烏梁素海濕地周邊不同土地利用類型對土壤營養元素的影響

趙宇新

（巴彥淖爾市氣象局 內蒙古，巴彥淖爾 015000）

在構成濕地生態環境系統的眾多環境要素之中，土壤是最為關鍵的要素之一。在濕地物理化學轉化中，土壤是必不可少的中介，也是濕地物質循環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，土壤重的養分是濕地植物生長發育必不可少的營養，是評判土壤質量的重要指標之一。在人類對濕地的影響中，土地利用是人類影響土壤肥力最直接的過程，其不僅改變土壤肥力及活性，還改變了土壤結構，也干預了土壤物質循環過程，最終影響了整個濕地生態環境系統。

濕地在調節氣候，保護生物多樣性，凈化水質等方面起著非常關鍵的作用，是自然界最重要的生態環境和生存景觀之一。有機質和氮、磷等營養元素是濕地土壤的重要組成部分，其含量的多少對濕地生態系統的生產力情況有著直接影響[1]。烏梁素海位于內蒙古巴彥淖爾市境內，是關系到黃河中下游水生態安全的“重要節點”。目前對烏梁素海的研究主要集中在具體典型植物考察，濕地動植物分布情況，對于烏梁素海濕地土壤利用類型與土壤養分的相關性研究還很少。本文分析烏梁素海典型植物群落下表層土壤營養元素分布變化特征，探討烏梁素海土地利用類型對表層土壤營養元素的影響，對維護烏梁素海濕地的生態安全和可持續發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣點分布

以烏梁素海濕地水禽自然保護區作為研究對象，該濕地（40°36'～41°03'N，108°43'～108°57'E）位于內蒙古自治區巴彥淖爾市境內，是地球同一緯度最大的自然濕地。濕地呈南北長、東西窄的狹長形態，總面積37200 hm2。所在地區的多年平均氣溫為7.3℃，多年平均降雨量為224mm，蒸發量為1502mm，全年無霜期為152d，冰封期為5個月。通過對烏梁素海濕地區域的實地調查，結合不同時期的當地遙感影像圖，確定烏梁素海濕地周邊土地利用類型主要為灘涂、農田、草地、荒地。結合研究區典型植被分布情況，共設置20個樣方，其中灘涂、農田、草地、荒地各5個樣方。每個樣方采樣時采用GPS定位地理位置。根據土壤采集規范，在1m×1m的樣方內采用“之字型”采集4個小樣并混合，裝入自封袋中做好標記后帶回。選擇全氮、有效磷、速效鉀、有機質、PH值和全氮作為研究土壤養分的指標。

1.2 養分測定

本研究中采用土壤農化常規分析方法對所選營養元素進行測定。有機質測定按照NY/T1121.6-2006《土壤有機質的測定》，全氮測定按照NY/T53-1987《半微量開式法土壤全氮的測定》；有效磷測定按照LY/T1121.7-2014《森林土壤有效磷的測定》，速效鉀測定按照NY/T889-2004《土壤速效鉀和緩效鉀的測定》，ph值測定按照NY/T1377-2007《土壤pH的測定》，鹽分測定按照LY/T1251-1999《森林土壤水溶性鹽分的測定》。

1.3 數據處理

根據野外調查資料并結合實驗結果，數據分析軟件使用IBMSPSS Statistics23.0，圖像繪制軟件采用Arcgis10.6。選擇單因素方差分析對樣本進行顯著性檢驗，利用單因素方差分析對數據如下幾個方面進行檢測:（1）不同土地利用類型之間土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機質、PH、全鹽的差異顯著性。（2）表土層土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機質、PH、全鹽的相關性。

2 結果與分析

2.1 不同土地利用類型的土壤營養成分

據研究表明，濕地中植被區土壤中養分含量空間分布差異的主要影響因素為水分與植被類型。毛志剛等通過對鹽城海濱濕地植被與土壤養分元素的相關性研究，得出植物影響土壤中營養元素的含量主要是通過吸收、釋放養分，間接影響如水分、pH等周邊環境因子。葛剛等對鄱陽湖洲灘濕地土壤養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分含量分布特征的主要影響因子。

總體看來，不同土地利用類型土壤全氮，有效磷，速效鉀，有機質，全鹽在深度上呈遞減趨勢，PH各層區別不大。自然狀態下，隨著土壤深度的增加，土壤有機質含量逐漸減少，與本研究結果一致。對于不同土地利用類型土壤養分平均值而言，表現為灘涂＞農田＞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，這可能是由于長期的水淹作用導致營養元素滯留，使土壤氮元素的有效來源增加，從而增加了土壤中的總氮含量。土壤的速效養分(有效磷及速效鉀)是可以被植物直接吸收利用的。濕地土壤養分的分布變化規律與植物群落的種類和分布不僅存在一定關系，對植物群落的演替也起到了重要作用。本次調查0～20cm土層中速效養分含量表現為荒地＜草地＜灘涂，但只有部分變化差異水平達到顯著。對于有效磷，農田顯著高于草地與荒地，與灘涂差異并不顯著，農田有效磷含量較高主要是因為磷肥施入土壤易形成難溶性的磷酸鹽并迅速為土壤礦物吸附固定或為微生物固持，其當季利用率一般僅為10%～25%，伴隨著磷肥的大量投入，這必然導致農田土壤磷濃度的提高，增加土壤磷大量淋溶進入地下水的可能，而烏梁素海承受接納了大部分來自河套灌區的農田退水，富含磷的農田退水進入烏梁素海，必然加重水體的富營養化，間接反映到灘涂上。

2.2 不同土壤養分間相關性分析

通過對土壤所含理化因子的相關性分析可得，土壤鹽度對土壤全氮含量有極顯著正影響（P＜0.01），對土壤速效鉀有顯著正影響。水鹽條件變化會改變植物群落結構，從而影響土壤營養元素的含量和分布，鹽度主要通過限制微生物活性來起作用。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，如植物競爭、土壤養分等。土壤有機質對土壤全氮有極顯著正影響，對速效鉀有顯著正影響。

3 小結

濕地土壤是在特殊的植被條件和水文條件下發展而來的，其理化性質與一般的陸地土壤并不一致[1]。其的性質和功能對維持濕地生態系統發揮了重要作用[2]。今后應加強烏梁素海濕地土壤對生態系統影響方面的研究，從而為保護、恢復及合理利用烏梁素海濕地提供理論依據。