珠江口淇澳島紅樹林濕地沉積物碳、氮分布研究

江 睿，吳云超，陳丕茂

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站/廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300；2.中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510301）

紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶潮間帶的木本植物群落[1]，是介于陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)交界處的一種復(fù)雜的濕地生態(tài)系統(tǒng)[2]。紅樹林是近岸海域生產(chǎn)力極高的生態(tài)系統(tǒng)，支持著沿岸區(qū)域水生生物的棲息和覓食，具有重要的生態(tài)服務(wù)功能[3-4]。隨著二氧化碳 (CO2) 濃度升高，全球變暖成為21 世紀(jì)的重大環(huán)境問題之一，沿岸生態(tài)系統(tǒng)中的“藍(lán)碳”因此得到關(guān)注[5-6]。作為3 個(gè)重要的海岸帶“藍(lán)碳”生態(tài)系統(tǒng) (海草床、紅樹林、鹽沼) 之一，紅樹林占全球海岸帶面積比例雖不足0.5%，但每年為海岸帶有機(jī)碳埋藏的貢獻(xiàn)率卻高達(dá)10%～15%(24 Tg·Cy?1,埋藏量單位，每立方碼百萬噸)[7]，在熱帶沿岸生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡中發(fā)揮著重要作用[8]。近年來，關(guān)于紅樹林沉積物有機(jī)碳存儲(chǔ)量、埋藏速率及功能的研究逐漸增多[7,9-11]。研究表明，紅樹林沉積物的碳儲(chǔ)量可占其總碳儲(chǔ)量的50%～90%[6]。紅樹林沉積物碳埋藏量受其分布區(qū)域和根系深度的影響，熱帶紅樹林沉積物碳儲(chǔ)量明顯高于亞熱帶[9-10]，且根系深度越大的儲(chǔ)碳量越高[11]。碳埋藏速率則主要受沉積速率控制，較高的沉積速率有利于有機(jī)質(zhì)被迅速埋藏，進(jìn)而降低其分解率[12]。

受人類活動(dòng)及全球變化的共同影響，在過去的半個(gè)世紀(jì)全球紅樹林濕地面積縮小了30%～50%[13-15]；從20 世紀(jì)50—90 年代，中國紅樹林濕地面積銳減了63.8%，廣東省紅樹林面積也從2.13×104hm2減少至1.01×104hm2[16]。有研究表明，紅樹林面積縮小可造成每年0.02～0.12 Pg (碳儲(chǔ)量單位，1015g) 碳釋放量的增加，而紅樹林濕地的恢復(fù)和保護(hù)可有效抵消人類活動(dòng)向大氣排放的CO2

[17]；為此，世界各地采取了一系列的紅樹林恢復(fù)措施以減緩并抑制其退化[18-21]。

有關(guān)紅樹林沉積物的儲(chǔ)碳研究，可為全球的碳匯研究工作提供參考資料，但由于紅樹林種類多樣且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)其沉積物中碳、氮有機(jī)質(zhì)的研究仍相對(duì)薄弱[22]。廣東省沿海紅樹林資源豐富，是中國紅樹林面積最大的省份[16]。本文以珠江口區(qū)域典型紅樹林濕地 (淇澳島濱海濕地) 為研究對(duì)象，對(duì)其沉積物碳、氮含量、儲(chǔ)量及來源進(jìn)行深入探討，可為我國紅樹林沉積物儲(chǔ)碳機(jī)制的研究提供借鑒，并可為未來的氣候談判和碳排放交易提供一定的科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

調(diào)查地點(diǎn)淇澳島位于珠江口內(nèi)西岸的橫門河口(113°36'40''E—113°23'40''E,22°23'40''N—22°27'38''N)，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫24.5 ℃，年均空氣相對(duì)濕度79%，降水主要集中于4—9 月，年均海水鹽度18.44，潮汐表現(xiàn)為不規(guī)則半日潮屬性，屬濱海鹽漬草甸沼澤土壤[22]。據(jù)已有調(diào)查，淇澳島濱海濕地是目前珠江三角洲地區(qū)紅樹林分布最為集中且面積最大的區(qū)域[23]，紅樹林群落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，以秋茄 (Kandelia candel) 和無瓣海桑 (Sonneratia opetala) 群落為主，還包括桐花(Aegiceras corniculatum)、木欖 (Bruguiera gymnorhiza)、鹵蕨 (Acrostichum aureum)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、海漆 (Excoecaria agallocha)，且以次生林為主。

1.2 樣品采集與測定

本研究于2019 年3 月16—17 日在珠海淇澳島北側(cè)的濱海濕地進(jìn)行表層沉積物和柱狀沉積物的采集 (圖1)。分別在秋茄、桐花、木欖、鹵蕨、無瓣海桑、老鼠簕、海漆純林或占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的林分內(nèi)各設(shè)置林內(nèi) (距林緣10～15 m 的密林內(nèi)) 和林緣 (距林邊緣約0～5 m) 兩個(gè)采樣點(diǎn)，采集表層沉積物樣品(0～3 cm，移去表層約0.5 cm 的氧化層)。柱狀沉積物樣品取自秋茄群落，在5 m×5 m 范圍內(nèi)隨機(jī)進(jìn)行3 次重復(fù)采樣 (T1、T2 和T3)，采集設(shè)備為PVC 管 (長度50 cm，直徑7.5 cm)，取柱狀沉積物30 cm 切割為3 cm 每層共10 層的柱狀沉積物樣品，分別裝入聚乙烯封口袋中密封保存。

圖1 采樣站點(diǎn)分布Figure 1 Sampling site

沉積物總有機(jī)碳 (TOC) 和總氮 (TN) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) 測定：沉積物樣品經(jīng)真空冷凍干燥機(jī) (CoolSafe 55-4) 風(fēng)干，剔除其中的動(dòng)植物殘?bào)w，用研缽和研杵將其研磨粉碎后過100 目篩，裝入新的封口袋中貼標(biāo)簽，于干燥處保存待測。將沉積物樣品用1 mol·L?1的鹽酸酸化過夜，以去除無機(jī)碳對(duì)TOC含量測定的影響，然后用超純水沖洗至溶液pH 為中性后，將沉積物樣品于40 ℃烘干，取處理完成的沉積物樣品10 mg 用元素分析儀 (Flash EA 3000 Thermo Scientific，意大利) 進(jìn)行測定。

1.3 分析方法

1.3.1 有機(jī)碳和總氮儲(chǔ)量估算 依據(jù)下述公式對(duì)淇澳島不同紅樹群落沉積物有機(jī)碳儲(chǔ)量 (SOC) 和總氮儲(chǔ)量 (STN) 進(jìn)行估算[24]：

其中SOCi表示沉積物有機(jī)碳儲(chǔ)量 (t·hm?2)，STNi表示沉積物總氮儲(chǔ)量 (t·hm?2)，Ci表示沉積物有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) (g·kg?1)，Ni表示沉積物總氮質(zhì)量分?jǐn)?shù) (g·kg?1)，Di表示沉積物容重 (g·cm?3)，Ei表示沉積物厚度 (cm)，Vi表示沉積物烘干前的體積(cm?3)，i表示沉積物層次。

沉積物容重采用環(huán)刀法進(jìn)行測定[24]：Di=gi·100/Vi·(100+Wi)，其中Di為沉積物容重(g·cm?3)，gi為沉積物濕質(zhì)量 (g)，Vi為環(huán)刀容積(100 cm3)，Wi為土壤含水率 (%)。結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差()”表示。

1.3.2 沉積物有機(jī)質(zhì)來源分析 利用有機(jī)質(zhì)C/N 二元混合模型[25]具體估算淇澳島紅樹林濕地沉積物有機(jī)質(zhì)來源所占的比例，其公式為：

其中C (i)、Callo(i) 和Cauto(i) 分別為沉積物中的有機(jī)碳、外源有機(jī)碳和植被內(nèi)源有機(jī)碳濃度；N(i)、Nallo(i)、Nauto(i) 分別為沉積物中的氮、外源氮和植被內(nèi)源氮濃度；Rallo(i) 和Rauto(i) 分別為外源和植被內(nèi)源的C/N。參考已有研究，將Rallo(i)和Rauto(i) 分別設(shè)定為7 和37[26]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0 和Excel 2010 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用單一樣本t檢驗(yàn)法分析樣本數(shù)據(jù)在95%置信區(qū)間上差異是否顯著 (P<0.05)，采用單因素方差分析 (One-way ANOVA) 研究不同林分沉積物TOC 和TN 的含量差異，以P<0.05 作為差異顯著水平，采用Pearson 分析法研究TOC和TN 間的相關(guān)性。并將分析結(jié)果繪制成圖。

2 結(jié)果

2.1 淇澳島紅樹林濕地沉積物碳、氮含量平面分布

珠江口淇澳島分布的7 種主要紅樹群落表層沉積物中的TOC 和TN 含量變化見圖2。TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于1.125%～1.969%，平均值為1.560%。7 種不同紅樹沉積物表層的TOC 含量均呈現(xiàn)出林內(nèi)高于林緣的特征，其中林內(nèi)TOC 含量最高的是秋茄，林緣含量最高的是無瓣海桑，而林內(nèi)、林緣TOC 含量最低的均為木欖 (圖3-a)。將各紅樹群落表層沉積物中TOC 含量的平均值進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)秋茄>無瓣海桑>桐花>老鼠簕>海漆>鹵蕨>木欖 (圖2)。One-way ANOVA 分析結(jié)果顯示，秋茄、無瓣海桑、桐花、老鼠簕表層沉積物中的TOC 含量均與海漆、鹵蕨、木欖表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)，單樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，TOC 平均含量最高的秋茄與其余6 種紅樹間存在顯著差異(P<0.01)，無瓣海桑、桐花和老鼠簕的TOC 含量較為接近，顯著高于海漆、鹵蕨和木欖 (P<0.05)。

圖2 7種紅樹群落表層沉積物有機(jī)碳、氮平均含量Figure 2 Average contents of TOC and TN in surface sediments of seven mangrove communities

圖3 7種紅樹群落表層沉積物有機(jī)碳、總氮含量分布Figure 3 Distribution of TOC and TN contents in surface sendiments of seven mangrove communities

7 種主要紅樹群落表層中的TN 質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.058%～0.136%，平均值為0.096%。與TOC 的分布情況不同，表層沉積物中的TN 含量分布并非均呈現(xiàn)為林內(nèi)大于林緣的變化趨勢(shì)，秋茄、老鼠簕、桐花的TN 含量林內(nèi)大于林緣，而其余4 種則表現(xiàn)為林內(nèi)小于林緣，林內(nèi)和林緣TN 含量最高的分別為秋茄和無瓣海桑 (圖3-b)。One-way ANOVA 分析結(jié)果顯示，無瓣海桑的TN 含量與除秋茄外的其余5 種紅樹均存在顯著差異 (P<0.05)，秋茄與海漆和木欖表現(xiàn)出顯著差異 (P<0.05)，而老鼠簕、桐花和鹵蕨與除無瓣海桑外的其余紅樹均無顯著差異(P>0.05)。將各紅樹群落表層沉積物中TN 含量的平均值進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，無瓣海桑>秋茄>鹵蕨>桐花>老鼠簕>木欖>海漆；單樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，TN 平均含量最高的無瓣海桑與其余6 種紅樹間均存在顯著差異 (P<0.05)。

7 種主要紅樹群落林緣和林內(nèi)表層沉積物中TOC 含量的變異系數(shù) (CV) 分別為17.5%和15.7%，說明不同紅樹群落表層沉積物中的TOC 含量變化林緣較林內(nèi)更明顯。而與TOC 情況相反，不同紅樹群落表層沉積物中的TN 含量變化林內(nèi) (27.3%)較林緣 (19.7%) 更為明顯。綜合比較TOC 和TN 的CV 可知，不同紅樹林群落表層沉積物中TOC 和TN 的含量變化均較大 (CV>15%)，且TN 較TOC 的變化程度更大。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，不同紅樹群落林內(nèi)表層沉積物中的TOC 和TN 含量表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性 (P<0.05,R=0.781)，而林緣TOC 和TN 含量的相關(guān)性不顯著 (P>0.05)。

2.2 淇澳島紅樹林濕地沉積物碳、氮垂直分布

淇澳島紅樹林濕地沉積物中TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)在垂向上的變化介于0.920%～2.265%，T1、T2 和T3 的TOC 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.463%、1.673%和1.904%，CV 分別為18.7%、19.5%和13.1%；說明除T2 斷面外，其余斷面沉積物中TOC 含量隨深度變化較為明顯。TOC 含量的最大值均出現(xiàn)在21～27 cm 沉積物層，最小值均出現(xiàn)在9～12 cm層；整體上看，TOC 含量在0～12 cm 層呈下降趨勢(shì)，然后隨著深度的增加波動(dòng)上升，在21～27 cm層達(dá)到最大值后開始下降 (圖4-a)。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，3～9 cm 層與24～27 cm 層的TOC含量存在顯著差異 (P<0.05)，其余各層間差異不顯著。

沉積物中TN 質(zhì)量分?jǐn)?shù)在垂向上的變化介于0.060%～0.143%，總體呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，3 個(gè)斷面TN 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.099%、0.118% 和0.079%，CV 分別為15.95%、13.8%和15.94%；說明除T2 斷面外，其余斷面沉積物中TN 含量隨深度變化較為明顯。TN 含量的最大值均出現(xiàn)在表層，最小值均出現(xiàn)在21～24 cm 層；0～9 cm 層，隨著深度增加TN 含量持續(xù)降低；9～21 cm 層，隨著深度增加TN 含量波動(dòng)升高；21～27 cm 層，隨著深度增加TN 含量波動(dòng)下降；21～30 cm 層，隨深度變化TN 含量基本保持不變 (圖4-b)。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，0～3 cm 層與15～18 cm 層的TN 含量存在顯著差異 (P<0.05)，其余各層間差異不顯著。對(duì)不同層的TOC 和TN 含量進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者相關(guān)性不顯著 (P>0.05)。

圖4 淇澳島紅樹林濕地沉積物中有機(jī)碳、總氮含量垂直分布圖Figure 4 Vertical distribution of TOC and TN contents in sediment of mangrove wetland of Qi'ao Island

2.3 淇澳島紅樹林濕地沉積物碳氮比 (C/N) 變化

C/N 是判斷沉積物有機(jī)質(zhì)來源進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行來源解析的重要指標(biāo)[27]。淇澳島紅樹林濕地表層沉積物中C/N 均值約為16.25，7 種主要紅樹群落表層沉積物中C/N 介于12.032～26.690；林內(nèi)C/N 表現(xiàn)為海漆>老鼠簕>桐花>木欖>鹵蕨>秋茄>無瓣海桑，其中最高的為海漆 (26.690)，最低的為無瓣海桑 (14.422)；林緣C/N 表現(xiàn)為桐花>老鼠簕>秋茄>海漆>無瓣海桑>木欖>鹵蕨，最高的為桐花(21.103)，最低的為鹵蕨 (12.032)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，不同紅樹群落林內(nèi)和林緣的表層沉積物C/N 相關(guān)性不顯著 (P>0.05)，且同種紅樹群落林內(nèi)和林緣的C/N 與TOC 和TN 含量的相關(guān)性均不顯著 (P>0.05)。垂向上C/N 在0～30 cm 沉積物層的變化范圍為12.133～25.253 (圖5)，隨深度增加整體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，最低值出現(xiàn)在9～12 cm 層，最高值出現(xiàn)在21～24 cm 層。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，垂向上C/N 大小與TOC 含量表現(xiàn)出顯著正相關(guān)性 (P<0.01)，與TN 含量表現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)性 (P<0.01)。

圖5 淇澳島紅樹林濕地沉積物中碳氮比垂直分布圖Figure 5 Vertical distribution of C/N in sediment of mangrove wetland of Qi'ao Island

2.4 淇澳島紅樹林沉積物有機(jī)碳、總氮儲(chǔ)量估算

根據(jù)淇澳島紅樹林濕地沉積物含水率和容重(表1、表2)，依據(jù)1.3.2 的公式計(jì)算出淇澳島7 種紅樹群落表層沉積物SOC 介于4.33～6.87 t·hm?2，均值為5.67 t·hm?2，SOC 排序?yàn)榍锴?無瓣海桑>桐花>老鼠簕>海漆>鹵蕨>木欖；表層STN 介于0.289～0.499 t·hm?2，均值為0.350 t·hm?2，排序?yàn)闊o瓣海桑>秋茄>桐花>鹵蕨>老鼠簕>木欖>海漆(圖6)。

0～30 cm 層的沉積物容重介于1.04～1.42 g·cm?3，SOC 介于56.83～69.54 t·hm?2，STN 介于2.94～4.48 t·hm?2，高于同一深度廣西紅樹林沉積物SOC和STN 儲(chǔ)量 (分別約為47.25 t·hm?2和3.32 t·hm?2)，但低于海口和深圳灣[28]，已有研究顯示廣西紅樹林沉積物SOC 明顯高于我國森林土壤平均碳儲(chǔ)量，由此推知淇澳島紅樹林沉積物SOC 亦然，并高于人工林土壤平均SOC[29]。已有研究發(fā)現(xiàn)，天然林土壤SOC 一般高于天然次生林和人工林，森林土壤含碳量與林齡呈正相關(guān)[29-30]。受大量人為因素影響，珠海淇澳島紅樹林原生林已遭到了較為嚴(yán)重的破壞，現(xiàn)存紅樹林多為恢復(fù)措施實(shí)施后的次生林和人工林，秋茄和桐花群落是淇澳島少數(shù)保存下來的本地群落[23]，林齡也相對(duì)較高，與上述研究一致，這兩種紅樹沉積物的SOC 也相對(duì)較高；此外據(jù)已有研究，秋茄群落是淇澳島幾種主要紅樹群落中固碳速率最快的[31]，這也可為秋茄群落表層沉積物中SOC 高于其他群落提供合理解釋。

表1 淇澳島紅樹林濕表層沉積物理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of surface sediment in mangrove wetland of Qi'ao Island

表2 淇澳島紅樹林濕地垂直分層沉積物理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of sediment core in mangrove wetland of Qi'ao Island

3 討論

3.1 淇澳島沉積物TOC 和TN 含量與國內(nèi)外其他濕地對(duì)比

相較于國外的一些河口、湖泊濕地 (法國Alberta 湖泊濕地、美國Massachusetts 濕地和荷蘭西謝爾德河口) 沉積物的TOC 和TN 含量，淇澳島紅樹林濕地的含量相對(duì)較低，但接近并略高于我國的長江口濕地、蘇北潮灘濕地和漳江口濕地 (表3)，說明淇澳島紅樹林濕地沉積物中有機(jī)質(zhì)含量相較于我國其他類型濕地較高，印證了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力較高的特點(diǎn)。與國內(nèi)外其他紅樹林濕地相比，淇澳島紅樹林濕地沉積物TOC 和TN 含量處在中等水平，略高于法國Guniana 紅樹林濕地，與福建九龍江口、漳江口、廣西珍珠灣紅樹林濕地接近，低于深圳福田、廣西大冠沙紅樹林濕地，顯著低于巴西東南部紅樹林濕地 (表3)。根據(jù)已有研究[38]，樹齡、樹種、栽種模式、潮位等因素都會(huì)對(duì)紅樹林濕地沉積物的儲(chǔ)碳量造成影響，故而不同紅樹林濕地沉積物的有機(jī)質(zhì)含量存在差異。已有研究證實(shí)，成林后的沉積物儲(chǔ)碳量會(huì)隨樹齡持續(xù)增加[35]，而淇澳島等我國大部分紅樹林濕地的林齡遠(yuǎn)低于巴西東南部紅樹林濕地，故其有機(jī)質(zhì)含量也顯著低于巴西東南部紅樹林濕。

圖6 7種紅樹群落表層沉積物有機(jī)碳、氮儲(chǔ)量Figure 6 SOC and STN of surface sediments of seven mangrove communities

表3 不同區(qū)域濕地沉積物中有機(jī)質(zhì)含量對(duì)比Table 3 Comparison of organic matter in wetland sediments in different regions

3.2 淇澳島紅樹林濕地沉積物有機(jī)質(zhì)來源分析

C/N 是判斷沉積物有機(jī)質(zhì)來源進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行來源解析的重要指標(biāo)，是區(qū)分有機(jī)質(zhì)來源的常用方法之一，被大量用于沉積物有機(jī)質(zhì)的植被內(nèi)源性和外源性判斷。海洋浮游植物的C/N 通常介于4～10，因其蛋白質(zhì)含量較高故而C/N 相較于體內(nèi)含有大量纖維素成分的陸地植物 (C/N>20) 偏低[27]。已有研究認(rèn)為[39]，若沉積物中C/N 小于8 則為典型的外源性來源，大于12 則為典型的植被內(nèi)源性來源。淇澳島各紅樹林群落表層沉積物的C/N 介于12.032～26.690，林內(nèi)平均值為18.036，林緣平均值為15.685，均表現(xiàn)出相對(duì)較高的C/N，根據(jù)已有研究可知紅樹植物碎屑的C/N 約為37，海洋浮游植物的C/N 約為7[37]，顯示出研究區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)的組成并不主要由最初的外源有機(jī)質(zhì)攝入決定，高等植物對(duì)其有機(jī)質(zhì)組成也具有較高的貢獻(xiàn)率；這也就意味著淇澳島紅樹林濕地內(nèi)快速積累的大量有機(jī)質(zhì)來自于紅樹植物的貢獻(xiàn)率極高，且最高值出現(xiàn)在21～24 cm 層，這與陶玉華等[24]的研究結(jié)果一致，說明中層有機(jī)碳的植被內(nèi)源成分高于表層。

利用1.3.2 的有機(jī)質(zhì)C/N 二元混合模型[25]來具體估算兩種來源分別所占的比例，結(jié)果顯示，植被內(nèi)源有機(jī)碳的平均貢獻(xiàn)率約為70.21%，外源有機(jī)碳的平均貢獻(xiàn)率約為29.79%。綜上所述，紅樹植物碎屑對(duì)淇澳島濕地表層沉積物有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)率要顯著高于海洋浮游植物。這與于宇等[26]對(duì)九龍江口紅樹林濕地的研究結(jié)果基本一致。

3.3 土地利用變化對(duì)淇澳島沉積物有機(jī)質(zhì)組分和含量的影響

土地利用方式會(huì)對(duì)沉積物有機(jī)質(zhì)的儲(chǔ)量及組分產(chǎn)生顯著影響[40-42]。葉翔等[22]對(duì)淇澳島沉積物年代框架和沉積速率的研究顯示，其沉積物表層至101 cm 層的沉積速率約為3.80 cm·年?1；因此本研究所采集的沉積物樣本可大致反映淇澳島近10 年的沉積物變化特征。本研究發(fā)現(xiàn)，淇澳島紅樹林濕地0～30 cm 層沉積物TOC 含量呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，但除3～9 cm 層與24～27 cm 層的TOC 含量存在顯著差異 (P<0.05) 外，其余各層間差異不顯著，說明研究土層沉積物TOC 含量變化并不顯著。淇澳島西部紅樹林濕地在經(jīng)歷了圍海造陸、人工種植以及自然災(zāi)害等各類影響后，近10 年來其土地利用格局逐漸趨于穩(wěn)定[43]。陳志杰等[44]研究發(fā)現(xiàn)，紅樹林沉積物TOC 含量高于旱地和水田土壤，紅樹林濕地經(jīng)人為墾殖后會(huì)造成TOC 的顯著流失，該結(jié)果可為淇澳島紅樹林濕地TOC 和TN 含量的波動(dòng)變化提供合理依據(jù)。本研究中TOC 含量在27～30 cm 層呈顯著上升趨勢(shì) (圖3-a)，對(duì)應(yīng)的年份約為2010 年前后，根據(jù)已有研究[39]可知這段時(shí)間恰為淇澳島開始調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開發(fā)旅游業(yè)的初期，大量灘涂、裸地、養(yǎng)殖池塘等被逐漸轉(zhuǎn)為紅樹林林地，故而對(duì)沉積物中TOC 的積累產(chǎn)生了促進(jìn)作用，而后林地規(guī)?；痉€(wěn)定，TOC 含量波動(dòng)逐漸變小，整體上呈增加趨勢(shì)。

4 結(jié)論

淇澳島7 種主要紅樹群落表層沉積物TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于1.125%～1.969%，TN 質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.058%～0.136%。其中秋茄群落的林內(nèi)TOC 含量最高，無瓣海桑群落的林緣含量最高，而木欖的林內(nèi)、林緣TOC 含量均最低，且7 種主要紅樹群落表層沉積物TOC 含量均呈林內(nèi)大于林緣的特征。受淇澳島土地利用變化的影響，TOC 和TN 含量在0～30 cm 層均呈現(xiàn)出波動(dòng)變化的趨勢(shì)。淇澳島各紅樹林群落表層沉積物的C/N 介于12.032～26.690，顯示出高等植物對(duì)淇澳島紅樹林濕地有機(jī)質(zhì)組成具有較高的貢獻(xiàn)率，根據(jù)C/N 二元混合模型得出紅樹植物碎屑對(duì)淇澳島濕地表層沉積物有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)率要顯著高于海洋浮游植物。淇澳島紅樹群落0～30 cm 沉積物SOC 介于56.83～69.54 t·hm?2，表現(xiàn)出淇澳島紅樹林濕地較強(qiáng)的有機(jī)碳埋藏能力；此外，秋茄群落表層沉積物中的SOC 為7 種主要紅樹群落中最高。