[发明专利]一种平衡湿地冬季脱氮效果和根系呼吸代谢的方法

说明书

本发明提供了一种平衡湿地冬季脱氮效果和根系呼吸代谢的方法，涉及湿地更新保护技术领域。本发明所述方法在每年的枯萎末期2月份收割芦苇。利用本发明所述方法，枯萎末期收割对湿地TN和NH₄⁺–N去除率降低程度最低，且根系异柠檬酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活性影响较小。而且，收割时间对芦苇根系活力和呼吸代谢关键酶的影响与环境中N浓度高低有关，且冬季湿地脱氮效果与根系呼吸代谢特征存在一定的相关性，利用本发明所述方法，可平衡湿地冬季脱氮效果和根系呼吸代谢的关系。

技术领域

本发明属于湿地更新保护技术领域，具体涉及一种平衡湿地冬季脱氮效果和根系呼吸代谢的方法。

背景技术

氮(N)是调节陆地生态系统和水生生态系统中初级生产力和生物多样性的重要元素，但同时也是引起水体富营养化的主要元素之一^[1]。自工业革命以来，全球范围内人为源N排放从1860年的15Tg·N·y^-1增加至上世纪90 年代初的约156Tg·N·y^-1，到2050年预计将达到267Tg·N·y^-1[2]。我国农业氮肥中有25％的N随降水径流和渗漏进入水环境系统，也导致水质恶化现象越来越严重^[3]。湿地作为陆地与水体之间的过渡带，对拦截陆地方向的氮素污染源、降低水体中的氮素水平具有重要作用^[4]。

芦苇(Phragmites australis)是湿地生态系统中的主要植物之一，常见于河口、湖滨、海岸等地，在全球都有广泛分布^[5]。在我国的亚热带季风气候区，分布有大面积芦苇湿地，该地区积温高，无霜期长，芦苇通常在3月份出芽，到11月份进入枯萎期，冬季根系休眠时间较短^[6]。研究表明，生长期芦苇湿地的脱氮效率能达到50～90％^[7,8]，冬季则降低到20％左右^[9]，而由于地表径流中的N浓度较高，小麦季可能比水稻季有更多的N排放^[10]。虽然冬季芦苇地上部分枯萎，但其根系仍存在活力^[11]，了解冬季芦苇根系活动，对如何采取有效措施促进冬季湿地脱氮效果具有重要意义。

收割是对湿地优化和改善具有重要作用的主要管理措施之一。芦苇一年收割一次能够去除地上部枯死量，有效恢复其活力^[12]。在冬季开始时，湿地植物地上部分的N逐渐向地下转移，如果不收割，植物吸收的N可能会随着植株的枯萎腐烂重新回到湿地系统中，造成水体N浓度升高的现象^[13]。大型芦苇湿地系统中，收割措施具有局限性^[14]，因为它需要更多的人力、物力和财力投入。因此，选择最优收割时间，平衡冬季湿地的脱氮效果和芦苇在湿地系统中的功能发挥，有利于最大限度地减少损失。

参考文献：

[1]Tartowski S L,Howarth RW.Nitrogen,nitrogen cycle.Encyclopedia ofBiodiversity(Second Edition),2013:pp 537-546.

[2]Galloway J N,Dentener F J,Capone D G,Boyer E W,Howarth R W,Seitzinger S P,Asner G P,Cleveland C C,Green P A,Holland E A,Karl D M,Michaels A F,Porter J H,Townsend A R,Vorosmarty C J.Nitrogen cycles:past,present,and future.Biogeochemistry,2004,70(2):153-226.