汪慶兵 吳 灝 張建鋒* 陳光才 李澤波 王 麗,2 楊泉泉

(1.中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所，富陽 311400； 2.江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院，贛州 341000)

* 通信作者：E-mail:zhangk126@126.com

浙北山區(qū)小流域植被類型對土壤無機氮的影響

汪慶兵1吳 灝1張建鋒1*陳光才1李澤波1王 麗1,2楊泉泉1

(1.中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所，富陽 311400；2.江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院，贛州 341000)

賦石水庫；集水區(qū)；植被類型；土壤無機氮；分布特征

土壤氮素不僅是土壤的重要組成部分，而且是生態(tài)系統(tǒng)中極其重要的生態(tài)因子，因此一直倍受生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)等多個學(xué)科的關(guān)注[20]。在非點源氮污染中，以往的研究主要側(cè)重于化肥施用和生活排污等人為污染源，對土壤氮庫和大氣氮沉降等自然污染源關(guān)注較少，然而土壤本身儲存著大量的氮，是一個巨大的氮庫。有研究報道，我國不同土地利用方式的土壤，其0～20 cm的含氮量約為1.80～13.05 t·hm-2，由此進入生態(tài)系統(tǒng)的氮素遠遠高于人為污染源產(chǎn)生的氮[21～22]。賦石水庫位于浙江省安吉縣西苕溪支流上游，是湖州市及周邊城市的重要水源地。以往研究大多集中在不同土地利用類型對面源污染輸出的影響、下游河流水質(zhì)的響應(yīng)和面源污染N、P流失的規(guī)律等方面，對入庫水源地不同植被類型對土壤氮素的影響研究較少[23～25]。本研究通過比較賦石水庫集水區(qū)不同植被類型土壤表層和亞表層氮素的分布特征，初步揭示了該區(qū)不同植被類型對水庫氮素輸入貢獻在空間和時間上的差異，以期對評價該區(qū)對面源污染負(fù)荷和建立健康的濱岸帶提供理論支持和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于浙江省西北部湖州市安吉縣內(nèi)，長江三角洲經(jīng)濟區(qū)的西部，地處119°14′E～119°53′E和30°23′N～30°53′N，面積1 886 km2，人口46萬，是一個山地(11.5%)、丘陵(50%)、崗地(13.1%)和平原(25.4%)等多種地貌類型組合的山區(qū)縣。研究的小流域位于浙北重要水源地——賦石水庫集水區(qū)，該流域?qū)儆谥芯暥缺眮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，流域年平均降雨量1 100～1 900 mm，降雨量分布不均，主要集中在4～10月，占全年降水量的77.32%。該集水區(qū)屬于丘陵山地糧、茶、桑、果和林綜合農(nóng)業(yè)區(qū)，主要種植毛竹(Phyllostachysedulis)、板栗(Castaneamollissima)、白茶(Camelliasinensis(L.)O.Ktze.)和吊瓜(TrivhosantneskirilouiiManim)等。近年來，隨著板栗和毛竹種植面積的快速增長，由人類生產(chǎn)、生活引起的面源污染普遍存在，水庫水質(zhì)面臨富營養(yǎng)化污染威脅[26]。

1.2 土壤樣品采集

表1 研究區(qū)各植被類型基本概況

1.3 土壤樣品測試方法

該品種由湖北恩施中國南方馬鈴薯研究中心（湖北省恩施市三岔鄉(xiāng)天池山，郵編：445000）和湖北清江種業(yè)有限責(zé)任公司聯(lián)合培育。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長季節(jié)各植被類型土壤理化性質(zhì)

不同類型植被的土壤理化基本指標(biāo)如表2所示。在非植物生長季，6種植被類型pH值在4.45～5.27，含水量在15.52%～29.30%，SOM含量在14.43～25.15 g·kg-1，TP含量為0.50～1.00 g·kg-1；在植物生長季，6種植被類型pH值在4.52～5.74，含水量在17.27%～35.62%，SOM含量在18.98～27.92 g·kg-1，TP含量為0.55～1.16 g·kg-1，其總體差異情況高于植物非生長季。

表2 研究區(qū)不同植被類型土壤理化性質(zhì)

注：同行不同小寫字母表示植被類型間差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示生長季間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note:The different normal letters mean significant difference among different(P<0.05) vegetation types at 0.05 levels. The different capital letters mean significant difference(P<0.05) among plant non-growing season and plant growing season at 0.05 levels. The same as below.

測定項目Measureditem時間Time植被類型VegetationtypesS1N1C1S2C2C3NO-3-N(mg·kg-1)非生長季Non-growingseason2.67±0.92cB3.38±1.43cdB4.91±0.79cB7.71±1.97bB12.76±0.65aB8.71±1.24bB生長季Growingseason15.62±0.36cA12.95±1.15dA13.28±0.79dA18.43±1.01bA22.55±1.76aA16.19±0.83cANH+4-N(mg·kg-1)非生長季Non-growingseason6.43±0.33cB9.96±1.85bA13.14±1.91aA6.85±0.75cA1.69±0.43dB2.40±1.24dB生長季Growingseason9.09±0.68aA7.70±0.18bcA7.95±0.24bB6.68±0.67cA6.96±0.73cA6.36±0.30cA

2.3不同植被類型土壤0～20cm土壤氮的分布特征

2.4不同植被類型土壤20～40cm土壤氮的分布特征

表4 研究區(qū)不同植被類型0～20 cm土壤氮的分布特征

表5 研究區(qū)不同植被類型20～40 cm土壤氮的分布特征

圖1 不同植被類型土壤與生長季間Hydro-N含量比較 不同小寫字母表示植被類型間差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示生長季間差異顯著(P<0.05)。Fig.1 Soil hydrolysable nitrogen contents in different vegetation types at plant non-growing season(A) and plant growing season(B) The different normal letters mean significant difference among different(P<0.05) vegetation types at 0.05 levels, the different capital letters mean significant difference(P<0.05) among plant non-growing season and plant growing season at 0.05 levels.

2.5 不同植被類型土壤Hydro-N的分布特征

NO-3-NNH+4-NHydro-NOrg-NTNTPSOMpHNO-3-N1.000-0.4440.541*0.846**0.851**0.681**0.668**0.549*NH+4-N-0.4441.000-0.599*-0.605**-0.592**-0.771**-0.366-0.234

注：*表示顯著性水平P<0.05,**表示顯著性水平P<0.01,下同。

Note: “*”and “**” Showed significant differences atP<0.05 andP<0.01%,the same as below.

NO-3-NNH+4-NHydro-NOrg-NTNTPSOMpHNO-3-N1.000-0.4500.648**0.780**0.785**0.4580.738**0.676**NH+4-N-0.4501.000-0.150-0.633**-0.630**-0.482*-0.545*-0.696**

3 討論

人為活動或自然原因輸入的氮素，大部分會滯留在土壤中，進而隨水分等擴散至植物根系周圍，然后植物將其吸收、同化；但吸收的大部分氮素隨著植物組織的衰老和凋落又回歸到土壤表層，盡管如此，植物通過根系吸收仍然被認(rèn)為是水陸交錯帶除氮的重要機制，對滯留在土壤中的氮素去除效果顯著[3]。

一般認(rèn)為，濱岸帶50～200 m的區(qū)域是重要的污染凈化單元，該區(qū)域的合理規(guī)劃和保護，對于保護下游水質(zhì)意義重大[39]。本研究通過比較了浙北山區(qū)小流域不同植被土壤Inorg-N含量在植物非生長季和生長季的變化，初步揭示了濱岸帶不同植被類型對土壤Inorg-N分布的影響。分析了浙北山區(qū)小流域不同植被類型土壤在水庫氮素輸入上的貢獻大小，將為該區(qū)面源污染中氮流失的治理和營造健康的濱岸緩沖植被帶提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

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InfluenceofDifferentVegetationTypesontheSoilInorganicNitrogenatSmallWatershedinNorthernZhejiangProvince

WANG Qing-Bing1WU Hao1ZHANG Jian-Feng1*CHEN Guang-Cai1LI Ze-Bo1WANG Li1,2YANG Quan-Quan1

(1.Institute of Subtropical Forestry,Chinese Academy of Forestry,Fuyang 311400；2.School of Metallurgy and Chemical Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000)

Fushi Reservoir;watershed;vegetation types;soil inorganic nitrogen;distribution characteristics

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201104055)；國家科技支撐專題“村鎮(zhèn)景觀建設(shè)中的生物多樣性保護技術(shù)”(2012BAJ24B0504)；中央級公益性科研院所基金重點項目(RISF2013001)

汪慶兵(1988—)，男，碩士研究生，主要從事植物土壤氮循環(huán)方面的研究。

2015-10-16

S714.7

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2016.02.017