摘要
在全球变化和人类活动日益剧烈的背景下，“蓝碳”保护逐渐成为时代性热点话题。红树林作为三大“蓝碳”生态系统之一，是世界上兼具经济价值和生态价值的重要碳库，而土壤碳库在整个碳库中占比最高。蟹类是重要的消费者，在红树林内扮演着“生态工程师”的角色，其摄食、排泄和掘穴等一系列生物扰动使凋落叶与土壤之间的联系更为紧密，在一定程度上加快了系统内部物质循环和能量流动的进程。研究蟹类摄食在红树林生态系统碳循环中的作用，特别是对土壤有机碳生态过程的影响途径和贡献，可以为未来建立更加完善的滨海湿地碳循环预测模型提供基本参数;结合全球变化和人类活动干扰进行蟹类摄食研究，也有助于更全面地认识红树林生态系统内部生物与环境之间的生态关系，为“蓝碳”保护政策更好地制定和实施提供理论依据。本研究以褶痕相手蟹（Sesarmaplicata）为研究对象，采用建立室内小型实验体系(microcosm)的方法，初步探究不同个体大小蟹类摄食秋茄凋落叶对红树林土壤有机碳的影响途径与贡献，比较蟹类摄食互花米草和秋茄两种凋落叶对土壤有机碳积累量的影响差异，并通过设置不同虾池排污梯度处理和不同淹水强度处理，分别探究在全球变化和人类活动干扰下蟹类摄食红树植物凋落叶对土壤有机碳库的影响及其响应机制。主要研究结果如下: (1)不同个体大小的褶痕相手蟹对秋茄凋落叶的摄食速率表现为大蟹和中蟹显著高于小蟹，而叶片损失率相反。对于小蟹而言，粪便对叶片总有机碳去除量具有显著的促进作用。反映到土壤总有机碳积累量时表现为:大蟹＞中蟹＞小蟹，且粪便和凋落叶对这种差异具有一定的驱动和调控作用。在自然情况下，大蟹和小蟹的扰动对土壤有机碳积累具有促进作用，凋落叶中总有机碳主要通过蟹类摄食、自身分解和微生物分解三种途径进入土壤，蟹类摄食占比最大，而经过蟹类摄食的碳大部分会通过粪便重新进入土壤。 (2)褶痕相手蟹对秋茄叶片的摄食速率显著高于互花米草，粪便会抑制蟹类对互花米草中总有机碳的去除作用，互花米草在蟹类摄食活动中起着替代粪便的氮素补充作用。蟹类摄食作用可以缩小秋茄和互花米草二者对土壤总有机碳贡献量的差距，在一定程度上起着生态补偿作用，可以缓解互花米草入侵对红树林碳汇功能的负面影响。 (3)以天然土与虾池清塘污泥形成一系列配比进行室内培养实验，模拟不同强度的排污现场。褶痕相手蟹对凋落叶的摄食速率在不同排污处理间存在显著差异，且适度的排污可以促进蟹类个体的生长发育。叶片损失率不受排污调控，但低度排污可以促进叶片总有机碳的去除，而这种促进作用会随着排污加重逐渐降低甚至消失。累计总碳排放量受排污和蟹类摄食的双重调控，主要来源于CO2排放。随排污强度的增加，蟹类对土壤总有机碳积累量的促进作用逐渐减弱后趋于稳定。 (4)通过淹水时间和淹水深度来控制淹水强度，实现野外潮汐过程的简易模拟，研究海平面上升对蟹类摄食凋落叶导致的红树林土壤有机碳库的变化。淹水会显著降低蟹类摄食速率和叶片损失率，但对叶片总有机碳去除量无显著影响。上覆水中总有机碳积累量在高强度淹水下显著高于低强度淹水。淹水条件下，总碳排放量的调控主要由CH4实现，且淹水对土壤总有机碳积累具有显著的抑制作用，而蟹类摄食扰动在提高土壤总有机碳积累量的同时起到了一定的补偿作用。
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