乌梁素海湿地周边不同土地利用类型对土壤营养元素的影响

赵宇新

（巴彦淖尔市气象局 内蒙古，巴彦淖尔 015000）

在构成湿地生态环境系统的众多环境要素之中，土壤是最为关键的要素之一。在湿地物理化学转化中，土壤是必不可少的中介，也是湿地物质循环和能量交换的重要载体。因此土壤的变化情况能很明显地反应湿地众多要素的变化情况，能有效衡量湿地的健康程度。其中，土壤重的养分是湿地植物生长发育必不可少的营养，是评判土壤质量的重要指标之一。在人类对湿地的影响中，土地利用是人类影响土壤肥力最直接的过程，其不仅改变土壤肥力及活性，还改变了土壤结构，也干预了土壤物质循环过程，最终影响了整个湿地生态环境系统。

湿地在调节气候，保护生物多样性，净化水质等方面起着非常关键的作用，是自然界最重要的生态环境和生存景观之一。有机质和氮、磷等营养元素是湿地土壤的重要组成部分，其含量的多少对湿地生态系统的生产力情况有着直接影响[1]。乌梁素海位于内蒙古巴彦淖尔市境内，是关系到黄河中下游水生态安全的“重要节点”。目前对乌梁素海的研究主要集中在具体典型植物考察，湿地动植物分布情况，对于乌梁素海湿地土壤利用类型与土壤养分的相关性研究还很少。本文分析乌梁素海典型植物群落下表层土壤营养元素分布变化特征，探讨乌梁素海土地利用类型对表层土壤营养元素的影响，对维护乌梁素海湿地的生态安全和可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 采样点分布

以乌梁素海湿地水禽自然保护区作为研究对象，该湿地（40°36'～41°03'N，108°43'～108°57'E）位于内蒙古自治区巴彦淖尔市境内，是地球同一纬度最大的自然湿地。湿地呈南北长、东西窄的狭长形态，总面积37200 hm2。所在地区的多年平均气温为7.3℃，多年平均降雨量为224mm，蒸发量为1502mm，全年无霜期为152d，冰封期为5个月。通过对乌梁素海湿地区域的实地调查，结合不同时期的当地遥感影像图，确定乌梁素海湿地周边土地利用类型主要为滩涂、农田、草地、荒地。结合研究区典型植被分布情况，共设置20个样方，其中滩涂、农田、草地、荒地各5个样方。每个样方采样时采用GPS定位地理位置。根据土壤采集规范，在1m×1m的样方内采用“之字型”采集4个小样并混合，装入自封袋中做好标记后带回。选择全氮、有效磷、速效钾、有机质、PH值和全氮作为研究土壤养分的指标。

1.2 养分测定

本研究中采用土壤农化常规分析方法对所选营养元素进行测定。有机质测定按照NY/T1121.6-2006《土壤有机质的测定》，全氮测定按照NY/T53-1987《半微量开式法土壤全氮的测定》；有效磷测定按照LY/T1121.7-2014《森林土壤有效磷的测定》，速效钾测定按照NY/T889-2004《土壤速效钾和缓效钾的测定》，ph值测定按照NY/T1377-2007《土壤pH的测定》，盐分测定按照LY/T1251-1999《森林土壤水溶性盐分的测定》。

1.3 数据处理

根据野外调查资料并结合实验结果，数据分析软件使用IBMSPSS Statistics23.0，图像绘制软件采用Arcgis10.6。选择单因素方差分析对样本进行显著性检验，利用单因素方差分析对数据如下几个方面进行检测:（1）不同土地利用类型之间土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质、PH、全盐的差异显著性。（2）表土层土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质、PH、全盐的相关性。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用类型的土壤营养成分

据研究表明，湿地中植被区土壤中养分含量空间分布差异的主要影响因素为水分与植被类型。毛志刚等通过对盐城海滨湿地植被与土壤养分元素的相关性研究，得出植物影响土壤中营养元素的含量主要是通过吸收、释放养分，间接影响如水分、pH等周边环境因子。葛刚等对鄱阳湖洲滩湿地土壤养分分布特征的研究表明，植被类型、植物体元素含量是土壤养分含量分布特征的主要影响因子。

总体看来，不同土地利用类型土壤全氮，有效磷，速效钾，有机质，全盐在深度上呈递减趋势，PH各层区别不大。自然状态下，随着土壤深度的增加，土壤有机质含量逐渐减少，与本研究结果一致。对于不同土地利用类型土壤养分平均值而言，表现为滩涂＞农田＞草地＞荒地，其中全氮平均值在不同植物群落中差异均不显著（p＞0.05），滩涂土地利用类型在各土壤层中的总氮含量高于其他类型，这可能是由于长期的水淹作用导致营养元素滞留，使土壤氮元素的有效来源增加，从而增加了土壤中的总氮含量。土壤的速效养分(有效磷及速效钾)是可以被植物直接吸收利用的。湿地土壤养分的分布变化规律与植物群落的种类和分布不仅存在一定关系，对植物群落的演替也起到了重要作用。本次调查0～20cm土层中速效养分含量表现为荒地＜草地＜滩涂，但只有部分变化差异水平达到显著。对于有效磷，农田显著高于草地与荒地，与滩涂差异并不显著，农田有效磷含量较高主要是因为磷肥施入土壤易形成难溶性的磷酸盐并迅速为土壤矿物吸附固定或为微生物固持，其当季利用率一般仅为10%～25%，伴随着磷肥的大量投入，这必然导致农田土壤磷浓度的提高，增加土壤磷大量淋溶进入地下水的可能，而乌梁素海承受接纳了大部分来自河套灌区的农田退水，富含磷的农田退水进入乌梁素海，必然加重水体的富营养化，间接反映到滩涂上。

2.2 不同土壤养分间相关性分析

通过对土壤所含理化因子的相关性分析可得，土壤盐度对土壤全氮含量有极显著正影响（P＜0.01），对土壤速效钾有显著正影响。水盐条件变化会改变植物群落结构，从而影响土壤营养元素的含量和分布，盐度主要通过限制微生物活性来起作用。需要指出的是，虽然水盐条件是限制盐沼植被分布的关键因子，但盐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响，如植物竞争、土壤养分等。土壤有机质对土壤全氮有极显著正影响，对速效钾有显著正影响。

3 小结

湿地土壤是在特殊的植被条件和水文条件下发展而来的，其理化性质与一般的陆地土壤并不一致[1]。其的性质和功能对维持湿地生态系统发挥了重要作用[2]。今后应加强乌梁素海湿地土壤对生态系统影响方面的研究，从而为保护、恢复及合理利用乌梁素海湿地提供理论依据。