李 晨

(西京學(xué)院, 西安 710123)

榆林市綠地生態(tài)系統(tǒng)土壤水文調(diào)控過程及土壤微生物群落特征

李 晨

(西京學(xué)院, 西安 710123)

為了探究榆林市綠地系統(tǒng)生態(tài)水文效應(yīng)以及綠地土壤微生物群落特征，調(diào)查研究了榆林市東沙生態(tài)公園綠地土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分狀況，分析了土壤水文調(diào)節(jié)功能以及土壤微生物群落豐富度、多樣性和均勻度，檢測(cè)分析了綠地不同區(qū)域枯枝落物的持水能力和持水過程。結(jié)果顯示：(1) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域土壤理化性質(zhì)與營養(yǎng)狀況差別較大，土壤容重變化范圍為0.41～1.34 g/cm3，總孔隙度變化范圍為42%～71%，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀變化范圍分別是9.93～17.69 g/kg，0.97～2.37 g/kg，2.31～6.67 g/kg，23.6～58.12 g/kg；(2) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域綠地土壤微生物群落特征不一致，停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地人流量大，顯著影響該區(qū)域土壤微生物的豐富度和多樣性，公園等人員較少干擾綠地土壤中微生物豐富度和多樣性較高；(3) 單一因素差異性分析和PCA分析表明東沙生態(tài)公園綠地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與是否晴/雨天無關(guān)。(4) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域綠地枯枝落物儲(chǔ)量具有顯著差異性，停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地表層枯枝落物厚度最大，公園附近綠地枯枝落物厚度最小，并且枯落物儲(chǔ)量也具有相似的規(guī)律。綜上所述，城市綠地生態(tài)水文的優(yōu)良，土壤和表層枯落物尤為重要，為了防治城市內(nèi)澇，需要加強(qiáng)城市綠地土壤環(huán)境的保護(hù)，以及減少人為對(duì)綠地的干擾。

綠地系統(tǒng); 生態(tài)水文; 土壤微生物; 持水能力

隨著城市生態(tài)概念的發(fā)展，研究城市綠地生態(tài)系統(tǒng)具有重要的意義和價(jià)值，然而工業(yè)化給城市綠地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境造成了潛在的威脅，水與社會(huì)、水與生態(tài)、水與環(huán)境之間的關(guān)系越來越復(fù)雜，為了解決自然變化和人類活動(dòng)影響下的水問題，出現(xiàn)了城市水文學(xué)與生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)以及社會(huì)科學(xué)的交叉研究[1]。廣義的生態(tài)水文是指在一系列環(huán)境條件下研究干旱地區(qū)、濕地、森林、河流和湖泊等對(duì)象的生態(tài)與水文相互作用的過程[2]，其研究的是陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過程變化的水文學(xué)機(jī)理，揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關(guān)系，解釋水循環(huán)過程相關(guān)的生態(tài)環(huán)境變化的原因[3]。城市綠地作為“城市的肺”，在一定的時(shí)空范圍內(nèi)發(fā)揮重要的生態(tài)效應(yīng)，如維持碳氧平衡、殺菌抑菌、合成有機(jī)物、保持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、防止水土流失、保護(hù)土壤與維持土壤肥力、凈化環(huán)境、貯存必要的營養(yǎng)元素、促進(jìn)元素循環(huán)、維持大氣化學(xué)的平衡與穩(wěn)定等[4-6]。作為改善和美化城市生態(tài)環(huán)境的重要載體，城市綠地生態(tài)系統(tǒng)由各類草地、耕地、林地、公園等相互聯(lián)系組合，具有一定的自凈能力、自動(dòng)調(diào)節(jié)能力和生命力，并且在調(diào)節(jié)城市生態(tài)環(huán)境平衡中發(fā)揮著重要作用[6]；近年來大量的研究表明，城市綠地生態(tài)系統(tǒng)可作為研究城市對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)并預(yù)測(cè)未來城市生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[7]，通過對(duì)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)土壤水文及微生物群落特征的研究，能夠預(yù)測(cè)和評(píng)估綠地生態(tài)系統(tǒng)在城市中所發(fā)揮的作用[7]；然而，我國城市綠地生態(tài)系統(tǒng)關(guān)于這方面的研究仍然處于萌芽階段；歐美等國家已有大量關(guān)于城市綠地生態(tài)系統(tǒng)功能的研究，并且在其相關(guān)領(lǐng)域也取得了一定的成果，發(fā)展中國家也在逐步重視城市綠地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于城市生態(tài)系統(tǒng)的重要性；由此可知，我國城市綠地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的理論和實(shí)踐意義。

土壤是復(fù)雜的自然綜合體，在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)方面起著重要作用[7]。它作為SPAC(土壤—植被—大氣連續(xù)體)系統(tǒng)是主要蓄存庫、調(diào)節(jié)器，直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的水文調(diào)節(jié)過程[8-9]。土壤物理性質(zhì)是結(jié)構(gòu)狀況、持水性能、養(yǎng)分狀況、滲透能力及保水能力的綜合反映，影響土壤中的水分轉(zhuǎn)移方式和途徑，決定土壤層水文生態(tài)功能[10-11]。土壤微生物參與土壤有機(jī)質(zhì)分解、腐殖質(zhì)形成、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)等過程，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成及活性變化是衡量土壤質(zhì)量、維持土壤肥力和作物生產(chǎn)力的一個(gè)重要指標(biāo)[12]。土壤微生物群落影響了土壤的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，一定程度上增加了城市綠地系統(tǒng)區(qū)域不透水性表面面積及增強(qiáng)了土壤的滯水能力，改變了生態(tài)水文效應(yīng)，增加了城市綠地的水文效益。目前大多數(shù)學(xué)者單方面關(guān)注城市綠地土壤—土壤微生物的生態(tài)效應(yīng)，而較少研究水文—土壤—微生物三者之間的循環(huán)關(guān)聯(lián)性。鑒于此，本文通過對(duì)榆林市公園綠地系統(tǒng)下墊面以及土壤層生態(tài)水文效應(yīng)、土壤理化性狀以及土壤微生物群落特征的研究，以期闡明水文—土壤—微生物之間的關(guān)聯(lián)性，為城市綠地系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

榆林市位于陜西省最北部，歷史悠久、文化底蘊(yùn)深厚,是我國著名的革命老區(qū)，它地處中國中西部結(jié)合地帶，滔滔黃河環(huán)繞而過，萬里長城橫跨東西，東望山西，西連寧夏、甘肅，南鄰延安，北接內(nèi)蒙。全市轄1區(qū)11縣，總面積43 578 km2，人口353萬，其中農(nóng)業(yè)人口292萬。地貌大體以古長城為界，北部為風(fēng)沙草灘區(qū)，南部為黃土丘陵溝壑區(qū)，分別占總面積的42%和58%。在這片廣闊的土地上，農(nóng)牧資源十分豐富，羊、棗、薯、豆等農(nóng)副產(chǎn)品，質(zhì)地優(yōu)良、享譽(yù)國內(nèi)外，也是全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)重點(diǎn)地區(qū)。屬于暖溫帶半濕潤的季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明，雨量適中，春季溫暖干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽，冬季寒冷多霧，無霜期227 d，年平均氣溫13.6℃，年極端最低氣溫-20.6℃，年極端最高氣溫43.4℃，年降水量507.7～719.8 mm，集中在7—9月。年平均濕度69.6%，年平均降雪日為13.8 d，年日照時(shí)數(shù)1 983～2 267 h。土壤類型復(fù)雜多樣，多由石灰?guī)r、玄頁巖、武巖等成土母巖發(fā)育而成，主要有棕壤、紅壤、石灰?guī)r土、水稻土、黃棕壤、沼澤土等，多呈弱酸性，紅壤為基帶土壤。經(jīng)過多年建設(shè)大部分區(qū)域均進(jìn)行了綠化，人均公共綠地面積大約6.23 m2，建成區(qū)綠地率約18.56%，建成區(qū)綠化覆蓋率26.78%。

1.2 樣品采集

于2015年8月份的晴天進(jìn)行采樣標(biāo)記，榆林市東沙生態(tài)公園設(shè)置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為T1(東沙生態(tài)公園中心區(qū))、T2(公園停車場(chǎng)區(qū))、T3(公園干擾區(qū))、T4(公園周邊區(qū)域)和T5(公園綠地)，以上每個(gè)樣地重復(fù)3次，每個(gè)樣地視地形變化設(shè)1 m×1 m=1 m2樣方5個(gè)，合計(jì)樣方5×5×3=75，調(diào)查樣方內(nèi)枯落物層厚度及蓄積量，鋼板尺對(duì)枯落物的未分解層厚度、半分解層厚度進(jìn)行測(cè)量并記錄，同時(shí)用尼龍網(wǎng)兜收集樣方內(nèi)的未分解層和半分解層枯落物，帶回實(shí)驗(yàn)室稱重，風(fēng)干后再稱重，以干物質(zhì)重計(jì)算蓄積量。在每個(gè)樣方內(nèi)用五點(diǎn)取樣法取0—10 cm土層的土壤(分為3份)帶回實(shí)驗(yàn)室，除去土壤中雜質(zhì)以及表層枯枝落物，分裝在塑料樣品袋中；同時(shí)用環(huán)刀和小鋁盒測(cè)定每個(gè)樣方的容重和含水率。所取的三份樣品一份進(jìn)行土壤水文參數(shù)的測(cè)定；一份自然風(fēng)干后測(cè)定土壤養(yǎng)分和理化性質(zhì)，一份土壤-80℃保存，測(cè)定土壤微生物群落特征。于2015年8月份的雨天按照上述土壤微生物的采樣方法進(jìn)行相同的土壤采樣測(cè)定晴天和雨天土壤微生物群落特征差異。

1.3 研究方法

1.3.1 土壤水文物理參數(shù)的測(cè)定 采用烘干法和浸水法測(cè)定土壤的自然含水量、土壤的容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度等各項(xiàng)指標(biāo)，土壤入滲采用環(huán)刀法浸水法[13]。

土壤持水性能的測(cè)定[14]：

土壤最大持水量(t/hm2)=10000 m2×土壤總孔隙度%×土層厚度(m)

土壤有效持水量(t/hm2)=10000 m2×土壤非毛管孔隙度%×土層厚度(m)

土壤持水量(t/hm2)=10000×土壤非毛管孔隙度%×土層厚度(m)

1.3.2 枯落物儲(chǔ)量和持水能力的測(cè)定 枯落物自然狀態(tài)下稱重w1，然后將枯落物樣品自然狀態(tài)下裝入尼龍袋浸水24 h后取出，靜放至無水滴滴下時(shí)稱重w2，于75℃下烘干至恒重，冷卻后稱重w3，計(jì)算枯落物儲(chǔ)量，自然持水率、最大持水率和最大持水量[13,15]。

枯落物持水量和吸水速率的測(cè)定采用室內(nèi)浸泡法：分別測(cè)定其在浸泡1，2，4，6，12，18，24 h的重量變化(以無水滴滴下為標(biāo)準(zhǔn)，筆者在進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)36 h時(shí)的持水量與24 h時(shí)的持水量十分相近，幾乎保持不變，因此將24 h時(shí)的持水量作為最大持水量)，重復(fù)3次，研究其吸水速度和吸水過程。每次取出稱重后所得的枯落物濕重與其風(fēng)干重的差值，即為枯落物不同浸水時(shí)間的持水量。

通常采用有效攔蓄量來估算枯落物對(duì)降雨的實(shí)際攔蓄量，具體計(jì)算公式如下[16-17]：

P=0.85Rm-R0

M=(0.85Rm-R0)×W

枯落物最大持水率=(浸泡后的枯落物質(zhì)量-干質(zhì)量)/干質(zhì)量×100%

枯落物有效攔蓄量(t/hm2)=(0.85Rm-R0)×M

式中：P為有效攔蓄率(%)；Rm為最大持水率(%)；R0為自然持水率(%)；M為有效攔蓄量(t/hm2)；W為枯落物儲(chǔ)量(t/hm2)。

1.3.3 土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)測(cè)定 土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干20 d后，pH值采用電極電位法(1∶2.5土水比)；土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化外加熱法；土壤全磷用NaOH熔融—鉬銻抗比色法；土壤全氮用全自動(dòng)凱氏定氮法；全鉀采用火焰分光光度法[18]。

1.3.4 土壤微生物多樣性測(cè)定 土壤微生物群落特征分析采用PLFA(磷脂脂肪酸)方法測(cè)定[19]。利用PLFA生物標(biāo)記的豐富度指數(shù)(SR)、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′)和均勻度指數(shù)(J)來評(píng)估東沙生態(tài)公園綠地土壤微生物群落特征。具體計(jì)算公式如下：

SR=(S-1)/lnN

(1)

H′=-∑Pi×lnPi

(2)

Pi=Ni/N

(3)

(4)

(5)

式中：S為每個(gè)樣品中出現(xiàn)的磷脂脂肪酸種類數(shù)；Ni為第i種磷脂脂肪酸含量；N為每個(gè)樣品中所有磷脂脂肪酸的含量總和。

用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及PCA統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)和最小顯著法(LSD)檢驗(yàn)其差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水文效應(yīng)

2.1.1 土壤理化性質(zhì)與養(yǎng)分狀況 城市綠地土壤儲(chǔ)水能力和透氣性很大程度上依賴于土壤容重和孔隙度。調(diào)查分析了榆林市東沙生態(tài)公園綠地土壤物理性狀(圖1)，發(fā)現(xiàn)東沙生態(tài)公園內(nèi)不同區(qū)域綠地土壤容重和孔隙度差異顯著(p<0.05)，土壤容重范圍為0.41～1.34 g/cm3，總孔隙度范圍為42%～71%。其中公園停車場(chǎng)綠地和公園干擾區(qū)土壤容重最大，土壤孔隙度最小；公園附近綠地土壤容重最小，公園附近綠地與公園中心綠地土壤孔隙度最大。表明停車場(chǎng)附近綠地和公園干擾區(qū)土壤持水能力最弱，公園附近綠地土壤具有最強(qiáng)的持水能力。由表1可知，東沙生態(tài)公園不同區(qū)域綠地土壤養(yǎng)分表現(xiàn)出不一致性，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀變化范圍分別是9.93～17.69 g/kg，0.97～2.37 g/kg，2.31～6.67 g/kg，23.6～58.12 g/kg，公園停車場(chǎng)區(qū)、公園干擾區(qū)與公園周邊區(qū)域、公園中心區(qū)與公園綠地之間差異性顯著(p<0.05)。

圖1 土壤容重和總孔隙度表1 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況

注：T1，T2，T3，T4，T5分別表示東沙生態(tài)公園中心區(qū)、公園停車場(chǎng)區(qū)、公園干擾區(qū)、公園周邊區(qū)域和公園綠地，下同。

2.1.2 土壤水文調(diào)節(jié)功能 土壤持水性能是評(píng)價(jià)不同植被土壤涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)水循環(huán)的重要指標(biāo)，它反映了土壤持水、供水與調(diào)蓄能力，可用來評(píng)價(jià)土壤層的水文功能，包括最大持水量、毛管持水量和田間(最小)持水量[13,20-21]。對(duì)東沙生態(tài)公園土壤水文調(diào)節(jié)功能的分析對(duì)理解榆林市城市綠地生態(tài)水文具有重要參考意義。東沙生態(tài)公園土壤平均雨季前期含水量、土壤平均飽和含水量、土壤平均有效調(diào)蓄水空間、土壤平均最大持水率、土壤平均最大持水量、土壤平均有效持水量以及土壤平均含水量分別為567.3 g/kg，1 801.4 g/kg，1 234.1 g/kg，59.4%，1 123.21 t/hm2，304.1 t/hm2，15.91%。

2.2 土壤枯枝落物水文效應(yīng)

2.2.1 枯枝落物儲(chǔ)量 綠地枯枝落物的厚度和儲(chǔ)量也能在一定程度上反映該片綠地的持水能力。由圖2可知，東沙生態(tài)公園內(nèi)不同區(qū)域綠地半分解層和未分解層枯枝落物厚度呈現(xiàn)差異性，半分解層枯枝落物厚度整體變化范圍是10～48 mm，未分解層枯枝落物厚度變化范圍為6～15 mm，其中停車場(chǎng)附近綠地枯枝落物厚度最大，公園附近綠地枯枝落物厚度最??；表層枯枝落物總儲(chǔ)量與枯枝落物厚度具有相似的變化規(guī)律，總儲(chǔ)量變化范圍是6～27 t/hm2，儲(chǔ)量最豐富是停車場(chǎng)區(qū)綠地，最稀疏的是公園綠地。

2.2.2 枯枝落物持水性能及有效攔蓄量 實(shí)驗(yàn)室條件下模擬自然降雨來分析枯枝落物持水性能以及對(duì)雨水的有效攔蓄量只反映了理想狀態(tài)下枯枝落物持水量，與實(shí)際情況相比還是有差異，因此有效攔蓄量是切實(shí)反映枯落物層對(duì)降水?dāng)r蓄能力的指標(biāo)[14-17]。通過對(duì)東沙生態(tài)公園綠地表層半分解層和未分解層枯枝落物持水性能分析表明(表2)，未分解層枯枝落物對(duì)雨水的有效攔蓄量為11.43 t/hm2要顯著高于半分解層枯枝落物對(duì)雨水的有效攔蓄量(5.12 t/hm2)，未分解層枯枝落物最大持水量、最大持水率、自然含水率、有效攔蓄率和有效攔蓄量深度也都顯著高于半分解層枯枝落物。

圖2 東沙生態(tài)公園內(nèi)枯枝落物儲(chǔ)量表3 東沙生態(tài)公園內(nèi)枯枝落物持水性能及有效攔蓄量

2.2.3 枯枝落物持水過程 實(shí)驗(yàn)室條件下利用浸泡法分析公園不同區(qū)域綠地枯枝落物持水過程，由圖3可知，在1～2 h內(nèi)枯枝落物持水量變化幅度較小，2～6 h枯枝落物持水量迅速增加，變化幅度最大，8 h后持水量變化漸漸趨于緩慢。這一變化規(guī)律與自然降雨后，枯枝落物攔蓄綠地表層徑流變化規(guī)律相似，即降雨初期，枯落物攔蓄地表徑流能力較強(qiáng)，此后隨枯落物濕潤程度的增加，吸持能力降低。另外，到達(dá)6 h，停車場(chǎng)區(qū)附近綠地枯落物持水量最大，為1 679 g/kg；公園附近綠地枯落物持水量最小，為789 g/kg，地表枯落物攔蓄雨水能力依次大小為T2>T3>T4>T1>T5。

2.3 土壤微生物群落特征

通過單因素方差分析比較晴天和雨天兩種情況下，公園不同區(qū)域綠地土壤微生物群落豐富度指數(shù)(Richness,SR)、多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener index，H′)和均勻度指數(shù)(Evenness，J)，由圖4所示，晴天和雨天公園綠地土壤微生物群落豐富度、多樣性和均勻度差異不顯著(p>0.05)，說明天氣因素對(duì)土壤微生物群落影響較小。圖4A和4B中，公園不同區(qū)域綠地土壤微生物群落豐富度和多樣性表現(xiàn)出不一致性，其中停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地土壤微生物群落豐富度和多樣性最低，公園中心綠地和公園附近綠地土壤微生物和豐富度和多樣性最高；圖4C顯示停車場(chǎng)區(qū)綠地土壤微生物群落均一度最大，微生物種類較單一，公園附近綠地土壤微生物均一度較低，微生物種類豐富。

2.4 土壤微生物PLFA結(jié)構(gòu)組成的PCA分析

在東沙生態(tài)公園綠地土壤微生物群落PLFA的PCA分析結(jié)果中，X軸表示第一主成分，Y軸表示第二主成分，見圖5，晴天和雨天情況下，公園內(nèi)5個(gè)不同區(qū)域綠地土壤微生物群落均未呈現(xiàn)離散狀態(tài)，說明不同天氣環(huán)境下不同區(qū)域綠地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)差異不顯著，5個(gè)區(qū)域土壤微生物群落變化也較小。

圖3枯枝落物持水量變化

3 討 論

城市的發(fā)展與水資源的管理息息相關(guān)。雨水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，對(duì)調(diào)節(jié)、補(bǔ)充城市水資源和改善生態(tài)環(huán)境有重要作用[22-24]。土壤是布滿大大小小孔隙的疏松多孔體，當(dāng)有水分進(jìn)入時(shí)，這些孔隙可以蓄水并憑借部門孔隙的毛細(xì)管作用使水分比較長久地存儲(chǔ)在土壤中[24]。容重和孔隙度等參數(shù)決定著土壤的導(dǎo)水性、保水性和透氣性，也影響著土壤持水量和持水能力，容重小，孔隙度大有利于流水快速滲透到土壤中。例如本文所研究的東沙生態(tài)公園內(nèi)停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地容重大、孔隙度小，不利于土壤蓄水，即使同一質(zhì)地的土壤隨著容重增大，孔隙度減小，持水能力減弱。土壤質(zhì)量最重要一項(xiàng)指標(biāo)就是土壤養(yǎng)分狀況，土壤中養(yǎng)分能維持植被良好生長，土壤養(yǎng)分最大的來源是表層枯枝落物的消解，文中東沙生態(tài)公園內(nèi)停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)以及氮磷鉀養(yǎng)分含量最低。通過比較分析不同區(qū)域綠地枯枝落物厚度及儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)，東沙生態(tài)公園內(nèi)停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地枯枝落物最豐富，這與土壤養(yǎng)分狀況的表現(xiàn)恰好相反，推測(cè)可能是由于枯枝落物過多，底層的枯枝落物沒有經(jīng)過完全的分解，不利于快速的養(yǎng)分循環(huán)，營養(yǎng)成分沒有進(jìn)入到土壤中。

圖4土壤微生物群落多樣性指數(shù)變化

圖5土壤微生物PLFA結(jié)構(gòu)組成的PCA分析

枯枝落物是綠地地表的重要覆蓋面，對(duì)攔截雨水，防止洪澇，水土保持以及改善土壤結(jié)構(gòu)具有重要作用，目前國內(nèi)外對(duì)森林河流等生態(tài)水文，特別是對(duì)枯枝落物持水能力的研究已有不少[25-28]，另外在枯落物的凋落量、凋落動(dòng)態(tài)、分解速率、對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的改變、對(duì)養(yǎng)分元素循環(huán)的影響、截持降水、抑制土壤水分蒸發(fā)、增強(qiáng)土壤入滲、影響地表徑流和土壤侵蝕機(jī)理等方面都取得了一定的進(jìn)展[29]。美國水文學(xué)家Richard Lee等[30]提出城市綠地地被物對(duì)降雨的截留量大小取決于地被物的蓄水容量。對(duì)公園綠地不同分解層枯枝落物持水過程分析發(fā)現(xiàn)，由于大部分區(qū)域綠地枯枝落物未分解層要大于半分解層，所以未分解層枯枝落物對(duì)雨水有效攔截量要顯著高于半分解層。再者，不同區(qū)域枯枝落物持水過程變化規(guī)律相似，地表枯落物攔蓄雨水能力和蓄水容量最大是停車場(chǎng)區(qū)附近綠地枯落物，這也與枯枝落物的量有關(guān)。

土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，研究其群落的結(jié)構(gòu)和功能多樣性，對(duì)于揭示微生物、環(huán)境、植物之間的關(guān)系意義重大[31]。土壤微生物群落對(duì)土壤溫度和水分敏感，綠地生態(tài)水文的變化對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)影響較大[31]，土壤水分的變化最大因素之一也是枯枝落物攔截水流和持水能力，而本研究中土壤微生物群落特征和PCA分析都表明晴天和雨天對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響較小，與朱小林等結(jié)果相反，這可能是由于觀測(cè)的時(shí)間不夠，亦或是與榆林市7月降雨量大有關(guān)，降雨大使得綠地枯落物和土壤蓄水足夠，因此對(duì)土壤微生物的影響較小。后期應(yīng)對(duì)多種綠地(例如道路綠地等)以及其延長時(shí)間的監(jiān)測(cè)分析，對(duì)城市綠地月前和月底生態(tài)水文效應(yīng)和土壤中微生物群落特征進(jìn)行分析，以期更深入地揭示城市綠地生態(tài)水文變化下土壤微生物多樣性分布格局。

4 結(jié) 論

(1) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域土壤理化性質(zhì)與營養(yǎng)狀況差別較大，停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地土壤容重最大，總孔隙度最小。

(2) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域綠地枯枝落物儲(chǔ)量具有顯著差異性，停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地表層枯枝落物厚度最大，公園附近綠地枯枝落物厚度最小，并且落物儲(chǔ)量也具有相似的規(guī)律；停車場(chǎng)區(qū)綠地表層枯枝落物有效攔蓄能力最強(qiáng)，持水量最大；

(3) 東沙生態(tài)公園不同區(qū)域綠地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)不一致，停車場(chǎng)區(qū)和公園干擾區(qū)綠地人流量大，顯著影響該區(qū)域土壤微生物的豐富度和多樣性；另外單一因素差異性分析和PCA分析表明東沙生態(tài)公園綠地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與是否晴/雨天無關(guān)。

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EcologicalHydrologyandCharacteristicsofMicrobialCommunityofSoilinGreenSpaceSystemofYulinCity

LI Chen

(XijingUniversity,Xi′an710000,China)

To explore the Yulin City green space system of effects of ecological hydrology and characteristics of microbial community, soil physical and chemical properties and nutrient status had been investigated in Dongsha Park, the adjusting function of soil hydrological and richness, diversity and evenness of soil microbial community had been analyzed, water-holding capacity and retention of litter mass had been tested. Results show that:(1) there is a greater difference of nutrition and physical and chemical properties of soils in different areas of Dongsha Park, the bulk densities range from 0.41 g/cm3to 1.34 g/cm3, the total porosity variation is ranges from 42% to 71%, the contents of organic matter, total nitrogen, total phosphorus, total potassium were 9.93～17.69 g/kg, 0.97～2.37 g/kg, 2.31～6.67 g/kg, 23.6～58.12 g/kg, respectively; (2) characteristics of microbial community was in conformity, tourists area in Dongsha Park significantly impact on the abundance and diversity of soil, the abundance and diversity of Dongsha Park with no disturbance area was higher; (3) soil microbial community structure has nothing to do with sunny or rainy days; (4) reserves of litter mass of different areas have significant differences in the green space of Dongsha Park, the thickness of litter mass was the largest in the green space surface of parking area and disturbance area, the thickness of litter mass was the minimum in pavement, reserves also had similar discipline. To sum up, it is important for favorable city ecology to maintain soil and litter mass, it needs to strengthen the protection of environment, and reduce human interference and damage of green space.

green space system; ecological hydrology; soil microbes; water-holding capacity

2016-09-21

：2016-10-08

陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(15Jk2169);西京學(xué)院科研基金(XJ130217)

李晨(1982—),女,湖北宜昌人,講師,碩士,研究方向:生態(tài)水文研究。Emai:Lee_chen82@163.com

S158.3

：A

：1005-3409(2017)03-0080-06