烏梁素海濕地周邊不同土地利用類型對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的影響

趙宇新

（巴彥淖爾市氣象局 內(nèi)蒙古，巴彥淖爾 015000）

在構(gòu)成濕地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的眾多環(huán)境要素之中，土壤是最為關(guān)鍵的要素之一。在濕地物理化學(xué)轉(zhuǎn)化中，土壤是必不可少的中介，也是濕地物質(zhì)循環(huán)和能量交換的重要載體。因此土壤的變化情況能很明顯地反應(yīng)濕地眾多要素的變化情況，能有效衡量濕地的健康程度。其中，土壤重的養(yǎng)分是濕地植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的營(yíng)養(yǎng)，是評(píng)判土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在人類對(duì)濕地的影響中，土地利用是人類影響土壤肥力最直接的過(guò)程，其不僅改變土壤肥力及活性，還改變了土壤結(jié)構(gòu)，也干預(yù)了土壤物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，最終影響了整個(gè)濕地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。

濕地在調(diào)節(jié)氣候，保護(hù)生物多樣性，凈化水質(zhì)等方面起著非常關(guān)鍵的作用，是自然界最重要的生態(tài)環(huán)境和生存景觀之一。有機(jī)質(zhì)和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素是濕地土壤的重要組成部分，其含量的多少對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力情況有著直接影響[1]。烏梁素海位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市境內(nèi)，是關(guān)系到黃河中下游水生態(tài)安全的“重要節(jié)點(diǎn)”。目前對(duì)烏梁素海的研究主要集中在具體典型植物考察，濕地動(dòng)植物分布情況，對(duì)于烏梁素海濕地土壤利用類型與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性研究還很少。本文分析烏梁素海典型植物群落下表層土壤營(yíng)養(yǎng)元素分布變化特征，探討烏梁素海土地利用類型對(duì)表層土壤營(yíng)養(yǎng)元素的影響，對(duì)維護(hù)烏梁素海濕地的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)分布

以烏梁素海濕地水禽自然保護(hù)區(qū)作為研究對(duì)象，該濕地（40°36'～41°03'N，108°43'～108°57'E）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市境內(nèi)，是地球同一緯度最大的自然濕地。濕地呈南北長(zhǎng)、東西窄的狹長(zhǎng)形態(tài)，總面積37200 hm2。所在地區(qū)的多年平均氣溫為7.3℃，多年平均降雨量為224mm，蒸發(fā)量為1502mm，全年無(wú)霜期為152d，冰封期為5個(gè)月。通過(guò)對(duì)烏梁素海濕地區(qū)域的實(shí)地調(diào)查，結(jié)合不同時(shí)期的當(dāng)?shù)剡b感影像圖，確定烏梁素海濕地周邊土地利用類型主要為灘涂、農(nóng)田、草地、荒地。結(jié)合研究區(qū)典型植被分布情況，共設(shè)置20個(gè)樣方，其中灘涂、農(nóng)田、草地、荒地各5個(gè)樣方。每個(gè)樣方采樣時(shí)采用GPS定位地理位置。根據(jù)土壤采集規(guī)范，在1m×1m的樣方內(nèi)采用“之字型”采集4個(gè)小樣并混合，裝入自封袋中做好標(biāo)記后帶回。選擇全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、PH值和全氮作為研究土壤養(yǎng)分的指標(biāo)。

1.2 養(yǎng)分測(cè)定

本研究中采用土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法對(duì)所選營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行測(cè)定。有機(jī)質(zhì)測(cè)定按照NY/T1121.6-2006《土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》，全氮測(cè)定按照NY/T53-1987《半微量開(kāi)式法土壤全氮的測(cè)定》；有效磷測(cè)定按照LY/T1121.7-2014《森林土壤有效磷的測(cè)定》，速效鉀測(cè)定按照NY/T889-2004《土壤速效鉀和緩效鉀的測(cè)定》，ph值測(cè)定按照NY/T1377-2007《土壤pH的測(cè)定》，鹽分測(cè)定按照LY/T1251-1999《森林土壤水溶性鹽分的測(cè)定》。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)野外調(diào)查資料并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)據(jù)分析軟件使用IBMSPSS Statistics23.0，圖像繪制軟件采用Arcgis10.6。選擇單因素方差分析對(duì)樣本進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，利用單因素方差分析對(duì)數(shù)據(jù)如下幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè):（1）不同土地利用類型之間土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、PH、全鹽的差異顯著性。（2）表土層土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、PH、全鹽的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用類型的土壤營(yíng)養(yǎng)成分

據(jù)研究表明，濕地中植被區(qū)土壤中養(yǎng)分含量空間分布差異的主要影響因素為水分與植被類型。毛志剛等通過(guò)對(duì)鹽城海濱濕地植被與土壤養(yǎng)分元素的相關(guān)性研究，得出植物影響土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的含量主要是通過(guò)吸收、釋放養(yǎng)分，間接影響如水分、pH等周邊環(huán)境因子。葛剛等對(duì)鄱陽(yáng)湖洲灘濕地土壤養(yǎng)分分布特征的研究表明，植被類型、植物體元素含量是土壤養(yǎng)分含量分布特征的主要影響因子。

總體看來(lái)，不同土地利用類型土壤全氮，有效磷，速效鉀，有機(jī)質(zhì)，全鹽在深度上呈遞減趨勢(shì)，PH各層區(qū)別不大。自然狀態(tài)下，隨著土壤深度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量逐漸減少，與本研究結(jié)果一致。對(duì)于不同土地利用類型土壤養(yǎng)分平均值而言，表現(xiàn)為灘涂＞農(nóng)田＞草地＞荒地，其中全氮平均值在不同植物群落中差異均不顯著（p＞0.05），灘涂土地利用類型在各土壤層中的總氮含量高于其他類型，這可能是由于長(zhǎng)期的水淹作用導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)元素滯留，使土壤氮元素的有效來(lái)源增加，從而增加了土壤中的總氮含量。土壤的速效養(yǎng)分(有效磷及速效鉀)是可以被植物直接吸收利用的。濕地土壤養(yǎng)分的分布變化規(guī)律與植物群落的種類和分布不僅存在一定關(guān)系，對(duì)植物群落的演替也起到了重要作用。本次調(diào)查0～20cm土層中速效養(yǎng)分含量表現(xiàn)為荒地＜草地＜灘涂，但只有部分變化差異水平達(dá)到顯著。對(duì)于有效磷，農(nóng)田顯著高于草地與荒地，與灘涂差異并不顯著，農(nóng)田有效磷含量較高主要是因?yàn)榱追适┤胪寥酪仔纬呻y溶性的磷酸鹽并迅速為土壤礦物吸附固定或?yàn)槲⑸锕坛郑洚?dāng)季利用率一般僅為10%～25%，伴隨著磷肥的大量投入，這必然導(dǎo)致農(nóng)田土壤磷濃度的提高，增加土壤磷大量淋溶進(jìn)入地下水的可能，而烏梁素海承受接納了大部分來(lái)自河套灌區(qū)的農(nóng)田退水，富含磷的農(nóng)田退水進(jìn)入烏梁素海，必然加重水體的富營(yíng)養(yǎng)化，間接反映到灘涂上。

2.2 不同土壤養(yǎng)分間相關(guān)性分析

通過(guò)對(duì)土壤所含理化因子的相關(guān)性分析可得，土壤鹽度對(duì)土壤全氮含量有極顯著正影響（P＜0.01），對(duì)土壤速效鉀有顯著正影響。水鹽條件變化會(huì)改變植物群落結(jié)構(gòu)，從而影響土壤營(yíng)養(yǎng)元素的含量和分布，鹽度主要通過(guò)限制微生物活性來(lái)起作用。需要指出的是，雖然水鹽條件是限制鹽沼植被分布的關(guān)鍵因子，但鹽沼植被的分布也必然受到其他一些生物和非生物因素的影響，如植物競(jìng)爭(zhēng)、土壤養(yǎng)分等。土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤全氮有極顯著正影響，對(duì)速效鉀有顯著正影響。

3 小結(jié)

濕地土壤是在特殊的植被條件和水文條件下發(fā)展而來(lái)的，其理化性質(zhì)與一般的陸地土壤并不一致[1]。其的性質(zhì)和功能對(duì)維持濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用[2]。今后應(yīng)加強(qiáng)烏梁素海濕地土壤對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響方面的研究，從而為保護(hù)、恢復(fù)及合理利用烏梁素海濕地提供理論依據(jù)。