人工濕地生物多樣性——氮去除效應(yīng)的機理研究.pdf

1、全球性氮污染的加劇強化了利用生物多樣性提高系統(tǒng)富營養(yǎng)物去除這一生態(tài)服務(wù)需求。以往研究較充分的多樣性對生產(chǎn)力的各種效應(yīng)（如生態(tài)位分化效應(yīng)和取樣效應(yīng)）主要反映了低營養(yǎng)下植物吸收這個單一過程，而在高營養(yǎng)水平下這些效應(yīng)的解釋能力有限，原因是高營養(yǎng)水平下植物吸收的作用相對減小，多樣性對營養(yǎng)物的消耗效應(yīng)是由復(fù)合過程構(gòu)成。本研究在室外人工濕地微宇宙中配置了1、2、3、4種植物和無植物對照處理，檢驗了系統(tǒng)中植物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能（包括脫氮能力、生產(chǎn)力

2、和反硝化強度等）的影響。通過物質(zhì)平衡和同位素兩種途徑研究了生態(tài)系統(tǒng)的脫氮及其下一層次兩個子功能——植物吸收和反硝化對生物多樣性的響應(yīng)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，(1)純硝處理下的氮去除顯著高于混合硝銨處理(P＜0.05)，純硝處理下的去除率比混合硝銨高11％;(2)有基質(zhì)培養(yǎng)下的氮去除率顯著高于無基質(zhì)培養(yǎng)(P＜0.05)，有基質(zhì)系統(tǒng)的去除率比無基質(zhì)系統(tǒng)高7％;(3)隨著物種豐富度的增加，植物氮吸收強度和反硝化強度均僅表現(xiàn)為近取樣效應(yīng)，但由這兩個過程

3、構(gòu)成的整個系統(tǒng)的氮凈化功能卻呈現(xiàn)出資源互補效應(yīng)，也就是說跨尺度整合過程中產(chǎn)生了非線性涌現(xiàn)效應(yīng);(4)某個物種的存在與否對系統(tǒng)氮過程有顯著影響(P＜0.05)，且三種植物具有不同的氮過程——菩提子為強吸收硝但抑制根區(qū)反硝化和硝化（Ⅰ型），菖蒲促進根區(qū)硝化但不利用銨（Ⅱ型），蘆葦促進根區(qū)反硝化并利用銨（Ⅲ型）;(5)共存模型表明在僅僅供應(yīng)硝為單一氮源時類型Ⅰ與Ⅲ不能共存，原因是類型Ⅲ競爭失敗，而類型Ⅱ的存在使類型Ⅰ和Ⅲ也能共存，因其分泌有機