漳江口紅樹林濕地沉積物有機質來源追溯.pdf

1、河口濕地是海陸相互作用的重要地帶，是一個多功能的復雜生態(tài)系統(tǒng)，作為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡地帶，具有獨特的生態(tài)價值和資源潛力。由于其與周邊生態(tài)系統(tǒng)間頻繁的物質交換，河口濕地生態(tài)系統(tǒng)中生物地球化學過程十分復雜，各種物理、化學和生物過程共同控制著有機質在這一地區(qū)中的賦存與轉化。同時作為全球碳循環(huán)研究中的重要內容之一，有機質在濕地中的生物地球化學過程研究一直備受關注，然而迄今為止，關于河口濕地中有機地球化學的研究還有待進一步的充實

2、和完善。濱海河口濕地一個重要組成成分——紅樹林濕地，其有機質的生物地球化學研究目前開展則更少被涉及。 本文選擇中國自然分布最北的大面積重要的紅樹林濕地保護區(qū)——漳江口紅樹林濕地作為研究區(qū)域，采集了表層沉積物(林內、林外)，柱狀沉積物(分別位于三個紅樹純林林內林外)、濕地內的主要優(yōu)勢植物樣品，并對樣品進行元素(C，N，S)、穩(wěn)定同位素(δ13C，δ15N)、類脂化合物(正構烷烴、n-alkane脂肪酸)等全部或部分參數(shù)的測定：同時

3、對采自表層和柱狀沉積物樣品進行了粒度分析，通過對生物標志化合物參數(shù)的判定，對沉積物樣品中有機質來源的類型進行了鑒別。結合沉積物樣品碳穩(wěn)定同位素測定，對柱狀樣中紅樹源有機質貢獻進行了估算，認識有機質在紅樹林濕地中的來源、分布特征、主要控制因素及紅樹植物對沉積物有機質的貢獻。本研究的主要結論如下： 濕地表層沉積物中總有機碳(TOC)濃度較低，僅為0.76-1.49％，在各林分中分布無明顯規(guī)律，但表層沉積物中林內波動比林外強烈。結合表

4、層沉積物中低的C/N比值(6-11)，可以初步推測，表層沉積物中有機質可能主要來自其他來源，而濕地植物的貢獻相對較小。表層沉積物中C，N，S在沉積物中呈現(xiàn)相似的變化趨勢，即林內比林外變化劇烈，這主要是由紅樹林濕地林內復雜的理化性質與沉積環(huán)境造成的。漳江口紅樹林濕地內沉積物中TOC，TN，TS與沉積物粒度間沒有顯著相關性，這區(qū)別于世界其他一些河口濕地沉積物中。有機質受由河流攜帶懸浮顆粒主導所致。通過柱狀樣中C/N比計算，在秋茄、白骨壤和桐

5、花樹三個純林中，3種紅樹植物對沉積物有機質的貢獻率表現(xiàn)為：桐花樹林＞白骨壤林＞秋茄林。在秋茄與白骨壤林內沉積物中，紅樹植物對有機質的貢獻率不足50％。 碳同位素(δ13C)測定結果顯示，濕地內三種主要紅樹植物秋茄、白骨壤和桐花樹的葉片碳同位素體現(xiàn)出與典型C3植物相似的值，平均值分別為-29.50‰，-29.87‰，-29.98‰。表層沉積物中δ13C值的分布，林外各樣點為-23.02—-21.61‰，林內為-22.86—-25.

6、53‰，這與濕地植物δ13C值相比，均明顯富集輕碳同位素，故而濕地植物有機質可能不是濕地沉積物中有機質的最主要來源。這與根據(jù)表層沉積物TOC濃度與C/N比值所得結論一致。表層沉積物中δ15N在林外分布為4.65—7.82‰，在林內分布為5.23—6.78‰。通過對沉積物中δ15N對δ13C，δ13C對C/N，δ15N對C/N等相關性分析以及粒度與穩(wěn)定同位素相關性分析，得出漳江口紅樹林濕地內沉積物中δ13C對有機質變化響應良好，可以用于對

7、沉積物中物源的分析，而δ15N值受其他沉積物理化性質影響，在本研究區(qū)域內變化復雜不適于對物源判斷。利用柱狀樣中δ13C值，根據(jù)兩端元混合模型估算了三個純林樣點中紅樹植物的相對貢獻。結果表明秋茄林中貢獻最小，桐花樹林中最大，與根據(jù)TOC濃度進行估算的趨勢相互吻合。 對濕地沉積物中生物標志物(正構烷烴、脂肪酸)的含量分布研究表明，正構烷烴在林外主要成單峰分布，林內為雙峰分布，高碳數(shù)中有明顯的奇偶分布。脂肪酸中有強烈的偶奇分布，結合其

8、他參數(shù)判斷沉積物中有機質主要來自于海源性和陸源性兩種有機質的貢獻，并且呈海源性優(yōu)勢分布，這種優(yōu)勢在光灘尤為明顯。植物對沉積物有機質的影響在林內明顯加強，并主要來自于高等維管喬木植物。由脂肪酸提供的證據(jù)顯示，研究區(qū)域內沉積物中細菌等微生物活動顯著，有相當?shù)募毦鷣碓床伙柡椭舅岽嬖?。在柱狀樣中脂肪酸的降解隨深度變化明顯。通過對生物標志化合物參數(shù)的判定，對沉積物樣品中有機質來源的類型進行了鑒別。通過判定的有機質來源類型，利用現(xiàn)有文獻資料中的海