崇明东滩不同类型湿地土壤生物活性差异性分析及其相关性研究

摘要

为了解不同类型滩涂湿地土壤生态效应，以及农业利用模式对围垦滩涂土壤肥力和生物活性的影响，本研究在崇明东滩选取堤内为不同农业利用模式、堤外为不同类型湿地的三个样区(A区、B区和C区)。测定湿地土壤中微生物量、土壤酶活性、有机质含量以及土壤中有机污染物分布与浓度。通过上述实验数据的分析阐明不同类型湿地土壤的污染物净化与碳汇潜能，并初步判断不同农业利用模式对围垦盐碱土壤肥力与生物活性的改良效应。研究结果对于优化湿地管理，提高湿地的环境生态效应具有重要意义，同时对不同类型人工湿地的设计和优化具有理论指导意义。 研究分析发现堤外沙质型芦苇湿地土壤(A区)有机质含量最低，但微生物量和过氧化氢酶、转化酶等与碳代谢有关的酶活性最高；这表明沙质型芦苇湿地土壤有利于微生物的呼吸、代谢与繁殖，具有较高的有机污染物净化能力；粘土型芦苇/米草混合湿地土壤(B区和C区)的有机质含量和氮、磷转化有关的酶活性较高，然而湿地土壤微生物量和碳代谢有关酶活性较低。这表明粘土型芦苇/米草混合湿地土壤通过微生物呼吸作用降解有机物的能力较弱，因此具有较高的碳积累能力。由于崇明东滩湿地处于滨海区域，可能受到航道运输导致的石油污染。研究发现三个样地土壤中都含有一定的石油类物质。其中C区湿地土壤石油类物质含量较高，对C区土壤石油污染进行了初步的微生物修复实验，经过28天修复后土壤中石油类污染降低了 34％，但修复前后土壤的生物活性无显著差异，这说明该区石油类污染对湿地土壤生物活性尚未造成显著影响。 目前，崇明堤内围垦土地的利用模式为：A区是水稻种植；B区是框围养鱼；C区是果蔬种植。实验表明堤内围垦土壤中，种植果蔬的C区土壤有机质、微生物总量和土壤酶活性(除过氧化氢酶以外)均为最高，种植水稻的A区次之，而框围养鱼的B区最低。因此，可以初步推测，通过框围养鱼、水稻耕种以及果蔬种植等程序式农业利用模式，堤内围垦湿地的湿地土壤肥力和生物活性可以得到逐步提高，同时在上述各农业利用阶段可分别获得经济效益。这种围垦盐碱土壤的程序式农业利用模式既能尽快产生经济效益，又可有效改良土壤性质，提高土壤肥力和土壤生物活性。本课题主要通过分析不同类型湿地土壤和不同农业利用模式的围垦土壤的有机质、微生物总量、有机污染物浓度以及各种酶活性的差异性，确定不同类型湿地土壤的生态功能和污染物净化能力，以及目前的程序式农业利用模式对围垦滩涂土壤肥力和生物活性的改良效果。研究结果将为现有天然滩涂湿地的保护与优化以及围垦滩涂的修复和合理利用提供理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 湿地土壤的生态功能研究现状

1.1.1 湿地土壤的主要生态功能

1.1.2 湿地土壤微生物在土壤生态系统中的功能

1.1.3 湿地土壤有机污染物来源与危害

1.2 课题研究背景、来源和研究内容

1.2.1 研究背景

1.2.2课题来源

1.2.3 研究内容

1.2.4 研究目的

第2章 研究区域概况以及样区设置与样品采集

2.1 崇明东滩湿地概况

2.2 崇明东滩主要湿地植被

2.2.1 湿地植被格局

2.2.2 湿地植物的生态功能

2.3 崇明东滩湿地土壤类型

2.4 样区设置以及采样方法

2.4.1 样区设置与样区土壤背景

2.4.2 采样点分布和采样方法

第3章 东滩湿地土壤生物活性的差异性及其环境效应分析

3.1 前言

3.2 材料和方法

3.2.1 材料

3.2.2 分析方法

3.3 结果与分析

3.3.1 崇明东滩有机质含量差异性

3.3.2 崇明东滩不同类型湿地土壤微生物量的差异性

3.3.3 崇明东滩湿地土壤酶活性差异性

3.3.5不同类型湿地土壤的环境效应分析

3.3.4 相关性分析

3.4 小结

3.4.1 湿地有机质含量

3.4.2 湿地土壤微生物量

3.4.3 湿地土壤酶活性

3.4.4 不同类型湿地土壤的环境功能

第4章 东滩湿地土壤污染状况及对土壤生物活性影响

4.1 前言

4.2 材料和方法

4.2.1 材料

4.2.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.3.1 崇明东滩不同区域湿地土壤的有机污染特征与状况

4.3.2 有机污染物对湿地土壤生物活性的影响

4.4 小结

第5章 现有农业耕作模式对围垦盐碱土壤的改良效应

5.1 前言

5.2 材料和方法

5.2.1 材料

5.2.2 实验方法

5.3 结果与分析

5.3.1 不同耕作模式的土壤有机质含量差异性分析

5.3.2 不同耕作模式的土壤微生物量差异性分析

5.3.3 不同耕作模式的土壤酶活性差异性分析

5.3.4 不同耕作模式的改良效应分析

5.4 小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果

致谢