沼泽生态( 二 ) _生活百科

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循环作用碳的循环沼泽中的碳，是来自大气和溶解于水中的二氧化碳，以及泥炭中的有机物质的分解。沼泽的碳循环，首先是植物进行光合作用，固定大气中的二氧化碳，合成碳水化合物。一部分碳水化合物，又被植物呼吸作用消耗，产生二氧化碳，返回土壤和大气中，完成碳的简单循环过程。其次是在植物残体通过泥炭化过程形成泥炭，在需氧性细菌作用下，泥炭中有机物质被分解，释放出的二氧化碳参加生态系统碳素循环。在泥炭的有机物质中含有纤维素和半纤维素等。多糖类物质，在细菌、真菌和少数放线菌所分泌的水解酶的作用下，分解为单糖，如葡萄糖等。葡萄糖在不同条件和不同微生物作用下的分解产物有很大差异。沼泽地表有常年积水和季节性积水两种情况，这两种不同情况下二氧化碳的释放过程不同。季节性积水沼泽在乾季时，葡萄糖经需氧性的细菌和真菌的分解，最后产生二氧化碳、水和能量，二氧化碳返回土壤和大气中。常年积水沼泽或季节性积水沼泽在雨季时，葡萄糖经厌氧性细菌分解，首先形成有机酸和二氧化碳，最后释放出甲烷和氢气。二氧化碳为中间产物，部分返回大气中。泥炭中的碳含量较高，但沼泽类型不同，泥炭种类也不一样;相应地泥炭含碳量也有差别（表3）。此外,在泥炭有机质含量基本相同的条件下，含碳量与分解度有关，分解度大者，含碳量高，反之则小。泥炭的含碳量，还随着地质年代而增加。据估算，含碳量增加2～3%，需要5000～8000年。因为碳聚积是依靠缓慢进行的次生缩合过程、脱水过程和脱羧基作用。煤是含碳物质，是古代沼泽中的植物残体形成的泥炭，在漫长的地质时期中经压力成岩作用而形成的。煤由于地壳变动才露出地表，经过风化或人类燃烧，以二氧化碳的形式被释放到大气中，参与地球碳的循环。这种通过沉积物的碳循环的周期比大气碳循环长得多。

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氮的循环氮循环过程比碳循环複杂。沼泽生态系统中氮素的来源有大气中的游离态氮、降水携带的少量硝态氮和铵态氮，还有泥炭中的含氮有机物质，如蛋白质、腐植酸、生物硷等。大气中的游离态氮，不能被植物直接吸收，要经过固氮细菌的固氮作用，才能被植物吸收。沼泽植物桤木根部的束状大根瘤中，生活有共生的放线菌，它们能固定大气中的氮，故桤木沼泽中，氮的含量较多。沼泽中氮的循环主要是泥炭中的含氮有机物质在微生物的作用下，经过複杂的生物化学过程释放出氮，但是在需氧条件下与厌氧条件下的含氮有机物质分解过程不同。需氮性细菌分解发生在乾季泥炭的表层，泥炭中含氮有机物在微生物的作用下，转化为氨。其中一部分氨返回土壤被植物利用；还有一部分又可在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下，氧化为亚硝酸及硝酸盐类，被植物吸收。在沼泽地表常年积水情况下，以厌氧性细菌活动为主，兼有需氧性细菌活动。氮的转化以反硝化过程为主。反硝化细菌以亚硝酸及硝酸盐作为氧的来源，将化合态氮转化为游离态氮返回大气中，实现了氮的循环。泥炭中的含氮化合物90%以上是有机态氮。泥炭含氮量随着泥炭类型而不同，富养泥炭含氮量高，贫养泥炭含氮量低（表4）。