汾河太原城区段不同驳岸水陆交错带环境梯度分析

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城市滨水区域是市民活动及景观生态资源的重点区域,是水生生态系统及陆地生态系统间的生境、廊道及三维交接区。河流不同类型驳岸水陆之间物质转换能力不同,进而对土壤化学性质、重金属含量、酶活性及微生物产生影响。目前研究多集中在驳岸的景观应用、生态健康评价及生态服务等定性研究,而水岸生态系统的生物学(如土壤呼吸、土壤微生物生物量等)与生态学过程研究还处于初级阶段。本研究以太原市城区汾河段滨水区域为研究对象,研究不同驳岸类型的水平梯度上土壤各化学因子及土壤酶活性的变化规律,为揭示不同驳岸处理方式对水陆交错带物质交换的影响及科学进行城市河道驳岸景观生态治理及设计提供理论依据。研究区域位于山西省太原市汾河公园摄乐桥至胜利桥段,选择典型性高的3种驳岸类型,分别为草坡驳岸、石笼驳岸和混凝土驳岸。各类型驳岸随机选取3条采样带,每条样带以距离驳岸0、0.5、1及10 m布置采样点,每个采样点以五点混合法混合取样。测定土壤全碳、全磷及有机质等化学因子、重金属元素、酶活性及微生物。结果表明:(1)三种不同驳岸类型土壤全碳、有机质、硝氮、铵氮及碱性磷酸酶活性差异显著,重金属含量及细菌OTU差异不显著。硝氮含量表现为混凝土驳岸(5.30mg/kg)>石笼驳岸(2.40 mg/kg)>草坡驳岸(0.76 mg/kg),铵氮含量表现为草坡驳岸(0.26 g/kg)>石笼驳岸(0.13 g/kg)>混凝土驳岸(0.07 g/kg);混凝土驳岸全碳和有机质含量大于草坡驳岸与石笼驳岸。3类驳岸土壤碱性磷酸酶差异显著,混凝土驳岸最高为2.61 mg·g-1·h-1,草坡驳岸最低为0.91 mg·g-1·h-1。(2)三种驳岸土壤特性水平分布特征不同。石笼驳岸土壤铵氮在不同水平距离间均存在差异,随离岸距离的加大其含量增加。草坡驳岸土壤全磷不同水平距离存在显著差异,随离岸距离的加大其含量减少。草坡驳岸土壤脲酶随离岸水平距离的增加其含量增加,石笼驳岸脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶在不同水平距离处表现出先下降后上升。距离草坡驳岸1.0 m处土壤细菌OUT与其它距离处差异显著,而石笼驳岸不同水平距离差异不显著。混凝土驳岸土壤化学因子与石笼驳岸和草坡驳岸10 m处相比,硝氮、全碳和有机质含量均大于其它2种驳岸,而铵氮均小于其它2种驳岸,全磷含量与其它2种驳岸相近。(3)草坡驳岸水质因子与土壤因子间的相关性最强,其次是石笼驳岸,混凝土驳岸水质因子与土壤因子无相关性。
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