滨海湿地不同植被类型下土壤中氮与磷的积聚特征

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湿地土壤中氮(N)和磷(P)与湿地群落演替生态系统的稳定密切相关。然而,对滨海湿地植被如何影响其覆盖下土壤中不同赋存形态N、P的积聚,以及典型滨海湿地植被芦苇Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud是否存在沃岛效应等知之甚少。本研究以威海市月湖滨海湿地芦苇、三棱草Scirpus planiculmis Fr.Schmidt、狭叶香蒲Typha angustifolia L覆盖下的土壤为研究对象,研究了湿地不同植被覆盖下不同赋存形态N、P的积聚特征、生态化学计量学特征,以及芦苇群落存在沃岛效应的可能性。主要结果如下:1)不同植被覆盖下土壤理化性质。土壤容重在1.06-1.53 g/cm3之间,在植被类型间的差异因季节的变化而变化。春季,狭叶香蒲覆盖下的土壤容重为1.06±0.25 g/cm3,小于芦苇覆盖下的土壤容重(1.40±0.25 g/cm3)和三棱草覆盖下的土壤容重(1.51±0.17g/cm3)(p<5%);夏季,三棱草覆盖下土壤的容重为1.21±0.20 g/cm3,显著小于芦苇覆盖下的土壤容重(1.40±0.11 g/cm3)和狭叶香蒲覆盖下的土壤容重(1.44±0.22 g/cm3)(p<5%)。土壤容重整体表现为随土壤深度的增加而增大的趋势。春、秋季,土壤有机质含量在植被类型间的变化规律相同,狭叶香蒲覆盖下的土壤有机质含量显著大于芦苇和三棱草覆盖下的土壤的有机质含量(p<5%)。土壤含水率的变化范围为8.43-38.96%,在植被类型间的差异性极为显著(p<5%),各季度间不同植被覆盖下土壤含水率也大致表现为同一规律,狭叶香蒲覆盖下土壤的含水率大于芦苇和三棱草覆盖下土壤的含水率(p<5%)。0-10 cm土壤含水率和有机质含量大于10 cm以下的土壤含水率和有机质含量。2)土壤有机氮(ON)和有机磷(OP)是N和P的主要赋存形态,分别占土壤总氮(TN)的94.67%和土壤总磷(TP)的97.16%。土壤无机磷(IP)和TP含量在植被间的差异相似,均表现为狭叶香蒲覆盖下的土壤TP和IP含量大于三棱草和芦苇覆盖下的土壤TP和IP含量(p<5%),三棱草覆盖下在0-2 cm处土壤IP和TP含量较多,狭叶香蒲覆盖下土壤IP和TP含量较高的区域为10-20cm。土壤无极氮(IN)和TN含量在植被类型间的差异不显著。土壤可交换氮(Ex-N)和可交换磷(Ex-P)含量在植被类型间的差异因季节而不同。春、夏季,狭叶香蒲覆盖下土壤Ex-P含量较小,显著小于芦苇和三棱草覆盖下土壤Ex-P含量(p<5%),秋、冬季,芦苇覆盖下土壤Ex-P含量显著小于三棱草和狭叶香蒲覆盖下土壤Ex-P含量(p<5%)。夏、冬季,土壤Ex-N在植被类型间的差异较为显著(p<5%)。夏季,各植被覆盖下土壤Ex-N含量的大小排列顺序为三棱草>狭叶香蒲>芦苇(p<5%);冬季,各植被覆盖下土壤Ex-N含量的大小排列顺序为狭叶香蒲>三棱草>芦苇(p<5%)。3)春、夏、冬季,芦苇覆盖下土壤的Ex-N/Ex-P比分别为15.20±6.31、7.31±2.44、36.76±9.24,均小于三棱草和狭叶香蒲覆盖下土壤的Ex-N/Ex-P比。除春、夏季的芦苇外,其余各季度各植被覆盖下土壤的Ex-N/Ex-P比均大于16,植被的生长均受到土壤中P的限制。春季和冬季,碳(C)氮比在植被类型间存在显著差异,狭叶香蒲覆盖下土壤的C/N比显著大于芦苇和三棱草覆盖下土壤的C/N比(p<5%)。各季度各植被覆盖下土壤的C/N比均小于25,表明本地区微生物对有机质的分解加快,有利于N的积累。4)芦苇群落对土壤含水率、C/N比的影响范围为0-2 m,分别体现在16-18cm和6-8 cm深度的土壤。对土壤有机质的影响范围则在群落中心和距中心0.5 m处,且所处的土层较为分散。土壤Ex-N、TN含量和Ex-N/Ex-P、TN/TP比在芦苇和裸地间的差异表现在距中心0.5 m处,体现在12-14 cm深度的土壤。土壤IN、IP含量在芦苇和裸地间的差异表现在距中心1.5 m处,体现在14-18 cm深度的土壤。此外,芦苇对Ex-P、IN、TN有积聚作用,对水分、Ex-N、IP、TP有疏散作用。在滨海湿地,芦苇可能具有反沃岛效应,其指标是土壤含水率和土壤C/N比。
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