互花米草入侵對長江口濕地土壤碳動態的影響

布乃順,楊 驍,黎光輝,馬溪平,宋有濤,馬 放,李 博,方長明,閆卓君 (.遼寧大學環境學院,遼寧 沈陽 006；2.華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室,上海 200062；.哈爾濱工業大學城市水資源與水環境國家重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 50090；.復旦大學生命科學學院,上海 2008；5.遼寧大學化學院,遼寧 沈陽 006)

植物入侵已成為最嚴重的生態環境問題之一[1-2],入侵會顯著影響土著生態系統的物種組成、群落結構以及土壤性質等[3],進而改變局域或區域碳循環的關鍵過程和組分包括土壤碳動態[4-5].土壤碳庫是大氣碳庫的3倍以上,是生物碳庫的4倍以上[6].作為土壤碳輸出的主要途徑,土壤呼吸所釋放CO2的量是人類活動釋放CO2量的10倍以上[7-8].因此,植物入侵對土壤碳動態的微小改變可能會對大氣組成和全球變化產生較大影響.當前研究主要關注植物入侵對土壤碳庫特征和碳輸入過程的影響,認為植物入侵通過增加凈初級生產力,進而增加了土壤碳庫[9].土壤碳動態是系統碳輸入和輸出過程平衡的結果[10].植物入侵也有可能通過影響碳輸出過程來改變土壤碳動態,然而目前對植物入侵如何影響土壤碳輸出過程(如土壤呼吸)還關注較少.

已有的少量研究表明,植物入侵可能會對土壤呼吸產生復雜影響.牧豆樹入侵德克薩斯州草原通過增加底物含量顯著增加了土壤呼吸[11],北美圓柏入侵堪薩斯州東北部草原通過降低土壤溫度顯著減少了土壤CO2排放[12].Eldridge等[13]的綜合分析表明,灌木入侵草原對土壤呼吸無顯著影響.這些研究主要關注植物入侵對草原生態系統土壤呼吸的影響,而對其他生態系統尤其是濕地關注較少.濕地面積僅占陸地面積的 4%～6%,其土壤碳儲量約占全球土壤碳儲量的33%左右[14],且濕地是最易遭受入侵的生態系統之一[15].濱海濕地是濕地的重要類型,廣泛分布于沿海海陸交界地帶[16].近來研究表明,濱海濕地藍碳生態系統具有高效的固碳能力,在應對全球變化中具有重要作用[17-18].在全球氣候變化的背景下,亟需深入系統的探討植物入侵對濱海濕地土壤呼吸及碳動態的影響及其可能的機制.

互花米草(Spartina alterniflora)入侵中國濱海濕地為研究植物入侵對濕地土壤呼吸及碳動態的影響提供機會.互花米草原產于北美東海岸,于1979年被人為引進中國[19].此后,互花米草在中國濱海濕地(包括長江河口濕地)迅速擴散,逐步取代本地土著植物群落,形成單優勢植物群落[20].長江河口濕地高潮灘主要土著植物群落為蘆葦(Phragmites australis),低潮灘則為海三棱藨草(Scirpus mariqueter).互花米草被引入長江河口濕地后迅速擴散,取代了大面積蘆葦和海三棱藨草群落,成為優勢植物群落之一[21].互花米草入侵影響了土壤線蟲群落結構[22],改變了土壤微生物群落結構[23].已有一些研究探討互花米草入侵對碳循環關鍵過程和組分的影響,表明互花米草通過影響生理生態特征、植物凈初級生產力等[20,24-27],改變了土壤碳輸入過程,進而影響土壤碳動態[24,28-29],而對互花米草入侵是否能通過改變土壤碳輸出過程(即土壤呼吸)進而影響土壤碳動態尚缺乏深入系統研究.同時,當前主要關注互花米草入侵對土壤總碳庫[24]和有機碳庫[29-31]的影響,而入侵對土壤無機碳庫(土壤總碳庫的重要組成部分)的影響還關注不夠.此外,目前互花米草入侵對土壤碳庫影響的研究主要關注對表層土壤碳庫的影響[29-31],深層土壤碳庫可占0至100cm土壤全剖面碳庫的 60%以上[32],在全球氣候變化的背景下,需理解互花米草入侵對深層土壤碳庫的影響.

本研究在長江口崇明東灘濕地的高潮灘和低潮灘各建立1條研究樣線,每條樣線上均采用配對試驗設計,高潮灘為互花米草和蘆葦群落的配對樣線,低潮灘為互花米草和海三棱藨草群落的配對樣線.通過比較互花米草群落和土著植物群落之間相應組分的差異,探討互花米草入侵對長江河口濕地土壤呼吸的影響程度及可能的機制,并探索互花米草入侵對濕地植物碳庫、土壤總碳庫、土壤有機碳庫和無機碳庫的影響.以期為評價植物入侵的生態后果、濕地有效管理和合理利用以及應對全球變化提供理論依據和科技支撐.

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本研究在上海崇明東灘濕地(31°25′～31°38′N,121°50′～122°05′E)內進行,東灘濕地位于長江口崇明島東部,于 2002年被濕地國際秘書處正式列入國際重要濕地名錄.2005年7月,東灘濕地被國務院批準建立上海崇明東灘鳥類國家級自然保護區[33].

東灘濕地處于亞熱帶季風區域,溫和濕潤,四季分明,年均降水量1022mm,主要集中在4～9月;年均溫為15.3℃,最熱月為7、8月間,月平均氣溫27.5℃,最冷月為1月,月平均氣溫2.9℃[33].

東灘濕地植物群落結構相對簡單,主要優勢物種為土著種蘆葦和海三棱藨草,以及入侵種互花米草,各自形成單優勢群落[21].蘆葦主要分布于高潮灘,海三棱藨草則主要分布于低潮灘,互花米草在從大堤至光灘的不同潮位均有分布.互花米草和蘆葦均為禾本科維管植物,海三棱藨草為莎草科植物,為潮灘演替先鋒種.互花米草于 2001年被人為引入東灘濕地,此后在潮間帶迅速擴散,成為主要優勢物種之一.

1.2 試驗設計

2011年1月初,在東灘濕地的高潮灘和低潮灘各設置1條南北方向的樣線,均平行于1998年修建的大堤(圖 1).在每條樣線上各選取 3個樣點,每個樣點采取配對的試驗設計.高潮灘樣線長約 1.2km,為互花米草和蘆葦群落配對樣線,低潮灘樣線長約 0.7km,為互花米草和海三棱藨草群落配對樣線,在進行植物和土壤樣品采集以及土壤呼吸測定時,每個樣點的每種群落均設置3個重復.配對的試驗設計盡可能使得同一樣點相鄰群落間土壤本底和受到潮水等外來因素干擾相一致.

圖1 研究樣線和樣點在崇明東灘濕地的分布示意Fig.1 Locations of sampling transects and sites in Dongtan wetland of Chongming Island, the Yangtze River estuary, China

本研究樣地均設置在互花米草、蘆葦和海三棱藨草各自單優勢群落內,互花米草群落植物生物量、植株密度和基徑均顯著高于蘆葦群落,而植株高度低于蘆葦群落[34].互花米草群落植物生物量、植株高度和基徑均顯著高于海三棱藨草群落,而植株密度低于海三棱藨草群落[24].

1.3 植物和土壤樣品采集及分析

為了研究互花米草入侵對植物碳庫的影響,于2011年 8月底收割地上部分生物量,樣方面積為0.25m2,同時用內徑為 10cm,長為 110cm 的不銹鋼管采集地下生物量,將取出樣品在清水中洗凈.將地上和地下植物樣品50℃烘干后研磨過100目不銹鋼篩,用于測試植物碳含量,并計算植物碳庫.

為了探討互花米草入侵對土壤碳庫的影響,于2011 年 8 月按深度依次采集 0～20、20～40、40～60、60～80和80～100cm共 5層土壤樣品,稱取樣品鮮重,取出少量樣品 105℃烘干測定土壤含水量,計算土壤容重.將剩余樣品風干后研磨過100目不銹鋼篩用于測試總碳和有機碳含量,結合土壤容重,計算土壤總碳庫和有機碳庫,土壤總碳庫減去有機碳庫即為土壤無機碳庫.于2014年7月在相同的樣線和樣點上采集0～30cm 的土壤樣品用于測定土壤有機碳庫.為了探討互花米草入侵對土壤微生物碳和理化性質的影響,于2011年8月采集0～20cm的土壤,取出部分新鮮土壤樣品稍微風干后,過 20目不銹鋼篩后用于測定微生物碳含量;其余樣品自然風干后,過 20目不銹鋼篩后用于測定 pH和鹽度.土壤樣品采集均用內徑為3.5cm,長為110cm的不銹鋼管進行.

土壤鹽度用電導法測定,采用水土比為5:1提取水溶液后用電導率儀(Seven Conductivity Meter S30,METTLER TOLEDO,Switzerland)測定.土壤 pH采用水土比為5:1提取水溶液后用PHBJ-260型便攜式 pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司,中國)測定.土壤總碳含量的測定用元素分析儀(FlashEA 1112Series CN Analyzer, Thermo Fisher Scientific,USA)進行.土壤有機碳含量使用有機碳分析儀(Multi N/C 3100with solid module HT1300, Analytik Jena AG, Germany)進行測定.土壤微生物碳含量的分析采用氯仿熏蒸提取法[35],使用有機碳分析儀(Multi N/C 3100Analytik Jena AG, Germany)測定提取液中碳含量.

1.4 土壤呼吸的測定

為了探討互花米草入侵對土壤呼吸的影響,2011年1月初在每個樣點每種植物群落內埋設3個內徑為20cm的PVC圈,用于定點監測土壤呼吸速率.每半個月齊地刈割1次PVC圈內的植物,并在測量土壤呼吸的前一天再次齊地刈割 PVC圈內的植物,以便保持在整個測量周期內, PVC圈內無植物生長.東灘濕地是典型潮汐灘涂濕地,受半日周期和半月周期潮汐的影響,農歷初一和十八潮汐的潮高最大,因此,在東灘濕地進行原位監測的難度較大.本研究于2011年1月、3月、5月、8月、10月、11月用LI-8100A土壤碳通量自動測量系統(Li-COR Corporate, USA)測定6次土壤呼吸速率.同時用便攜式數字溫度計(JM624,天津今明儀器有限公司)測量植物群落內土壤 5cm深度的溫度,并采集0至 5cm深度的土壤帶回實驗室,105℃烘干后測定土壤含水量.于2014年4月、7月和9月在相同的樣線和樣點上用 LI-8100A土壤碳通量自動測量系統(Li-COR Corporate,USA)測定6次土壤呼吸速率.2015年以后,本研究的樣地受到東灘濕地互花米草生態控制工程的強烈干擾.

1.5 數據分析

采用重復測量方差分析比較高潮灘互花米草和蘆葦群落之間及低潮灘互花米草和海三棱藨草群落之間土壤呼吸、溫度和含水量的差異.采用單因素方差分析比較高潮灘互花米草和蘆葦群落之間及低潮灘互花米草和海三棱藨草群落之間植物碳庫、土壤總碳庫、土壤有機碳庫、土壤無機碳庫、微生物碳、鹽度和 pH的差異.采用單因素方差分析比較高潮灘互花米草和低潮灘互花米草群落之間植物碳庫、土壤總碳庫、土壤有機碳庫、土壤無機碳庫和微生物碳的差異.所有統計分析均使用軟件SPSS 13.0 (SPSS Inc., USA)完成.

圖3 2011年高潮灘和低潮灘不同植物群落的土壤溫度與含水量的季節變化Fig.3 Temporal variations in soil temperature and moisture in different plant stands in the high and low tide zones in 2011

2 結果

2.1 不同植物群落間植物碳庫的差異

高潮灘互花米草群落植物碳庫為(3.35±0.08)(kg·C)/m2,顯著高于蘆葦群落植物碳庫((2.05±0.07)(kg·C)/m2)(P＜0.01,圖 2);低潮灘互花米草群落植物碳庫同樣顯著高于海三棱藨草群落植物碳庫,分別為:(3.78±0.14)和(0.66±0.04)(kg·C)/m2(P＜0.001,圖 2).此外,低潮灘互花米草群落植物碳庫顯著高于高潮灘互花米草群落植物碳庫(P＜0.05,圖2).

圖2 高潮灘和低潮灘不同植物群落的植物碳庫Fig.2 Plant carbon pool in different plant stands in the high and low tide zones

2.2 不同植物群落間土壤理化性質的差異

圖4 高潮灘和低潮灘不同植物群落下土壤鹽度和pHFig.4 Soil salinity and pH in different plant stands in the high and low tide zones互花米草 蘆葦 海三棱藨草

高潮灘和低潮灘土壤溫度在互花米草群落與土著植物群落之間均無明顯差異(圖3a, b).而高潮灘和低潮灘土壤含水量均是互花米草群落顯著高于土著植物群落(P＜0.05,圖3c, d).高潮灘互花米草群落土壤鹽度顯著低于蘆葦群落(P＜0.05,圖 4a),低潮灘土壤鹽度在互花米草群落與海三棱藨草群落之間無顯著差異(圖 4a).土壤 pH在互花米草與土著植物群落之間沒有顯著差異,且均在8.0以上(圖4b),表明入侵對土壤pH沒有影響.

2.3 不同植物群落間土壤碳庫的差異

高潮灘互花米草群落0至100cm深度土壤總碳庫 和 有 機 碳 庫 分 別 為 (18.05±0.15)和 (5.52±0.18)(kg·C)/m2,顯著高于蘆葦群落0至100cm深度土壤總碳 庫 ((17.21±0.30)(kg C)/m2)和 有 機 碳 庫 ((4.74±0.24)(kg C)/m2)(P＜0.05,圖 5a, b).低潮灘互花米草群落土壤總碳庫((14.96±0.19)(kg C)/m2)和有機碳庫((4.10±0.15) (kg C)/m2),同樣顯著高于海三棱藨草群落土壤總碳庫((13.58±0.28)(kg C)/m2)和有機碳庫((2.80±0.16)(kg C)/m2)(P＜0.05,圖 5a, b).同時,2014 年7月測定的0～30cm的土壤有機碳庫同樣是互花米草群落顯著高于土著植物群落(P＜0.05,圖6).

東灘濕地0～100cm深度土壤無機碳庫顯著高于有機碳庫,占總碳庫比例 60%以上,且不同潮位和不同植物群落之間土壤無機碳庫的大小無顯著差異(圖5c, d).

從 0～100cm 的土壤剖面來看,高潮灘互花米草群落0至20、20至40、40至60cm土壤層的有機碳庫均顯著高于蘆葦群落相應土壤層的有機碳庫(P＜0.05,圖5a).低潮灘互花米草群落0至20、20至40、40至60、60至80cm土壤層的有機碳庫均顯著高于海三棱藨草群落相應土壤層的有機碳庫(P＜0.05,圖5b).

圖5 高潮灘和低潮灘不同植物群落下土壤有機碳庫和無機碳庫Fig.5 Soil organic carbon pool and soil inorganic carbon pool in different plant stands in the high and low tide zones

圖6 2014年7月測定的高潮灘和低潮灘不同植物群落下0～30cm土壤有機碳庫和無機碳庫Fig.6 Soil organic carbon pool and soil inorganic carbon pool(0～30cm) in different plant stands in the high and low tide zones in July 2014

高潮灘互花米草群落土壤微生物碳含量為(80.99±9.26)mg/g,顯著高于蘆葦群落土壤微生物碳含量((56.27±3.39)mg/g)(P＜0.05,圖 7),低潮灘互花米草群落土壤微生物碳含量同樣顯著高于海三棱藨草群落土壤微生物碳含量,分別為:(45.65±2.51)和((31.63±2.59)mg/g)(P＜0.001,圖 7).

圖7 2011年8月測定的高潮灘和低潮灘不同植物群落下土壤微生物碳Fig.7 Soil microbial biomass carbon in different plant stands in the high and low tide zones in august 2011

2.4 不同植物群落間土壤呼吸的差異

圖8 2011年(a,b)和2014年(c,d)高潮灘和低潮灘不同植物群落下土壤呼吸的季節變化Fig.8 Temporal variations in soil respiration in different plant stands in the high and low tide zones 2011 (a,b) and 2014 (c,d)

高潮灘互花米草群落土壤呼吸顯著高于蘆葦群落(圖 8a),年平均土壤呼吸強度分別為(210.02±4.90)和(157.79±6.39)mg/(m2·h).互花米草與蘆葦群落之間的差異主要體現在生長季,非生長季土壤呼吸差異較低.低潮灘互花米草和海三棱藨草群落年均土壤 CO2排 放 量 分 別 為 (157.41±5.27)和 (110.90±5.16)mg/(m2·h),前者顯著高于后者(圖 8b),差異同樣主要體現在生長季.同時,2014年4月、7月和9月測定的土壤呼吸速率同樣是互花米草群落顯著高于土著植物群落(P＜0.05,圖 8c,d).

此外,高潮灘互花米草和蘆葦群落間年均土壤呼吸的差異為(52.23±8.29)mg/(m2·h),與低潮灘互花米草和海三棱藨草群落年均土壤呼吸的差異((46.51±8.78))mg/(m2·h)無顯著差異.

3 討論

3.1 互花米草入侵對植物碳庫的影響

與土著植物群落相比,互花米草群落具有較高的植物碳庫,這個研究結果與Liao等[24]和Peng等[36]的研究一致.與土著種相比,入侵種往往有比較優勢的生理生態特征,進而顯著增加生態系統的凈初級生產力[37].與土著種蘆葦和海三棱藨草相比,互花米草有更高的凈光合速率、葉面積指數和較長的生長季[25,38].此外,潮灘濕地氮素含量是植物生長重要限制因子,植物凈初級生產力會隨著氮素水平的增加而顯著增加[39].在與潮水的交互作用,互花米草群落比土著植物群落能獲取更多的無機氮等營養鹽[36].與土著植物相比,互花米草具有上述比較優勢,其入侵長江河口濕地增加了植物碳庫,從而顯著增加了濕地生態系統的碳輸入.

東灘濕地低潮灘互花米草群落的植物碳庫顯著高于高潮灘互花米草群落,意味著互花米草入侵低潮灘對東灘濕地碳輸入的增加更顯著,互花米草入侵對植物碳庫和碳輸入影響的潮位效應在之前的研究中未受足夠關注.形成這種碳庫空間格局可能是由于(1)低潮灘比高潮灘受潮水淹沒的頻率高,時間長[40],使得低潮灘互花米草群落在于潮水交互作用中能獲取更多的無機氮等營養鹽[36];(2)互花米草站立凋落物會抑制其地上部分生長[41].低潮灘大部分凋落物會被潮水帶走,使得凋落物對互花米草新生植株的抑制作用較小.高潮灘凋落物主要是原位分解,對互花米草新生植株的抑制作用較強.在低潮灘,互花米草取代海三棱藨草成為先鋒種,并表現出良好的生長態勢,有利于長江河口濕地生態系統碳的累積.

3.2 互花米草入侵土壤碳庫的影響

植物的功能特征通過改變碳輸入進而影響土壤動態[42].與土著植物相比,互花米草具有比較優勢的生理生態特征[25,38],顯著增加了凈初級生產力,從而增加了東灘濕地的土壤有機碳庫.植物凈初級生產力和土壤有機碳的增加為微生物生長提供了更多可利用性底物,使得互花米草入侵顯著增加土壤微生物碳含量.

互花米草入侵對高潮灘土壤有機碳庫的增加達到了 60cm 深度,對低潮灘土壤有機碳庫的增加達到了 80cm 深度,表明互花米草入侵既增加表層土壤有機碳庫,與之前的研究結果[29-31]相一致,同時表明互花米草入侵也會增加深層土壤的有機碳庫.一方面,與土著種蘆葦和海三棱藨草相比,互花米草在 0～100cm土壤剖面上均具有較高的根系生物量[24],意味著互花米草入侵同時增加了表層和深層土壤碳輸入.另外一方面,互花米草比蘆葦和海三棱藨草有更強的促淤效應[36],使原來表層土壤更快更深地埋入下層,使深層土壤有機碳庫增加.此外,與高潮灘相比,低潮灘受潮水影響更頻繁,時間更長,土壤淤積速率相對較高,低潮灘表層土壤更快更深地埋入下層,使得互花米草入侵低潮灘能增加較深土壤層次的有機碳庫.總的來說,互花米草入侵不僅增加了表層土壤有機碳庫,同時顯著增加了深層土壤有機碳庫,且在評價互花米草入侵對濱海濕地土壤有機碳庫的作用時,應考慮其促淤作用導致的土壤層次位移的影響.

東灘濕地土壤無機碳庫占總碳庫的60%,顯著高于土壤有機碳庫.Liao等[24]和 Peng等[36]僅比較了不同植物群落間土壤總碳庫的差異,其他一些研究主要關注互花米草入侵對土壤有機碳庫的影響[29-31],可能難以恰當反映互花米草入侵對土壤碳庫特征的影響.土壤無機碳庫受植物種類以及土壤理化性質如 pH等因素影響[43].互花米草根系會分泌小分子有機酸進入土壤[44],從而有降低土壤 pH和改變土壤無機碳庫的潛在影響.然而,東灘為典型潮汐灘涂濕地,周期性潮汐淹沒維持了東灘濕地穩定的堿性土壤環境(pH＞8.0)[45].本研究表明,目前東灘濕地土壤無機碳庫并未受到互花米草入侵的影響,入侵導致的土壤總碳庫變化主要是通過增加土壤有機碳庫來實現的,但未來仍然需要長期監測研究來探討互花米草入侵對土壤無機碳庫的潛在影響.

3.3 互花米草入侵對土壤呼吸的影響

無論是與高潮灘蘆葦群落相比,還是與低潮灘海三棱藨草群落相比,互花米草入侵均顯著增加了土壤呼吸.土壤呼吸主要由微生物呼吸(異養呼吸)和根呼吸(自養呼吸)兩部分組成[46].一方面,與土著植物相比,互花米草比土著植物有較為優勢的生理生態特征如光合速率,葉面積指數和生長速率等,顯著了增加凈初級生產力.其入侵可為微生物提供更多容易利用的底物如根系分泌物、凋落物和有機質等,并且增加微生物生物量,使得微生物呼吸增加.另外一方面,互花米草根系生物量顯著高于土著植物[24],導致其入侵會顯著增加根系呼吸.此外,互花米草和蘆葦為維管植物,可以通過植物體內的導管作用向土壤輸送 O2,海三棱藨草不是維管植物,通過植物體向土壤輸送 O2的功能相對較差.與蘆葦相比,互花米草具有較高的植物生物量、植株密度和根系生物量[24],增強其向土壤輸送O2能力,從而促進土壤CO2的產生和排放.

值得注意的是,美國東海岸與長江河口濕地正好相反,蘆葦作為外來種入侵互花米草群落,顯著增加了植物凈初級生產力[47],但是蘆葦群落土壤有機碳含量或略低于互花米草群落[48],或與互花米草群落基本無差異[49].目前尚未見蘆葦入侵美國東海岸濕地土壤呼吸影響原位監測研究.基于已有的研究,蘆葦入侵增加了美國東海岸濕地的土壤碳輸入,但并未增加土壤碳庫,我們推測蘆葦入侵可能會顯著增加美國東海岸濕地土壤呼吸,進而顯著增加濕地土壤碳輸出.在全球變化的背景下,未來開展互花米草入侵對中國濱海濕地影響與蘆葦入侵美國東海岸濕地影響異同的比較研究,對深入系統的理解植物入侵對濕地土壤碳動態的影響有重要意義.

3.4 互花米草入侵對土壤動態的影響

本研究表明互花米草入侵長江河口濕地顯著增加了植物碳庫和土壤呼吸,意味著互花米草入侵同時增加土壤碳輸入和碳輸出,其綜合效應是互花米草入侵顯著增加了長江河口濕地土壤碳庫,表明入侵增加的土壤碳輸入顯著高于增加的土壤碳輸出,入侵可能會增強了濱海濕地的碳匯強度和固碳能力.值得注意的是,由于互花米草入侵通過增加土壤呼吸增加了土壤碳輸出,僅從互花米草入侵對碳輸入過程的影響難以準確評價入侵對土壤碳動態的影響,需綜合考慮互花米草入侵對土壤碳輸入和碳輸出過程的影響.

已有研究表明,濱海濕地是“藍色碳匯”的重要組成部分[17-18],互花米草入侵中國濱海濕地可能會有助于提升濕地固碳能力,在減緩全球變化方面可能會有一定的作用.然而,互花米草入侵顯著改變了中國濱海濕地植物[25]、底棲動物[21]、土壤動物[50]、微生物[23]和鳥類[21]多樣性和群落結構,改變了土著物種棲息環境[21],從而也產生其他方面的生態影響.因此,尚需通過長期系統的監測研究,以便全面定量評估互花米草入侵中國濱海濕地的綜合生態影響.

4 結論

4.1 互花米草入侵顯著增加長江河口濕地植物碳庫,且入侵至低潮灘對濕地植物碳庫的增加更顯著,從而可能會有利于長江河口濕地生態系統的碳累積.

4.2 互花米草入侵顯著增加長江口濕地土壤微生物碳、總碳庫和有機碳庫,而對占土壤總碳庫60%以上的無機碳庫無顯著影響,意味著互花米草入侵導致的土壤總碳庫改變主要是通過增加土壤有機碳庫來實現的.

4.3 無論是在高潮灘與蘆葦群落相比,還是在低潮灘與海三棱藨草群落相比,互花米草入侵長江河口濕地均顯著增加了土壤呼吸.

4.4 互花米草入侵同時增加土壤碳輸入和碳輸出,但入侵也顯著增加了土壤碳庫表明入侵增加的土壤碳輸入顯著高于增加的土壤碳輸出,意味著互花米草入侵可能會增強了長江河口濕地的土壤碳匯強度和固碳能力.但仍然需要長期系統的監測研究,以便全面定量評估互花米草入侵中國濱海濕地的綜合生態影響.