太湖湖滨防护林营建对土壤养分动态的影响
时间:2015-10-20 10:55 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:孙慧、张建锋、单奇华 点击次数:
【摘要】:为了探讨太湖湖滨防护林建设对土壤养分动态变化的影响,在江苏宜兴市进行了环太湖防护林营建试验,分析了防护林建设前后土壤有机质、全氮、全嶙、有效嶙、全钾及有效钾的动态变化特征。结果表明:通过防护林建设能有效降低土壤中营养元素的含量,与农田土壤相比,防护林土壤的有机质和有效钾含量降低率分别为29.06°/?和26.33°/?,全氮、全嶙和有效嶙的降低率均超过30°/?。同时,防护林能够实现减源增汇的效果,通过减源和增汇合计,2009年10月一2011年5月,生态恢复区土壤的纯氮和纯嶙负荷减少分别约46.30~69.54g/m2和3.78~7.30g/m2。可见,在太湖湖滨营建防护林能够起到治理面源污染、改善水质的作用。
【关键词】:太湖;防护林;土壤养分
0引言速发展,太湖流域水资源受到了严重污染「41。太湖的
太湖是中国五大淡水湖之一,面积2427.8km2,实富营养化程度随着入湖河道高浓度盐的不断输入而逐
际水面面积2338km2[1-31。近年来,山于社会经济的快渐加剧,水质II益恶化[5-61。农业面源污染是直接导致
太湖水污染的重要因素之一,大量研究表明农业面源污染中总氮的贡献率在34%~52%,总磷的贡献率在17%?54%[7-12]。可见,农业面源污染的治理是改善太湖流域生态环境的关键环节。
2007年太湖蓝藻爆发导致的水源危机引起了各级政府部门的广泛关注,此后太湖水污染的治理逐渐丌展起来「13]。自2007年起,在宜兴市环太湖地区丌始建设公益防护林,到2010年已经建成总面积60000hm2的公益林[14]。太湖湖滨地区的防护林主要以乡土水源涵养混交林为主,极大地提高了农业面源污染中TN和TP的截留率[1]。氮磷既是引起水体富营养化的污染物,还是植物生长所需的营养元素[15]。防护林的种植不仅能够减少土壤养分的流失,而且能够增加固定土壤养分的量,起到了减源增汇的作用,有效地改善地表水和地下水的水质[16-18]。防护林在调节水文、保持水土、防止土壤侵蚀等方面发挥着重要的作用,但对于其在农业面源污染控制方面的研究还较少。因此,本研究针对宜兴市环太湖湖滨防护林营建后土壤养分动态的变化进行研究,旨在探讨防护林对土壤养分动态的影响,为今后太湖防护林建设和面源污染治理工作提供理论指导。
1材料与方法1.1研究区概况
太湖流域位于长江二角洲南缘,地跨江苏、浙江和上海2省1市,流域内河道总长度约12万km[19-20]。本研究试验地点在宜兴市(北纬31°07^-31°37%东经119。3^-120。03〇,其位于太湖西岸,水域面积242.29km2。宜兴市境内的太湖沿岸总长为43.5km,有烧香港、大浦港、百渎港等14条省控、国控河道和12条市控河道,共计26条入湖河道?。本研究选取百渎港和烧香港2个主要的入湖港口作为试验地点,丌展了与土壤养分有关的各项研究。
1.2研究方法
1.2.1样点设计与土壤样品釆集分别在2009年10月和2011年5月在研究区采集土壤样品。样点设计:以主要入湖港口的百渎港和烧香港为2个重复,每个重复设3条采样带,分别为:①一河岸防护林坡地(长约1km,宽约5m),②一近湖防护林台地(长约1km,宽约50m),③一近防护林带农田(长约1km,宽约500m),每条采样带均设3个子样本,每个子样本山表层(0?20cm)土壤样品构成(以蛇形布点法,按照随机、等量和多点(10点)混合的原则采集)。
1.2.2植物样品釆集与分析2011年5月,在研究区采集主要造林树种植物样品。每树种设3个重复(不在同一地点),每重复随机选取该树种6棵,米集1.3m以上的2年生枝条作为样品,去掉叶片。室内所有植物样品先用自来水冲洗干净土壤颗粒,然后用去离子水冲洗3次,自然风干,105丈杀青30min,75丈烘干至恒重,机械粉碎,用自封塑料袋密封、备用。
植物样品碳元素测定用重铬酸钾氧化一外加热法,氮元素测定用硫酸一高氯酸消煮一凯氏法,磷元素测定用硫酸一高氯酸消煮一钼锑抗比色法,钾元素测定用硫酸一高氯酸消煮一火焰光度法。
1.2.3研究区农业生产情况调查在研究区以自然村为单位,丌展农业生产情况调研。
I.2.4统计分析实验结果采用Excel进行数据处理与分析。
2结果与分析
2.1不同地形对土壤养分含量的影响
样地①和②属于入湖主要河道两侧50m区域,为防护林带覆盖区域。因为生态改良的需要,按照原来地形地貌以及与河道的距离,利用不同措施进行土地平整,形成台地与坡地相结合、二级台地相结合的地形格局。研究显示:样地②和样地①在2009年及2011年的土壤有机质、全氮和有效钾含量的差异率分别为16.29%、-4.92%;14.58%、-8.45%;13.87%、-6.72%,可见样地②和样地①采样结果的差异规律性不强(见图1?3);土壤全磷和全钾含量的差异率分别为3.26%、
II.36%;5.87%、14.32%,样地②有高于样地①的趋势并且结果稳定(见图4?5)而有效磷含量表现为样地①显著高于样地②((-test,P<0.05)(见图6)。数据分析表明,不同地形处理对土壤养分含量的影响暂时还不大,未能形成规律性变化趋势,还需继续跟踪调研。
2.2不同土地利用方式对土壤养分含量的影响
降低土壤中过量营养元素,维持土壤一植物体系养分动态平衡是构建湖滨岸植物防护林的主要目的之一。研究表明:土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均表现为农田显著性高于防护林((-test,P<0.05)(见图7?10)全钾含量农田和防护林差异不显著,但有防护林高于农田的趋势(见图11);有效钾含量不同利用方式差异不显著,但从平均水平看,有农田高于防护林的趋势(见图12)。
综合2009年和2011年数据(平均值((见表1),以毗邻防护林的农田土壤为对照,对防护林降低土壤养分的功能进行量化分析。研究显示:2年内,除全钾外,防护林使得土壤中有机质和有效钾含量明显降低,降低率分别为29.06%和26.33%(接近30%);对土壤中全氮、全磷和有效磷降低作用更显著,降低率均>样地①一河岸防护林坡地或台地,图1样地①与样地②有机质变化趋势)一近湖防护林台地。下同
图2样地①与样地②全氮变化趋势
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