黄河三角洲不同植被类型下土壤氮的差异研究

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1、黄河三角洲不同植被类型下土壤氮的差异研究　　【摘要】依据柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植物群落下的土壤样品资料，分析了滨海湿地不同植物群落下土壤全氮、有效氮含量的变化差异，结果表明：（1）蒸腾作用及植物对氮素的需求，导致氮素在根际发生积累，从而柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植物群落的土壤全氮含量的随着土层深度增加而呈波动降低变化，土壤速效氮的垂直变化与全氮相似，其中，芦苇的波动性最大反映出该群落的土壤养分较丰富，尤其是表层。（2）不同植被覆盖下，表土的全氮、有效氮大小顺序为芦苇>柽柳>棉田>碱蓬，反应了不同植物群落固氮能力的差异；就每个群落0-5c

2、m表土而言，芦苇群落的土壤全氮、有效氮变异性都较大，说明在养分含量较高的群落，更易造成局部土壤理化性质的差异。（3）土壤表层与深层全氮的差比大小顺序为柽柳>芦苇>棉田>碱蓬；而速效氮的相差率为芦苇>柽柳>棉田>碱蓬，反映出高腐殖质层的芦苇群落，0-5cm表层是可供植物利用的无机氮的重要储备库。　　【关键词】植被群落；湿地土壤；氮含量；黄河三角洲4　　土壤氮是植物生长发育所需要的重要元素，影响着植物的生产力与植被类型；反过来，植物残体输入量以及植被类型也影响着氮素的动态[1]。土壤中全氮的含量变化决定于氮素的输入和输出量的相对大小[2]。氮素

3、的输入量主要依赖于植物残体的归还量及生物固氮，也有少部分来源于大气沉降[3]，全氮的输出量则主要包括分解和侵蚀损失，其受各种生物和非生物条件的控制[4]。　　黄河三角洲是中国暖温带地区最完整、最广阔、最年轻的新生湿地生态系统[5]，其土壤养分含量变化受水、盐、植被类型[6]等多种因素的影响，区域物种多样性的高低受制于养分与盐分含量的多寡[7]。有研究表明，不同造林模式下的土壤氮养分含量均显著高于裸地（白蜡林除外），农林间作模式下可溶性全氮和可溶性有机氮平均含量均高于纯林模式[8]；土壤中全氮、硝态氮、全氮储量与有机碳含量显著相关[9]，具体

4、表现为全氮的垂直分布受制于土壤有机质的分布，氮储量主要集中分布在土壤表层[10]，并且全氮与全盐之间存明显的倒数关系[11]。本文以不同植物群落下土壤氮含量的差异为研究对象，分析群落变化对土壤氮的影响，以期为滨海湿地营养元素生物地球化学循环过程及湿地生态系统的恢复、保护和管理提供参考。　　1研究方法　　1.1样品采集　　选择典型的四种植被群落即柽柳群落、碱蓬群落、芦苇群落、棉田群落，分别进行土壤剖面采样，采样深度为0-5cm、5-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm等分层采样，直至采到地下水水位，同时每个

5、群落表层随机布点6次，采集表层0-5cm的土壤样品6个。对每个采样点用GPS进行定位，并记录每个采样点周围的地形地貌和植被类型。　　1.2测试方法与数据处理　　将采集的土壤样品经自然风干、研磨、过筛等预处理后，采用凯氏蒸馏法测定全氮（TN），碱解扩散法测定有效氮（4AN）[12]。根据野外实测数据与实验室的分析结果，采用Excel2010软件进行数据处理及绘图；采用SPSS18.0软件进行极值、均值和方差的计算。　　2结果与分析　　2.1土壤全氮、有效氮的垂直分布　　在全氮的垂直剖面上（图1A），柽柳群落土壤中全氮含量由表层往深层表现出逐渐

6、递减趋势，全氮含量最大值在土壤中0-5cm。碱蓬与棉田群落土壤全氮的垂直变化相似，都呈现出先上升后下降趋势，其中，碱蓬群落最大值出现在10-20cm土层，为0.531g/kg，棉田群落最大值在5-10cm土层。芦苇群落中全氮含量在剖面中的变化范围为0.21-1.106g/kg，与其他群落相比含量最多，由表层至深层全氮含量逐渐降低，最大值在0-5cm土层。在有效氮的垂直剖面上（图1B），柽柳群落最大值出现在5-10cm土层，为57.75mg/kg；与棉田群落的土壤速效氮变化趋势相似，棉田群落中土壤有效氮最大值在5-10cm土层，为49.875

7、mg/kg。碱蓬群落呈现逐渐下降趋势，芦苇群落有效氮含量变化范围最大，总体上呈现逐渐下降趋势。　　分析原因可知，植物由于蒸腾作用及自身对养分的需求，使养分向根际转移速率的增加，4当其大于植物自身对养分的吸收速率时，会导致这种养分在根际发生积累[13]，从而呈现出随深度增加土壤氮含量的波动降低变化。芦苇群落较其他群落的氮含量要高，尤其是表层，是因为芦苇是多年生草本、有横向生长的根状径，每年归还土壤的氮素不易随风、水等散失；枯萎后的芦苇，不能立即覆盖在湿地土壤表面，而是处于立枯状态，有些立枯物能够保持几个月甚至几年的时间[14]，加之该芦苇间歇

8、性处于滞水状态，不利于有机氮的矿化分解[15]，从而表土层的全氮、有效氮含量比较大。柽柳的土壤表层氮含量较高，与柽柳的凋落物返回土壤有密切关系，因柽柳低矮，株型紧凑，能保护冠层下