黑龙江省东部山地沼泽湿地土壤化学性质研究*

鞠　丹　杨　娇

（黑龙江省野生动物研究所，哈尔滨　150081）



黑龙江省东部山地沼泽湿地土壤化学性质研究*

鞠丹杨娇**

（黑龙江省野生动物研究所，哈尔滨150081）

摘要：对东部山地沼泽湿地土壤化学性质的研究结果表明:（1）3个区域沼泽湿地土壤有机质变异系数大小排序为张广才岭>老爷岭>完达山，其中张广才岭和老爷岭的变异系数较完达山高，说明其受人类活动因素影响较大；（2）土壤全N含量排序为张广才岭>老爷岭>完达山，因土壤全N变异系数均大于10%，说明3个区域均存在中等程度的空间差异性；（3）土壤Hg含量排序为老爷岭>张广才岭>完达山，Pb和Cr含量排序均为张广才岭>老爷岭>完达山，说明3个区域均不同程度的受到重金属污染；（4）土壤可溶性盐分变异系数大小排序均为张广才岭>老爷岭>完达山，这表明张广才岭地区可溶性盐分对湿地植被影响较大。

关键词：沼泽湿地；有机质；重金属；可溶性盐分；土壤特异性

*黑龙江省财政厅科研计划项目“黑龙江省东部山地湿地生态系统健康评价”资助

湿地土壤是湿地发生物理及化学转换的中介，是植物获取营养物质的最初场所[1-2]。湿地土壤中的有机质及氮、磷等元素作为湿地土壤的重要组成部分，其含量多少和分布特征会显著影响湿地生态系统的生产力[3-5]。本研究通过对张广才岭、老爷岭和完达山三个地区沼泽湿地土壤化学性质的分析，揭示出东部山地沼泽湿地土壤受人为干扰影响的程度。

1　研究区概况及测定方法

东部山地由张广才岭、老爷岭和完达山三大山系组成，地理坐标为43°25′16″～ 47°13′08″N，127°28′34″～ 133°57′31″E。三个区域中的湿地以沼泽湿地分布最广，多分布在东南部林区海拔1 000～1 200 m以下的山地和排水良好的地方，其土壤主要是暗棕壤，土层较厚，表层积累大量腐殖质，营养元素较丰富，是生产力较高的一类土壤。

1.1土壤的取样

在张广才岭、老爷岭和完达山三个区域中分别选出有代表性的沼泽湿地斑块各12块作为调查地，在每块调查地的核心部位采集土样，采集土样深度为地面0～20cm之间，一次采集的重量在4kg左右。借助采样工具将采集的土样放入塑料袋内，并在塑料袋的内外同时做标记。

1.2土样指标测定方法

为了更精确的反映所调查湿地的土壤化学指标，所有土样均送到有相关资质的检测单位进行测定，测定土样均采用风干后的土壤，并参照农业行业标准-土壤检测进行分析[6]。具体测试方法：土壤有机质含量采用重铬酸钾稀释热-容量法测定；全N采用半微量削氏法测定；Hg、Pb、Cr采用电感藕合等离子体(ICPMS)测定；土壤可溶性盐分中，CO32-、HCO3-采用双指标试剂-中和滴定法，CL-采用硝酸银滴定法，SO42-采用EDTA间接络合滴定法，Ca2+、Mg2+离子采用EDTA滴定法，Na+、K+离子采用火焰光度计法。

2　研究结果分析

2.1土壤有机质分析

土壤有机质是湿地土壤的重要组成成分，是评价土壤质量的一个重要指标，由表1可以看出，张广才岭、老爷岭和完达山地区有机质平均含量分别为77.7、80.2、99.1 g/kg，中值和平均值差异不大，其中老爷岭和完达山的中值小于平均值，而张广才岭的中值却大于平均值。这说明老爷岭和完达山地区湿地土壤有机质分布比较均匀，受特异值影响较小，而张广才岭地区湿地土壤有机质分布不均匀，受特异值影响较大。土壤有机质变异系数大小排序为：张广才岭>老爷岭>完达山。按照变异系数的划分等级：弱变异性，CV<10%；中等变异性，CV=10%～100%；强变异性，CV>100%[7]可以看出，三个研究地区土壤有机质都存在中等程度的变异性，其中张广才岭和老爷岭的变异系数相对比完达山高，说明其受人类活动、土地利用方式等随机性因素影响较大。

表1　土壤有机质统计特征值

2.2土壤全N含量分析

土壤氮元素不仅是土壤的重要组成部分，而且还是生态系统中极其重要的生态因子。由各区域土壤全N含量统计特征（图1）可知，张广才岭、老爷岭和完达山地区土壤全N平均含量分别为0.820、0.646和0.768 g/kg，其中张广才岭和老爷岭的中值与平均值相差较大，完达山的中值与平均值相差较小。这说明，张广才岭和老爷岭全N含量分布不均匀，受特异值影响较大，而完达山全N含量分布相对前两个区域较均匀，受特异值影响相对较小。各区域土壤全N变异系数均大于10%，存在中等程度的空间异性。

图1　土壤全N含量特征

2.3土壤重金属含量分析

湿地土壤中Hg元素是一种危险的环境污染元素，在湿地土壤中会产生不利于生物生长、发育、繁殖和进化的效应，并会对植物、动物、微生物和人体产生重的毒害作用[6]。从图2可知，三个区域湿地土壤Hg的含量都很高，张广才岭Hg含量较其他两个区域都高，说明其污染比较严重。一般认为，在水淹条件下，土壤和植物中的Hg会随有机质的分解而释放，同时，有机质的存在也促进了细菌和浮游生物的活动，提高了Hg的甲基化速率和通过浮游生物的流通量。三个区域中，变异程度最大的是老爷岭，变异系数是50.9%；变异程度最小的是完达山，变异系数是34.9%。三个区域中土壤中Hg含量受到人为干扰活动影响顺序是：老爷岭>张广才岭>完达山。

湿地土壤Pb含量如果超过一定含量就会对植物中酶的活性产生抑制作用，从而影响到光合和呼吸作用。从图2可知，三个区域中，Pb的含量顺序是：张广才岭>老爷岭>完达山，说明张广才岭Pb污染比较严重。变异程度最大的也是张广才岭，变异系数是50.1%，表明其含量分布极为不均匀，测定值间变化较大。变异程度最小的是完达山，变异系数是46.4%，表明完达山湿地土壤中Pb的含量受人为扰动影响最轻。三个区域土壤中Pb含量受到人为干扰活动影响顺序是：张广才岭>老爷岭>完达山。

三个区域湿地土壤Cr含量顺序是：老爷岭>张广才岭>完达山，说明这三个区域都受到一定程度的污染。变异程度最大的是张广才岭，变异系数是39.8%，表明其含量分布极为不均匀；变异程度最小的是完达山，变异系数是16.7%，表明其含量分布较为均匀。三个区域土壤中Cr含量受到人为干扰活动影响顺序是：张广才岭>老爷岭>完达山。

图2　土壤重金属含量特征

2.4土壤可溶性盐分分析

土壤中可溶性盐分主要由Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+组成，土壤盐度对植物的生长和分布具有重要的意义。从图3可以看出，土壤阴离子当中以SO42-离子含量最高，Cl-离子含量次之，顺序为：SO42->Cl->HCO3->CO32-（CO32-离子含量在三个区域抽样检测都低于0，故未列出）。阳离子以Mg2+离子含量最高，Ca2+离子含量次之，顺序为：Mg2+>Ca2+>Na+>K+。植物是通过根系从土壤中吸收K+元素，植物死亡后，其残体归还到土壤，于是形成了表层土壤K+的水平分布规律。土壤可溶性盐分的变异系数以张广才岭最大，老爷岭次之，完达山最低，表明张广才岭受人为干扰影响最大。

3　结　论

东部山地三个不同区域沼泽湿地土壤表层有机质含量由大到小的排序为：张广才岭>老爷岭>完达山。三个区域沼泽湿地土壤全N含量分布都不均衡，不仅说明该地区的人为干扰比较严重，也说明了有机质和全N含量在空间上的消涨趋势是一致的。在重金属元素中，Hg含量受人为干扰活动影响顺序是：老爷岭>张广才岭>完达山，Pb、Cr含量受人为干扰活动影响顺序是：张广才岭>老爷岭>完达山。由于在三个区域中均测到了这3种重金属，表明这些区域不同程度的受到了一些化学物质的危害。在三个区域沼泽湿地土壤可溶性盐分分析中，除了CO32-离子检测为零外，其他7种离子均检测出不同含量，三个区域变异系数的排序为：张广才岭>老爷岭>完达山，说明退化的沼泽湿地土壤盐分含量过高，导致了生物的活性受到抑制，而且随着生物数量的减少，将最终导致湿地完全退化。

图3　土壤可溶性盐分含量特征

参考文献

［1］吕宪国等编著.湿地生态系统观测方法［M］.北京：中国环境科学出版社，2005.

［2］孙楠，李亚洲，张怡春.抚育间伐对小兴安岭水胡黄阔叶混交林土壤化学性质的影响［J］.林业科技，2014,39(6):19-21.

［3］王玲,吕殿青.东洞庭湖湿地土壤营养元素空间分异特征研究［J］.湖南师范大学学报，2011(5):19-22.

［4］马长顺，王雨朦.不同经营方式对人工林土壤化学性质的影响［J］.森林工程，2014,30(1):30-35.

［5］李聪，孙正峰，曹宇，等.林区不同土地利用模式对土壤理化性质酶学特性的影响［J］.森林工程，2013,29(3):18-24.

［6］中国农业科学院.中华人民共和国农业行业标准NY/T1126.16-2006土壤检测［S］.北京：中国标准出版社,2006.

［7］YOST R S.UCHAR A G,FOX R L.Geostalistical anaiysis of Soil chemical propenties of large land areas:Semivariograms［J］.Soil Sci Soo Am J,1982,46:1028-1037.

（责任编辑：王岳）

The East of Heilongjiang Province Marsh Wetland Soil Chemical Properties

JUDan
（Wildlife Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150081）

Abstract The results showED that:(1) three different areas of marsh wetland soil organic matter sorted by size variation coefficient for Zhangguangcailing> Laoyeling> Wanda mountains;(2) according to soil total N content of soil sort for specificity Zhangguangcailing > Laoyeling> Wanda mountains,coefficient of variation due to soil total N were greater than 10%;(3) the wetland soil in the Hg content in order to Lao yeling > Zhang guangcailing > Wanda mountains,in the content of Pb and Cr content in the wetland soil sorting are Zhang guangcailing > Lao yeling > Wanda mountains; (4) soil soluble salt according to the coefficient of variation order are Zhangguangcailing > Laoyeling > Wanda mountains.

Key words Marsh wetland；Total organic carbon；Soluble salt；Soil quality

收稿日期：2015-12-27

通讯作者：杨娇（1976-），副研究员，主要从事野生动物经济价值研究。

作者简介：第1鞠丹（1982-），助理研究员，主要从事野生动物生态研究以及湿地自然保护区保护等。

文章编号：1001-9499（2016）02-0018-03

中图分类号：S714.2

文献标识码：A