图们江下游农田/湿地交错区氮磷变化特征及对典型湿地植物影响研究

摘要

图们江下游地处与中国、朝鲜、俄罗斯三国交界处，是吉林省重点保护湿地之一，该区湿地开垦为水田现象较为普遍，导致土壤中氮磷发生变化，从而影响湿地植物群落组成。因此，本文以农田/湿地交错区为研究对象，通过分析水田、天然湿地1（有水）、天然湿地2（无水）、与水田接壤湿地（过渡区1:有水）、水田沟渠接壤区（过渡区2:无水）土壤与典型湿地植物（狭叶甜茅）不同组织器官（主根、须根、茎、叶）氮磷变化特征及其之间的关系，探究环境条件导致氮磷变化对湿地植物体氮磷影响。研究结论如下:
　　(1)过渡区1土壤中总氮(TN)、总磷(TP)、有效氮(AN)、有效磷(AP)的平均含量显著高于水田和天然湿地，过渡区2中TN、AN、AP小于水田和天然湿地，TP大于水田和天然湿地;天然湿地中TN、TP大于水田，AN、AP小于水田。土壤TN、TP、AN、AP平均含量均表现为:天然湿地1＞天然湿地2，N∶P表现为:天然湿地2＞天然湿地1。过渡区1土壤中TN、AN、N∶P随距离农田的增加呈现出先升高后降低特点，过渡区2土壤氮磷含量具有一定差异。双因素方差分析表明水条件（有水与无水）是影响土壤中TN、AN、AP主要因素，土地类型（过渡区与天然湿地）是影响TP含量主要因素，土地类型和水条件是共同影响土壤中TN的主要因素。
　　(2)过渡区1狭叶甜茅植物体内主根、须根、茎、叶TN、TP的平均含量最高，天然湿地次之，过渡区2最低。过渡区1植物体内茎、叶N∶P最大，天然湿地主根N∶P最大，过渡区2须根N∶P最大。过渡区2植物体内主根、须根、茎、叶氮磷含量明显低天然湿地与过渡区1植物体内氮磷含量，过渡区1叶片中N∶P含量最高。双因素方差分析表明水条件是影响植物体氮磷变化主要因素，而土地类型和水条件共同作用影响须根中氮含量。
　　(3)综合比较植物各器官氮内稳性系数(HN)、磷内稳性系数(HP)及氮磷比内稳性系数(HN∶P)，叶HP(2.78)＞HN(1.75)，根HP(2.22)＞HN(1.47)，须根HN∶P(2.38)＞HP(1.52)＞HN(1.45)，茎HN∶P(2.08)＞HP(1.79)＞HN(1.69)，该种植物体主根、须根、茎、叶的氮的生态化学内稳系数小，表明该种植物为氮限制植物。水条件是影响土壤和植物氮磷含量主要因素，而过渡区1土壤TN含量最高，是影响该区土壤AN最潜在因素，即为影响植物生长重要因素。进一步通过土壤氮磷与植物体氮磷的相关分析发现，天然湿地中植物体氮磷仅与土壤AN、AP显著相关(p＜0.05)，但是过渡区植物体氮磷与AN、AP显著相关之外，其部分器官还与土壤中TN、TP显著相关(p＜0.05)。对比天然湿地与过渡区环境氮磷与植物体氮磷之间关系，表明土壤氮磷对植物体氮磷影响方式发生了变化，水田对过渡区植物生长环境氮磷影响是导致该区植物体氮磷变化的重要因素。
　　综上所述，农业活动导致土壤中磷含量增加，潜在影响湿地土壤氮含量累积，外加湿地水环境影响，促进土壤中有效氮含量增加，长期作用可能会影响湿地植物群落结构，威胁湿地生态系统结构与功能的稳定性，应加强对水田管理措施以保护湿地。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 植物氮磷特征研究

1．3．2 土壤氮磷变化对植物影响研究

1．3．3 植物氮磷生态化学计量

1．3．4 植物氮磷生态化学内稳性

1．3．5 植物氮磷生态化学计量应用

1．4 研究内容

第二章 研究区域概况及研究方法

2．1 研究区域概况

2．1．1 地理位置及行政区划

2．1．2 气候条件

2．1．3 水文条件

2．1．4 植被类型

2．1．5 地质地貌

2．1．6 土壤类型

2．2 研究方法

2．2．1 样地的选取

2．2．2 样品的采集及处理

2．2．3 数据统计分析

2．2．4 技术路线

第三章 农田／湿地交错区氮磷变化特征

3．1 农田／湿地交错区土壤氮磷含量变化特征

3．1．1 天然湿地土壤氮磷含量变化特征

3．1．2 过渡区土壤氮磷含量变化特征

3．2 环境因素对土壤氮磷影响

3．3 本章小结

第四章 典型湿地植物体内氮磷变化特征

4．1 狭叶甜茅体内氮磷元素变化特征

4．2 天然湿地狭叶甜茅氮磷变化特征

4．3 过渡区植物体内氮磷变化特征

4．3．1 与水田接壤湿地植物体氮磷变化特征

4．3．2 水田沟渠接壤区植物体氮磷变化特征

4．4 环境因素对植物氮磷影响

4．5 本章小结

第五章 土壤氮磷对植物体氮磷影响

5．1 植物化学内稳性特征

5．2 土壤氮磷与植物体内氮磷关系

5．3 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录