内江湿地植物群落演替各阶段土壤养分动态研究.docVIP

镇江内江湿地植物群落演替过程中土壤养分动态研究 陈海霞1，付为国2，王守才3，卞新民1 * 1. 南京农业大学区域农业研究所，江苏 南京 210095；2 江苏大学农业工程研究院，江苏 镇江 212013； 3. 南京市六合区竹镇镇农业服务中心，江苏 南京 211501 镇江内江湿地是由长江携带的泥沙在镇江内江特有的水文条件下淤积而成，形成于江滩裸地上的植物群落开始了群落的原生演替过程。在此过程中，湿地的土壤养分状况随着植被的演替更迭，发生着协同演化的过程。为了进一步丰富群落演替理论，通过研究群落演替过程中不同阶段以及同一演替阶段不同层次土壤养分状况的时空变化，探索演替过程中的不同植被类型和土壤养分变化的内在联系及其互作效应。结果表明，随着演替进行，土壤的养分状况趋于改善，土壤有机质、全氮和速效磷含量呈上升趋势，只有速效钾的含量在后期芦苇阶段明显降低，这主要是由于收割芦苇将富含钾素的芦苇植株带出湿地系统所致。由于植物根系分布及枯落物多少的差异，使得各营养成分的垂直分布各异。 群落演替；有机质；全氮；速效磷；速效钾中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-1475-06 生态系统中，植被与土壤是一个相互作用、相互影响、相互制约、协调发展的统一系统，植被的演替伴随着土壤性状的改变[1]。植被演替的过程，也就是植物与土壤相互影响和相互作用的过程。植物群落的变化总是与土壤的演化相关联，土壤的分异导致植被的变化，植被的变化影响着土壤的发育。因此，植被特征和土壤环境的关系成为生态学研究的重要领域之一，主要涉及到植物群落演替阶段土壤特性的差异[2-4]；植物群落演替过程中土壤肥力变化综合评价[5,6]；植物群落分布与土壤特征和土壤营养关系等方面[7-9]。尽管以上研究对群落演替过程中的土壤变化取得了一定的成果，但这些主要是一些陆生状态下的岗、岭及平原等环境，而对于湿地这样一个动态的、不断有新的土壤淤积状况下的土壤养分随群落演替的研究未见报道。 北固山湿地位于市区东北的北固山脚下的长江南岸，是由上游江水和下游潮汐进入内江所携带的泥沙沉积而成。土壤为泥沙土属，沙心沙泥土，pH值为6.5~7.1。本文将从土壤养分的角度来研究植物群落演替过程中群落内土壤环境的变化。湿地的土壤具有一定的独特性，它是处于水陆交错带的特殊的生态环境，其独特的生态环境以及生物地球化学过程孕育了特殊的土壤类型。湿地土壤又称“水成土”，它是湿地植物所需要的有效化学物质的重要储存地[10,11]。其中，土壤有机质和N、P、K等主要营养成分是湿地土壤的重要组成部分，又是湿地生态系统中重要的生态因子，其含量直接影响着湿地生态系统的生产力。 镇江内江湿地植物群落在演替过程中，主要经历了四个不同阶段，分别为裸地阶段、虉草（Phalaris arundinacea）群落阶段、虉草-芦苇（Phalaris arundinacea- Phragmites communis）群落阶段和芦苇 (Phragmites communis)群落阶段。本文选择裸地、虉草群落和芦苇群落三类样地，通过对不同群落、不同层次土壤养分分布的测定和分析，来研究演替过程中湿地土壤养分的动态变化。 由于虉草和芦苇之间在生育进程上存在一定的时间差异，因而对土壤养分的吸收和利用上也存在时间差异。为了消除这种差异，本试验选择在两物种均完成生活史且处于休眠的元月底进行。按照“典型性、代表性、一致性”的原则，在三类样地上，分别选择具有代表性的典型样点，设次重复，每个样点从上至下每隔10 cm取一土样，分别代表0 ~10 cm、10 ~20 cm、20 ~30 cm、30 ~ 40 cm四个土壤层次的土壤，共取土样72个。 有机质采用重铬酸钾容量－外加热法测定；全氮采用半微量开氏法，用浓H2SO4-K2SO4-CuSO4混合高温消解；速效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法，使用上海产7230型分光光度计测试；速效钾采用1 mol·L-1乙酸铵浸提－火焰光度法测定。 分别将裸地、虉草群落和芦苇群落三类样地0~40 cm四个层次的土壤各营养指标取均值后，作为对应样地该养分的总体水平，其变化规律如下图所示。 由图可知，在三类样地里，土壤中有机质含量均较高，并随演替进行，有机质含量逐渐增加。其中，芦苇和虉草两样地分别比裸地上升54.3%和40.4%，变异系数为30.73%。事实上，土壤中有机质含量变化决定于有机物质输入和输出量的相对大小。输入量主要依赖于有机残体归还量的多少及有机残体的腐殖化系数[12]，而输出量则主要包括分解和侵蚀损失，受各种生物和非生物条件(氧化还原电位、土壤含水量等)的控制[13,14]。总体上，湿