2种典型湿地植物枯落物分解后汞的变化.docx

2种典型湿地植物枯落物分解后汞的变化 由于人类活动的增多，全球汞流量也在增加。中国东部是世界上最大的钠水沉降地区之一。由于相对较低的水位，汞流通常形成于湿润区。通过沼泽和地表径流的干燥沉积，汞流可以积累在潮湿地区。在国外，湿地的生物地球化学循环研究较多。人们认为，沼泽湿地对区域内的水和土壤循环起着重要作用。这是许多河流和湖泊a-i的主要来源。根据国内研究，三江平原湿地中的水含量很高，与沼泽沼泽类型有关。湿地的砍伐会显著降低土壤中的水含量。湿植物吸收大气中的铅，湿植物可以积累更多的铅储存。然而，阿波罗对湿地水循环系统中的影响尚不清楚。采用分段袋法可研究阿波罗生态系统中养分的转移和转化及影响因素，但用分段袋法难以研究阿波罗生态系统中的钠变化。作者研究了阿波罗水生态系统中液体转化和积累的变化，以及形态的变化。 1 样品的采集和测定 实验区选择在中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站.该站位于我国最大的淡水沼泽湿地分布区.由于4月份仅表层有解冻,不利于野外实验的进行,所以选择2002年5月中旬至10月进行野外实验,这个时间也能够反映枯落物在一个生长季的变化趋势.采集毛果苔草(Carex lasiocarpa)和小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地植物立枯,剔除杂物,用自来水冲洗干净,晾干后称取15 g左右样品分别放入18目和300目的2种尼龙分解袋中,按照10 cm、20 cm、30 cm、40 cm深度埋在小叶章和毛果苔草沼泽湿地土壤中.每个样品有3个平行样,每月取样品.样品取出后,除去分解袋表面杂物,晾干、称重、粉碎待测.18目孔隙分解袋具有较大的孔隙,小的土壤动物可以进出,可参与植物残体的分解;300目分解袋则不可以. 实验同期气温、降水和积水深度的时间变化见图1.从5月到7月开始,积水深度逐渐下降,8月降水增多,水位上升,到9月又有下降.毛果苔草湿地在整个生长季都有积水,而小叶章湿地为周期性淹水. 总汞的测定采用V2O5-H2SO4-HNO3法消解,F732-V智能型冷原子吸收测汞仪测定总汞.用同样的方法测定空白,加标回收率大于90%,所有的样 品总汞含量都高于3倍空白标准差.测定精确度用土壤标准样品(GSS-2)进行检验. 在枯落物分解过程中,其质量和汞含量都将发生变化.为了反映总体上汞的质量变化,用式(1)计算了汞的损失率. Li=(1?wi×Miw0×M0)×100%(1)Li=(1-wi×Μiw0×Μ0)×100%(1) 式中,Li为i时间段汞的损失率(%),损失率是正值表示损失,而负值表示增加;w0为初始植物汞的质量分数(ng·g-1);M0为植物初始质量(g);wi为i时间段植物残体汞的质量分数(ng·g-1);Mi为i时间段植物残余质量(g). 2 结果 2.1 枯落物汞的变化 计算了通过分解袋取回后的质量与初始质量之差,并将此差值与初始质量的比值定义为枯落物的损失率(图2).损失的越快也说明分解的速度越快.就18目分解袋毛果苔草枯落物而言,10 cm深分解袋质量损失率基本上逐渐增加,其它3层的损失率在90 d达到最高,随后增长缓慢或下降,分解造成的质量损失主要是在前90 d.从损失率上可以看出,10 cm深分解速度高于下面各层,40 cm深分解速度最低.这表明各层枯落物的分解速率随深度逐渐减小.在垂直变化上,各时间段不同层损失率的变异系数以第1个月(49.6%)变化最大,其它几个时间段均小于25%,这是由于5~6月不同层次之间温度相差最大,影响到分解. 对于300目分解袋,各层枯落物损失率也表现出相似的时间变化特征.在10 cm深,18目分解袋的损失率高于300目分解袋,说明表层土壤动物对枯落物的分解有影响. 18目和300目毛果苔草分解袋中枯落物汞的含量变化趋势基本一致(图3).除底层外,其它各层都表现出以下共同变化特征:在分解初期汞含量略有升高;然后,随着分解程度的增强,汞的含量逐渐降低,并低于初始浓度.可以推测,伴随着枯落物的分解,其中的汞逐渐向湿地水和土壤中迁移.到分解的第90~140 d,汞含量又逐渐升高,并有加快的趋势.在40 cm深度处,汞的含量总体上表现为逐渐减小. 18目和300目毛果苔草分解袋枯落物汞损失率的变化趋势也基本一致(图4).除底层外,其它各层汞的损失速度随时间增加而减慢,并最后表现为累积,到第90 d汞的损失达到最大,这与汞含量达最小有关.经过一个生长季的分解,18目分解袋(10~40 cm)中,汞的总量分别损失了43.1%、38.6%、43.8%、52.5%,而300目分解袋各层分别损失了54.1%、37.0%、50.3%、50.7%,损失的这部分汞进入了湿地环境. 毛果苔草沼泽300目分解袋汞损失率和枯落物 质量损失率的相关性要高于18目分解袋(