长江口湿地生态系统中有机质的生物地球化学过程研究

长江口湿地生态系统中有机质的生物地球化学过程研究【摘要】：河口湿地是海洋和陆地间的过渡区域。由于与周边生态系统间频繁的物质交换,河口湿地生态系统中生物地球化学过程十分复杂,各种物理、化学和生物过程共同控制着有机质在湿地中的赋存与转化。作为全球碳循环研究中的重要内容之一,有机质在湿地中的生物地球化学过程研究一直备受关注,然而至今为止,关于河口湿地中有机地球化学的研究报道还很少。作为世界重要的河口湿地之一,长江口湿地中有机质的生物地球化学研究至今还鲜有涉及。本文选择长江口最大的湿地一崇明东滩作为研究区域,采集了表层沉积物(洪、枯季)、3根柱状沉积物(分别位于高潮滩、中潮滩和光滩)、植物、动物和长江口水体中的悬浮颗粒物样品,并对样品进行元素(C,N,P,S)、稳定同位素(13)C,(15)N)、类脂化合物(正构烷烃、多环芳烃、脂肪酸、甾醇)等全部或部分参数的测定。对采自高潮滩和光滩的两个表层沉积物进行了粒度分级(63,32-63,4-32和4m),并进行了为期391天的湿地植物降解实验。本文希望通过以上研究,认识有机质在湿地中的来源、分布特征、主要控制因素及有机质的降解过程,结合植物降解实验建立湿地中有机碳循环的模型,定量估算长江口湿地与河口间的有机质输送通量。湿地表层沉积物中总有机碳(TOC)浓度较低,仅为0.10.7%,最高值出现于高潮滩。结合低的C/N比值(611),我们可以初步推测,表层沉积物中有机质可能主要来自于长江悬浮颗粒物,而湿地植物的贡献相对较小。表层沉积物中C,N,S部分在沉积物中呈现相似的变化趋势,即由堤向海浓度逐渐降低,这主要由沉积物中粒度组成差异所引起,细颗粒沉积物中容易富集这几种元素。与C,N,S不同,表层沉积物中P元素由堤向海呈不规则分布。柱状沉积物中有机质的来源组成不同于表层沉积物。当扣除粒度的影响后发现,高潮滩和中潮滩柱状沉积物的中上部出现明显的有机质富集,而这些层次恰好与切割柱样时发现的植物根须密集层次相一致,显示了植物有机质的贡献。经计算得知,来自植物贡献的这部分有机碳和氮分别占这些层次沉积物的总有机碳(TOC)和总氮(TN)的2255%和0.635%,平均值分别为37%和16%。碳同位素(13)C)测定结果显示,湿地中植物均为C-3植物,(13)C平均为-28,长江口水体悬浮颗粒物中(13)C值平均为-22.6。根据表层沉积物中(13)C的组成,高潮滩(-24.3-23.8)高于中潮滩(-24.2-22.8)和光滩(-23.1【关键词】：长江口湿地碳氮同位素生物标志物植物粒度【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2005【分类号】：P593【目录】：第一章湿地有机质生物地球化学研究综述16-321.1湿地中有机质的来源17-231.2有机质在湿地中的降解23-251.3有机质在湿地中的迁移与转化25-281.4湿地与河口间的物质交换28-291.5国内研究现状291.6本文的研究目的和研究意义29-301.7本文的工作思路和研究内容30-32第二章研究区域和研究方法32-502.1研究区域概况32-332.2研究方法33-50Chapter3SpatialvariationsofC,N,PandSdistributioninthesaltmarshofChangjiangEstuary50-653.1Introduction50-513.2Results51-573.3Discussion57-633.4Conclusions63-65Chapter4CarbonandnitrogencompositionandstableisotopeaspotentialindicatorsofsourceandfateoforganicmatterinthesaltmarshoftheChangjiangEstuary65-794.1Introduction65-664.2Results66-704.3Discussion70-784.4Conclusions78-79Chapter5ThelipidgeochemistryofsurfaceandcoresedimentsfromthesaltmarshoftheChangjiangEstuary:n-Alkanes,fattyacids,PAHsandsterols.79-1235.1Introduction79-815.2Results81-1005.3Discussion100-1215.4Conclusions121-123第六章湿地中先锋植物蔗草有机质降解过程的研究与湿地中有机碳输送通量的估算123