高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响

白静 严锦钰 何东进 蔡金标 王韧 游巍斌 肖石红 侯栋梁 李威威

白静, 严锦钰, 何东进, 蔡金标, 王韧, 游巍斌, 肖石红, 侯栋梁, 李威威. 互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
引用本文: 白静, 严锦钰, 何东进, 蔡金标, 王韧, 游巍斌, 肖石红, 侯栋梁, 李威威. 互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
BAI Jing, YAN Jin-yu, HE Dong-jin, CAI Jin-biao, WANG Ren, YOU Wei-bin, XIAO Shi-hong, HOU Dong-liang, LI Wei-wei. Effects of Spartina alterniflora invasion in eastern Fujian coastal wetland on the physicochemical properties and enzyme activities of mangrove soil[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
Citation: BAI Jing, YAN Jin-yu, HE Dong-jin, CAI Jin-biao, WANG Ren, YOU Wei-bin, XIAO Shi-hong, HOU Dong-liang, LI Wei-wei. Effects of Spartina alterniflora invasion in eastern Fujian coastal wetland on the physicochemical properties and enzyme activities of mangrove soil[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202

互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
基金项目: 

福建省科技厅重点项目 2009N0009

国家自然科学基金项目 31370624

福建省科技厅引导性项目 2015N0018

国家自然科学基金项目 30870435

详细信息
    作者简介:

    白静。主要研究方向:自然地理学。Email: 170420859@qq.com  地址:350002  福建省福州市仓山区福建农林大学林学院

    通讯作者:

    何东进,教授,博士生导师。主要研究方向:生态学与森林经理学。Email: fjhdj1009@126.com  地址:同上

  • 中图分类号: S714.2

Effects of Spartina alterniflora invasion in eastern Fujian coastal wetland on the physicochemical properties and enzyme activities of mangrove soil

  • 摘要: 以空间代替时间,结合方差分析、多重比较和Pearson相关分析等方法,对闽东滨海湿地互花米草入侵不同阶段群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林-互花米草共生群落、互花米草群落和光滩)的土壤理化性质和酶活性及二者相关性进行了差异分析,试图解释互花米草成功入侵的土壤学机理。结果表明:互花米草入侵增加了土壤密度,降低了土壤pH值和含水率,减少了土壤有机碳、有机质、全氮和全磷含量。互花米草入侵提高了闽东滨海湿地土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,降低了土壤脲酶活性。相关分析表明,土壤酶活性与土壤理化因子存在密切关系,蔗糖酶与全氮、全磷和含水率呈极显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;脲酶与含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;碱性磷酸酶与全磷、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;过氧化氢酶与理化因子无相关性。本研究为治理互花米草提供理论依据。
  • 图  1  闽东滨海湿地采样点位置

    1.秋茄红树林群落; 2.共生群落;3.互花米草群落;4.光滩。引自文献[11]。

    Figure  1.  Location of sampling sites in the coastal wetland of eastern Fujian Province

    1, Kandelia candel red wood community; 2, K.candel red wood-Spartina alterniflora symbiosis community; 3, S. alterniflora community; 4, bare beach. Cited from reference [11].

    图  2  互花米草入侵不同阶段各土层土壤理化因子对比

    不同大写字母表示同一群落下不同土层间差异显著,不同小写字母表示同一土层不同群落间差异显著(单因素方差分析,S-N-K多重比较,P<0.05)。下同。

    Figure  2.  Comparison in soil physical and chemical factors in different soil layers of varied stages under Spartina alterniflora invasion

    Different capital and small letters indicate significant differences among soil layers in the same community and among communities in the same soil layer, respectively(one-way ANOVA, S-N-K multiple comparison, P < 0.05). The same as below.

    表  1  不同群落不同土层土壤酶活性

    Table  1.   Soil enzyme activities in different soil layers of varied communities

    群落类型
    Communitytype
    土层
    Soil layer
    蔗糖酶
    Invertase/(mg·g-1)
    脲酶
    Urease/(ug·g-1)
    碱性磷酸酶
    Alkaline phosphatase/(mg·100 g-1)
    过氧化氢酶
    Catalase/(mL·g-1)
    光滩Bare beach0~20 cm0.037±0.01Ab27.453±1.15Ab0.106±0.07Ab0.454±0.05Aa
    20~40 cm0.028±0.00Ab22.562±1.17ABb0.084±0.03ABb0.484±0.04Aab
    40~60 cm0.027±0.00Ab19.689±1.26Bb0.074±0.01Bb0.454±0.04Ab
    秋茄红树林群落Kandelia candel red wood community0~20 cm0.093±0.01Aab41.665±2.37Aa0.326±0.1Aab0.440±0.06Aa
    20~40 cm0.073±0.00Bab30.171±0.75Ba0.268±0.08Aa0.411±0.02Ab
    40~60 cm0.064±0.00Ba23.464±0.72Ca0.130±0.01Aab0.400±0.03Ab
    共生群落Kandelia candel red wood- Spartina alterniflora symbiosis community0~20 cm0.101±0.04Aa33.295±1.00Ab0.412±0.08Aa0.553±0.01Aa
    20~40 cm0.085±0.03Aa22.517±1.22Ba0.249±0.04ABab0.548±0.01Aab
    40~60 cm0.060±0.01Aa22.424±1.26Bab0.154±0.02Bab0.555±0.02Ab
    互花米草群落Spartina alterniflora community0~20 cm0.080±0.01Aab31.202±1.47Ab0.534±0.09Aa0.548±0.02Aa
    20~40 cm0.059±0.01ABab29.419±1.62Ab0.231±0.03Ba0.476±0.03ABa
    40~60 cm0.044±0.02Bab19.233±1.56Bab0.097±0.02Ba0.419±0.02Ba
    下载: 导出CSV

    表  2  土壤酶活性与理化因子间的相关性分析

    Table  2.   Correlation analysis between soil enzyme activity and soil physicochemical factors

    项目Item蔗糖酶
    Invertase
    脲酶
    Urease
    碱性磷酸酶
    Alkaline phosphatase
    过氧化氢酶
    Catalase
    蔗糖酶Invertase1.000
    脲酶Urease0.689*1.000
    碱性磷酸酶Alkaline phosphatase0.817**0.700*1.000
    过氧化氢酶Catalase0.3650.0470.4891.000
    有机碳含量Organic carbon content0.4010.4100.118-0.569
    有机质含量Organic content0.4010.4100.118-0.569
    全氮含量Total nitrogen content0.756**0.4920.511-0.023
    全磷含量Total phosphorus content0.922**0.5530.699*0.353
    全钾含量Total potassium content-0.3790.1020.021-0.167
    pH值pH value-0.773**-0.505-0.413-0.119
    土壤密度Soil bulk density-0.902**-0.618*-0.672*-0.075
    含水率Moisture content0.820**0.582*0.578*-0.086
    注:Pearson相关分析,***分别表示在P<0.05和P<0.01水平上相关显著(2-tailed)。Notes: Pearson correlation analysis, *and** indicate the correlation is significant at P<0.05 and P<0.01 levels, respectively (2-tailed).
    下载: 导出CSV
  • [1] 吴德力, 沈永明, 杜永芬, 等.福建省罗源湾互花米草扩展过程及其特征分析[J].海洋学报(中文版), 2013, 35(6): 113-120. doi:  10.3969/j.issn.0253-4193.2013.06.011

    WU D L, SHEN Y M, DU Y F, et al. The expanding process and characteristics of Spartina alterniflora in Luoyuan Bay of Fujian Province[J]. Acta Oceanologica Sinica (in China), 2013, 35(6): 113-120. doi:  10.3969/j.issn.0253-4193.2013.06.011
    [2] CALLAWAY J C, JOSSELYN M N. The introduction and spread of smooth cordgrass(Spartina alterniflora)in South San Francisco Bay[J]. Estuaries and Coasts, 1992, 15(2): 218-226. doi:  10.2307/1352695
    [3] SAYCE K, DUMBAULD B R, HIDY J. Seed dispersal in drift of Spartina alterniflora[C]. Pullman: K. Pattened, 1997: 27-31.
    [4] 严锦钰.互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤生态系统的影响研究[D].福州: 福建农林大学, 2015: 10-11.

    YAN J Y. The study on the influence on mangrove soil ecosystem caused by Spartina invasion in the coastal wetlands in East Fujian, China[D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2015: 10-11.
    [5] 金宝石, 高灯川, 杨平, 等.闽江河口区互花米草入侵不同年限下湿地土壤有机碳变化[J].自然资源学报, 2016, 31(4): 608-619. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zrzyxb201604006

    JIN B S, GAO D C, YANG P, et al. Change of soil organic carbon with different years of Spartina alterniflora invasion in wetlands of Minjiang River estuary[J]. Journal of Natural Resources, 2016, 31(4): 608-619. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zrzyxb201604006
    [6] 袁月, 李德志, 王开运.芦苇和互花米草入侵性研究进展[J].湿地科学, 2014, 12(4): 532. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=shidkx201404018

    YUAN Y, LI D Z, WANG K Y. Research progress in mutual invasion of Phragmites australis and Spartina alterniflora communities[J]. Wetland Science, 2014, 12(4): 532. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=shidkx201404018
    [7] 张祥麟, 石盛莉, 潘根兴, 等.互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化[J].地球科学进展, 2008, 23(9): 974-981. doi:  10.3321/j.issn:1001-8166.2008.09.009

    ZHANG X L, SHI S L, PAN G X, et al. Changes in eco-chemical properties of a mangrove wetland under Spartina invasion from Zhangjiangkou, Fujian, China[J]. Advances in Earth Science, 2008, 23(9): 974-981. doi:  10.3321/j.issn:1001-8166.2008.09.009
    [8] 黄利东, 汪丽军, 王月.植被类型对滨海湿地土壤酶活性的影响研究[J].土壤通报, 2015, 46(6): 1447-1452. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=trtb201506026

    HUANG L D, WANG L J, WANG Y. Effects of vegetation type on soil enzyme activities in coastal marsh[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2015, 46(6): 1447-1452. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=trtb201506026
    [9] 谢联辉, 尤民生, 侯有明, 等.生物入侵:问题与对策[M].北京:科学出版社, 2011: 169-171.

    XIE L H, YOU M S, HOU Y M, et al. Alien species invasion and its countermeasures[M]. Beijing: Science Press, 2011: 169-171.
    [10] 洪惠馨.中国海域钵水母生物学及其与人类的关系[M].北京:海洋出版社, 2014: 196.

    HONG H X. The relationship between Scyphomedusae biology and human beings in China seas[M]. Beijing: Ocean Press, 2014: 196.
    [11] 何东进, 郑开基, 王韧, 等.闽东湿地重金属污染特征与生态风险评价[J].武夷科学, 2009, 25(1): 44-49. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wykx200901010

    HE D J, ZHENG K J, WANG R, et al. Pollution characteristics and risks of heavy metals in the wetland in eastern Fujian Province[J]. Wuyi Science Journal, 2009, 25(1): 44-49. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wykx200901010
    [12] 谭勇, 何东进, 游巍斌, 等.闽东滨海湿地入侵种互花米草表型可塑性及生物量分配对潮位梯度的响应[J].应用与环境生物学报, 2014, 20(5): 863-868. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yyyhjswxb201405018

    TAN Y, HE D J, YOU W B, et al. Spartina alterniflora morphological plasticity and biomass allocation in response to tidal gradient change in Mindong coastal wetlands[J]. Chinese Journal of Applied Environmental Biology, 2014, 20(5): 863-868. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yyyhjswxb201405018
    [13] 苏少川, 何东进, 王韧, 等.闽东滨海湿地生态系统服务功能价值评估[J].湿地科学与管理, 2012, 8(3): 14-18. doi:  10.3969/j.issn.1673-3290.2012.03.04

    SU S C, HE D J, WANG R, et al. Evaluation of ecosystem of the coastal[J]. Wetland Science & Management, 2012, 8(3): 14-18. doi:  10.3969/j.issn.1673-3290.2012.03.04
    [14] 侯栋梁, 何东进, 洪伟, 等.入侵种互花米草影响我国滨海湿地土壤生态系统的研究进展[J].湿地科学与管理, 2015, 11(4): 67-71. doi:  10.3969/j.issn.1673-3290.2015.04.20

    HOU D L, HE D J, HONG W, et al. Influence of invasive Spartina alterniflora on soil ecosystem in coastal wetland[J]. Wetland Science Management, 2015, 11(4): 67-71. doi:  10.3969/j.issn.1673-3290.2015.04.20
    [15] 侯栋梁, 何东进, 洪伟, 等.互花米草入侵对闽东滨海湿地土壤有机碳的影响[J].海洋湖沼通报, 2016, 1(1): 68-76. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hyhztb201601010

    HOU D L, HE D J, HONG W, et al. Effect of invasive Spartina alterniflora on soil organic carbon in eastern Fujian coastal wetlands[J]. Transactions of Oceanology and Limnology, 2016, 1(1): 68-76. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hyhztb201601010
    [16] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社, 2000.

    LU R K. Soil agricultural chemical analysis method[M]. Beijing: China's Agricultural Science and Technology Press, 2000.
    [17] 中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社, 1978: 1-160.

    Institute of Soil Science. Analysis of soil physicochemical properties[M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1978: 1-160.
    [18] 关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:农业出版社, 1986.

    GUAN S Y. Soil enzymes and research act[M]. Beijing: Agricultural Press, 1986.
    [19] 梁雷, 叶小齐, 吴明, 等.加拿大一枝黄花入侵对杭州湾湿地围垦区土壤养分及活性有机碳组分的影响[J].土壤, 2016, 48(4): 680-685. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=tr201604009

    LIANG L, YE X Q, WU M, et al. Invasion effects of Solidago canadensis on soil nutrients and active organic carbon components in reclamation district of Hangzhou Bay wetland[J]. Soils, 2016, 48(4): 680-685. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=tr201604009
    [20] 何震, 张礼宏, 连珍珍, 等.植物入侵对河口湿地土壤碳循环影响研究进展[J].亚热带水土保持, 2015, 27(3): 6-10. doi:  10.3969/j.issn.1002-2651.2015.03.003

    HE Z, ZHANG L H, LIAN Z Z, et al. Research progress on effect of plant invasion in soil carbon cycle on estuarine wetland[J]. Subtropical Soil and Water Conservation, 2015, 27(3): 6-10. doi:  10.3969/j.issn.1002-2651.2015.03.003
    [21] LIAO C, LUO Y, JIANG L, et al. Invasion of Spartina alterniflora, enhanced ecosystem carbon and nitrogen stocks in the Yangtze Estuary[J]. Ecosystems, 2007, 10(8): 1351-1361. doi:  10.1007/s10021-007-9103-2
    [22] 曹洪麟, 陈树培, 丘向宇.发展互花米草开发华南热带海滩[J].热带地理, 1997, 17(1): 41-46. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700441948

    CAO H L, CHEN S P, QIU X Y. Developing by South China tropical beach Spartina alterniflora[J]. Tropical Geography, 1997, 17(1): 41-46. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700441948
    [23] ZHAO Y J, QING H, ZHAO C J, et al. Phenotypic plasticity of Spartina alterniflora and Phragmites australis in response to nitrogen addition and intraspecific competition[J]. Hydrobiologia, 2010, 637(1): 143-155. doi:  10.1007/s10750-009-9992-5
    [24] 李家兵, 张秋婷, 张丽烟, 等.闽江河口春季互花米草入侵过程对短叶茳芏沼泽土壤碳氮分布特征的影响[J].生态学报, 2016, 36(12): 3628-3638. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201612017

    LI J B, ZHANG Q T, ZHANG L Y, et al. Effect of Spartina alterniflora invasion sequence on soil carbon and nitrogen distribution in a Cyperus malaccensis marsh of the Min River estuary in spring[J]. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(12): 3628-3638. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201612017
    [25] 张平.不同造林树种对盐碱地土壤理化性质的影响[D].淄博: 山东理工大学, 2014: 46-52.

    ZHANG P. Effect of different afforestation tree species on soil physical and chemical properties of saline-alkali soil[D]. Zibo: Shandong University of Technology, 2014: 46-52.
    [26] 刘雪艳, 王从彦, 王磊, 等.入侵植物对土壤酶活性及土壤微生物群落影响的研究进展[J].江苏农业科学, 2013, 41(4): 304-306. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2013.04.117

    LIU X Y, WANG C Y, WANG L, et al. Invasive plants on soil enzyme activity and the research advances in the effect of soil microbial communities[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2013, 41(4): 304-306. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2013.04.117
    [27] 孙炳寅, 朱长生.互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究[J].生态学报, 1989, 9(3): 240-244.

    SUN B Y, ZHU C S. A study on ecological distribution of microorganisms and some biochemical characteristics in the Spartina alterniflora marsh soil[J]. Acta Ecologica Sinica, 1989, 9(3): 240-244.
    [28] 王世岩.三江平原退化湿地土壤物理特征变化分析[J].水土保持学报, 2004, 18(3): 167-170, 174. doi:  10.3321/j.issn:1009-2242.2004.03.042

    WANG S Y. Analysis on change of physical characteristics of degraded wetland soils in Sanjiang Plain[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2004, 18(3): 167-170, 174. doi:  10.3321/j.issn:1009-2242.2004.03.042
    [29] 孙双红, 陈立新, 李少博, 等.阔叶红松林不同演替阶段土壤酶活性与养分特征及其相关性[J].北京林业大学学报, 2016, 38(2): 20-24. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjlydxxb201602003

    SUN S H, CHEN L X, LI S B, et al. Characteristics of soil enzyme activity and nutrient content and their correlations at different succession stages of broadleaf-Korean pine forest[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(2): 20-24. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjlydxxb201602003
    [30] 张鑫, 耿玉清, 徐明, 等.鄱阳湖湖滨湿地土壤酶活性及影响因素[J].北京林业大学学报, 2014, 36(1): 34-36. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjlydxxb201401006

    ZHANG X, GENG Y Q, XU M, et al. Soil enzyme activity and influencing factors in lakeside wetland of Poyang Lake, Jiangxi Province of eastern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2014, 36(1): 34-36. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjlydxxb201401006
    [31] 牛世全, 李君锋, 杨婷婷, 等.甘南玛曲沼泽湿地土壤微生物量、理化因子与土壤酶活性的关系[J].冰川冻土, 2010, 32(5): 1022-1029.

    NIU S Q, LI J F, YANG T T, et al. The relationships of soil microbial biomass, physicochemical factors and soil enzyme activities in Maqu Swamp wetland of Gannan Prefecture[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2010, 32(5): 1022-1029.
  • [1] 王涛, 郭洋, 苏建宇, 徐春燕.  贺兰山丁香对土壤理化性质、酶活性和微生物多样性的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(4): 91-101. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180365
    [2] 纪文文, 王立海, 时小龙, 许明贤, 郝泉龄, 张广晖, 孟庆凯, 侯胜铭.  基于树木雷达的小兴安岭典型树种粗根分布及其影响因素研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(5): 33-41. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190285
    [3] 王爱斌, 张流洋, 宋慧芳, 张明, 苗雅慧, 郭雨潇, 张凌云.  磷肥施用方式对蓝莓苗木生长及养分吸收的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(2): 114-123. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190235
    [4] 朱怡, 吴永波, 周子尧, 张智雯, 安玉亭.  基于高光谱数据的互花米草营养成分反演 . 北京林业大学学报, 2020, 42(9): 92-99. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200008
    [5] 孙永琦, 冯薇, 张宇清, 秦树高, 毛赫楠.  毛乌素沙地生物土壤结皮对油蒿群落土壤酶活性的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 35(): 1-9. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190082
    [6] 孙永磊, 卢泽洋, 周金星, 庞丹波, 刘玉国, 关颖慧.  喀斯特断陷盆地典型林地土壤酶活性及理化性质研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(2): 40-48. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180328
    [7] 孙启越, 谭红岩, 迟明峰, 吴丹妮, 张晓文, 贾茜, 张龙玉, 贾忠奎.  皆伐油松人工林天然更新对土壤肥力和酶活性的影响 . 北京林业大学学报, 2019, 41(6): 24-34. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180372
    [8] 哈文秀, 周金星, 庞丹波, 关颖慧, 崔明.  岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究 . 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 1-11. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180184
    [9] 姜俊, 刘宪钊, 贾宏炎, 明安刚, 陈贝贝, 陆元昌.  杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响 . 北京林业大学学报, 2019, 41(5): 170-177. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190022
    [10] 李惋瑾, 王若水, 肖辉杰, 王百田, 张克斌, 刘青青, 郭冰寒.  鲜海带生物酶解有机液肥对沙木蓼生长和土壤理化性质的影响 . 北京林业大学学报, 2018, 40(7): 62-72. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170269
    [11] 李伟克, 刘晓东, 牛树奎, 李炳怡, 刘冠宏, 褚艳琴.  火烧对河北平泉油松林土壤微生物量的影响 . 北京林业大学学报, 2017, 39(10): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160420
    [12] 孙双红, 陈立新, 李少博, 段文标, 刘振花.  阔叶红松林不同演替阶段土壤酶活性与养分特征及其相关性 . 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 20-28. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150081
    [13] 李萍萍, 薛彬, 孙德智.  施用城市污泥堆肥对土壤理化性质及白三叶生长的影响 . 北京林业大学学报, 2013, 35(1): 127-131.
    [14] 吴永铃, 王兵, 戴伟, 王丹, 安晓娟.  林土壤酶活性与土壤性质的通径分析 . 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 78-83.
    [15] 薛文悦, 戴伟, 王乐乐, 戚俊, 李晓红.  北京山地几种针叶林土壤酶特征及其与土壤理化性质的关系 . 北京林业大学学报, 2009, 31(4): 90-96.
    [16] 温远光, 郑羡, 李明臣, 徐海根, 梁宏温, 黄承标, 朱宏光, 何斌.  广西桉树林取代马尾松林对土壤理化性质的影响 . 北京林业大学学报, 2009, 31(6): 145-148.
    [17] 耿玉清, 戴伟, 余新晓, 陈峻崎.  森林经营对土壤酶活性影响的研究进展 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 132-138.
    [18] 张秀新, 梁善庆, 金莹杉, 李春义, 周海宾, 邢韶华, 崔丽娟, 尹增芳, 张仁军, 林娅, 李昌晓, 张玉兰, 刘杏娥, 吴淑芳, 陈圆, 张颖, 李云开, 王超, 林勇明, 赵铁珍, 孙阁, 王蕾, 王春梅, 任云卯, 谭健晖, 王戈, 张运春, 闫德千, 周繇, 黄华国, 王以红, 樊汝汶, 杨培岭, 马履一, 翟明普, 余养伦, 刘国经, 周荣伍, 杨远芬, 张明, 罗建举, 张曼胤, 吴普特, 刘艳红, 钟章成, 洪滔, 王莲英, 温亚利, 马钦彦, 张桥英, 于俊林, 刘青林, 张志强, 江泽慧, 徐秋芳, 高岚, 江泽慧, 赵勃, 田英杰, 柯水发, 殷际松, 邵彬, 王希群, 王小青, 安玉涛, 刘俊昌, 张本刚, 周国模, 杨海军, 周国逸, 汪晓峰, 张晓丽, 崔国发, 王玉涛, 费本华, 罗鹏, 何春光, 陈学政, 于文吉, 吴承祯, 冯浩, 何松云, 康峰峰, 李敏, 刘爱青, 任树梅, 温亚利, 蔡玲, 高贤明, 费本华, 马润国, 骆有庆, 洪伟, 邬奇峰, 王九中, 魏晓华, 徐昕, 徐克学, 赵景刚, 田平, 胡喜生, 任海青, 赵焕勋, 朱高浦, 吴宁, 吴家森, 林斌, 赵弟行, 安树杰, 郑万建, 李永祥, 卢俊峰, 宋萍, 范海兰.  种植绿肥对板栗林土壤养分和生物学性质的影响 . 北京林业大学学报, 2007, 29(3): 120-123.
    [19] 李国平, 崔彬彬, 赵俊卉, 施婷婷, 李贤军, 杜官本, 刘志军, 周国模, 刘智, 张煜星, 雷霆, 徐剑琦, 肖化顺, 宗世祥, 江泽慧, 周志强, 王志玲, 程金新, 张展羽, 雷相东, 于寒颖, 黄心渊, 程丽莉, 陈伟, 曹伟, 雷洪, 张贵, 张则路, 张彩虹, 郭广猛, 张璧光, 王海, 黄群策, 李云, 王正, 骆有庆, 杨谦, 丁立建, 苏淑钗, 苏里坦, 郝雨, 王正, 刘童燕, 曹金珍, 李云, 吴家森, 张璧光, 关德新, 方群, 吴家兵, 李文军, 常亮, 秦广雍, 刘彤, 张大红, 秦岭, 张书香, 许志春, 张慧东, 刘大鹏, 王勇, 张国华, 宋南, 姜培坤, 黄晓丽, 贺宏奎, 张佳蕊, 陈晓光, 金晓洁], 周晓燕, 苏晓华, 蔡学理, 张金桐, 李延军, 姜金仲, 陈燕, 高黎, 于兴华, 冯慧, 刘建立, 张弥, 姜静, 刘海龙, 张冰玉, 王德国, 朱彩霞, 陈绪和, 王谦, 王安志, 成小芳, 尹伟伦, 周梅, 张连生, 冯大领, 金昌杰, 亢新刚, 张勤, 聂立水, 陈建伟3, 梁树军, 胡君艳, 韩士杰, 崔国发, 姚国龙.  亚热带不同人工林土壤理化性质的研究 . 北京林业大学学报, 2006, 28(6): 56-59.
    [20] 王顺忠, 何亚平, 宋颖琦, 李瑞, 白新祥, 王旭, 惠刚盈, 徐基良, 齐实, 王尚德, 耿玉清, 姚洪军, 雷加富, 任琴, 王清奎, 武广涛, 马尔妮, 徐向舟, 余雁, 周成理, 刘秀萍, 白翠霞, 云琦, 康向阳, 徐海, 俞国胜, 王飞, 陈丽华, 崔国发, 赵广杰, 张克斌, 汪思龙, 刘大庆, 胡可, 费本华, 费世民, 石玉杰, 周国逸, 杨莉, 杨谦, 史军义, 蒋俊明, 宋维峰, 冯宗炜, 张波, 张红武, 赵铁蕊, 戴思兰, 秦跟基, 李代丽, 王百田, 徐秉玖, 陈晓鸣, 胡艳波, 孙阁, 张恒明, 孙阁, 胡永建, 李忠, 张慧, 王戈, 王树森, 王亮生, 陈华君, 瞿礼嘉, 代力民, 朱金兆, 董占地, 杨晓晖, 高荣孚, 易传辉, 陈秀明, 张德强, 朱明东, 武波, 余英, 石雷, 闫俊华, 王庆礼, 乔锋, 金幼菊, 肖玉保, 陈峻崎, 赵辉, 杨俊杰, 陈晓阳, 李镇宇, 杨海龙, 唐森强, SteveMcNulty, 杨莉.  北京八达岭地区土壤酶活性及其与土壤肥力的关系 . 北京林业大学学报, 2006, 28(5): 7-11.
  • 加载中
图(2) / 表 (2)
计量
  • 文章访问数:  613
  • HTML全文浏览量:  99
  • PDF下载量:  21
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-16
  • 修回日期:  2016-09-22
  • 刊出日期:  2017-01-01

互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
    基金项目:

    福建省科技厅重点项目 2009N0009

    国家自然科学基金项目 31370624

    福建省科技厅引导性项目 2015N0018

    国家自然科学基金项目 30870435

    作者简介:

    白静。主要研究方向:自然地理学。Email: 170420859@qq.com  地址:350002  福建省福州市仓山区福建农林大学林学院

    通讯作者: 何东进,教授,博士生导师。主要研究方向:生态学与森林经理学。Email: fjhdj1009@126.com  地址:同上
  • 中图分类号: S714.2

摘要: 以空间代替时间,结合方差分析、多重比较和Pearson相关分析等方法,对闽东滨海湿地互花米草入侵不同阶段群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林-互花米草共生群落、互花米草群落和光滩)的土壤理化性质和酶活性及二者相关性进行了差异分析,试图解释互花米草成功入侵的土壤学机理。结果表明:互花米草入侵增加了土壤密度,降低了土壤pH值和含水率,减少了土壤有机碳、有机质、全氮和全磷含量。互花米草入侵提高了闽东滨海湿地土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,降低了土壤脲酶活性。相关分析表明,土壤酶活性与土壤理化因子存在密切关系,蔗糖酶与全氮、全磷和含水率呈极显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;脲酶与含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;碱性磷酸酶与全磷、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;过氧化氢酶与理化因子无相关性。本研究为治理互花米草提供理论依据。

English Abstract

白静, 严锦钰, 何东进, 蔡金标, 王韧, 游巍斌, 肖石红, 侯栋梁, 李威威. 互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
引用本文: 白静, 严锦钰, 何东进, 蔡金标, 王韧, 游巍斌, 肖石红, 侯栋梁, 李威威. 互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
BAI Jing, YAN Jin-yu, HE Dong-jin, CAI Jin-biao, WANG Ren, YOU Wei-bin, XIAO Shi-hong, HOU Dong-liang, LI Wei-wei. Effects of Spartina alterniflora invasion in eastern Fujian coastal wetland on the physicochemical properties and enzyme activities of mangrove soil[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
Citation: BAI Jing, YAN Jin-yu, HE Dong-jin, CAI Jin-biao, WANG Ren, YOU Wei-bin, XIAO Shi-hong, HOU Dong-liang, LI Wei-wei. Effects of Spartina alterniflora invasion in eastern Fujian coastal wetland on the physicochemical properties and enzyme activities of mangrove soil[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(1): 70-77. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160202
  • 外来物种入侵问题已经成为全球性的热点问题,引起世界各国政府及科学家的关注。互花米草(Spartina alterniflora)隶属禾本科(Gramineae)、米草属(Spartina),是原产于北美洲中纬度海岸潮间带滩涂的多年生耐盐耐淹高大草本植物[1]。互花米草的快速扩散及其对潮滩的侵占极大程度上改变了原生潮滩生态系统结构,引起潮滩生态系统服务功能的变化。国外较早对北美的旧金山海湾(San Francisco Bay)和Willapa海湾互花米草有性繁殖(种子的活性、扩散、萌发)和无性繁殖两种扩散方式及其入侵机制进行了研究[2-3]。国内对互花米草的研究大体可分为互花米草植物学特征和引种栽培、开发利用(1979—2003年)和入侵机理与特征、入侵对生态系统的危害和解决防治手段等(2003年至今)两个阶段[4]。近年来,有关互花米草入侵对土壤生态系统组分和物质组分的研究较多[5-6],针对互花米草不同入侵阶段的土壤酶活性与土壤理化性质的研究还较为薄弱, 张祥麟等[7]研究表明米草入侵后土壤有机碳、微生物生物量碳、氮含量及蔗糖酶和磷酸酶对滨海湿地土壤退化的反应强烈。黄利东等[8]研究表明,对酶活性起主要限制性作用的物质是有机质,互花米草除增加土壤酶活性外,还促进土壤养分循环和利用。

    根据福建省海洋与渔业局资料,2005年闽东沿海互花米草分布面积从2001年测算的66.67 km2增加到100 km2,2011年利用遥感融合影像技术分析得知,福建省沿岸海域互花米草分布面积为99.24 km2,宁德市互花米草分布面积最大,为66.28 km2。互花米草在向南蔓延的过程中不断侵占光滩,与本地植物群落相竞争[9],互花米草造成闽东地区海水养殖业的直接经济损失每年高达7亿~8亿元人民币[10]。目前针对闽东滨海湿地生态系统的研究取得了很多成果[11-15],但从土壤理化性质和酶学角度对互花米草入侵闽东滨海湿地的研究较少,所以,本研究采用空间代替时间的方法,选择闽东滨海湿地互花米草入侵最严重的霞浦县4种群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林-互花米草共生群落、互花米草群落、光滩)代表互花米草入侵不同阶段,对不同群落类型下的土壤理化性质和土壤酶活性指标进行差异分析,试图从土壤学机理解释互花米草入侵成功的原因,为生态治理互花米草提供理论依据。

    • 闽东是福建省宁德市的俗称,位于福建省东北部(26°18′~27°04′ N、118°32′~120°44′ E),以中亚热带海洋性季风气候为主,年均气温在13.0~20.2 ℃之间,年均降雨量可达2 350 mm,全年无霜期最大可达300 d。闽东径流量丰富,径流量年内分配受季节性降雨制约,有明显的丰枯变化。地貌以山地丘陵为主,其间夹有山间盆地,沿海一带有滨海堆积平原。海岸线曲折绵长、港湾众多,海域辽阔。海岸线长878 km,占福建省海洋渔场总面积的35.63%。海域面积4.6万km2,分布有大量浅海滩涂。闽东滨海湿地是全国少有的大潮差海区,总面积为74 km2,占福建省滨海湿地总面积的10.6%,包括潮间裸滩、养殖场、水域、农田、红树林等。

    • 2013年10月,对闽东互花米草入侵最严重的霞浦县(26°44′47″N、119°48′04″E)具代表性的4种群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林-互花米草共生群落(以下简称“共生群落”)、互花米草群落和光滩(本研究将光滩也视为群落进行叙述))进行调查。具体设置为:1)霞浦县霞塘村:光滩、秋茄红树林群落、互花米草群落,鹅湾村:共生群落。2)无互花米草入侵的群落以秋茄红树林群落为代表;互花米草侵占秋茄红树林群落面积一半左右以共生群落为代表;秋茄红树林群落完全被互花米草侵占的湿地群落称互花米草群落。3)群落类型的划分以现场勘察,计算样地中互花米草占秋茄红树林群落的面积比,结合当地林业部门和居民的走访资料确定。

      图  1  闽东滨海湿地采样点位置

      Figure 1.  Location of sampling sites in the coastal wetland of eastern Fujian Province

    • 2013年采用传统的挖掘土壤剖面的方法,对研究区进行土壤取样,分别采集光滩、秋茄红树林群落、共生群落、互花米草群落内的土样,每个研究区内设置大小为5 m×5 m的正方形样地3块,共12块。在每块样地内,随机选取3个点进行挖掘土壤剖面取样,土壤剖面按层次采样时自下而上(与剖面划分、观察和记载相反)分层采取,以免采取上层样品时对下层土壤的混杂污染。在0~60 cm深度内,用小铲刀以20 cm间隔取样,即0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm共3层,并在各层最典型的中部采样,放入自封袋,共108袋带回实验室。用体积为100 cm3环刀对各层土壤分别取样,每层做3个重复,共324个环刀样带回实验室测土壤密度和土壤含水率。新鲜土样一部分采用生物冰袋冷藏,带回到室内除去植物残体后迅速过2 mm筛,混匀置于冰箱4 ℃中保存,另一部分带回实验室自然风干,捡去草根等杂物后,磨碎过2 mm筛备用,四分法取少量进一步磨碎过0.15 mm筛,装袋准备土壤养分、土壤酶活性指标测定。

    • 土壤的理化性质采用常规方法测定[16]。土壤有机质采用重铬酸钾密度法;土壤有机碳采用重铬酸钾-外加热法测定;全氮采用元素分析仪测定(VarioMaxCN,Elementar,德国);全P采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定;全K运用氢氧化钠熔融制备待测液,采用TAS-990原子吸收分光光度计测定;pH值采用电位法(水:土=5:1),悬液用pHs-3c型酸度计测定;含水量采用烘干法[17]测定。土壤密度采用环刀法[17]测定。

    • 过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法;脲酶采用苯酚钠-次氯酸钠比色法;碱性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法;蔗糖酶采用3,5-二硝基水杨酸显色法[18]

    • 采用Microsoft Excel 2010对实验数据进行整理和初步计算。采用SPSS(SPSS 20.0 for windows)统计分析软件的方差分析方法对不同群落类型的土壤理化性质、土壤酶活性各指标进行差异显著性分析,运用Pearson相关方法对土壤酶活性和土壤理化性质相关关系进行分析。

    • 图 2可知,4种群落的土壤pH均呈微碱性,土壤pH大小依次为共生群落>光滩>秋茄红树林群落>互花米草群落,土壤全磷含量大小依次为共生群落>秋茄红树林群落>互花米草群落>光滩。土壤含水率和全氮含量大小依次为秋茄红树林群落>共生群落>互花米草群落>光滩。土壤密度大小依次为光滩>互花米草群落>共生群落>秋茄红树林群落。土壤全钾含量大小依次为互花米草群落>光滩>秋茄红树林群落>共生群落。秋茄红树林群落的土壤有机碳和有机质含量最高,且最大值出现在40~60 cm,其余3种群落的土壤有机碳和有机质含量无显著差异。秋茄红树林群落、共生群落和互花米草群落的土壤pH值、土壤密度,随土层加深而增加,全氮、全磷和含水率随土层加深而减少。光滩的土壤密度随土层加深而减少,全氮和含水率随土层加深而增加,pH值和全磷含量随土层加深变化为先增后减,全钾含量随土层加深而先减后增。4种群落的土壤有机碳和有机质与土层深度变化无显著相关,共生群落下土壤pH值随土壤深度增加变化显著(P<0.05),互花米草群落下土壤含水率随土层深度增加而显著减少(P<0.05),共生群落和互花米草群落下土壤密度随土层深度增加显著增加(P<0.05)。

      图  2  互花米草入侵不同阶段各土层土壤理化因子对比

      Figure 2.  Comparison in soil physical and chemical factors in different soil layers of varied stages under Spartina alterniflora invasion

    • 表 1可得,4种群落的土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶均随土壤深度增加而含量降低。蔗糖酶活性高低依次为共生群落>秋茄红树林群落>互花米草群落>光滩,脲酶含量高低依次为秋茄红树林群落>互花米草群落>共生群落>光滩,碱性磷酸酶活性高低依次为互花米草群落>共生群落>秋茄红树林群落>光滩,过氧化氢酶活性高低依次为共生群落>互花米草群落>光滩>秋茄红树林群落。

      表 1  不同群落不同土层土壤酶活性

      Table 1.  Soil enzyme activities in different soil layers of varied communities

      群落类型
      Communitytype
      土层
      Soil layer
      蔗糖酶
      Invertase/(mg·g-1)
      脲酶
      Urease/(ug·g-1)
      碱性磷酸酶
      Alkaline phosphatase/(mg·100 g-1)
      过氧化氢酶
      Catalase/(mL·g-1)
      光滩Bare beach0~20 cm0.037±0.01Ab27.453±1.15Ab0.106±0.07Ab0.454±0.05Aa
      20~40 cm0.028±0.00Ab22.562±1.17ABb0.084±0.03ABb0.484±0.04Aab
      40~60 cm0.027±0.00Ab19.689±1.26Bb0.074±0.01Bb0.454±0.04Ab
      秋茄红树林群落Kandelia candel red wood community0~20 cm0.093±0.01Aab41.665±2.37Aa0.326±0.1Aab0.440±0.06Aa
      20~40 cm0.073±0.00Bab30.171±0.75Ba0.268±0.08Aa0.411±0.02Ab
      40~60 cm0.064±0.00Ba23.464±0.72Ca0.130±0.01Aab0.400±0.03Ab
      共生群落Kandelia candel red wood- Spartina alterniflora symbiosis community0~20 cm0.101±0.04Aa33.295±1.00Ab0.412±0.08Aa0.553±0.01Aa
      20~40 cm0.085±0.03Aa22.517±1.22Ba0.249±0.04ABab0.548±0.01Aab
      40~60 cm0.060±0.01Aa22.424±1.26Bab0.154±0.02Bab0.555±0.02Ab
      互花米草群落Spartina alterniflora community0~20 cm0.080±0.01Aab31.202±1.47Ab0.534±0.09Aa0.548±0.02Aa
      20~40 cm0.059±0.01ABab29.419±1.62Ab0.231±0.03Ba0.476±0.03ABa
      40~60 cm0.044±0.02Bab19.233±1.56Bab0.097±0.02Ba0.419±0.02Ba
    • 表 2可知,蔗糖酶与脲酶显著正相关,与碱性磷酸酶极显著正相关,与过氧化氢酶没有明显相关性;蔗糖酶与全氮、全磷和含水率呈极显著正相关,与pH值、土壤密度呈极显著负相关;脲酶与碱性磷酸酶、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;碱性磷酸酶与全磷、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;过氧化氢酶与理化因子无相关性。说明在闽东滨海红树林湿地,蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶是主要酶类,在土壤代谢中起着重要作用,可以作为表征土壤肥力的指标。

      表 2  土壤酶活性与理化因子间的相关性分析

      Table 2.  Correlation analysis between soil enzyme activity and soil physicochemical factors

      项目Item蔗糖酶
      Invertase
      脲酶
      Urease
      碱性磷酸酶
      Alkaline phosphatase
      过氧化氢酶
      Catalase
      蔗糖酶Invertase1.000
      脲酶Urease0.689*1.000
      碱性磷酸酶Alkaline phosphatase0.817**0.700*1.000
      过氧化氢酶Catalase0.3650.0470.4891.000
      有机碳含量Organic carbon content0.4010.4100.118-0.569
      有机质含量Organic content0.4010.4100.118-0.569
      全氮含量Total nitrogen content0.756**0.4920.511-0.023
      全磷含量Total phosphorus content0.922**0.5530.699*0.353
      全钾含量Total potassium content-0.3790.1020.021-0.167
      pH值pH value-0.773**-0.505-0.413-0.119
      土壤密度Soil bulk density-0.902**-0.618*-0.672*-0.075
      含水率Moisture content0.820**0.582*0.578*-0.086
      注:Pearson相关分析,***分别表示在P<0.05和P<0.01水平上相关显著(2-tailed)。Notes: Pearson correlation analysis, *and** indicate the correlation is significant at P<0.05 and P<0.01 levels, respectively (2-tailed).
    • 研究显示,互花米草入侵增加了土壤密度,降低了土壤pH值、含水率、有机碳、有机质、全氮和全磷的含量。土壤密度大小主要受到土壤有机质含量、土壤结构及植物根系结构的影响,互花米草群落土壤密度较高可能与其植株密度大和根系结构复杂有关。样地土壤pH值的降低,可能是由于互花米草凋落物和根系分泌物中含有酸性物质,改善土壤碱性环境。互花米草群落较低的含水率可能是植物自身对于生长环境的选择导致的。互花米草入侵造成土壤密度和pH值的变化,与加拿大一枝黄花[19]入侵造成的杭州湾湿地围垦区土壤理化性质变化一致。共生群落和互花米草群落土壤有机碳和有机质,相比秋茄红树林,含量降低了一半,表明互花米草入侵很大程度上削弱了红树林湿地的碳汇功能。与何震等[20]报道互花米草短期入侵减少土壤碳库的结果一致,但这与Liao等[21]研究结果表明互花米草入侵增加碳储存的结果不一致。互花米草入侵可造成滨海湿地土壤有机碳出现增加和减少两种变化[14],针对这样的变化进行研究,有助于从土壤学角度对互花米草入侵进行生态防治。互花米草发达的通气组织,改良了土壤通气性,提高了根系周围土壤的溶氧度,而土壤溶氧度的提高,又有利于邻近互花米草植株的生长[5]。这可能是互花米草在盐沼地可以大面积扩张的机理之一。互花米草入侵使全氮含量随土层深度增加而减少,这与曹洪麟等[22]研究结果一致,可能由于互花米草生长对N元素的需求量较大导致[4]。土壤N的增加会显著影响互花米草的生长速率和生物量分配[23]。在氮元素受限制的生境中,互花米草与根际固氮菌的共生关系,可以在一定程度上改善氮的限制,增强互花米草光合作用等生理过程,使互花米草的竞争能力得到提高[5]。李家兵等[24]研究表明,互花米草入侵降低碳氮含量,原因是土壤密度降低,不利于养分存留。除光滩外,样地土壤全磷含量随土层加深而递减,表明全磷在土壤中存在表聚性现象,这与张平[25]的研究结果一致。这些土壤基本理化性质的改变,可能是互花米草入侵机制的一部分。

      相关研究结果表明,互花米草入侵能使土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性得到显著提高[26],本研究显示互花米草入侵使闽东滨海湿地土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性提高,降低了土壤脲酶的活性,这与孙炳寅等[27]、黄利东等[8]对互花米草群落土壤酶活性的研究结果类似。互花米草入侵使样地土壤表层过氧化氢酶活性提高,与张祥麟等[7]的互花米草入侵降低过氧化氢酶活性的研究结果不同。研究结果的不同可能是由于样地互花米草群落的土壤处于好氧环境,土壤微生物活动较强,而秋茄红树林地处低洼,土壤受海水长时间浸泡,在厌氧环境中微生物活动和根系分泌物受到影响。多数学者认为入侵植物能通过改变原来植物群落结构和土壤酶活性及养分水平,形成有利于自身生长和扩散的微环境[4]。结合本研究结果,互花米草入侵提高土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性,使土壤提供更多营养元素,可能是互花米草能在盐沼地大面积扩张的机理之一。

      大量研究表明,农业土壤和陆地森林土壤酶活性与土壤肥力因素有良好的相关性[7]。本研究结果显示,互花米草入侵降低了红树林湿地土壤肥力,这与王世岩[28]对三江平原退化湿地土壤物理特征变化的研究结果一致。相关分析表明,土壤蔗糖酶与全氮、全磷含量呈极显著正相关,这与孙双红等[29]的研究结果类似。蔗糖酶与含水率呈极显著正相关,脲酶、碱性磷酸酶与含水率显著正相关,这与张鑫等[30]研究认为湖滨湿地不同土壤酶活性与土壤水分显著相关,土壤酶活性受土壤有机碳影响相对较小的结果一致,与牛世全等[31]对沼泽湿地土壤理化因子和酶活性研究结果类似。土壤过氧化氢酶活性与理化因子无相关性,表明针对互花米草的入侵来讲,土壤过氧化氢酶活性不是表征入侵程度的敏感指标。

参考文献 (31)

目录

    /

    返回文章
    返回