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辽河口湿地土壤中生源要素分布、污染评价及计量学分析

周红  
【摘要】:为了解辽河口湿地土壤中生源要素的分布、潜在生态危害及计量学特征,分别于2009年5月(春季)和2009年8月(夏季)采集辽河口湿地表层和柱状土壤样品,测定有机碳、总氮、总磷含量,分析其与环境因子相互关系以及变化过程,评价其潜在生态危害状况。研究结果说明了辽河口湿地土壤中生源要素的分布情况,解释了生源要素的潜在生态危害,并说明了生源要素的计量学特征,对辽河口湿地生态资源的可持续利用和发展具有一定的科学意义。 辽河口湿地土壤中春、夏两季的表层有机碳含量范围分别是0.19%~1.36%、0.17%~1.44%,平均质量分数分别为0.70%、0.68%,变异系数分别为0.49、0.51。与其他地区相比,辽河口湿地土壤中的有机碳含量较低。有机碳的含量总体上随着季节的变化并不大,表层土壤中有机碳含量为春季>夏季,含量基本呈现中间高南北两边低的趋势。垂直分布特征总体上均随深度增加而递减。表层土壤TOC/TN比值的平均值在春、夏两季分别为4.98、5.23,说明有机碳来源可能是辽河的河流水生生物和海洋水生生物,以内源有机碳占主导。 辽河口湿地表层土壤在春、夏两季的总氮含量范围分别是0.07%~0.29%、0.06%~0.19%,平均值分别为0.13%、0.12%,变异系数分别为0.35、0.30。表层土壤中总氮含量在水平分布上表现为从北到南先增高后降低的趋势。与其他地区相比,辽河口湿地土壤中的总氮含量较低,总体表现出随深度向下含量逐渐减小的趋势。 辽河口湿地表层土壤在春、夏两个季节中总磷含量分别在0.41~0.66‰、0.57~0.97‰范围内变化,平均值分别为0.72‰、0.51‰,变异系数分别为0.16、0.14。与其他地区相比,辽河口湿地土壤中的总磷含量比国内大多湿地土壤中含量高,这说明辽河口湿地的初级生产力比较高。辽河口湿地剖面土壤中得总磷分布总体上表现为随深度增加含量降低。 通过对辽河口湿地表层土壤春季和夏季的样品进行潜在生态危害分析评价得出,辽河口湿地表层土壤春季样品中的有机碳、总氮和总磷含量均符合加拿大安大略省环境和能源部制定的环境质量评价指南中的Ⅱ类标准。 辽河口湿地表层土壤有机指数评价结果表明:整体上看,辽河口湿地表层土壤春、夏两季的有机指数均值分别为0.11、0.10,处于较清洁状态,有机氮含量春、夏两季的均值分别为0.13%、0.12%,处于尚清洁状态。针对各区域来说,滩涂区的有机指数明显比芦苇区要低,这可能与潮汐的稀释污染物的作用有关。 翅碱蓬湿地与芦苇湿地植被的不同是导致TOC方面存在高达5倍差异的主要原因。由于翅碱蓬湿地生长在海边滩涂区,受涨落潮影响,在较短的干湿交替周期作用下,有助于湿地脱氮,农田灌溉水、工业及生活废水的排放等人为扰动因素,在一定程度上缩小了两种湿地在TN上的差异。植被类型对TP影响不大,TP含量主要受土壤类型和区域气候条件的影响。由于碳、氮均是有机生物体的结构性元素,它们在生物体内含量基本恒定,且具有同源性,其来源均为有机物。因此,二者之间具有显著的正相关关系。 针对两种类型湿地,在某一固定采样时刻综合分析采样站点TOC和TN的含量,他们的TOC和TN均存在“消长一致”的特点,但对比夏季与春季的TOC和TN,土壤TOC含量表现出增长,而由于辽河口湿地土壤呈现碱性,在这种条件下部分氨挥发会损失部分氮素,8月份由于气温较高,挥发更为强烈,在这种因素的影响下导致TN的表现出了停滞不变甚至减少,导致不符合“消长一致”的特点。通过对比两种湿地退化区可以发现,同样受到人类活动的干扰而出现植被的退化,芦苇表现出对碳、氮、磷元素更强的维持平衡的能力。


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