克旗達(dá)里湖沿岸鹽堿土中氮、磷、鉀含量隨深度變化研究

劉云超，馬 莉，陳鳳臻，王素娟，郝卓敏，張秀艷

（1.赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院；2.赤峰市松山區(qū)初頭朗鎮(zhèn)農(nóng)經(jīng)站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

克旗達(dá)里湖沿岸鹽堿土中氮、磷、鉀含量隨深度變化研究

劉云超1，馬 莉1，陳鳳臻1，王素娟1，郝卓敏1，張秀艷2

（1.赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院；2.赤峰市松山區(qū)初頭朗鎮(zhèn)農(nóng)經(jīng)站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

通過(guò)對(duì)克旗達(dá)里湖沿岸鹽堿土土壤進(jìn)行逐層取樣，分析了該地區(qū)鹽堿土中的銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀的含量隨深度的變化情況.結(jié)果表明：克旗達(dá)里湖沿岸鹽堿土土壤中銨態(tài)氮隨深度呈現(xiàn)由上到下逐漸減少的趨勢(shì).達(dá)里湖沿岸土壤有效磷呈現(xiàn)隨深度增加而下降的趨勢(shì).達(dá)里湖沿岸不同地區(qū)土壤速效鉀的含量差異很大，變化不明顯.

達(dá)里湖沿岸；鹽堿土；氮磷鉀；深度

濕地是地球上水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡帶，是一種獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，既具有水生生態(tài)系統(tǒng)的部分功能，也具有部分陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能.目前，地球上濕地面積達(dá)8.56×108hm2,占陸地總面積的4%~5%[1].濕地是一種重要的自然資源，在調(diào)控區(qū)域水分循環(huán)和C、N、P等養(yǎng)分的生物地球化學(xué)循環(huán)方面具有重要作用[2].濕地里的生物既能為人類提供食物和商品，還可以過(guò)濾、分解人類排泄到濕地內(nèi)部的污染物.而濕地土壤中所包含各種物質(zhì)的含量變化則會(huì)影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力[3].濕地土壤氮素、磷素是濕地營(yíng)養(yǎng)水平指示物[4].濕地土壤中氮、磷、鉀含量直接影響著濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力[3].因此，濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素物質(zhì)循環(huán)研究已經(jīng)成為現(xiàn)代濕地生態(tài)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[5].

達(dá)理諾爾湖位于赤峰克什克騰旗西部，屬內(nèi)蒙古第三大湖泊.達(dá)理諾爾湖濕地是內(nèi)蒙古高原上的內(nèi)陸湖泊濕地的典型，是湖泊濕地、沼澤濕地及河流濕地的組合，兼具這幾種濕地類型的特性.由于近年來(lái)氣候干旱，湖水蒸發(fā)量較大，而入湖水量降低，使湖泊面積日益減小，形成了大面積的湖洲濕地.另外不合理的開發(fā)利用湖泊周圍的草場(chǎng)，大規(guī)模的旅游開發(fā)等人類活動(dòng)也給達(dá)理諾爾湖濕地環(huán)境造成了一定影響.目前，關(guān)于達(dá)理諾爾湖濕地的研究主要集中在濕地動(dòng)態(tài)演變[6]，水體營(yíng)養(yǎng)狀況[7]、湖水化學(xué)特征、水體總磷、總氮、無(wú)機(jī)氮的綜合分析及對(duì)水質(zhì)的評(píng)價(jià)[8-10]等方面.對(duì)于該地區(qū)鹽堿土的營(yíng)養(yǎng)元素的特征和相互關(guān)系研究不多.本文目的是以達(dá)理諾爾湖岸邊鹽堿土壤為研究對(duì)象，選擇代表性樣點(diǎn)，研究湖洲濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤營(yíng)養(yǎng)元素和土壤分布特征及其相互關(guān)系，為達(dá)理諾爾湖濕地生態(tài)系統(tǒng)和當(dāng)?shù)佧}堿土的利用提供科學(xué)數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

達(dá)里諾爾國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市克什克騰旗西部，總面積119413.55hm2，達(dá)里諾爾湖保護(hù)區(qū)南面為渾善達(dá)克沙地北緣，主要植被為羊草、大針茅、冷蒿、芨芨草、苔草、堿蓬、蘆葦?shù)?保護(hù)區(qū)的地帶植被為草原，代表群落是羊草草原和大針茅草原.保護(hù)區(qū)的林地生態(tài)系統(tǒng)分布較集中，均分布于保護(hù)區(qū)南部的小騰格里沙地及達(dá)爾罕山上.其生態(tài)系統(tǒng)主要為湖泊系統(tǒng)，河流系統(tǒng)和沼澤系統(tǒng)三類.

達(dá)里湖是自然保護(hù)區(qū)的核心，湖積平原草原植被茂盛，水儲(chǔ)量16億m3，水深10—13m.湖面廣闊，是國(guó)家珍稀鳥類保護(hù)區(qū).有丹頂鶴等國(guó)家一、二類保護(hù)鳥類26種，達(dá)里湖的半咸水質(zhì)，生產(chǎn)華子魚和鯽魚.

達(dá)里湖屬于中溫帶大陸季風(fēng)性氣候區(qū)，具有高原寒暑巨變的特點(diǎn)，夏季短促?zèng)鏊?、冬季寒冷漫長(zhǎng)，春季多風(fēng)沙天氣，晝夜溫差比較大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，風(fēng)大且常伴有沙塵，熱能及風(fēng)能資源特別豐富.年均氣溫1℃-2℃，＞10℃年積溫1300℃～1700℃.一月份最冷，平均氣溫為-23℃～-24℃，極端最低氣溫達(dá)-45℃，氣溫在-20℃以下的日數(shù)超出100天，最大凍土深度191厘米；7月份最熱，平均氣溫為16℃～18℃.年降水量350-450mm，年蒸發(fā)量1300mm，年平均風(fēng)速2.8-3m/s，無(wú)霜期60～80d.降水期多集中在夏季（6-8月份）降水量260-280mm，占全年降水量的70%以上；秋季（9-10月份）降水量為50-60mm，占全年降水量的13-14%；春季（3-5月份）降水量為45-50mm，占全年降水量的12-13%；冬季（11-2月份）降水量為10-15mm，占全年降水量的3-4%.

研究區(qū)的地帶性土壤為栗鈣土.由于地貌類型以及小氣候條件的不同，影響到各區(qū)域的水熱條件的再分配，從而使土壤類型也有所不同.北部及西部海拔1250-1400 m的玄武巖臺(tái)地上分布有大面積的暗栗鈣土；在湖盆洼地，河流灘地以及丘間低地上分布有草甸土、沼澤土及鹽土，其中包括鹽化草甸土、草甸沼澤鹽土等.研究區(qū)土壤有明顯的地帶性特點(diǎn)，暗栗鈣土、栗鈣土、草甸栗鈣土、草甸土、鹽化草甸土、草甸沼澤土、草甸沼澤鹽土、固定風(fēng)沙土等[6].

1.2 樣品采集及處理

2011年5月，在對(duì)達(dá)里湖濕地全面野外考察的基礎(chǔ)上,于達(dá)里湖岸10-15m范圍內(nèi)，選取達(dá)里湖南岸、亮子河入口、耗來(lái)河入口、達(dá)里湖西北岸、達(dá)里湖北岸的六個(gè)樣點(diǎn)，用GPS定位.每個(gè)樣區(qū)隨機(jī)挖取3個(gè)剖面作為重復(fù)，各剖面分層取樣，根據(jù)地下水位情況不同，每個(gè)點(diǎn)按深度取4個(gè)層次，分別為0-5cm，5-10cm，10-20cm，20-40cm.計(jì)24個(gè)點(diǎn).將土壤樣品分點(diǎn)分層裝入自封袋，并在各層分別取環(huán)刀樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，將帶回的土壤樣品撿去動(dòng)植物殘?bào)w和石塊等雜物后，自然風(fēng)干并研磨，過(guò)100目篩，待測(cè).

表1 達(dá)里湖采樣點(diǎn)基本情況

1.3 實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)處理

土壤堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷的測(cè)定用0.5mol/LNaHCO3浸提——鉬剃抗比色法；速效鉀采用N H4OAc浸提-火焰光度法；

采用MicrosoftExcel2003統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤深度銨態(tài)氮變化

圖1 達(dá)里湖沿岸土壤銨態(tài)氮隨深度變化圖

通過(guò)達(dá)里湖沿岸土壤銨態(tài)氮隨深度變化圖可以看出：六個(gè)點(diǎn)的土壤銨態(tài)氮含量總體上呈現(xiàn)隨深度增加銨態(tài)氮含量逐漸減少的趨勢(shì)，這與曾從盛等人的研究結(jié)果相似[11].A點(diǎn)4個(gè)層次銨態(tài)氮含量變化趨勢(shì)是升高-降低-升高.且變化幅度較大.這是由于A點(diǎn)位于達(dá)里湖南岸，土壤質(zhì)地為沙土.地上沒(méi)有植被，且表層的土壤鹽分較高，所以表層含氮量較少.5-10cm鹽分較為0-5cm低，含氮量升高，10cm-20cm銨態(tài)氮受硝化作用下降.B、D、E點(diǎn)的銨態(tài)氮變化趨勢(shì)相似，B點(diǎn)位于亮子河入湖口處，質(zhì)地為沙土，地下水位高，表層鹽分較大，故0-5cm層的銨態(tài)氮含量較低.5-10m的含鹽量比0-5cm低，銨態(tài)氮略有上升.D、E兩點(diǎn)的土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，且土壤表層有被，但0-5cm的含鹽量比5-10cm低，所以0-5cm的銨態(tài)氮量比5-10cm低，這與白軍紅等人對(duì)吉林向海沼澤濕地的研究結(jié)果相一致[12].C點(diǎn)銨態(tài)氮量變化趨勢(shì)與A點(diǎn)相似，C點(diǎn)土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，土壤表層有被，且該點(diǎn)位于耗來(lái)河入湖口，0-5cm的含鹽量比5-10cm低，所以0-5cm的銨態(tài)氮量比5-10cm低，10-20cm層次的銨態(tài)氮量較低是由于該層次的植物根系活動(dòng)較頻繁，銨態(tài)氮被植物根系所吸收利用，20-40cm處的銨態(tài)氮含量略有上升.

3.2 不同土壤深度有效磷變化

圖2 達(dá)里湖沿岸土壤有效磷隨深度變化圖

通過(guò)達(dá)里湖沿岸土壤有效磷隨深度變化圖（圖2）可以看出：六個(gè)點(diǎn)的土壤有效磷總體呈現(xiàn)隨深度增加而下降的趨勢(shì).這與董生旺等人在對(duì)達(dá)里湖沉積物中的營(yíng)養(yǎng)元素研究結(jié)果相似[10].A、F兩個(gè)點(diǎn)位的土壤有效磷含量較其他四個(gè)點(diǎn)的有效磷含量高.這主要是由于兩個(gè)取樣點(diǎn)的質(zhì)地為沙土，土壤上沒(méi)有植被吸收磷素所造成的.且A點(diǎn)有效磷含量在5-10cm開始迅速下降，這與該點(diǎn)表層屬于堿性土壤有關(guān)系. B、C、D、E點(diǎn)的有效磷變化趨勢(shì)相似，B點(diǎn)位于亮子河入湖口處，地下水位高，入湖水帶來(lái)了很多的有機(jī)質(zhì)，故0-5cm層和5-10cm層的有效磷含量比下面兩層的有效磷含量略高.C點(diǎn)位于耗來(lái)河入湖口，土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，且土壤表層有被，自然磷素主要來(lái)源于成土母質(zhì)和表層的動(dòng)植物殘?bào)w歸還，因此C點(diǎn)的0-10cm層的土壤有效磷含量就高.D、E兩點(diǎn)的土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，且有植被，土壤表層堿性較大，0-10cm層的土壤有效磷含量比下兩層的有效磷高.且有效磷的移動(dòng)性小，向下淋溶小.這與彭佩欽等人對(duì)洞庭湖濕地磷含量的研究結(jié)果類似[13].

3.3 不同土壤深度速效鉀變化

表3 達(dá)里湖沿岸土壤速效鉀隨深度變化圖

達(dá)里湖沿岸6個(gè)不同地區(qū)點(diǎn)的土壤速效鉀的含量差異很大（見圖3）.A、B、F三點(diǎn)的速效鉀含量呈現(xiàn)隨土壤深度增加而逐漸升高的趨勢(shì).這主要和這幾個(gè)點(diǎn)的沙土成土母質(zhì)有關(guān)系.且由于這幾個(gè)點(diǎn)上面沒(méi)有生長(zhǎng)植被，沒(méi)有根系對(duì)K素的吸收，所以這幾點(diǎn)的速效鉀含量均高于其他幾點(diǎn).而這三個(gè)點(diǎn)中，由于B點(diǎn)位于亮子河入湖口處，地下水位高，且K元素容易淋溶，所以B點(diǎn)的速效鉀隨深度變化的較大.而C、D、E三點(diǎn)的速效鉀隨著土壤深度增加呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì).主要是由于這三點(diǎn)的地上有植被生長(zhǎng)，吸收了鉀素，且植被的根系主要集中在土壤的表層，所以，呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢(shì).另外，C點(diǎn)由于處于耗來(lái)河入湖口處，速效鉀被水溶解，所以該點(diǎn)的速效鉀含量較其他點(diǎn)的速效鉀含量低[14、15].

4 結(jié)論

4.1 達(dá)里湖沿岸土壤銨態(tài)氮呈現(xiàn)隨深度增加銨態(tài)氮含量逐漸減少的趨勢(shì)，達(dá)里湖南岸沙土.沒(méi)有植被，表層的土壤鹽分較高的地區(qū)，表層含氮量較少.亮子河入湖口處沙土地區(qū)，地下水位高，表層鹽分較大，故0-5cm層的銨態(tài)氮含量較低，5-10cm的含鹽量比0-5cm低，銨態(tài)氮略有上升.后又逐漸降低.土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，土壤表層有被的地區(qū)，含鹽量低，銨態(tài)氮量也低.耗來(lái)河入湖口土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，且土壤表層有植被，10-20cm層次的銨態(tài)氮量較低是由于該層次的植物根系活動(dòng)較頻繁，銨態(tài)氮被植物根系所吸收利用造成的，

4.2 達(dá)里湖沿岸土壤有效磷的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)隨深度增加而下降的趨勢(shì).質(zhì)地為沙土，土壤上沒(méi)有植被的土壤有效磷含量有效磷含量高.亮子河入湖口處，地下水位高，入湖水帶來(lái)了很多的有機(jī)質(zhì)，故0-5cm層和5-10cm層的有效磷含量比下面兩層的有效磷含量略高.耗來(lái)河入湖口，土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土，且土壤表層有被，自然磷素主要來(lái)源于成土母質(zhì)和表層的動(dòng)植物殘?bào)w歸還，因此0-10cm層的土壤有效磷含量就高.土壤質(zhì)地為砂壤土-粘土地區(qū)，且有植被，土壤表層堿性較大，0-10cm層的土壤有效磷含量比下兩層的有效磷高.

4.3 達(dá)里湖沿岸不同地區(qū)土壤速效鉀的含量差異很大.沙土、上面沒(méi)有生長(zhǎng)植被，沒(méi)有根系對(duì)K素的吸收，速效鉀含量.亮子河入湖口處，地下水位高，且K素容易淋溶，速效鉀隨深度變化的較大.鹽化堿土、草甸堿土地區(qū)上面有植被生長(zhǎng)，速效鉀隨著土壤深度增加呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì).且植被的根系主要集中在土壤的表層，所以，呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢(shì).耗來(lái)河入湖口處，速效鉀被水溶解，速效鉀含量較其他點(diǎn)的速效鉀含量低.

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A

1673-260X（2013）12-0005-03

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目（NJZY12312）階段性成果