長江口濕地生態(tài)系統(tǒng)中有機質(zhì)的生物地球化學(xué)過程研究

長江口濕地生態(tài)系統(tǒng)中有機質(zhì)的生物地球化學(xué)過程研究【摘要】：河口濕地是海洋和陸地間的過渡區(qū)域。由于與周邊生態(tài)系統(tǒng)間頻繁的物質(zhì)交換,河口濕地生態(tài)系統(tǒng)中生物地球化學(xué)過程十分復(fù)雜,各種物理、化學(xué)和生物過程共同控制著有機質(zhì)在濕地中的賦存與轉(zhuǎn)化。作為全球碳循環(huán)研究中的重要內(nèi)容之一,有機質(zhì)在濕地中的生物地球化學(xué)過程研究一直備受關(guān)注,然而至今為止,關(guān)于河口濕地中有機地球化學(xué)的研究報道還很少。作為世界重要的河口濕地之一,長江口濕地中有機質(zhì)的生物地球化學(xué)研究至今還鮮有涉及。本文選擇長江口最大的濕地一崇明東灘作為研究區(qū)域,采集了表層沉積物(洪、枯季)、3根柱狀沉積物(分別位于高潮灘、中潮灘和光灘)、植物、動物和長江口水體中的懸浮顆粒物樣品,并對樣品進行元素(C,N,P,S)、穩(wěn)定同位素(13)C,(15)N)、類脂化合物(正構(gòu)烷烴、多環(huán)芳烴、脂肪酸、甾醇)等全部或部分參數(shù)的測定。對采自高潮灘和光灘的兩個表層沉積物進行了粒度分級(63,32-63,4-32和4m),并進行了為期391天的濕地植物降解實驗。本文希望通過以上研究,認識有機質(zhì)在濕地中的來源、分布特征、主要控制因素及有機質(zhì)的降解過程,結(jié)合植物降解實驗建立濕地中有機碳循環(huán)的模型,定量估算長江口濕地與河口間的有機質(zhì)輸送通量。濕地表層沉積物中總有機碳(TOC)濃度較低,僅為0.10.7%,最高值出現(xiàn)于高潮灘。結(jié)合低的C/N比值(611),我們可以初步推測,表層沉積物中有機質(zhì)可能主要來自于長江懸浮顆粒物,而濕地植物的貢獻相對較小。表層沉積物中C,N,S部分在沉積物中呈現(xiàn)相似的變化趨勢,即由堤向海濃度逐漸降低,這主要由沉積物中粒度組成差異所引起,細顆粒沉積物中容易富集這幾種元素。與C,N,S不同,表層沉積物中P元素由堤向海呈不規(guī)則分布。柱狀沉積物中有機質(zhì)的來源組成不同于表層沉積物。當扣除粒度的影響后發(fā)現(xiàn),高潮灘和中潮灘柱狀沉積物的中上部出現(xiàn)明顯的有機質(zhì)富集,而這些層次恰好與切割柱樣時發(fā)現(xiàn)的植物根須密集層次相一致,顯示了植物有機質(zhì)的貢獻。經(jīng)計算得知,來自植物貢獻的這部分有機碳和氮分別占這些層次沉積物的總有機碳(TOC)和總氮(TN)的2255%和0.635%,平均值分別為37%和16%。碳同位素(13)C)測定結(jié)果顯示,濕地中植物均為C-3植物,(13)C平均為-28,長江口水體懸浮顆粒物中(13)C值平均為-22.6。根據(jù)表層沉積物中(13)C的組成,高潮灘(-24.3-23.8)高于中潮灘(-24.2-22.8)和光灘(-23.1【關(guān)鍵詞】：長江口濕地碳氮同位素生物標志物植物粒度【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級別】：博士【學(xué)位授予年份】：2005【分類號】：P593【目錄】：第一章濕地有機質(zhì)生物地球化學(xué)研究綜述16-321.1濕地中有機質(zhì)的來源17-231.2有機質(zhì)在濕地中的降解23-251.3有機質(zhì)在濕地中的遷移與轉(zhuǎn)化25-281.4濕地與河口間的物質(zhì)交換28-291.5國內(nèi)研究現(xiàn)狀291.6本文的研究目的和研究意義29-301.7本文的工作思路和研究內(nèi)容30-32第二章研究區(qū)域和研究方法32-502.1研究區(qū)域概況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第六章濕地中先鋒植物蔗草有機質(zhì)降解過程的研究與濕地中有機碳輸送通量的估算123