滨海湿地围垦区灌草群落对土壤养分特性改良测评

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滨海湿地通常位于城市化过程较快的滨海和河口地区,这些地区人口增长和经济发展的压力对土地的需求使得滨海湿地受围垦等人为干扰情况严重。围垦会造成土壤养分动态库发生变化,造成土壤生态环境退化。以上海市崇明岛东滩地区为例,该地区已进行了多次大规模的围垦,产生了大面积的新生土地。在对围垦区土地的多种利用方式中,因地制宜,建立湿地公园,发展生态旅游是对这种新生土地资源进行可持续利用的新兴手段。为了解公园建设过程中种植的不同陆生植被群落对土壤改良效果,本研究选取了同期人工栽种10年的6种典型灌草群落,包括:灌草复合群落夹竹桃-野豌豆(SH1)、灌草复合群落慈孝竹-黄花苜蓿(SH2)、灌草复合群落海滨木槿-野豌豆(SH3)、草本群落三叶草(H1)、灌木群落伞房决明(S1)、灌木群落紫穗槐(S2),并以未人工种植植被的裸地作为对照(CK),通过对土壤养分特性的测定,初步判断不同灌草群落对土壤养分的改良效果,以期筛选出改良效果最为显著的群落配置,为采用植物群落对滨海围垦区土地进行修复提供科学指导。主要研究结果如下:(1)土壤0-40cm土层不同植被群落土壤有机碳平均含量由大到小依次为:S1>H1>SH2>S2>SH1>SH3>CK。不同土层群落有机碳含量分布特征不同:0-5cm表层,H1有机碳含量最高,其次为SH2、SH3;5-10cm土层与20-40cm土层,S1最高,与其他群落差异显著。垂直分布上,各植被群落总体均呈随土层深度的增加而减少的趋势,底层有机碳含量明显低于表层含量。(2)土壤0-40cm土层不同植被群落土壤全氮平均含量由大到小依次为:SH2>H1>SH1>S1>SH3>S2>CK。不同土层群落土壤全氮含量分布特征不同:0-5cm表层,全氮含量较高的依次为SH2>H1>S2,与CK差异显著;5-10cm土层与10-20cm土层,SH2、H1、SH1含量增加明显;深层土壤各群落含量差异不明显。垂直分布上,3种灌草复合群落和草本群落土壤全氮含量随土壤深度的增加而减少,2种灌木群落随土层深度的增加呈先减少后增加趋势。0-40cm土层速效氮平均含量由大到小依次为:H1>SH2>S2>SH3>S1>SH1>CK。不同土层群落土壤速效氮含量分布特征不同:0-5cm表层,含量较高为SH2>H1>S2,与CK差异显著;5-10cm土层,H1与S2明显高于裸地;10-20cm土层,S1、H1含量较高,其余群落与CK差异不明显;深层土壤20-40cm土层各植被群落含量差异不明显。垂直分布上,三种灌草复合群落土壤速效氮含量几乎全部聚集在0-5cm土壤表层,Hl与S2主要集中在0-5cm、5-1Ocm土层,S1垂直梯度变化不明显。(3)不同植被群落全磷含量处于较低水平,与CK相比,全磷含量差异不显著。土壤0-40cm土层速效磷平均含量由大到小依次为:S1>SH2>SH3>H1> S2>SH1>CK。不同土层群落土壤速效磷含量分布特征不同:表层土壤0-5cm,S1、SH2、SH3群落相较于CK速效磷含量显著增加,其他群落差异则不明显;土壤5-10cm土层,S1明显高于其他群落;土壤10-20cm土层,H1含量最高,其余群落含量几乎处于同一水平;深层土壤20-40cm,不同植被群落含量差异不明显。垂直分布上,灌草复合群落与灌木群落速效磷主要集中在土壤表层,草本群落垂直梯度变化不明显。(4)除全磷以外,不同植被群落土壤各养分互相均表现出显著的相关性。所有植被群落土壤碳氮比均远远低于25。整体而言,围垦区不同灌草群落对土壤有机质与氮素改良效果明显,对磷素改良效果不明显,表层土壤养分与底层土壤养分含量差异明显。在土壤表层,草本群落三叶草与灌草复合群落慈孝竹-黄花苜蓿对养分改良效果整体较好。在土壤底层,灌木群落伞房决明对养分改良效果整体较好。灌木群落伞房决明对土壤有效磷改善效果较好。本研究中,慈孝竹-黄花苜蓿、三叶草、伞房决明是优良灌草群落配置模式。综合考虑,在滨海围垦区,选择耐盐碱草本植物与灌木混交建设灌草复合植被群落,不仅能增加景观效果和生物多样性,更能有效改善土壤养分特性。
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