贡湖湾湿地水陆交错带基底稳定性研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yqy1980
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在水陆交错带生态系统中,土壤为是物理基础,物质和能量流通媒介。在水陆交错带基底修复或生态重建中,基底稳定性(主要表现为养分和结构两方面)直接影响植被类型与存活、生物多样性和水土流失量。因此,受损水陆交错带的土壤恢复与重建已越来越受到国际社会的广泛关注和重视。湿地植被是影响土壤结构和养分的重要因素,具有保水固土,防止侵蚀,改良土壤和改善生态环境等作用。秸秆是农作物生产中的主要副产品,其中含有丰富的有机物、氮、磷、钾等微量元素等,具有极大开发与利用的潜力。聚丙烯酰胺(PAM)作为土壤改良剂可有效改善土壤结构,使土壤大团聚体数目增加,增大土壤表面粗糙度,降低土壤容重,使土壤总孔隙率和毛管孔隙度上升,进而使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定,使土壤入渗率明显提高,增加土壤含水量。本研究基于贡湖湾退渔还湖湿地工程,通过室内土培试验以及现场小区试验,研究不同秸秆-PAM改良剂配比以及湿地植物,秸秆-PAM改良剂对水陆交错带基底性质的影响。并且对工程基底修复技术下的基底进行采样、监测和分析,探讨湖泊水陆交错带基底修复技术以及基底稳定性特征。以期为湖泊水陆交错带基底修复与重建提供技术参考。(1)秸秆-PAM改良剂可以显著影响土壤性质。如提高细沙和粘土的颗粒的含量,减少粗砂含量和土壤容重,改善土壤结构。同时,提高大团聚的含量(>2mm)、有机质、有效N、有效P和有效K。土壤改善的程度随着修复方法的不同(单独秸秆、单独PAM以及秸秆-PAM),有明显差异。其中改善效果最佳的是施用3 g/kg秸秆联合1g/kg的PAM。(2)不同修复措施对土壤稳定性的改善程度不同,作用最好的是复合方式(千屈菜+狗牙根+秸秆覆盖配合PAM),其次是各单独植物修复方式,修复效果依次为:千屈菜>美人蕉>芦苇。(3)在水陆交错带基底改善方面,植被恢复、秸秆覆盖、施加结构改良剂等措施均能明显改善土壤稳定性,主要表现在土壤养分和结构上:具体为,细粒物质含量提高,砂粒含量降低,容重减小,大团聚体含量提高;有机质,碱解氮,速效磷,TN, TP含量提高。(4)土壤养分方面,秸秆的施用可以显著提高有机质OM的含量,而PAM的使用可以显著提高有效氮的含量,并且有效氮含量随PAM使用量的增加而增加。与此同时,我们发现秸秆联合PAM比秸秆、PAM单独使用能更有效的改善有效磷和有效钾的含量;土壤结构方面,PAM的使用可以显著提高干筛的团聚体和湿筛水稳性团聚体的含量。特别是对大于2mm的团聚体的含量有显著提高。秸秆覆盖能改善干筛中粒径团聚体的含量,但对湿筛水稳定团聚体的含量量没有显著影响。但当秸秆联合PAM施用时,秸秆可以提高中值粒径团聚体含量,然后在PAM的作用下,能把一部分中粒径团聚体粘聚为>2mm的团聚体。(5)通过基底修复技术工程,贡湖退渔还湖示范区水陆交错带基底环境得到很好的改善效果。表现为:基底容重减少17.84%,pH值稳定在5.8~6.5之间,土壤具更好的缓冲能力。有机质、总氮、总磷比退渔还湖初期分别提高241.59%,98.61%,162.86%。其中有效氮和有效磷均值为102.31和15.10mg/kg,均满足土壤养分分级标准Ⅲ级标准。季度性调查结果显示,贡湖湾水陆交错带基底经过重建,经17个月后各项指标基本达到稳定阶段。(6)土壤团聚体稳定性指标表明南部(基底修复措施)恢复状况最好,西部(自然恢复措施)次之,北部(基底状况差,无植物种植)恢复状况低于前述两个区域,值得突出的是,南部修复区通过水生植物优化组合生态重建技术,其抵抗外力的侵蚀效果尤为突出。(7)土壤稳定性指标(土壤团聚体组成、容重、有机质、碱解氮、速效磷、TN和TP等)间存在相关性,有机质与大团聚体、速效磷、速效钾和TN间极显著正相关(P<0.01),与容重显著正相关(P<0.05)。土壤大粒径团聚体与有机质、碱解氮、速效磷、速效钾间均极显著正相关(P<0.01)。通过定量分析有机质和团聚体颗粒性质与其它稳定性指标相关性,可探究秸秆及PAM对基底稳定性修复的影响。
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