英那河水库消落带土壤理化特性对生态环境影响研究

单志猛，张 华，张 俊，王效苇，苑知言

（辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁大连116029）

引言

消落带是指水库季节性涨落使土地周期性出露水面而形成的特殊湿地生态系统，长期水陆交替势必会引起土壤理化性质的变化，理化性质不仅能反映湿地土壤结构和蓄水能力，也能影响湿地植被生长，关系到区域湿地环境形成和演替[1]。水分是湿地生态系统基本生态因子，水分含量高低取决于地下水的埋藏深度，而地下水的埋深又由淡水补给量和地貌条件决定[2]。土壤盐分受水文条件制约，含盐量空间差异分布着不同的植物类型，野外调查表明，当盐量超过4 g/L消落带的水生植物会消失[3]。土壤酸碱性是衡量土壤肥力的重要指标，影响土壤养分存在形态和生物生长发育[4]。土壤有机质对湿地生态生产力作用显著，研究土壤有机质的时空分布特征及动态变化机制，对探索有机质的迁移和转化机制，预测消落带土壤营养变化趋势至关重要[5]。许多专家学者把消落带土壤特性研究重点放在长江、黄河流域，鲜有对辽河流域的研究。本文基于英那河水库消落带的特点，旨在分析土壤理化性质和内在规律，为英那河流域动态管理、环境监测和生态环境保护提供科学依据。

1 研究区概况

英那河水库位于辽宁省庄河市仙人洞镇境内，研究地点位于英那河上游地区（123°02′E，39°58′N），属暖温带季风气候，年均降水量为900 mm，主要集中在7～10月份。水库周边地形以低山丘陵为主，森林覆盖率高，集水面积为692 km2，干支流达20 多条。地带性土壤为棕壤，平地分布有草甸土。植被类型主要是刺槐（Robina pseudoacacia）、落叶松（Larix gmelinii）和蒙古栎（Quercus mongolica）等经济林。

2 数据和方法

2.1 野外调查与取样

英那河水库每年7月末到9月初为洪水期，基于代表性和典型性原则，在2018年7月2日以上游枯水期湿地土壤作为研究对象。样带设置采用水平距离法，在消落带边缘区和水域间垂直设置样地，样地1 靠近消落带边缘，样地23 接近水域，样方1 m×1 m，样间距10 m，共采集23 块0～20 cm 表层土壤，将土样混合均匀后装入无菌塑料袋并编号，置于阴凉处风干，剔除植物残体和砂石后研磨，分别过5.00 mm 和2.00 mm 土筛，将土样保存以备物理性质和化学性质测定。

2.2 土壤样品测定

为确保数据精准，实验测定重复三次，测定的项目为土壤含水量、含盐量、电导率、紧实度、pH 和有机质。土壤的含盐量、电导率和紧实度的测定分别使用含盐量测定仪、电导率测定仪和紧实度测定仪；土壤含水量、pH 值和有机质的测定分别采用烘干法、电位法和铬酸钾氧化外加热法。

3 结果分析

3.1 土壤物理和化学性质

水库消落带土壤表层含水量范围是13.1%～32.6%，均值为19.27%，变异系数为28.3%，属于中等变异性。消落带土壤含水量大，水分含量最高为样地1，最低为样地13，整体变化由样地1 向样地23 下降。

消落带土壤表层含盐量范围是0.30～1.01 g/kg，均值为0.59 g/kg，变异系数为34.4%，属于中等变异性。含盐量较低，空间分布变化不明显。根据土壤含盐量的分类标准可知，英那河消落带为非盐渍化土壤。

消落带土壤表层电导率范围是67.12～160.24 ms/m，均值为94.13 ms/m，变异系数是27.8%，属于中等变异性。电导率和盐分的相关性显著，说明电导率与土壤性质密切相关，同时土壤电导率随温度变化明显，研究测得消落带土壤平均温度为26.7℃。

消落带土壤表层紧度范围是104～240 Kpa，均值为166 Kpa，变异系数为19.8%，属于中等变异性。样地1到23 呈显著下降趋势，因为样地1 靠近消落带边缘，土质结构坚硬，样地23 靠近水域，土质结构疏松。

消落带土壤表层pH 范围是5.20～5.98，均值为5.56。依据土壤酸碱性划分标准，消落带土壤酸碱度处于酸性和强酸性之间，强酸性土样有11个，酸性土样有12个。pH 是衡量土壤酸碱性指标，自然条件下土壤酸碱性取决于土壤盐基状况，而盐基状况又取决于淋溶过程和复盐基过程强弱。

消落带土壤表层有机质范围是0.85～5.98 g/kg，均值为1.77 g/kg，变异系数为55.8%，属于中等变异性。样地1 和样地2 有机质含量分别为5.98%、3.04%，余下样地均介于0.85%～1.93%，有机质含量低。土壤有机质是湿地生态系统的重要因子，其含量高低对湿地生态系统生产力产生直接影响（表1）。

3.2 土壤理化相关性

含水量与含盐量、电导率、紧实度在0.05 水平下呈显著正相关，相关系数分别是0.452、0.465、0.425，含盐量和电导率在0.01 水平下呈极显著正相关，相关系数为0.947。含水量与有机质在0.01 水平下呈极显著正相关，相关系数为0.746（表2）。

表2 2018年英那河土壤理化性质之间的相关性

4 结论与讨论

4.1 英那河水库消落带表层土壤受季节性干湿交替水文状况的影响，土壤水分含量高，空间差异显著。盐分含量低，为非盐渍化土壤。含水量和含盐量呈显著正相关，说明含盐量与土壤保水能力高度吻合。含水量与紧实度呈显著正相关，含盐量与电导率呈极显著相关。

4.2 英那河消落区土壤为酸性土，水位季节性涨落淋溶过程明显。有机质含量低，含水量和含盐量与有机质在0.01 水平下呈相关极显著，说明土壤水分和盐分组成的土壤溶液在有机质分解和转化过程中起关键作用。

4.3 土壤发育的时空差异导致特性差异，土壤特性影响植物生长的水分和营养量，并由此调控水分与营养的生态循环。水库消落带土壤水分和盐分对生态环境作用明显。因此，应建立水污染监测机制，合理调配水资源，保护湿地生态安全，为流域开发和恢复提供科学依据。