信葉高速公路沿線濕地土壤物理因子分析

摘要：為了揭示信葉高速公路沿線濕地土壤狀況，選擇6個(gè)研究地并對(duì)其土壤物理因子進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在水平分布上，各研究地土壤含水量、容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、粉粒及黏粒變化范圍分別為16.83%～18.54%、1.15～1.40 g/cm3、28.47%～33.06%、5.40%～8.76%、47.13%～67.31%和18.43%～42.14%。在垂直分布上，多數(shù)研究地土壤含水量、容重上下層變化幅度小，隨土壤縱向深度增加，各研究地土壤孔隙度和機(jī)械組成變化復(fù)雜，不同研究地的土壤含水量、非毛管孔隙度差異顯著，容重、毛管孔隙度、粉粒、黏粒差異極顯著；土壤層次對(duì)容重、粉粒、黏粒有顯著影響，對(duì)含水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度無顯著性影響。

關(guān)鍵詞：土壤物理因子；濕地；信葉高速公路

中圖分類號(hào)：S151.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）16-3805-03

濕地是地球上廣泛分布的陸地生態(tài)系統(tǒng)之一，它支撐著獨(dú)具特色的物種和較高的自然生產(chǎn)力，其生產(chǎn)力僅次于森林和農(nóng)田，它不僅為人類的生產(chǎn)、生活提供多種資源，而且具有巨大的環(huán)境功能和效益，被譽(yù)為自然之腎、生物基因庫[1-3]。土壤理化性質(zhì)是評(píng)價(jià)濕地土壤質(zhì)量的重要內(nèi)容，是生態(tài)系統(tǒng)中極其重要的生態(tài)因子，直接影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力[4]，伴隨著對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)研究的深入，對(duì)濕地土壤的研究也越來越受到關(guān)注。目前，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究主要集中在農(nóng)田、湖泊以及濱海等濕地的土壤養(yǎng)分、酶活性、土壤動(dòng)物變化等[5-8]，而對(duì)高速公路沿線人工濕地土壤物理化學(xué)性質(zhì)研究較少。因此，對(duì)信葉高速公路沿線濕地土壤理化因子進(jìn)行深入分析，以期探討在高速公路建設(shè)過程中加強(qiáng)沿線濕地保護(hù)、促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的措施。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集

1.1.1 采樣時(shí)間及地點(diǎn) 根據(jù)信葉（信陽—葉集）高速公路沿線濕地實(shí)際情況，于2010年6月選擇五里店鎮(zhèn)、仙居水庫、卜塔集鎮(zhèn)、汪家集鎮(zhèn)、上石橋鎮(zhèn)及武廟鄉(xiāng)距高速公路兩側(cè)20 m范圍內(nèi)的濕地區(qū)域作為研究樣地。

1.1.2 土壤剖面的設(shè)置及樣品采集方法 在選定的6個(gè)樣地內(nèi)，針對(duì)每個(gè)樣地至少挖掘兩個(gè)土壤剖面，規(guī)格視立地條件而確定，大約為長1.5 m，寬0.8 m，深1.2 m。由下而上分層（45～60 cm、30～45 cm、15～30cm和0～15cm土層）采集土樣，在每層中均勻取樣。采集的土樣分別裝入已經(jīng)編號(hào)的保鮮袋中，重約1 kg。

1.2 土壤樣品測(cè)定指標(biāo)及方法

測(cè)定土壤含水量、機(jī)械組成、容重和孔隙度。土壤含水量采用烘干法測(cè)定；土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定；土壤孔隙度測(cè)定：將環(huán)刀內(nèi)的原狀土放入水中浸泡24 h后迅速取出稱重，計(jì)算其總孔隙度，將稱重后的土樣放置2 h后稱重，計(jì)算其毛管孔隙度，非毛管孔隙度=總孔隙度-毛管孔隙度；土壤機(jī)械組成采用比重計(jì)法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

對(duì)同類型數(shù)據(jù)先做平均處理，原始數(shù)據(jù)的平均化處理、合成以及統(tǒng)計(jì)分析和圖表制作采用Excel 2003和SPSS l7.0統(tǒng)計(jì)分析軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤物理因子水平變化

對(duì)信葉高速公路沿線濕地各研究地的土壤含水量、容重和孔隙度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果（表1）表明，含水量較大的研究地為仙居（18.54%），最小的為武廟（16.83%），各研究地土壤含水量變化幅度較小，含水量均值為16.83%～18.54%；土壤容重是衡量土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，土壤容重的大小受土壤機(jī)械組成、結(jié)構(gòu)以及有機(jī)質(zhì)含量和各種自然因素的影響，各研究地土壤容重均值在1.15～1.40 g/cm3之間；土壤孔隙度是反映土壤結(jié)構(gòu)的基本指標(biāo)，一般用土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度表示，兩者反映了土壤通氣性、透水性和持水能力。卜塔集研究地毛管孔隙度最大，五里店研究地最??；非毛管孔隙度五里店最大，汪家集最小。原生狀態(tài)的濕地被干擾后土壤容重和孔隙度呈現(xiàn)較大變化[9，10]，此次研究各研究地土壤容重和孔隙度偏離原生狀態(tài)較大，原因是在高速公路建設(shè)過程中對(duì)濕地的干擾。土壤機(jī)械組成是用3種粒徑不同的土壤顆粒所占比例表示的，第一種是沙粒（0.050～1.000 mm），土壤粒間孔隙大，蓄水量較差；第二種是粉粒（0.005～0.050 mm），呈壤性，是比較理想的土壤，第三種是黏粒（<0.005 mm），土壤細(xì)粒含量較高，孔隙數(shù)量少，水分難以下滲[11，12]。通過對(duì)各研究地土壤機(jī)械組成進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，粉粒含量五里店最高，汪家集最低；黏粒含量為上石橋最高，武廟最低。對(duì)不同研究地不同層次土壤物理性質(zhì)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果表明，不同研究地的土壤含水量、非毛管孔隙度存在顯著差異，容重、毛管孔隙度、粉粒及黏粒存在極顯著差異。

2.2 土壤物理因子垂直變化

在所研究的土壤深度范圍內(nèi)（表1），除了上石橋各層土壤含水量呈現(xiàn)從表層到深層先增大后減少外，其余研究地基本呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)；多數(shù)研究地土壤剖面0～15 cm范圍容重最小，上下層的變異系數(shù)變化不大；隨土壤深度增加，毛管孔隙度變化規(guī)律是：五里店、仙居、卜塔集先減小再增加，最后又減??；武廟先增加后減小，上石橋呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)，對(duì)非毛管孔隙度而言，武廟先減小后增加，汪家集呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，其他研究地規(guī)律性不強(qiáng)。隨土壤縱向深度增加，各研究地土壤機(jī)械組成變化情況多樣，五里店、仙居、卜塔集和武廟土壤粉粒含量先增再減，汪家集和上石橋呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)；對(duì)黏粒而言，卜塔集呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，汪家集呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì)，五里店、仙居呈現(xiàn)先減后增趨勢(shì)，上石橋及武廟呈現(xiàn)減-增-減趨勢(shì)。不同層次土壤容重、粉粒和黏粒差異顯著，土壤層次對(duì)含水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度無顯著影響。

3 結(jié)論與討論

信葉高速公路沿線各研究地濕地土壤含水量均值在16.83%～18.54%之間；土壤容重均值在1.15～1.40 g/cm3之間；毛管孔隙度為28.47%～33.06%，非毛管孔隙度為5.40%～8.76%；土壤粉粒及黏粒含量分別為47.13%～67.31%和18.43%～42.14%。在垂直分布上，多數(shù)研究地各層土壤含水量呈現(xiàn)從表層到深層呈減小趨勢(shì)，土壤容重上下層變化幅度小，隨土壤縱向深度增加，各研究地土壤孔隙度和機(jī)械組成變化情況多樣，原因是各研究地濕地在建設(shè)時(shí)就地取土且擾動(dòng)較大，還沒有形成穩(wěn)定的土壤組成。

不同研究地的土壤含水量、非毛管孔隙度差異顯著，容重、毛管孔隙度、粉粒及黏粒差異極顯著。不同層次土壤容重、粉粒和黏粒差異顯著，土壤層次對(duì)含水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度無顯著影響。水分也是植物生長的必要因素之一，但過高的水分對(duì)植物生長也有一定的抑制作用，多數(shù)研究地濕地土壤含水量相對(duì)較大，因此在選擇高速公路沿線濕地景觀植物時(shí)，要考慮植物的耐水濕性；大多數(shù)研究地土壤的孔隙度均較高，通透性較好，有利于土壤水分的貯存，能滿足多數(shù)植物的生長要求；各研究地土壤粉粒及黏粒差異極顯著，主要是由于在高速公路建設(shè)時(shí)取土擾動(dòng)大，還未形成穩(wěn)定的土壤機(jī)械組成，蓄水量較差，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔麗娟.濕地價(jià)值評(píng)價(jià)研究[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2] 陳宜渝.濕地功能與濕地科學(xué)研究的方向[J].中國基礎(chǔ)科學(xué)，2002（1）：17-19.

[3] BRINSON M M， RHEINHARDT R D. The role of reference wetlands in functional assessment and mitigation[J]. Ecological Applications，1996，6（1）：69-76.

[4] MITSCH W J， GOSSELINK J G. Wetlands[M]. 3rd edition. Hoboken，NI： John Wiley Sons，Inc，2000.

[5] 楊永興，王世巖，何太蓉.三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)N、K分布特征及季節(jié)動(dòng)態(tài)研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，12（4）：522-526.

[6] 何池全，趙魁義.毛果苔草濕地營養(yǎng)元素的積累、分配及其生物循環(huán)特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21（12）：2074-2080.

[7] 吳俐莎，唐 杰，羅 強(qiáng)，等.若爾蓋濕地土壤酶活性和理化性質(zhì)與微生物關(guān)系的研究[J].土壤通報(bào)，2012，43（1）：52-59.

[8] 韓立亮，王 勇，王廣力，等.洞庭湖濕地與農(nóng)田土壤動(dòng)物多樣性研究[J].生物多樣性，2007， 15（2）： 199-206.

[9] 張平究，趙永強(qiáng)，孟向東，等.退耕還湖后安慶沿江濕地土壤理化性質(zhì)變化[J].土壤通報(bào)，2011，42（6）：1319-1323.

[10] 李 輝，唐占輝，盛連喜，等.農(nóng)業(yè)耕作對(duì)吉林東部金川濕地土壤保水功能影響及機(jī)理的初步探討[J].濕地科學(xué)，2010，8（2）：151-155.

[11] 陳恩鳳，周禮愷，武冠云.微團(tuán)聚體的保肥供肥性能及其組成比例在評(píng)斷土壤肥力水平中的意義[J].土壤學(xué)報(bào)，1994，31（1）：18-25.

[12] 王清奎，汪思龍.土壤團(tuán)聚體形成與穩(wěn)定機(jī)制及影響因素[J].土壤通報(bào)，2005，36（3）：415-421.