content of nonlabile P(NL鄄Po) was at an intermediate level.
Inorganic P covered up about 74%—89% of TP Ca鄄Pi,which was the main form of inorganic P, was retained by adsorbing
and precipitating in the time of sediment deposition. The results suggested that biomass production and nutrient cycling
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processes with vegetation succession led to the difference of phosphorus forms. In early stage of succession, BC changed the
P fractions of surface sediments significantly; but it imposed no obvious impact on subsurface sediments. In the later
period, LW and MC promoted rapid accumulation of organic P in surface sediments but a litter less increase in subsurface
sediments. At the same time, vegetation succession promoted Ca鄄Pi transforming to soluble and active P.
Key Words: Hangzhou Bay; vegetation type; phosphorus fraction
磷是植物生长及水体富营养化的限制营养元素。 水体和土壤中磷素的含量通常决定了湿地生态系统的
生产力和营养状况。 湿地因为其对水体的净化能力及对磷素的储存功能,被称为“地球之肾冶 [1]。 湿地生态
系统中 80%—90%的磷贮存在土壤中,因为在土壤特殊的环境下营养元素有较长的周转时间[2]。 然而,湿地
也可以向水体中释放磷、导致富营养化。 因此,湿地是磷的主要源、汇和转换器之一,在水体富营养状况的控
制以及磷循环过程中扮演着十分重要的角色。
沉积物中的磷以不同的物理化学形式结合,呈现出不同的地球化学特征,在磷循环中所起的作用也不
同[3]。 磷形态的定量研究是探讨湿地沉积物中磷的生物地球化学功能的重要前提。 依据不同形态磷含量变
化也可以有效预测水体发生富营养化的风险[4]。 沉积物不同形态磷之间相互转化直接影响着磷的迁移,但
是传统沉积物磷的测试方法不能定量分析无机和有机磷的变化[5]。 Zhang鄄Kovar[6]总结有关磷分级的研究工
作,详细阐述土壤无机磷和有机磷的浸提方法。 沉积物磷分级按照不同结合态磷稳定性差别,将其中的磷分
为不同形态。 这些磷形态具有不同的物理化学特征或包含于不同的物质中或活性大小不同,可以定量研究沉
积物中不同形态磷之间的转化。 现阶段有关沉积物磷形态研究,大多只是针对无机磷[7鄄9]或者有机磷[10鄄12]分
别开展,同时分析无机磷和有机磷形态特征的研究比较少见[13鄄15]。 同时,关于磷形态研究多集中于内陆淡水
湖泊和河流,对于滨海河口湿地研究较少。
滨海湿地是我国湿地的重要类型之一。 以杭州湾为界,杭州湾滨海湿地分成杭州湾以北和杭州湾以南两
个部分。 杭州湾南岸湿地属于淤涨型滩涂,每年新增大量湿地面积,同时由于经济发展需要,又被不断地围垦
利用。 受自然因素和人为因素的双重影响,生态系统的不稳定性和脆弱性表现极为突出,是典型的生态环境
脆弱区域。 外来种互花米草(Spartina alterniflora) 的入侵和人为围垦活动已成为影响该地区湿地土壤磷素随
植被自然演替分布的主要原因。
湿地植物可以改变磷的地球化学形态并进而影响营养磷元素的地球化学循环。 因此本文详细分析了杭
州湾滨海湿地沉积物无机磷、有机磷及总磷含量变化特征,研究湿地磷的赋存形态、环境地球化学行为,尤其
是植被演替对沉积物磷形态的影响。 为杭州湾滨海湿地的保护及利用提供理论依据,对湿地管理有重要
意义。
1摇 材料与方法
1. 1摇 实验区概况
杭州湾位于浙江省东部,西接钱塘江、东至东海、呈喇叭口形状,属河口海湾。 属于北亚热带海洋性季风
气候,年均气温 16 益,年均降水量 1273 mm,日照 2038 h,无霜期 244 d。 研究区位于杭州湾湿地中心内。 杭
州湾湿地中心位于宁波市杭州湾新区西北部,杭州湾跨海大桥西侧,主要由围垦湿地、离岸沙洲和自然潮滩组
成,总面积 43. 5km2。 研究区潮汐类型属于不规则半日潮,每日受到潮水冲刷两次。 具体位置详见图 1。 随高
程的增加和滩涂形成时间的逐渐加长,潮滩湿地伴有典型的自然生物群落演替序列,依次为光滩、海三棱藨草
(Scirpus mariqueter) 和芦苇(Phragmites australis) 生长区[16]。 此外,由于外来种互花米草的入侵,在海三棱藨
草和芦苇生长区之间出现了互花米草镶嵌群落。
1. 2摇 样品采集及处理
2011 年 4 月下旬,根据资料收集和现场勘踏,在离岸沙洲北侧选取植被面积较大、植物长势较为一致的
6205 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 研究区域地理位置
Fig. 1摇 Location of the research area
区域,布设 4 处样地,分别代表光滩(CK)、海三棱藨草(BC)、芦苇(LW)和互花米草(MC)不同植被类型的湿
地。 每块样地随机布设 3 个样方(5 m伊5 m),且样方间隔不小于 10 m,每个样方 S 型取 5 个沉积物样品混合
为一个样。 采用 Eijkelkamp土壤取样器取柱状沉积物样品,取得的沉积物柱状样直径为 6 cm。 将柱状沉积
物样品按照 0—5 cm、10—20 cm分层采集。 沉积物样品采集后放入聚乙烯袋中,密封以防止样品污染。 样品
经冷冻干燥仪(LGJ鄄10C,北京四环科学仪器厂) 冻干、研磨、过筛(2 mm)后,密封冷藏保存。
1. 3摇 样品分析
1. 3. 1摇 沉积物理化性质
沉积物 pH值和电导率分别使用 pH计、电导率仪在水土比 5:1 条件下测定。 有机质含量通过 550 益样
品灼烧 5h 的烧失量(Loss on ignition, LOI)测定[17]。 沉积物粒级测定采用英国 Malvern 公司的 Mastersizer
2000 激光粒度分析仪,粒径测量范围为 0. 02—2000 滋m。 粒级分类采用国际制土壤粒级分级标准,粘粒(0—
0. 002 mm)、粉粒(0. 002—0. 02 mm)和砂粒(0. 02—2 mm)。 测定沉积物基本理化性质见表 1。
表 1摇 不同植被类型下沉积物粒级、有机质、电导率和 pH值变化
Table 1摇 Sediment physical and chemical properties for different soil of vegetation types
样点
Samples
土层深
Layer of sample / cm pH
电导率 / (ms / cm)
Conductivity
有机质 / %
Organic matter
粘粒 / %
Clay
粉粒 / %
Silt
砂粒 / %
Sand
光滩 0—5 8. 73依0. 02 b 4. 98依0. 38 a 4. 99依0. 08 b 4. 60 35. 04 60. 36
Bare flat 10—20 9. 27依0. 09 a 1. 41依0. 17 c 4. 48依0. 61 c 3. 42 27. 78 68. 80
海三棱藨草 0—5 8. 93依0. 09 a 3. 26依0. 08 b 8. 38依0. 24 a 10. 14 66. 63 23. 23
Scirpus mariqueter 10—20 9. 06依0. 07 bc 1. 71依0. 16 bc 6. 34依0. 10 b 5. 95 49. 77 44. 28
芦苇 0—5 9. 07依0. 17 a 2. 65依0. 38 c 8. 33依0. 10 a 8. 42 61. 87 29. 71
Phragmites australis 10—20 8. 97依0. 07 c 2. 16依0. 24 a 7. 43依0. 14 a 8. 02 57. 21 34. 77
互花米草 0—5 8. 94依0. 11 a 2. 38依0. 08 c 8. 60依0. 09 a 9. 31 68. 88 21. 81
Spartina alterniflora 10—20 9. 15依0. 10 ab 1. 85依0. 10 ab 7. 75依0. 11 a 8. 45 62. 76 28. 79
1. 3. 2摇 不同形态磷分级提取
Zhang和 Kovar等[6]总结土壤磷分级方法,无机磷和有机磷分别采用连续提取法进行测定。 无机磷按照
Kuo等[18]建立的针对石灰性土壤的提取方法进行分级:可溶性松散态磷(Soluble and loosely bound P, SL鄄Pi)
7205摇 16 期 摇 摇 摇 梁威摇 等:杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 摇
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由 0. 1 mol / L NaOH+1 mol / L NaCl溶液提取;还原态可溶性磷(Reductant soluble P, RS鄄Pi)由 CDB (Sodium
citrate鄄sodium dithionite鄄sodium bicarbonate)溶液提取;Ca鄄Pi由 0. 5 mol / L HCl溶液提取。 有机磷按照 Ivannoff
等[19]的方法进行分级提取:活性有机磷(Labile Po, L鄄Po)由 pH = 8. 5 0. 5mol / L NaHCO3溶液提取,主要为吸
附于土壤的松散态磷;中等活性有机磷(Moderately labile Po, ML鄄Po)由 1. 0 mol / L HCl 提取,同时包括 0. 5
mol / L NaOH提取出来的富里酸结合态有机磷;非活性有机磷(Nonlabile Po, NL鄄Po)则包括 0. 5 mol / L NaOH
提取出的腐植酸结合态有机磷,以及沉积物灼烧后 1. 0 mol / L H2SO4提取出来的残渣态有机磷。 提取液中溶
解磷酸根使用磷钼蓝比色法测定。 总磷(TP)为各形态磷相加之和。
1. 4摇 数据处理
数据处理及统计分析在 Microsoft Excel 2010、Sigmaplot 12. 0 和 Spss 19. 0 软件上进行。 所有数据使用单
因素方差分析,LSD法显著性检验(P<0. 05)。
2摇 结果与分析
图 2摇 不同植被类型沉积物无机磷含量
Fig. 2摇 Content of inorganic P under different vegetation type
2. 1摇 无机磷含量
沉积物 0—5 cm、10—20 cm无机磷含量如图 2 所示。 几种植被类型 0—5 cm和 10—20 cm沉积物中 SL鄄
Pi含量都较低,0—5 cm沉积物含量约为 6. 91—59. 55 mg / kg,10—20 cm沉积物中含量约为 7. 04—61. 59 mg /
kg。 RS鄄Pi含量处于 3 种形态磷中间水平,0—5 cm 沉积物含量约为 46. 21—275. 24 mg / kg、平均值(146郾 40依
20. 23) mg / kg,10—20 cm沉积物含量约为 46. 81—244. 86 mg / kg、平均值(138. 38依19. 21) mg / kg,变动幅度
较大。 Ca鄄Pi含量最高,0—5 cm 沉积物含量约为 169. 87—435. 00 mg / kg、平均值(307. 90 依24. 13) mg / kg,
10—20 cm沉积物中含量约为 189. 24—427. 07 mg / kg,平均值(310. 81依23. 36) mg / kg。 不同植被类型 0—5
cm沉积物中 3 种形态无机磷含量呈现出较明显的趋势。 SL鄄Pi 含量 CK 最小、MC 最大,差异显著,BC 和 LW
同等水平、无显著性差异,BC、LW和 MC约是 CK的 2—3 倍大小,体现有植物的湿地生态系统受到植物的影
响沉积物中可溶性、有效磷含量水平较高。 RS鄄Pi含量除 LW较高、平均值(221. 98依38. 91) mg / kg,其他几种
类型含量差别不大、无显著性差异。 不同类型下 Ca鄄Pi含量水平普遍较高,其中尤以 CK 和 BC 含量最高,LW
和 MC含量相当。 10—20 cm 3 种形态无机磷沉积物表现出的趋势与 0—5 cm沉积物基本相同。 CK和 BC三
种形态无机磷含量呈现明显的梯度 Ca鄄Pi>RS鄄Pi>SL鄄Pi,含量差别明显;LW和 MC 沉积物中 Ca鄄Pi和 RS鄄Pi含
量差别不大,呈现 Ca鄄Pi抑RS鄄Pi>SL鄄Pi。
8205 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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2. 2摇 有机磷含量
有机磷含量如图 3 所示。 0—5 cm、10—20 cm沉积物 L鄄Po含量分别为 1. 83—12. 71 mg / kg、平均值(5. 96
依0. 85) mg / kg,0. 39—16. 76 mg / kg、平均值(4. 19依1. 35) mg / kg;ML鄄Po 含量分别为 51. 37—108. 98 mg / kg、
平均值(82. 91依5. 94) mg / kg,31. 21—77. 41 mg / kg、平均值(53. 97依4. 06) mg / kg;NL鄄Po 含量分别为 9. 16—
97. 26 mg / kg、平均值(38. 96依7. 03) mg / kg, 5. 74—35. 51 mg / kg、平均值(17. 94依3. 22) mg / kg。 所有植被类
型无论 0—5 cm还是 10—20 cm沉积物均为 ML鄄Po>NL鄄Po>L鄄Po。 而且 L鄄Po含量显著低于其他有机磷含量,
几个样点整体平均值 ML鄄Po约是其 12—15 倍,NL鄄Po约是其 4—7 倍。 0—5 cm沉积物 L鄄Po含量,CK显著小
于另外 3 种植被类型;10—20 cm沉积物 CK含量仍是最小,BC和 MC植被类型 L鄄Po含量相近,LW平均值为
(10. 59依3. 27) mg / kg、显著高于另外 3 种植被类型。 0—5 cm和 10—20 cm沉积物 ML鄄Po含量表现出共同的
趋势为:4 种类型含量差异性不显著,LW和 MC略大于 CK和 BC植被类型。 0—5 cm和 10—20 cm沉积物四
种植被类型 NL鄄Po含量无显著性差异,CK和 LW含量接近、BC与 MC含量略高。
图 3摇 不同植被类型下沉积物有机磷含量
Fig. 3摇 Content of organic P under different vegetation types
2. 3摇 沉积物 TP及组成
沉积物 TP含量及各形态 P所占百分比如图 4 所示。 MC 0—5 cm 和 10—20 cm 沉积物 TP 含量分别为
(623. 09依6. 86) mg / kg、(571. 72依3. 34) mg / kg,显著高于其他植被类型。 CK、BC 和 LW 的 TP 含量无显著差
异,此 3 种类型 0—5cm沉积物含量变化范围 595—598 mg / kg;10—20 cm 沉积物含量范围 535—545 mg / kg,
BC和 LW比 CK略高约 10 mg / kg。 CK、BC、LW和 MC 4 种植被类型 0—5 cm沉积物有机磷占 TP百分比分别
为 13. 06% 、23. 67% 、21. 75% 、26. 00% ;10—20 cm 沉积物有机磷占 TP 百分比分别为 11. 76% 、10. 76% 、
15郾 39% 、17. 25% 。 0—5 cm沉积物 CK 有机磷比例显著低于其他植被约 10% ;10—20 cm 沉积物 LW 和 MC
有机磷比例显著高于 CK和 BC。 另外,值得注意的是 BC和 MC两种类型沉积物。 BC 0—5 cm沉积物有机磷
比例偏高、比例大小与 LW 和 MC 相当,10—20 cm 沉积物有机磷比例偏低、比例大小与 CK 相当。 无机磷形
态,0—5 cm和 10—20 cm沉积物均表现出的明显趋势:LW和 MC相比于 CK和 BC,Ca鄄Pi比例明显减小、SL鄄
Pi和 RS鄄Pi比例增加。 无机磷是杭州湾湿地沉积物磷素的主要形态,Ca鄄Pi是无机磷的主要形态。
3摇 讨论
杭州湾潮滩湿地伴有典型的自然生物群落演替序列,依次为光滩、海三棱藨草和芦苇生长区[16]。 此外,
由于外来种互花米草的入侵,在海三棱藨草和芦苇生长区之间出现了互花米草镶嵌群落。 互花米草植被生长
带靠近芦苇,有些地方甚至出现芦苇、互花米草交互群落。 采用 6 种形态磷含量和 TP对植被类型进行聚类分
9205摇 16 期 摇 摇 摇 梁威摇 等:杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 摇
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图 4摇 不同植被类型下沉积物磷(P)组成
Fig. 4摇 Structure of sediment P under different vegetation types
析,设置参数为:系统聚类法、组间连接法、欧氏距离、原始变量 Z Scores 法标准化。 聚类分析结果特征明显:
0—5 cm和 10—20 cm 沉积物都可以划分为两类:(1)CK和 BC; (2)LW和MC。 说明杭州湾湿地植被演替过
程促进沉积物不同形态磷含量变化,形成两个特征类群,分别代表植被演替初期和后期。
与宋祖光等[20]研究结果相似,杭州湾湿地沉积物中钙磷是无机磷的主要存在形态、与海洋沉积物以钙磷
为主是一致的。 由于钙磷的百分含量在一定程度上可以反映陆海相互作用的强弱,因此说明杭州湾滨海沉积
物中磷的环境化学行为受海洋作用较大。 杭州湾湿地形成初期,TP主要来自海洋沉积物、磷素积累主要通过
吸附沉淀等作用完成。 研究区湿地处于不断演替变化之中、演替经历时间较短,TP主要来自演替初期的自然
积累,所以 CK、BC和 LW的 TP含量相近。 但是植物根际对沉积物的影响可能会先从磷的形态方面表现出
来。 MC因其作为入侵种性质的特异性,以及外界环境的影响,导致 TP 偏高。 杨永兴等[21]研究发现海三棱
藨草与芦苇作为原生植被其土壤具有原生土壤特征,外来物种互花米草入侵在一定程度上改变了原生海三棱
藨草和芦苇湿地土壤全量与速效养分特征与分布规律。 MC 具有较大的生物量及枯落物和磷的归还量。 MC
样地靠近离岸沙洲围塘养殖区,受到人为干扰和养殖污染的影响。 这可能是互花米草 TP含量显著高于其他
植被类型的主要原因。
不同植物生物量生产和营养物质循环过程的变化导致了不同植被类型间沉积物磷形态的差异[22]。 杭州
湾湿地演替初期,CK沉积物磷形态中,SL鄄Pi 和 L鄄Po 活性磷含量较低、与其它植被类型具有显著差别,Ca鄄Pi
性质稳定磷含量较大。 另外,CK作为原始淤积形态,沉积物又受到潮汐冲涮和降水等自然条件的影响,可溶
性磷逐渐流失。 BC 10—20 cm沉积物磷形态组成与 CK相似,0—5 cm沉积物磷形态显著改变。 植被演替初
期 BC促进 0—5 cm沉积物 Ca鄄Pi向 SL鄄Pi转变,同时促进有机磷积累;但是对 10—20 cm沉积物无显著影响。
海三棱藨草是潮间带的先锋植物,在恶劣条件下生存并建群,地下部分具有很强的吸收营养物质的能力[23]。
另外,它可以改变潮滩生境中的沉积环境,促使泥沙淤积,使沉积物性质如粒径、盐度、有机质含量等发生
变化[24]。
植被演替后期 LW和 MC对无机磷形态也有显著的作用。 相对于植被演替初期,Ca鄄Pi 含量大幅下降、
SL鄄Pi和 RS鄄Pi显著增高。 RS鄄Pi通常认为以铁(Fe)、锰(Mn)等元素的氢氧化物结合态存在。 当沉积物氧含
量较低、处于还原状态,这种金属氢氧化物结合态磷有可能释放出来[25]。 芦苇和互花米草对有机磷积累和促
进稳定态无机磷向可利用磷转变起到提高土壤肥力的作用。 通常高土壤肥力与植被对 P的高利用率以及对
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环境的高适应性等因素密切相关[22]。 芦苇根表覆盖有铁氧化物胶膜,根表铁膜能够富集根际的养分、在介质
养分缺乏时被活化吸收[26]。 古小治等[27]研究南四湖湿地沉积物指出芦苇能明显改善湿地沉积物的物理化
学特性,能有效控制沉积物中磷酸根的再次释放,RS鄄Pi和 Ca鄄Pi在一定条件下可转化为 SL鄄Pi,进而成为孔隙
水中磷酸盐的来源。 互花米草具有较强竞争力和对逆境的高抗性[28]。 植被演替后期 LW 和 MC 10—20 cm
沉积物有机磷小幅增加,0—5 cm 沉积物有机磷显著积累。 3 种形态的有机磷,BC、LW 和 MC 均大于 CK,说
明植被演替促进有机磷积累是通过不同形态有机磷同时增长实现的,不是特定某种形态有机磷的增长。 另有
研究指出慈溪地区大规模进行滩涂围垦建设导致沉积物环境发生变化,有机磷占 TP 含量比例显著偏高[20]。
本文研究区虽处于围垦区外围的自然潮滩,但仍受到围垦对整个大区域环境的影响;另外,离岸沙洲近些年围
塘养殖情况日益严重,对周围沉积物环境也产生一定程度的影响。 因此,围垦也是导致 BC、LW和 MC有机磷
增长的重要原因。 有机磷来源复杂,陆源物质、潮滩带植被凋落物、海洋浮游生物等对有机磷均有一定的
贡献。
摇 图 5摇 不同植被类型沉积物总有机磷(TPo)与有机质的相关关系
Fig. 5 摇 Correlation between TPo and organic matter under
diffetent vegetation types
随着土壤有机质的积累,有机磷也随之形成[29]。
由表 1,BC、LW和 MC 0—5 cm 和 10—20 cm 沉积物有
机质含量均显著高于 CK,植被生长增加了沉积物有机
质积累。 相关研究指出,杭州湾自然潮滩植被对沉积物
0—5 cm有机碳有显著影响,不同植被类型沉积物的固
碳能力随植物群落演替而逐步增强,表现为芦苇>互花
米草>海三棱藨草>光滩[30]。 由图 5,0—5 cm 和 10—
20 cm沉积物有机质和有机磷含量呈现显著正相关关
系(P<0. 05),表明沉积物有机质可以作为有机磷含量
水平的指标之一。 诸多研究[9, 13, 31]发现土壤有机质含
量与有机磷存在显著正相关关系,认为有机质是有机磷
的载体。 杭州湾湿地受到潮汐冲刷作用强烈,光滩更容
易受到侵蚀,磷素可随着沉积物颗粒流失。 海三棱藨
草、芦苇、互花米草植被的生长,一方面减少了水流冲击
作用,另一方面植被凋落物和根系作用促进有机质和有机磷的积累。 高海鹰等[12]发现在外源输入较为严重
的地区,有机质与沉积物有机磷形态没有明显的相关性。 外源输入严重的地区,有机质的累积速率远超过其
矿化水平,使吸附的有机磷被迅速埋藏。 这在一定程度上说明,杭州湾湿地沉积物有机质和有机磷主要来源
于植被凋落物,受到外源污染的影响不大。
4摇 结论
杭州湾湿地 TP主要来自海洋沉积物,在淤积初期通过吸附、沉淀等作用积累。 由于演替时间较短,CK、
BC和 LW主要受到河口环境的影响,TP含量变化不大。 而入侵物种 MC 在一定程度上改变了原生海三棱藨
草和芦苇湿地土壤全量与速效养分特征与分布规律,同时,由于靠近离岸沙洲围塘养殖区、受到人为干扰和养
殖污染的影响,导致 TP含量显著高于其他植被类型。
杭州湾湿地不同植被类型沉积物无机磷含量差异显著。 0—5 cm 和 10—20 cm 沉积物表现出类似规律。
SL鄄Pi含量 CK最小、MC最大;RS鄄Pi含量 LW和MC显著高于 CK和 BC;Ca鄄Pi含量 CK和 BC显著大于 LW和
MC。 植被生长能够有效促进沉积物无机磷中的稳定态磷向可溶性、活性态磷转变。
植被演替显著改变沉积物磷形态特征。 BC、LW和 MC各形态有机磷均大于 CK,说明植被生长显著促进
沉积物有机磷积累。 0—5 cm沉积物有机磷含量整体高于 10—20 cm,表明植被枯落物对 0—5 cm 沉积物有
机磷含量影响较大。 植被演替初期,BC显著影响 0—5 cm 沉积物磷形态、对 10—20 cm 沉积物作用较小;演
替后期,LW和 MC 10—20 cm沉积物有机磷小幅增加,0—5 cm沉积物有机磷显著积累。
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