北固山湿地土壤氮磷的空间分布特征.docx

北固山湿地土壤氮磷的空间分布特征
赵如金，李潜，吴春笃，储金宇，缪红云
江苏大学环境学院，江苏镇江212013

摘要：镇江北固山湿地是一以芦苇（Phragmitesaustralis）和虉草（PhalarisarundinaceaL.）为优势植物的滨江湿地，土壤中氮磷空间分布对了解湿地水体的富营养化具有重要意义。在北固山湿地的典型区域内布点采样，对土壤中氮磷进行分析，研究了湿地土壤氮磷水平变异性及氮磷在不同植被区土壤中的空间分布规律。结果表明：北固山湿地全氮主要分布在0～60cm土壤层，表层土壤中全磷质量分数显著高于下层土壤。土壤各层次全磷的水平变异性普遍高于全氮，尤其在20～40cm土壤层全磷的变异系数达到52.34%，说明氮素在各层次分布相对均匀。植被类型对土壤中氮磷的空间分布有较大影响，虉草区各土壤层全氮、全磷质量分数均高于芦苇区，其0～20cm和20～40cm土壤层全磷质量分数亦高于空地。受污水排放、内江水冲洗等作用，污染空地及三个排污口全氮、全磷质量分数分别呈现不同的空间变化规律。研究结果为湿地生态恢复和生态清淤提供参考。
关键词：北固山湿地；全氮；全磷；空间分布
中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）01-0273-05湿地生态系统是人类重要的自然资源，被称为“自然之肾”，在调节气候、净化水质、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源等方面发挥着重要作用[1,2]。湿地在地球上广布于各气候带——从赤道到极地均有分布[3]。目前随着大量氮磷等营养盐和生物残体的排入，大多数湿地遭受不同程度的破坏，水体受到污染，生物多样性降低[4]。湿地水体中的污染物易转移到土壤中去，而受污染的土壤对氮磷等营养盐和其他污染物的富集作用更加明显。当土壤层氧化还原环境发生变化时，土壤中的营养物质和污染物质会重新释放进入水体，成为水体富营养化的主要营养源[5]。
作为湿地生态系统的主要环境要素之一，土壤是湿地中营养物质的重要蓄积库，在沉淀和释放污染物方面起着重要作用，是形成湿地富营养化的关键因素之一。土壤中氮磷分布特征已被证实与内源负荷有直接关系。研究北固山湿地氮磷等营养盐空间分布不仅能从理论上阐明内江内源问题，对于了解北固山湿地水体的富营养化也具有重要意义。关于湿地土壤中氮磷空间分布特征，国内外学者进行了相关研究。张斌亮等[6]通过2月枯季和8月洪季样品的采集、分析，对滨岸带潮滩沉积物中NH4+-N和NO3--N等营养盐的分布、迁移和扩散通量进行了初步研究，得出营养盐的空间分布规律，并分析了影响空间分布特征的因素；彭佩钦等[7]以洞庭湖3类典型湿地的8个土壤剖面为代表，研究了氮磷等在湖草洲滩地、垦殖水田等土壤中的空间分布特征；GrunwaldS等[8]在佛罗里达一亚热带湿地中采样，分析了其土壤中全磷的空间变异性及分布规律，并验证变异性与多样的生物地球化学土壤特征之间的关系；目前对北固山湿地土壤营养盐空间分布的研究仅限于金属元素[9]，对以芦苇（Phragmitesaustralis）和虉草（PhalarisarundinaceaLinn）为优势植物的湿地土壤氮磷空间分布规律及其与周围环境之间关系等方面的研究还未见报道。
本文研究了北固山湿地土壤中氮磷的空间分布特征，分析了其潜在的环境影响，为该区域的生态恢复和生态清淤提供参考。
1材料与方法
1.1研究区概况
北固山湿地为一天然滨江湿地，位于长江中下游平原的镇江北固山脚下，属于东部季风湿润区，湿地植物以芦苇和虉草为主。受长江水位影响，最大水位出现在每年的5～9月；1～4月处于枯水期，湿地露出水面；10～12月为平水期。
1.2样品采集
在北固山湿地选择的典型区域内随机布点，以每份多小区、多点混合的方法随机采集土壤样品，并按0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm，100～120cm等6个层次进行采集。
表层土壤样品采集：采用蚌式抓斗采样器，用塑料勺挖取芯部样品，在广口瓶中封存，运回实验室后进行测定，采样深度在0～20cm内。
柱状样品采集：使用自行设计的开启式柱状采样器，从地表向下取0～120cm共6个层次的土样。
1.3样品分析
土壤全氮质量分数测定采用半微量开氏法；全磷质量分数采用氢氧化钠碱融-钼锑抗比色法。
2结果与分析
2.1湿地土壤氮磷水平分布
表1北固山湿地土壤氮磷水平变异性
Table1ThehorizontalvariabilityofnitrogenandphosphorusinthesoilofMountBeiguwetland
项目土层/cmw范围/(mg·kg-1)w平均值/(mg·kg-1)标准差/(mg·kg-1)变异系数/%TP0～20791.25～2010.761420.12450.0