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陆向湖滨带是在水陆交互作用下形成的自然区域,所处区域的特殊性使之能营造亲水景观,容纳生态廊道,减轻土壤侵蚀,为生物提供栖息地,增加生物多样性并据此有效防治面源污染,进而成为湖泊的天然屏障。目前,陆向湖滨带缓冲磷扩散的机制尚未得到充分的研究。本文系统分析了巢湖陆向湖滨带常见野生植物在生长旺盛阶段(4月至7月)和枯萎期(11月)的生长状况与根际土壤主要营养物质(不同形态磷和有机质)在陆向湖滨带中的迁移转化规律及其对磷吸附行为的影响,以期深入了解巢湖常见野生植物对磷素的缓冲能力,筛选出适用于陆向湖滨带生态修复的土著植被类型,进而为富营养化湖泊的修复与管理提供科学依据。主要研究结果如下:
1.巢湖陆向湖滨带常见野生植物根际土壤磷的吸附行为可用Langmuir方程加以描述。与对照相比,处于生长旺盛阶段的艾草和小飞蓬根际土总磷含量明显较低,磷的最大吸附量(Qmax)明显较高,而同处于生长旺盛阶段的小蓟和狗尾巴草根际土速效磷含量明显较高,Qmax与磷吸附强度明显较低。植物在生长阶段根与茎长均随季节增加,土壤磷饱和度下降。因此,植物吸收与土壤吸附是陆向湖滨带缓冲磷扩散的重要机制。有机质可通过增加速效磷含量和Qmax值调节土壤磷平衡浓度(EPCo)。小飞蓬和艾草根际土的EPCo值明显较低,磷吸附能力较强。而小蓟和早熟禾根际土的EPCo值明显较高,故易成为向湖泊扩散的磷源;
2.11月份,巢湖陆向湖滨带大部分野生植物进入枯萎期,植物不需要通过根系从周围土壤中吸收大量营养元素来维持自身生长。因此,植物靠自身生长吸收磷素来缓冲陆向湖滨带土壤磷渗滤,在这个时期不能发挥有效作用,土壤吸附则成为陆向湖滨带缓冲磷扩散的重要机制。狗牙根还处于生长阶段能够明显降低土壤不同形态磷含量,而已经进入枯萎期的大画眉草和小蓟根际土不同形态磷含量也出现了不同程度的降低,这可能和植物根系微生物的作用有关,艾草、小飞蓬、早熟禾、苦苣菜和酸模的存在不同程度地增加了所覆盖土壤总磷和有机磷含量。而土壤磷饱和度仍维持较低水平,另外,磷饱和度与土壤磷平衡浓度显著正相关,小飞蓬、小蓟和大画眉草以及处于生长期的狗牙根根际土EPCo值明显低于对照值,磷吸附能力较强。艾草、早熟禾和苦苣菜根际土的EPCo值明显较高,易成为向湖泊扩散的磷源。因此,当植物进入枯萎期之后,其存在可能会加速陆向湖滨带磷素向湖泊的扩散,植物收割能阻隔有机质向土壤的回馈,进而减少土壤磷营养的累积。这种措施当为减轻陆向湖滨带向湖泊输入营养的有效方法;
3.狗牙根可作为陆向湖滨带修复的适宜种类。其生长期较长且长见于道旁河岸和荒地山坡等地,短期内可成坪且逐渐在群落中占优势并明显降低根际土不同形态磷的含量和磷平衡浓度,在减少土壤磷含量的同时促进其对磷的吸附,从而显著增加土壤对磷营养的缓冲能力。