蘆葦對黃河三角洲濕地土壤理化性質(zhì)及鹽分的影響

吳林川

(沃德蘭特(北京)生態(tài)環(huán)境技術研究院有限公司,北京，100192)

The experiment was conducted to explore the improvement effect of Phragmites australis on the wetland of the Yellow River Delta. The methods of field soil sample collection and indoor measurement were used to study the physicochemical properties and salt distribution of soil in different Phragmites australis growth periods and depths in the wetland of the Yellow River Delta. The content of soil organic matter in the surface layer (0

濕地生態(tài)系統(tǒng)作為海洋生態(tài)系統(tǒng)和綠地生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶，兼具陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)的生境[1]，具有十分豐富的生物多樣性。在人為活動及氣候變化的影響下，濕地生態(tài)系統(tǒng)面源污染、土壤鹽漬化、重金屬污染等問題日益凸顯[2]。黃河三角洲濕地總面積約15.3萬hm2，擁有我國溫帶地區(qū)最完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)[3]。近幾年因過渡開墾和水資源的不合理開發(fā)利用，導致黃河三角洲濕地土壤鹽漬化程度不斷加重[4-5]。科學保護黃河三角洲濕地對調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、保護生物多樣性、調(diào)節(jié)水資源、維系生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要意義[6]。

學者對黃河三角洲濕地鹽堿地治理方式進行了多角度的研究。喬艷輝等[7]研究發(fā)現(xiàn)NyPa牧草種植可以有效改良鹽堿地土壤理化性質(zhì)；賀文君等[8]通過研究微地形對濱海鹽堿地鹽分分布的影響發(fā)現(xiàn)，隨著高程的增加，土壤鹽分出現(xiàn)“表聚”現(xiàn)象[8]；王月海等[9]通過造林綠化技術探索了黃河三角洲鹽堿地的改良方法；李慶國等[10]通過改進排水系統(tǒng)提升了黃河三角洲鹽堿地治理效果；耿雨晗[11]通過室內(nèi)土柱模擬試驗，發(fā)現(xiàn)埋設高孔隙材料可以降低土壤鹽分含量。

蘆葦(Phragmitesaustralis(Cav.) Trin. ex Steud.)作為一種廣泛生長于黃河三角洲濕地的天然水生濕地禾草，對土壤具有一定的改良作用，但目前研究重點集中于蘆葦對土壤重金屬吸附方面[12-15]，關于其對濕地土壤理化性質(zhì)及鹽分改良的研究較少。本研究通過分析蘆葦不同生長期土壤垂直方向上鹽分分布的變化規(guī)律，目的在于研究蘆葦對黃河三角洲濕地土壤理化性質(zhì)及鹽分的改良效果，為黃河三角洲濕地土壤修復提供參考。

1 研究區(qū)概況

試驗選取黃河三角洲蘆葦濕地作為研究區(qū)域。研究區(qū)位于山東省東營市墾利區(qū)，該地為黃河攜帶大量泥沙在渤海凹陷處沉積形成的沖積平原。多年平均氣溫為12.2 ℃，年均降水量594 mm，蒸發(fā)量約2 000 mm[16]。研究區(qū)土壤類型以潮土和鹽堿土為主。植被主要為鹽生植物，物種組成簡單，主要分布的植物種包括蘆葦、檉柳(TamarixchinensisLour.)及縱翅堿蓬(Suaedapterantha(Kar. et Kir.) Bunge)[17]。

2 研究方法

在山東東營墾利區(qū)黃河三角洲濕地選取地勢平坦、植被類型單一、人為活動少、密度均勻的蘆葦群落采集土壤樣品，分別于蘆葦?shù)陌l(fā)芽期(2020年4月)、抽穗期(2020年7月)和腐爛期(2020年10月)在土壤深度(h)為0

使用Excel 2010處理數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statistics 19軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

3 結果與分析

3.1 蘆葦不同生長期對土壤有機質(zhì)的影響

通過觀察各生長期不同深度土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)可以看出(表1)，蘆葦不同生長期表層(0

表1 蘆葦不同生長期土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)

3.2 蘆葦不同生長期土壤質(zhì)地變化特征

由表2可知，蘆葦從發(fā)芽期到腐爛期0

表2 各土層土壤顆粒組成

蘆葦各生長期中層(20 cm

3.3 蘆葦不同生長期土壤電導率及pH值變化特征

研究表明，從發(fā)芽期到腐爛期，0

表3 蘆葦不同生長期土壤電導率

從蘆葦發(fā)芽期到腐爛期，0

表4 蘆葦不同生長期土壤pH值

3.4 蘆葦不同生長期土壤鹽分變化特征

通過研究黃河三角洲濕地不同深度土壤中八大離子質(zhì)量分數(shù)的分布規(guī)律，結果見表5。

表5 蘆葦不同生長期土壤鹽分離子質(zhì)量分數(shù)

通過對黃河三角洲蘆葦濕地土壤鹽分質(zhì)量分數(shù)分析得出，與對照組相比，蘆葦濕地土壤鹽分離子均有所減少。土壤垂直方向上，0

從發(fā)芽期到腐爛期，0

從發(fā)芽期到腐爛期，0

4 討論

土壤有機質(zhì)是提供植物生長發(fā)育的主要物質(zhì)，其質(zhì)量分數(shù)是土壤肥力狀況的重要指標之一，與土壤水分、孔隙度、顆粒組成及植被等多種因素相互制約、相互影響[19-20]。植物生長過程中，根系分泌物、脫落物對土壤孔隙度和粒徑組成等有所影響，有助于提高土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)[20-21]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著黃河三角洲濕地蘆葦?shù)陌l(fā)育，其土壤有機質(zhì)逐漸升高，原因是蘆葦生長季內(nèi)，溫度逐漸升高，蘆葦根系生物量逐漸增加，進而導致土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)升高，這與其他學者[22]研究結論基本一致。

土壤機械組成與植物根系具有顯著相關關系，植物根系通過穿透和根際效應影響土壤孔隙度和水分，進而影響土壤機械組成[23-24]。本研究中，蘆葦濕地土壤粉粒百分比大于對照組，且隨著蘆葦?shù)纳L發(fā)育，土壤粉粒百分比逐漸增加，這是在蘆葦根系穿插物理作用和根系分泌、腐解化學作用下[25]，土壤機械組成不斷改良的結果。

本試驗蘆葦濕地40 cm

5 結論

蘆葦濕地土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)顯著高于對照組。單個蘆葦生長季，土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)逐漸增加，且表層(0