鷺鳥營(yíng)巢對(duì)無(wú)居民海島臺(tái)灣相思林氮磷循環(huán)影響研究.pdf

1、鷺鳥是鷺科(Axdeidae)鳥類的總稱,在我國(guó)分布極廣,是濕地生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物類群之一。鷺鳥多營(yíng)巢于樹、竹上,主要以幼魚、蝦、水生昆蟲等水生生物和兩棲類為食。當(dāng)其歸巢休憩時(shí),會(huì)為營(yíng)巢地帶來(lái)數(shù)量可觀的鳥糞。由于鳥糞中富含氮磷元素,必然會(huì)對(duì)營(yíng)巢地森林生態(tài)系統(tǒng)的氮磷循環(huán)產(chǎn)生影響。本研究選取典型無(wú)居民海島廈門市大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)的鷺鳥營(yíng)巢地臺(tái)灣相思林(Acacia confuse)為試驗(yàn)對(duì)象,主要通過(guò)林地土壤和凋落物研究結(jié)合15N自然豐

2、度法,揭示鷺鳥營(yíng)巢對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)氮磷循環(huán)的影響,為更好地認(rèn)識(shí)鷺鳥作為將養(yǎng)分從水域向陸地轉(zhuǎn)移的運(yùn)輸者在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和功能提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本研究表明,鷺鳥營(yíng)巢能夠顯著提高臺(tái)灣相思林土壤的氮磷和有機(jī)碳含量,降低土壤pH,并通過(guò)15N穩(wěn)定同位素證明這種改變主要源于鳥糞的輸入。首先,營(yíng)巢提高了土壤的速效養(yǎng)分含量:營(yíng)巢區(qū)土壤的氨氮、硝氮和速效磷含量依次為138.78、208.70和342.11mg·kg-1,均顯著高于對(duì)照區(qū)(依

3、次為84.77、124.97和115.91mg·kg-1)；其次,營(yíng)巢提高了土壤的總氮、總磷和有機(jī)碳含量,營(yíng)巢區(qū)這三者分別為4.73、1.17和58.02g·kg-1,顯著高于對(duì)照區(qū)(依次為2.46、0.60和29.16g·kg-1)；此外,營(yíng)巢會(huì)導(dǎo)致土壤pH略有降低,營(yíng)巢區(qū)(3.24)小于對(duì)照區(qū)(3.72)。進(jìn)一步分析表明,營(yíng)巢區(qū)土壤δ15N為7.48‰,顯著高于對(duì)照區(qū)4.16‰,證實(shí)鳥糞輸入是引起上述改變的主要原因。此外,季節(jié)變化能

4、夠顯著影響對(duì)照區(qū)土壤礦質(zhì)氮含量,這可能與林地的溫、濕度變化有關(guān)。這種作用同樣也發(fā)生在營(yíng)巢區(qū),但由于營(yíng)巢區(qū)還受到鷺鳥營(yíng)巢活動(dòng)的影響,所以土壤礦質(zhì)氮含量季節(jié)動(dòng)態(tài)與對(duì)照區(qū)略有差異。然而對(duì)于土壤總氮、速效磷、總磷、有機(jī)碳含量、pH而言,無(wú)論是在營(yíng)巢區(qū)還是在對(duì)照區(qū),季節(jié)變化對(duì)其影響均不顯著。
　　 本研究表明,鷺鳥營(yíng)巢能夠顯著提高臺(tái)灣相思樹活葉的N含量和凋落物養(yǎng)分歸還量,并通過(guò)15N穩(wěn)定同位素證明這種改變?cè)从邙B糞的輸入。首先,由于土壤養(yǎng)分

5、供應(yīng)的差異,營(yíng)巢提高了活葉N含量:營(yíng)巢區(qū)臺(tái)灣相思活葉中的N含量(44.70mg·g-1)顯著高于對(duì)照區(qū)(43.05mg·g-1),δ15N(9.12‰)亦高于對(duì)照區(qū)(2.80‰),表明前者吸收利用了來(lái)自鳥糞的高δ15N的N素；其次,季節(jié)變化是顯著影響臺(tái)灣相思林凋落量動(dòng)態(tài)的主要因素,而營(yíng)巢對(duì)凋落量的影響并不顯著,但營(yíng)巢區(qū)凋落物的N、P含量(27.76、1.46mg·g-1)及P年歸還量(6.91kg·hm-2)均顯著高于對(duì)照區(qū)(依次為24

6、.74、1.15mg·g-1和5.15kg·hm-2),證明營(yíng)巢可顯著提高凋落物養(yǎng)分含量,因而加快養(yǎng)分的凋落歸還。此外,營(yíng)巢區(qū)臺(tái)灣相思林養(yǎng)分循環(huán)參數(shù)R值為1.44,小于對(duì)照區(qū)1.59,也表明營(yíng)巢區(qū)內(nèi)養(yǎng)分元素循環(huán)較快。
　　 本研究表明,鷺鳥營(yíng)巢加快了臺(tái)灣相思凋落葉的分解。凋落葉在營(yíng)巢區(qū)的分解系數(shù)k為0.0032 d-1,顯著高于對(duì)照區(qū)(k=0.0027d-1)。研究還發(fā)現(xiàn),凋落葉分解時(shí)δ15N與初始值相比發(fā)生了改變,表明凋落葉分

7、解過(guò)程中外源N的進(jìn)入,由于營(yíng)巢區(qū)林地外源N的δ15N高于對(duì)照區(qū),這導(dǎo)致了凋落葉在營(yíng)巢區(qū)分解時(shí)δ15N總體高于對(duì)照區(qū)。鷺鳥營(yíng)巢降低了臺(tái)灣相思林林下植物多樣性。這可能是由于營(yíng)巢區(qū)土壤富含P、氨氮和硝氮,能夠促進(jìn)一些植物的生長(zhǎng),但對(duì)更多植物產(chǎn)生了抑制作用。此外,對(duì)照區(qū)林下植物均勻度指數(shù)總體高于營(yíng)巢區(qū),這可能是由鳥糞輸入差異造成兩區(qū)空間異質(zhì)性的不同所引起的。綜上所述,鷺鳥營(yíng)巢時(shí),通過(guò)鳥糞輸入可明顯改變無(wú)居民島林地土壤理化性質(zhì),顯著提高臺(tái)灣相思樹