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        崇明東灘濕地土壤生物固氮沿潮灘水淹梯度的特征

        2018-06-25 07:54:50孫秀茹童幫會閆如玉韓美麗林賢彪華東師范大學地理科學學院地理信息科學教育部重點實驗室上海200241
        中國環(huán)境科學 2018年6期
        關鍵詞:潮灘固氮樣點

        孫秀茹,童幫會,閆如玉,劉 敏,韓美麗,林賢彪,程 呂 (華東師范大學地理科學學院,地理信息科學教育部重點實驗室,上海 200241)

        河口濕地是重要的自然生態(tài)系統(tǒng)之一,具有獨特的自然環(huán)境,較高的生產(chǎn)力,且在全球生物地球化學循環(huán)中扮演著重要的作用[1].盡管氮是河口濕地生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)和初級生產(chǎn)力的重要元素,但氮污染及其影響起的生態(tài)環(huán)境問題也備受國內(nèi)外學者的廣泛關注[2-5].近年來,由于人類活動導致的大量無機氮進入到河口生態(tài)系統(tǒng)中,造成河口富營養(yǎng)化和藻華等一系列生態(tài)環(huán)境問題[1].因此,河口濕地氮的生物地球化學循環(huán)及其生態(tài)環(huán)境效應的研究已成為當今河口環(huán)境研究的熱點話題之一.河口環(huán)境中氮的生物地球化學循環(huán)不僅包括了硝化、反硝化和厭氧氨氧化等可以減少氮污染的脫氮過程,還包括了氮的礦化和固氮等過程.固氮過程能夠?qū)⒋髿庵械牡獨廪D(zhuǎn)化為環(huán)境中的可利用性氮,從而提高河口生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力,但也可能加劇水體富營養(yǎng)化,因而受到了國內(nèi)外學者的廣泛關注[6-7].

        河口濕地作為重要的生態(tài)系統(tǒng)之一,在全球氮循環(huán)中發(fā)揮著重要的作用[8-10].河口獨特的水文條件對氮循環(huán)的轉(zhuǎn)化具有重要的影響,此外海平面上升也會改變河口濕地生態(tài)系統(tǒng)的特性,進而影響氮循環(huán)過程[11].因此,開展河口濕地微生物固氮特征及其生態(tài)環(huán)境效應研究對于全球生物地球化學循環(huán)具有重要的意義[12].目前,關于微生物固氮的研究結(jié)果表明,在熱帶亞熱帶海域大量藍藻固氮細菌(束毛藻屬、胞內(nèi)植生藻)的海洋微生物固氮[13],而在海洋溫度相對較低(<20℃)的海域抑制大量藍藻細菌的生長,并形成高溶解度的無機氮濃度,從而抑制固氮速率[14].然而,最近的研究表明,海洋固氮作用,可能是由單細胞的藍藻細菌和異樣細菌介導的,即使在相對較冷(<10℃)和大西洋海岸[15]和波羅的海河口[16]也發(fā)現(xiàn)了這些固氮微生物.Shiozaki等[17]對日本本州島東部溫暖淺海固氮及其影響因子研究,結(jié)果表明溫度、nifH豐度和種類直接影響了微生物固氮速率.此外,Varley等[18]研究結(jié)果說明在固氮酶影響下的固氮速率受到環(huán)境中鐵元素的影響.然而,濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物固氮研究表明溫度是影響固氮微生物分布的最顯著因子[19-20].此外,溶解性無機氮對河口固氮作用有抑制作用,但低水平的氮磷比和鐵等微量元素對固氮作用有促進作用[21].在河口生態(tài)系統(tǒng)中,Huang等[22]在崇明北部同一潮灘海拔不同采樣點土壤表層固氮速率,發(fā)現(xiàn)微生物固氮會受到外來入侵植物的影響,且這些外來入侵植物是通過改變表層土壤氮磷比率,從而影響了表層土壤的固氮速率.謝文霞等[23]對膠州灣河口濕地土壤氮含量的空間分布研究發(fā)現(xiàn),銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、總有機碳和總磷主要集中在土壤表層,對表層土壤的固氮影響較大[25]. Moisander等[24]研究切薩皮克灣沉積物固氮微生物組成的時空變化發(fā)現(xiàn),鹽度、溶解性無機氮、溶解性有機碳和溶解性有機磷等環(huán)境因子與固氮微生物群落組成有顯著關系.迄今為止,已有的水生固氮微生物研究多限于海洋,固氮作用也多與水質(zhì)以及氮的含量密切相關[24-27].

        圖1 長江口東灘地理位置與采樣點Fig.1 Locations of Dongtan wetland in the Yangtze Estuary and sampling sites of sediments

        崇明東灘是長江口規(guī)模最大、發(fā)育最完善的河口型潮汐濕地.在潮汐周期性淹沒循環(huán)的過程中引起沉積物周期性淹沒和裸露,是崇明東灘河口環(huán)境的顯著特征之一,其過程改變了河口的物理化學生物性質(zhì),影響生物地球化學循環(huán)過程[8,28-30].近年來,由于工業(yè)的排放以及農(nóng)業(yè)氮肥的使用,大量的營養(yǎng)鹽進入到河口環(huán)境,引起了富營養(yǎng)化、赤潮等環(huán)境,進而影響著長江口濕地氮循環(huán)過程[2,31].目前,長江口潮灘濕地研究主要為土壤呼吸,溫室氣體排放,外來植物入侵,微生物脫氮過程等為主[32-34],對固氮以及固氮功能基因沿水文梯度分布的研究的報道較少,且固氮和生物功能基因的影響因素尚不明確.本文以長江口崇明東灘濕地作為研究區(qū),采用同位素和分子生物技術,開展不同水文梯度下沉積物固氮速率與固氮功能基因的研究,并分析其關鍵影響因素,研究結(jié)果不僅深化氮循環(huán)的理論認識,而且可為河口潮灘濕地氮污染控制提供科學依據(jù).

        1 研究區(qū)概況與研究方法

        1.1 研究區(qū)概況

        崇明島位于長江口,是泥沙沉積形成的沉積島,也是我國第三大島.崇明東灘濕地位于崇明島最東端 (31°25′~31°38′N, 121°50′~122°05′E),屬于典型的亞熱帶季風性濕潤氣候,夏季和冬季均溫分別為 28.9℃和 5.6℃[35],多年平均降水量約為1144mm[73].潮汐為對長江形成頂托作用,使得長江江水所攜帶的流域泥沙在東灘沉積[36].潮汐作為東灘最顯著的影響特征之一,對潮灘理化因子和植被類型產(chǎn)生較大的影響,在不同高程形成了不同的地貌環(huán)境.東灘土壤多為濱海沙土、黏土,這些沉積物中約60%來源于每年的5~9月份[38]長江的豐水期,江水攜帶的大量泥沙在此沉積.

        最低潮灘位置,平均海拔約 2m,受潮汐影響頻繁,并無植被生長,為裸灘,土壤多為粗粉砂,局部為細沙;中部潮灘平均海拔約 2~2.9m,在低潮時不會受潮水影響,植被為海三稜藨草,土壤以中粉砂為主;較高潮灘平均海拔均大于 2.9m,植被為蘆葦和1995年大量入侵東灘的外來物種互花米草[74],土壤以細粉砂和黏土為主.正規(guī)半日潮在崇明東灘呈有規(guī)律的波動,潮灘位置越低受潮汐影響越大,高潮灘受半日潮的影響較弱.

        1.2 研究方法

        1.2.1 樣品采集 對崇明東灘潮灘濕地地形、植被、土壤全面考察后,于2016年1月和6月在崇明東灘,沿水文梯度(從低到高,樣點潮灘位置越低,水淹頻率越高)選取一條采樣帶,設置 8個樣點(每個樣點之間相距約為300~500m),每個樣點取 3個重復,分別對裸灘和植被點進行土壤采樣,隨機取點,樣品充分混勻.用不銹鋼質(zhì)土鉆采集表層土壤樣品(0~5cm),裝入滅菌的離心管中,4℃保存.在采集后的2h內(nèi)將這些土壤樣品運回實驗室,在無氧環(huán)境下均質(zhì)化,一部分鮮土保存在 4℃用于測定土壤固氮速率,一部分冷凍干燥后研磨過 100目篩,裝于密封袋中用于理化性質(zhì)測定,一部分保存在-80℃的環(huán)境下用于DNA提取和基因豐度測定.

        1.2.2 樣品理化性質(zhì)測定方法 樣品預處理已經(jīng)將土壤樣品中的營養(yǎng)鹽提取出來保存在樣品中的雜質(zhì)沉淀并過濾掉,每個樣品3個平行.無機氮(氨(NH4+)、硝酸鹽(NO2-)、亞硝酸鹽(NO3-))先用2mol/L的氯化鉀(KCl)溶液從土壤中直接萃取,再用分光光度法在流式營養(yǎng)鹽自動分析儀(SAM plus,Skalar Analytical B.V.,the Netherlands)上進行測定.SO42-用去離子水萃取,離子色譜儀測定.總磷(TP)采用濃 H2SO4-HCLO4消煮法測定[38].土壤pH值采用無CO2超純水和樣品按照2.5:1的比例混合[39],用 Mettler-Toledo pH 計測量.樣品的含水量(MC)采用烘干法測定[7,39],即把采集的土壤放在 60℃環(huán)境下烘干來估算它的重量損失,同樣的方法用來測定樣品的含鹽量.樣品用 1mL HCl(1mol/L)消除碳酸鈣后,利用Elementar analyzer vario MaxCNOHS(德國)測定總有機碳(TOC)[22].二價鐵(Fe2+)和總 Fe分別用0.5mol/L 鹽酸和0.25mol/L 鹽酸-鹽酸羥胺萃取之后,用 ferrozine 方法測定[40].三價鐵(Fe3+)含量計算采用總鐵減去Fe2+.

        1.2.3 固氮速率測定方法 采用15N2同位素示蹤法測定土壤樣品固氮速率[41-44].取 20g土壤按照 1:7(土壤/水)的比例混合成泥漿,于培養(yǎng)瓶中曝氬氣15min[1,43,45].將培養(yǎng)瓶于20℃培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)24h,培養(yǎng)結(jié)束后,將泥漿加入12.5mL頂空瓶(Labco, Exetainer).將頂空瓶分成2組,每組4支,其中一組加入1mL15N2氣體進行培養(yǎng)24h,加入 0.2mL ZnCl2終止微生物活性,另一組加入0.2mL ZnCl2抑制微生物活性,作為起始樣[46].起始和終止頂空瓶加入0.2mL 次溴酸鈉氧化劑,將生成的銨氧化成29N2和30N2,并用膜入口質(zhì)譜分析儀MIMS(Membrane Inlet Mass Spectrometry,HPR-40, Germany)[47]測定29N2和30N2.

        樣品中固氮速率計算公式見式:

        式中:F(μmol N/(kg·h))為潛在固氮速率;Hi 和Hf(μmol N/kg)分別是培養(yǎng)前的起始樣品和培養(yǎng)后的終止樣品中15NH4+的濃度,t(h)則是培養(yǎng)的時間.

        表1 采樣點理化性質(zhì)Table 1 Distribution of physical chemical properties sampling sites

        1.2.4 DNA提取方法 采用MOBIO公司生產(chǎn)的PowersoilTMDNA Isolation Kits提取沉積物樣品 DNA,具體實驗步驟參照該產(chǎn)品實驗說明書.實驗時,稱取0.25g沉積物樣品進行總DNA提取,并將提取出的總DNA經(jīng)過1%的瓊脂糖凝膠電泳進行檢測.為盡可能的減小實驗誤差,實驗過程中的每個樣品均做3個平行,將樣品總DNA保存于-80℃.

        1.2.5 固氮基因定量分析(qPCR) 固氮微生物的豐度通過SYBR Green I-based qPCR方法測定.每個反應試管內(nèi)含有 0.5μL模板 DNA,10μL SYBR? Premix Ex TaqTM(Takara),每種引物0.5μL(10μmol/L),0.5μL BSA(1μg/μL),0.4μL ROX染料(50X)和 7.8μL無菌蒸餾水.DNA 質(zhì)粒所攜帶的nifH基因的拷貝數(shù)作為模板繪制出標準曲線圖PCR的定量分析通過ABI7900 (ABI, USA)儀器測定.熱循環(huán)按照以下步驟進行:95℃環(huán)境下預變性 3min,隨后以在 95℃下反應 15s, 55℃下反應25s,72℃下反應45s進行40個循環(huán).樣品固氮基因拷貝數(shù)采用標準曲線進行計算所得.

        1.2.6 數(shù)據(jù)處理 統(tǒng)計分析在 SPSS 17.0版本進行.采用 ANOVA分析理化性質(zhì)、微生物豐度和土壤固氮速率在不同樣點之間的顯著性.Person分析土壤理化性質(zhì)、微生物豐度與土壤固氮速率之間的相關關系.

        2 結(jié)果與分析

        2.1 土壤理化特征

        由表1可見,研究區(qū)樣點土壤pH變化范圍為7.17~7.93,處于較低潮灘的土壤 pH 值偏高,但在整個潮灘的變化較小.土壤鹽度也是同樣分布規(guī)律,水文梯度較低的土壤鹽度略微偏高,且平均鹽度為 0.1%~0.3%.NH4+的含量冬季(4.32μg/g~9.75μg/g)高于夏季(2.98μg/g~7.41μg/g),但只在冬季植被潮灘土壤中,NH4+的含量表現(xiàn)出明顯的隨潮灘水文梯度的增高而降低,其在其他潮灘無明顯的水文梯度變化.Fe2+、SO4-以及 TOC含量的變化均與NH4+類似,同樣只在冬季植被潮灘土壤中表現(xiàn)出明顯的隨潮灘水文梯度的增高而增高.NO3-的含量則在大部分情況下都隨潮灘梯度的增高而降低.Fe3+在潮灘表層沉積物中的含量隨潮灘梯度變化較大,其變化規(guī)律隨潮灘的變化表現(xiàn)出先增后減,尤其在夏季裸灘土壤中表現(xiàn)最為明顯.

        2.2 土壤固氮速率分析

        圖2 不同水文梯度土壤固氮速率分布特征Fig.2 Characteristics of soil nitrogen fixation rate with different hydrological gradient

        從圖 2可看出,BNF變化范圍為 0.47~17.91μmol N/(kg·h),夏季BNF數(shù)值及沿潮灘變化幅度均明顯大于冬季,且大部分植被表層BNF高于裸灘.BNF從低潮灘向高潮灘呈增加的趨勢.

        夏季植被的表層潮灘BNF在最低海拔潮灘樣點 A1 處最低(0.62μmol N/(kg·h)),從低潮灘向高潮灘大致呈增加的趨勢,在樣點 A6達到峰值(17.91μmol N/(kg·h)),之后向高潮灘速率降低.裸灘潮灘表層土壤在夏季BNF的整體變化趨勢與植被大致一致,其速率最低值也在樣點 A1處(1.41μmol N/(kg·h)),最高值在 A6 處(12.11μmol N/(kg·h)),且大部分,樣點植被潮灘BNF高于裸灘.冬季,兩者的固氮速率均較低(0.48μmol N/(kg·h)~3.55μmol N/(kg·h)),隨潮灘海拔有一定變化幅度且與夏季類似但趨勢不明顯.

        2.3 土壤微生物豐度沿潮灘水文梯度的變化

        圖3 不同水文梯度土壤固氮生物豐度基因Fig.3 Abundance of nitrogen fixation gene soil of with different hydrological gradients

        由圖3可知,土壤生物nifH豐度整體表現(xiàn)為夏季的nifH豐度值和變化幅度均高于冬季,但不同季節(jié)和不同土壤性質(zhì)的空間分布具有一致性,且都與固氮速率的空間分布存在明顯的對應關系.夏季植被表層土壤生物 nifH豐度在樣點 A6處達到峰值(1.24×108copies/g),顯著高于低潮灘A1的nifH豐度(3.14×107copies/g),并且nifH豐度從低潮灘向高潮灘逐漸增加的趨勢在整個研究過程均有表現(xiàn).裸灘在夏季的nifH豐度最高值同樣出現(xiàn)在樣點 A6(7.30×107copies/g),明顯低于植被生物量,樣點 A1處的豐度最低值(3.28×107copies/g)則與植被相近.冬季整個潮灘表層土壤的生物nifH豐度均不同程度的低于夏季,尤其是裸灘樣點 A3(夏季:4.61×107copies/g,冬季:2.43×107copies/g)、A6(夏季:7.30×107copies/g 冬季:1.29×107copies/g),植被樣點 A4(夏季:1.003×108copies/g,冬季:3.72×107copies/g)、A6(夏季:1.24×108copies/g,冬季:4.18×107copies/g).

        2.4 土壤理化性質(zhì)與固氮速率和固氮基因豐度的相關性

        NO3-與冬季植被BNF呈顯著負相關(P<0.05)(表 2),與冬季裸灘土壤和夏季植被 BNF呈極顯著負相關(P<0.01).Fe3+僅與夏季裸灘 BNF呈現(xiàn)極顯著正相關(P<0.01),Fe2+則與冬季植被 BNF呈顯著正相關(P<0.05).TOC和 NH4分別與夏季植被BNF和冬季植被BNF呈顯著正相關和顯著負相關(P<0.05).鹽度與夏季和冬季植被 BNF呈極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)負相關,但 P 與夏季和冬季植被BNF均呈極顯著正相關.這些因素對其他情況下的BNF的影響相對較小.

        3 討論

        河口潮汐濕地水淹頻率的變化是影響其生態(tài)系統(tǒng)的關鍵因子之一[46-47].Karl等[48]認為不同潮灘水淹頻率的不同使土壤中可利用的有機物質(zhì)含量在潮灘的分布也不同,進而對BNF的影響程度不同.本研究0~5cm土層理化性質(zhì)含量均表現(xiàn)出隨潮灘水淹頻率的不同而不同,與該研究結(jié)果一致.其中,海水的pH一般偏中性或者偏堿性,使得較低潮灘的土壤pH也中性偏堿一些,且pH與冬季植被 BNF(r=-0.41,P<0.05)和固氮基因nifH(r=-0.41,P<0.05)呈顯著負相關,鹽度與植被的夏季和冬季的BNF呈極顯著(r=-0.57,P<0.01)或顯著(r=-0.42,P<0.05)負相關性(表 2).此外,Lin等[45]對上海市河網(wǎng)沉積物土壤固氮速率空間分異特征的研究表明,可溶性無機氮在土壤中的濃度與固氮速率呈反比,本研究0~5cm土層固氮速率總體上隨著無機氮NO3-含量的降低而增加,在樣點A6處,土壤無機氮NO3-含量最低,土壤固氮速率達到最高,本文研究結(jié)果也與之一致.研究區(qū)域內(nèi)NO3-與夏季植被和冬季裸灘BNF均呈極顯著負相關(r>0.6,P<0.01),與冬季植被BNF呈顯著負相關(r=-0.51,P<0.05),說明夏季植被表層BNF對于土壤中硝酸鹽的輸入更加敏感[49-51].水周期性淹沒不僅會影響土壤理化性質(zhì),還會造成土壤微生物的差異.高燈州等[52]對閩江口鱔魚灘河口潮灘濕地的研究結(jié)果表明,隨水淹頻率增加,地下生物量,微生物豐度降低.本研究顯示隨水淹頻率增加,表層土壤nifH豐度降低,說明高頻率的水淹環(huán)境造成土壤表層的微生物活動因缺氧而減少,使得土壤微生物的生長也有所降低[53].

        這與Poret-Peterson等[54]對潮灘濕地不同水文梯度表層土壤的微生物碳含量研究結(jié)果相似.

        圖4 固氮速率與固氮功能基因nifH豐度的相關性Fig.4 Correlations between nitrogen fixation rate and nitrogen fixation gene nifH abundance

        土壤微生物功能基因nifH豐度和活性影響B(tài)NF,而植被的生長則會改變土壤的豐度和循環(huán)過程[55-56].已有研究表明,在一個不斷循環(huán)的環(huán)境中,植被的生長可以提高表層土壤的 BNF[57-59],本文研究發(fā)現(xiàn)對比植被和裸灘表層土壤的 BNF與上述研究結(jié)果一致.相關分析(圖2、圖4)結(jié)果表明,大部分生長植被的潮灘表層BNF比裸灘高,且nifH豐度與土壤BNF呈極顯著正相關(r>0.5,P<0.01).土壤的微生物活性與植被生物量生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系,植物的生物量越豐富,越能為土壤提供更豐富的底物,微生物豐度也會越大[46].本研究對潮灘同一梯度的裸灘與植被表層土壤中TOC含量分析表明,大部分植被表層土壤 TOC含量均高于同潮灘水位的裸灘土壤.這主要是因為,與裸灘土壤相比,植物(互花米草或蘆葦)根圍土壤對環(huán)境中的N、P具有較強的吸附作用,能夠?qū)⒊睘竦赝寥酪约昂K械腘、P等養(yǎng)分截留吸取,并以生物量的形式儲存起來,并對其根圍細菌活性存在一定的刺激作用[22].在我們研究的環(huán)境系統(tǒng)中,植被有地上生物量、凋落物產(chǎn)量,但裸灘并無這些,且植被土壤中的有機質(zhì)、微生物產(chǎn)量、土壤呼吸率也均高于裸灘土壤[61-62].植物在促進土壤微生物循環(huán)的過程中,也會促進土壤中微量營養(yǎng)素的循環(huán),活躍固氮菌.本研究結(jié)果表明植 被 表 層 土 壤 BNF(0.62μmol N/(kg·h)~17.91μmol N/(kg·h))和 nifH 豐度(3.14×107copies/g~1.24×108copies/g)大部分高于裸灘(1.41μmol N/(kg·h)~12.11μmol N/(kg·h),3.28×107copies/g~7.30×107copies/g),與 Welsh 等[63]對鹽澤草地中的BNF會隨著植物初級生產(chǎn)力的提高而提高的研究結(jié)果一致.氣溫可能也是影響 BNF的重要因素之一[64],因為溫度在很大程度上直接影響土壤微生物的新陳代謝,從而影響B(tài)NF的高低.且夏季植被處于生長期和旺盛期,在此期間植被由于自身需要,其根際微生物會分泌有機酸、磷酸酶等物質(zhì),提高土壤速效磷含量[64-65],增加土壤中的可利用營養(yǎng)物質(zhì),從而促使這一范圍內(nèi)表層 BNF的提高[66].本研究夏季固氮速率范圍和冬季固氮速 率 范圍分別為(0.62μmol N/(kg·h)~17.91μmol N/(kg·h))和(0.48μmol N/(kg·h)~3.55μmol N/(kg·h)),夏季表層土壤BNF明顯高于冬季,且夏季nifH豐度與固氮速率的相關性更好(r>0.6,P<0.01),也更好的證實了上述觀點.此外,Yao等[67]和Hamer等[66]認為,TOC作為影響微生物量的主要因素,其含量也與微生物關系密切,在一定程度上體現(xiàn)了土壤微生物的豐度.本文研究中,TOC含量與夏季植被BNF均呈顯著正相關(r=0.45,P<0.05),進一步證實了 TOC對土壤微生物量的影響.雖然長江河口潮灘濕地的土壤 N濃度比其他土壤有機質(zhì)匱乏區(qū)高[68-69],但是土壤中的 N濃度很大程度上受生長的植被影響,也許可以推測長江口潮灘濕地土壤中N:P的比例對于植物生長也是一個重要的因素.

        表2 固氮速率與理化因子皮爾遜相關系數(shù)分析(n = 24)Table 2 Pearson’s correlation analysis between nitrogen fixation and geochemical properties (n = 24)

        不同地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)微生物固氮速率相差很大(表3),北部灣北部海域微生物固氮速率的空間分布顯示,瓊州海峽西側(cè)海域固氮速率要高于灣頂沿海海域,其固氮作用除了主要受無機氮營養(yǎng)鹽、溫度等因素影響外,可能還與瓊州海峽西向流有關[55].通常熱帶亞熱帶觀測區(qū)的固氮速率較高,林峰[73]等估算出我國南海生物年固氮通量為 2.9×1011mol N/a,約占全球年固氮量的2.7%,屬于生物固氮作用比較活躍的海域之一.人類活動輸入氮量很高的河口等海岸帶地區(qū)微生物固氮所占的比例較低.

        表3 其他生態(tài)系統(tǒng)固氮速率Table 3 Nitrogen fixation rate in other ecosystem

        長江口河口濕地是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng),其濕地表層土壤中的固氮速率是受氣候、水體、潮汐、地表植被類型及其生長狀況等多種因素綜合影響的結(jié)果,因此,地表植被類型,不同水文梯度的水淹頻率等與潮灘表層土壤固氮速率之間的關系還有待更深入的研究.

        4 結(jié)論

        4.1 土壤 BNF總體上隨著水淹頻率的增加波動降低,在夏季波動幅度更加明顯.

        4.2 土壤中固氮nifH豐度沿水文梯度的分布特征與BNF分布特征相似.

        4.3 固氮功能基因nifH豐度與固氮速率分布呈極顯著正相關,且植被表層土壤BNF和nifH豐度均大部分高于裸灘.

        4.4 土壤理化性質(zhì)對BNF和土壤固氮基因nifH含量均有一定程度的影響.

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