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1、趙如金等:北固山濕地土壤氮磷的空間分布特征277北固山濕地土壤氮磷的空間分布特征趙如金,李潛,吳春篤,儲金宇,繆紅云江蘇大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江212013摘要:鎮(zhèn)江北固山濕地是一以蘆葦(Phragmitesaustralis)和虉草(PhalarisarundinaceaL.)為優(yōu)勢植物的濱江濕地,土壤中氮磷空間分布對了解濕地水體的富營養(yǎng)化具有重要意義。在北固山濕地的典型區(qū)域內(nèi)布點采樣,對土壤中氮磷進(jìn)行分析,研究了濕地土壤氮磷水平變異性及氮磷在不同植被區(qū)土壤中的空間分布規(guī)律。結(jié)果表明:北固山濕地全氮主要分布在0~60cm土壤層,表層土壤中全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于下層土壤。土壤各層次全磷
2、的水平變異性普遍高于全氮,尤其在20~40cm土壤層全磷的變異系數(shù)達(dá)到52.34%,說明氮素在各層次分布相對均勻。植被類型對土壤中氮磷的空間分布有較大影響,虉草區(qū)各土壤層全氮、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于蘆葦區(qū),其0~20cm和20~40cm土壤層全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)亦高于空地。受污水排放、內(nèi)江水沖洗等作用,污染空地及三個排污口全氮、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別呈現(xiàn)不同的空間變化規(guī)律。研究結(jié)果為濕地生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)清淤提供參考。關(guān)鍵詞:北固山濕地;全氮;全磷;空間分布中圖分類號:X144文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-2175(2008)01-0273-05趙如金等:北固山濕地土壤氮磷的空間分布特征277濕地生
3、態(tài)系統(tǒng)是人類重要的自然資源,被稱為“自然之腎”,在調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性和為人類提供生產(chǎn)、生活資源等方面發(fā)揮著重要作用[1,2]。濕地在地球上廣布于各氣候帶——從赤道到極地均有分布[3]。目前隨著大量氮磷等營養(yǎng)鹽和生物殘體的排入,大多數(shù)濕地遭受不同程度的破壞,水體受到污染,生物多樣性降低[4]。濕地水體中的污染物易轉(zhuǎn)移到土壤中去,而受污染的土壤對氮磷等營養(yǎng)鹽和其他污染物的富集作用更加明顯。當(dāng)土壤層氧化還原環(huán)境發(fā)生變化時,土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)會重新釋放進(jìn)入水體,成為水體富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)源[5]。作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的主要環(huán)境要素之一,土壤是濕地中營養(yǎng)物質(zhì)的重要蓄積庫,
4、在沉淀和釋放污染物方面起著重要作用,是形成濕地富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素之一。土壤中氮磷分布特征已被證實與內(nèi)源負(fù)荷有直接關(guān)系。研究北固山濕地氮磷等營養(yǎng)鹽空間分布不僅能從理論上闡明內(nèi)江內(nèi)源問題,對于了解北固山濕地水體的富營養(yǎng)化也具有重要意義。關(guān)于濕地土壤中氮磷空間分布特征,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。張斌亮等[6]通過2月枯季和8月洪季樣品的采集、分析,對濱岸帶潮灘沉積物中NH4+-N和NO3--N等營養(yǎng)鹽的分布、遷移和擴散通量進(jìn)行了初步研究,得出營養(yǎng)鹽的空間分布規(guī)律,并分析了影響空間分布特征的因素;彭佩欽等[7]以洞庭湖3類典型濕地的8個土壤剖面為代表,研究了氮磷等在湖草洲灘地、墾殖水田等土
5、壤中的空間分布特征;GrunwaldS等[8]在佛羅里達(dá)一亞熱帶濕地中采樣,分析了其土壤中全磷的空間變異性及分布規(guī)律,并驗證變異性與多樣的生物地球化學(xué)土壤特征之間的關(guān)系;目前對北固山濕地土壤營養(yǎng)鹽空間分布的研究僅限于金屬元素[9],對以蘆葦(Phragmitesaustralis)和虉草(PhalarisarundinaceaLinn)為優(yōu)勢植物的濕地土壤氮磷空間分布規(guī)律及其與周圍環(huán)境之間關(guān)系等方面的研究還未見報道。本文研究了北固山濕地土壤中氮磷的空間分布特征,分析了其潛在的環(huán)境影響,為該區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)清淤提供參考。1材料與方法1.1研究區(qū)概況北固山濕地為一天然濱江濕地,位于
6、長江中下游平原的鎮(zhèn)江北固山腳下,屬于東部季風(fēng)濕潤區(qū),濕地植物以蘆葦和虉草為主。受長江水位影響,最大水位出現(xiàn)在每年的5~9月;1~4月處于枯水期,濕地露出水面;10~12月為平水期。1.2樣品采集在北固山濕地選擇的典型區(qū)域內(nèi)隨機布點,以每份多小區(qū)、多點混合的方法隨機采集土壤樣品,并按0~20cm,20~40cm,40~60cm,60~80cm,80~100cm,100~120cm等6個層次進(jìn)行采集。表層土壤樣品采集:采用蚌式抓斗采樣器,用塑料勺挖取芯部樣品,在廣口瓶中封存,趙如金等:北固山濕地土壤氮磷的空間分布特征277運回實驗室后進(jìn)行測定,采樣深度在0~20cm內(nèi)。柱狀樣品采集:使
7、用自行設(shè)計的開啟式柱狀采樣器,從地表向下取0~120cm共6個層次的土樣。1.3樣品分析土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定采用半微量開氏法;全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用氫氧化鈉堿融-鉬銻抗比色法。2結(jié)果與分析2.1濕地土壤氮磷水平分布表1北固山濕地土壤氮磷水平變異性Table1ThehorizontalvariabilityofnitrogenandphosphorusinthesoilofMountBeiguwetland項目土層/cmw范圍/(mg·kg-1)w平均值/(mg·kg-1)標(biāo)