第七届青年地学论坛

泥炭是湿生或沼生植物在嫌气环境下未彻底分解而形成的，因此，泥炭与植物的关系非常密切。泥炭沼泽植物的生长和发育受到各种环境因子的制约，其中，pH是最重要的环境因子之一。明晰泥炭沼泽植物对地表水pH的适应性，不仅可以厘清不同沼泽植物对pH适应范围和最适値，还可以通过调节地表水 pH来修复和改善泥炭沼泽生态系统的结构和功能，进而预测在全球变化和人类活动双重影响下泥炭沼泽的碳汇功能。
本文调查了2014—2016年植物生长季（5—10月）长白山区59个面积大于8hm²的泥炭沼泽地表水pH的时空分布和208个植物群落样方的盖度，并对哈泥、金川、东方红、兴隆和旱龙湾五个泥炭沼泽地表水pH的时间变化进行分析。在此基础上，使用广义相加模型（GAM）对不同生境的29种沼泽植物对应的pH进行了适应性分析，对其中通过检验的22种优势植物物种的盖度与沼泽水pH的关系进行了模拟预测研究。结果表明：
（1）长白山区泥炭沼泽水pH平均值为5.75±0.49，变化范围为4.14到7.52。在季节变化上，沼泽地表水pH呈现出夏季高、春秋低的趋势；在年际变化上，沼泽地表水的pH随着降水的增高而增大；在空间变化上，雨养型泥炭地沼泽地表水pH值偏低，而矿养型的pH值偏高。
（2）47种沼泽植物整体喜中到偏酸性环境，藓类植物普遍位于 pH 梯度的低值端，维管植物在 pH 梯度上的分布较广，其中偏叶泥炭藓（S. sect. Subsecunda）最喜酸，球尾花（Lysimachia thyrsiflora）最不喜酸。
（3）在出现频次>20的29种沼泽植物中，22种沼泽植物的响应曲线达到了显著水平（p＜0.05），响应曲线分别为单调增加、单调减小、单峰和双峰4种类型。其中，金露梅（Potentilla fruticosa）和尖叶泥炭藓（S. sect. Acutifolia）等9个物种为单峰模型；芦苇（Phragmites australis）和水问荆（Equisetum fluviatile）等4个物种为双峰模型；沼柳（Salix rosmarinifolia）和紫花鸢尾（Iris）等3个物种为单调增加模型；中位泥炭藓（S. sect. magellanicum）和喙叶泥炭藓（S. sect. fallax）等6个物种为单调减少模型。同时，给出了单峰响应物种对应的最适値和变化范围。
（4）基于模型预测结果，我们推测当泥炭地pH值降低时，沼泽植物物种会由维管束植物向藓类转变。
  
致谢：这篇文章得到了国家自然科学基金（No. 41471165）、科技部重点研发项目（No. 2016YFC0500407）和吉林省自然科学基金（20180101002JC）的支持！感谢王兴安、王铭、徐志伟、宋传涛、张思鹏、刘汉向、杨倩楠、刘佳、陈方圆、韩征、段晨曦、周小康、赵璇琪、曹议文、徐聪、杨佳在野外取样和室内工作的大力支持！
 

植物盖度；地表水pH;GAM