闽江河口湿地硅分布特征及变化的控制因素和机制

Silicon(Si) is essential nutrient element for many plants. Si is also important element to control the functions of terrestrial ecosystem and aquicolous ecosystem. However, little is known about Si biogeochemistry cycling processes in the wetland ecosystem, espeically in China. With the invading of Spartina alterniflora in the coastal zone, esturary ecosystem had been apparently impacted. In view of this, spatio-temporal characteristics and discrepancy of Si distributing in the native species, such as Phragmites australis and Cyperus malaccensis, and the invading specie (Spartina alterniflora) are carried out in Min river estuary. Field observaions and laboratory simulations about influences of factors, such as tide, salinity and tempreature, on the absorbability of Si for marsh vegetables are also carried out. In view of research results, primary influencing factors of Si distributing in Min river estuary would be found. And we will reveal the mechanism of Spartina alterniflora invading on Si distributing in Min river estuary.

硅是是多种植物生长所需的营养元素，是控制陆地和水生态系统机能的重要元素。河口湿地生态系统是硅素研究的重要区域。近年来，互花米草入侵给河口湿地带来一定的影响。本研究将以闽江口湿地为研究地点，开展土著种（芦苇和短叶茳芏）和入侵种（互花米草）湿地硅的分布特征及差异机制等方面的研究，并针对潮汐、盐度、温度等要素对植物吸收硅的影响开展野外试验和室内模拟，揭示影响闽江河口湿地硅分布的主要因素和互花米草入侵对闽江河口湿地硅分布的影响机制。

本项目以闽江口鳝鱼滩湿地为研究对象，分别在芦苇、短叶茳芏和互花米草植被带以及交错带的中心位置取样，分析硅素在不同植被带（包括植被各器官、土壤不同深度）在不同季节的时空分布特征，分析潮汐、植物生长和枯落物分解释放对湿地硅素分布的影响，同时在室内模拟高温、低温、盐度和水淹时间等因子对枯落物分解释放硅素的影响。结果发现：(1)鳝鱼滩湿地土壤及间隙水的含硅量均呈现“夏秋高于冬春”的季节变化特征；离海愈近土壤间隙水含硅量愈高，而土壤生物硅年均含量与距潮沟距离无明显相关性，这说明植物类型、土壤理化性质、温度和潮汐作用等因素均是影响闽江口湿地硅素分布的重要因素。(2)潮汐引起的水淹时间、干湿交替等水文条件变化造成2014-2015年大潮月（10 月）湿地土壤及间隙水中硅含量均略高于小潮月（4月）。(3)呈带状分布的典型植被群落带植物生物硅含量均低于交错带，且不同类型植物硅含量差异较大（p＞0.05）。从空间来看，高潮滩不同植物生物硅含量均高于低潮滩。就不同器官而言，植物地上部分均高于地下部分，具体表现为枯体＞茎＞叶＞根。短叶茳芏与芦苇交错带地下根系生物硅分配比大于地上各器官，而典型群落带植物生物硅分配比则与之相反，这说明交错带植物竞争对硅素在植物各器官中的分配有一定的影响作用。 (4)互花米草湿地土壤有效硅含量高于短叶茳芏湿地和交错带，随时间变化含量相对稳定，但深度越大互花米草湿地土壤含硅量越高，这说明互花米草在稳定土壤有效硅方面具有一定的优势，这可能为其有效入侵提供有利条件。(5)对于河口潮汐湿地，盐度越高，枯落物的失重率和分解速率越低，枯落物分解释放的硅越多。上述结果有助于更好地了解河口湿地硅素地球化学循环过程。