克旗达里湖沿岸盐碱土中氮、磷、钾含量随深度变化研究

2013-07-31刘云超陈凤臻王素娟郝卓敏张秀艳

赤峰学院学报·自然科学版 2013年23期

关键词：湖口铵态氮表层

刘云超，马莉，陈凤臻，王素娟，郝卓敏，张秀艳

（1.赤峰学院资源与环境科学学院；2.赤峰市松山区初头朗镇农经站，内蒙古赤峰 024000）

克旗达里湖沿岸盐碱土中氮、磷、钾含量随深度变化研究

刘云超1，马莉1，陈凤臻1，王素娟1，郝卓敏1，张秀艳2

（1.赤峰学院资源与环境科学学院；2.赤峰市松山区初头朗镇农经站，内蒙古赤峰 024000）

通过对克旗达里湖沿岸盐碱土土壤进行逐层取样，分析了该地区盐碱土中的铵态氮、有效磷、速效钾的含量随深度的变化情况.结果表明：克旗达里湖沿岸盐碱土土壤中铵态氮随深度呈现由上到下逐渐减少的趋势.达里湖沿岸土壤有效磷呈现随深度增加而下降的趋势.达里湖沿岸不同地区土壤速效钾的含量差异很大，变化不明显.

达里湖沿岸；盐碱土；氮磷钾；深度

湿地是地球上水生生态系统和陆地生态系统之间的过渡带，是一种独特生态系统，既具有水生生态系统的部分功能，也具有部分陆地生态系统的功能.目前，地球上湿地面积达8.56×108hm2,占陆地总面积的4%~5%[1].湿地是一种重要的自然资源，在调控区域水分循环和C、N、P等养分的生物地球化学循环方面具有重要作用[2].湿地里的生物既能为人类提供食物和商品，还可以过滤、分解人类排泄到湿地内部的污染物.而湿地土壤中所包含各种物质的含量变化则会影响湿地生态系统的生产力[3].湿地土壤氮素、磷素是湿地营养水平指示物[4].湿地土壤中氮、磷、钾含量直接影响着湿地生态系统的生产力[3].因此，湿地生态系统的氮、磷、钾等营养元素物质循环研究已经成为现代湿地生态系统研究的热点问题[5].

达理诺尔湖位于赤峰克什克腾旗西部，属内蒙古第三大湖泊.达理诺尔湖湿地是内蒙古高原上的内陆湖泊湿地的典型，是湖泊湿地、沼泽湿地及河流湿地的组合，兼具这几种湿地类型的特性.由于近年来气候干旱，湖水蒸发量较大，而入湖水量降低，使湖泊面积日益减小，形成了大面积的湖洲湿地.另外不合理的开发利用湖泊周围的草场，大规模的旅游开发等人类活动也给达理诺尔湖湿地环境造成了一定影响.目前，关于达理诺尔湖湿地的研究主要集中在湿地动态演变[6]，水体营养状况[7]、湖水化学特征、水体总磷、总氮、无机氮的综合分析及对水质的评价[8-10]等方面.对于该地区盐碱土的营养元素的特征和相互关系研究不多.本文目的是以达理诺尔湖岸边盐碱土壤为研究对象，选择代表性样点，研究湖洲湿地生态系统土壤营养元素和土壤分布特征及其相互关系，为达理诺尔湖湿地生态系统和当地盐碱土的利用提供科学数据.

1 材料与方法

1.1 研究区概况

达里诺尔国家级自然保护区位于内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗西部，总面积119413.55hm2，达里诺尔湖保护区南面为浑善达克沙地北缘，主要植被为羊草、大针茅、冷蒿、芨芨草、苔草、碱蓬、芦苇等.保护区的地带植被为草原，代表群落是羊草草原和大针茅草原.保护区的林地生态系统分布较集中，均分布于保护区南部的小腾格里沙地及达尔罕山上.其生态系统主要为湖泊系统，河流系统和沼泽系统三类.

达里湖是自然保护区的核心，湖积平原草原植被茂盛，水储量16亿m3，水深10—13m.湖面广阔，是国家珍稀鸟类保护区.有丹顶鹤等国家一、二类保护鸟类26种，达里湖的半咸水质，生产华子鱼和鲫鱼.

达里湖属于中温带大陆季风性气候区，具有高原寒暑巨变的特点，夏季短促凉爽、冬季寒冷漫长，春季多风沙天气，昼夜温差比较大，太阳辐射强烈，风大且常伴有沙尘，热能及风能资源特别丰富.年均气温1℃-2℃，＞10℃年积温1300℃～1700℃.一月份最冷，平均气温为-23℃～-24℃，极端最低气温达-45℃，气温在-20℃以下的日数超出100天，最大冻土深度191厘米；7月份最热，平均气温为16℃～18℃.年降水量350-450mm，年蒸发量1300mm，年平均风速2.8-3m/s，无霜期60～80d.降水期多集中在夏季（6-8月份）降水量260-280mm，占全年降水量的70%以上；秋季（9-10月份）降水量为50-60mm，占全年降水量的13-14%；春季（3-5月份）降水量为45-50mm，占全年降水量的12-13%；冬季（11-2月份）降水量为10-15mm，占全年降水量的3-4%.

研究区的地带性土壤为栗钙土.由于地貌类型以及小气候条件的不同，影响到各区域的水热条件的再分配，从而使土壤类型也有所不同.北部及西部海拔1250-1400 m的玄武岩台地上分布有大面积的暗栗钙土；在湖盆洼地，河流滩地以及丘间低地上分布有草甸土、沼泽土及盐土，其中包括盐化草甸土、草甸沼泽盐土等.研究区土壤有明显的地带性特点，暗栗钙土、栗钙土、草甸栗钙土、草甸土、盐化草甸土、草甸沼泽土、草甸沼泽盐土、固定风沙土等[6].

1.2 样品采集及处理

2011年5月，在对达里湖湿地全面野外考察的基础上,于达里湖岸10-15m范围内，选取达里湖南岸、亮子河入口、耗来河入口、达里湖西北岸、达里湖北岸的六个样点，用GPS定位.每个样区随机挖取3个剖面作为重复，各剖面分层取样，根据地下水位情况不同，每个点按深度取4个层次，分别为0-5cm，5-10cm，10-20cm，20-40cm.计24个点.将土壤样品分点分层装入自封袋，并在各层分别取环刀样，带回实验室，将带回的土壤样品捡去动植物残体和石块等杂物后，自然风干并研磨，过100目筛，待测.

表1 达里湖采样点基本情况

1.3 实验方法与数据处理

土壤碱解氮的测定采用碱解扩散法；有效磷的测定用0.5mol/LNaHCO3浸提——钼剃抗比色法；速效钾采用N H4OAc浸提-火焰光度法；

采用MicrosoftExcel2003统计分析软件进行数据处理并作图.

2 结果与分析

2.1 不同土壤深度铵态氮变化

图1 达里湖沿岸土壤铵态氮随深度变化图

通过达里湖沿岸土壤铵态氮随深度变化图可以看出：六个点的土壤铵态氮含量总体上呈现随深度增加铵态氮含量逐渐减少的趋势，这与曾从盛等人的研究结果相似[11].A点4个层次铵态氮含量变化趋势是升高-降低-升高.且变化幅度较大.这是由于A点位于达里湖南岸，土壤质地为沙土.地上没有植被，且表层的土壤盐分较高，所以表层含氮量较少.5-10cm盐分较为0-5cm低，含氮量升高，10cm-20cm铵态氮受硝化作用下降.B、D、E点的铵态氮变化趋势相似，B点位于亮子河入湖口处，质地为沙土，地下水位高，表层盐分较大，故0-5cm层的铵态氮含量较低.5-10m的含盐量比0-5cm低，铵态氮略有上升.D、E两点的土壤质地为砂壤土-粘土，且土壤表层有被，但0-5cm的含盐量比5-10cm低，所以0-5cm的铵态氮量比5-10cm低，这与白军红等人对吉林向海沼泽湿地的研究结果相一致[12].C点铵态氮量变化趋势与A点相似，C点土壤质地为砂壤土-粘土，土壤表层有被，且该点位于耗来河入湖口，0-5cm的含盐量比5-10cm低，所以0-5cm的铵态氮量比5-10cm低，10-20cm层次的铵态氮量较低是由于该层次的植物根系活动较频繁，铵态氮被植物根系所吸收利用，20-40cm处的铵态氮含量略有上升.

3.2 不同土壤深度有效磷变化

图2 达里湖沿岸土壤有效磷随深度变化图

通过达里湖沿岸土壤有效磷随深度变化图（图2）可以看出：六个点的土壤有效磷总体呈现随深度增加而下降的趋势.这与董生旺等人在对达里湖沉积物中的营养元素研究结果相似[10].A、F两个点位的土壤有效磷含量较其他四个点的有效磷含量高.这主要是由于两个取样点的质地为沙土，土壤上没有植被吸收磷素所造成的.且A点有效磷含量在5-10cm开始迅速下降，这与该点表层属于碱性土壤有关系. B、C、D、E点的有效磷变化趋势相似，B点位于亮子河入湖口处，地下水位高，入湖水带来了很多的有机质，故0-5cm层和5-10cm层的有效磷含量比下面两层的有效磷含量略高.C点位于耗来河入湖口，土壤质地为砂壤土-粘土，且土壤表层有被，自然磷素主要来源于成土母质和表层的动植物残体归还，因此C点的0-10cm层的土壤有效磷含量就高.D、E两点的土壤质地为砂壤土-粘土，且有植被，土壤表层碱性较大，0-10cm层的土壤有效磷含量比下两层的有效磷高.且有效磷的移动性小，向下淋溶小.这与彭佩钦等人对洞庭湖湿地磷含量的研究结果类似[13].

3.3 不同土壤深度速效钾变化

表3 达里湖沿岸土壤速效钾随深度变化图

达里湖沿岸6个不同地区点的土壤速效钾的含量差异很大（见图3）.A、B、F三点的速效钾含量呈现随土壤深度增加而逐渐升高的趋势.这主要和这几个点的沙土成土母质有关系.且由于这几个点上面没有生长植被，没有根系对K素的吸收，所以这几点的速效钾含量均高于其他几点.而这三个点中，由于B点位于亮子河入湖口处，地下水位高，且K元素容易淋溶，所以B点的速效钾随深度变化的较大.而C、D、E三点的速效钾随着土壤深度增加呈现出先下降后上升的趋势.主要是由于这三点的地上有植被生长，吸收了钾素，且植被的根系主要集中在土壤的表层，所以，呈现出先下降后上升的变化趋势.另外，C点由于处于耗来河入湖口处，速效钾被水溶解，所以该点的速效钾含量较其他点的速效钾含量低[14、15].

4 结论

4.1 达里湖沿岸土壤铵态氮呈现随深度增加铵态氮含量逐渐减少的趋势，达里湖南岸沙土.没有植被，表层的土壤盐分较高的地区，表层含氮量较少.亮子河入湖口处沙土地区，地下水位高，表层盐分较大，故0-5cm层的铵态氮含量较低，5-10cm的含盐量比0-5cm低，铵态氮略有上升.后又逐渐降低.土壤质地为砂壤土-粘土，土壤表层有被的地区，含盐量低，铵态氮量也低.耗来河入湖口土壤质地为砂壤土-粘土，且土壤表层有植被，10-20cm层次的铵态氮量较低是由于该层次的植物根系活动较频繁，铵态氮被植物根系所吸收利用造成的，

4.2 达里湖沿岸土壤有效磷的变化趋势呈现随深度增加而下降的趋势.质地为沙土，土壤上没有植被的土壤有效磷含量有效磷含量高.亮子河入湖口处，地下水位高，入湖水带来了很多的有机质，故0-5cm层和5-10cm层的有效磷含量比下面两层的有效磷含量略高.耗来河入湖口，土壤质地为砂壤土-粘土，且土壤表层有被，自然磷素主要来源于成土母质和表层的动植物残体归还，因此0-10cm层的土壤有效磷含量就高.土壤质地为砂壤土-粘土地区，且有植被，土壤表层碱性较大，0-10cm层的土壤有效磷含量比下两层的有效磷高.

4.3 达里湖沿岸不同地区土壤速效钾的含量差异很大.沙土、上面没有生长植被，没有根系对K素的吸收，速效钾含量.亮子河入湖口处，地下水位高，且K素容易淋溶，速效钾随深度变化的较大.盐化碱土、草甸碱土地区上面有植被生长，速效钾随着土壤深度增加呈现出先下降后上升的趋势.且植被的根系主要集中在土壤的表层，所以，呈现出先下降后上升的变化趋势.耗来河入湖口处，速效钾被水溶解，速效钾含量较其他点的速效钾含量低.

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