張 劍,宿 力,王利平,包雅蘭,陸靜雯,高雪莉,陳 濤,曹建軍

西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,蘭州 730070

生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)能量平衡和多重化學(xué)元素(主要是碳、氮、磷)平衡的科學(xué),以及元素平衡影響生態(tài)交互作用的一種理論[1]。濕地生態(tài)系統(tǒng)是介于陸地與水體之間的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),其土壤是營(yíng)養(yǎng)元素的主要截留者和儲(chǔ)存庫(kù)[2],對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的遷移和轉(zhuǎn)化有重要影響。土壤有機(jī)碳含量變化對(duì)濕地的生態(tài)平衡及氣候變化有重要意義[3],氮磷是濕地植物生長(zhǎng)必須的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素和限制性養(yǎng)分[1],對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和生態(tài)凈化功能等有重要影響；濕地土壤的碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比是有機(jī)質(zhì)含量和質(zhì)量的重要指標(biāo),能反映有機(jī)質(zhì)分解速率以及養(yǎng)分礦化和固持間的平衡關(guān)系[4]。因此,研究濕地土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征,對(duì)認(rèn)識(shí)濕地生態(tài)系統(tǒng)空間格局變化規(guī)律和碳、氮、磷元素的循環(huán)與平衡機(jī)制,揭示養(yǎng)分的可獲得性和預(yù)測(cè)未來(lái)的變化趨勢(shì)都具有重要意義[5]。

國(guó)外關(guān)于生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究起步較早,最初由海洋生態(tài)學(xué)家和地球化學(xué)家對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了研究[6]。隨后,研究人員對(duì)其他水生和陸生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)化學(xué)計(jì)量比開(kāi)展了大量研究,并取得諸多成果。近年來(lái),生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的相關(guān)研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)學(xué)者的關(guān)注,內(nèi)容涉及森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)以及濕地生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)而言,肖燁等研究了吉林東部4種沼澤濕地類型的土壤,得出含水量是C/P和N/P的關(guān)鍵影響因子的結(jié)論[7]；張友等研究了黃河三角洲不同植被下的土壤,結(jié)果表明氮為限制植物生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)元素[8]；王維奇等研究了閩江河口不同河段濕地土壤,表明土壤水分和粉粒含量是C/N、C/P和N/P的關(guān)鍵影響因子[9]；青燁等對(duì)若爾蓋高寒濕地土壤的研究表明,有機(jī)碳與氮、磷顯著相關(guān)并制約著碳、氮的平衡,C/N通過(guò)控制C、N的礦化作用來(lái)影響C/P和N/P[10]。從研究區(qū)域來(lái)看,多集中在河口濕地[2,8-9,11-12]、濱海濕地[13-14]、三江平原濕地[7]以及高寒濕地[10],相比而言對(duì)于干旱區(qū)濕地的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究較為缺乏。

干旱區(qū)濕地是江河源區(qū)重要的水源涵養(yǎng)地,是荒漠生態(tài)系統(tǒng)中的寶貴綠洲和物種多樣性中心[15]。植被作為干旱區(qū)濕地的重要組成要素,其覆蓋程度能反映地表植被群落的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì),是描述濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)干旱區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境變化有著重要指示作用[16],而土壤養(yǎng)分是濕地植被生長(zhǎng)的主要限制因子[17],土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比反映著植物與生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分供需平衡[18]。因此,本文以干旱區(qū)敦煌陽(yáng)關(guān)典型濕地為研究對(duì)象,通過(guò)分析不同植被蓋度下土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比特征及其影響因素,探究植被蓋度對(duì)土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比的影響狀況,摸清區(qū)域不同植被蓋度下的土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力狀況,明確影響生態(tài)化學(xué)計(jì)量比空間分布的主導(dǎo)因素,為干旱區(qū)濕地的合理利用及濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

敦煌陽(yáng)關(guān)濕地隸屬于甘肅省敦煌陽(yáng)關(guān)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(圖1),與干旱區(qū)其他濕地相比,在地理位置、氣候條件、水源供給以及植被構(gòu)成等方面具有代表性。濕地介于96°06′—94°09′E,39°51′—39°55′N之間,面積11.6 km2,海拔高度介于1150—1500 m之間。西北是黃水壩水庫(kù),東面、南面及西南邊緣鄰近沙漠,降水稀少,氣候干燥,冬季嚴(yán)寒,夏季酷熱,年平均氣溫9.3℃,降水量39.9 mm,蒸發(fā)量2486 mm,屬典型的大陸性干旱氣候。多處溢出量大而且穩(wěn)定的泉眼,為濕地提供了主要的水源供給。研究區(qū)土壤以草甸土、沼澤土和鹽土為主,部分區(qū)域分布有風(fēng)沙土和棕漠土。主要植被類型為莎草型濕地植被型,蘆葦(Phragmitesaustralis)為優(yōu)勢(shì)種,其中高蓋度植物伴生種有賴草(Leymussecalinus)、黑果枸杞(Lyciumruthenicum)、水麥冬(Triglochinpalustre)、鹽角草(Salicorniaeuropaea)、鴉蔥(Scorzoneraaustriaca)、海乳草(Glauxmaritima)等,中蓋度植被類型有賴草、黑果枸杞、鴉蔥等,低蓋度植被類型有駱駝刺(Alhagisparsifolia)、黑果枸杞等[19]。

圖1 研究區(qū)地理位置及樣地分布圖 Fig.1 Geographical location in the study area and distribution of the sampling plots

1.2 樣地設(shè)置與采樣

2015年8月對(duì)敦煌陽(yáng)關(guān)渥洼池濕地植被-土壤進(jìn)行了全面綜合調(diào)查,沿濕地東南側(cè)從濕地到荒漠方向設(shè)置5條樣帶,樣帶間距約500 m,每條樣帶上每隔200 m布設(shè)一個(gè)大小為30 m×30 m的樣地,共計(jì)53個(gè)樣地,每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)布設(shè)5個(gè)1 m×1 m的樣方[19]。記錄樣地的經(jīng)緯度和海拔后,對(duì)樣地植物的群落組成及其特征進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。參照干旱區(qū)濕地分層采樣的方法[20],用土鉆采集0—20、20—40 cm和40—60 cm土層的土壤,本次共采取到2385個(gè)土壤樣品。用空間聚類分析將植被蓋度分為三類,對(duì)應(yīng)的將樣地劃分成高蓋度(77.6%—100%,平均85.35%),中蓋度(53.6%—74.6%,平均64.98%)和低蓋度(19.60%—51.8%,平均40.48%)3種類型[19],其中高蓋度樣地20個(gè),中蓋度樣地19個(gè),低蓋度樣地14個(gè)。

1.3 樣品測(cè)定

土樣去除雜質(zhì)后放置在通風(fēng)處陰干,研磨后過(guò)篩,采用常規(guī)方法測(cè)定其理化性質(zhì)[21]。土壤水分采用烘干法測(cè)定,容重采用環(huán)刀法測(cè)定,鹽分采用質(zhì)量法測(cè)定,pH用酸度計(jì)測(cè)定；土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法測(cè)定,全氮含量采用開(kāi)氏法測(cè)定,全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定。研究區(qū)不同蓋度土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 研究區(qū)土壤理化性質(zhì)

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差,0—60 cm土層數(shù)據(jù)為0—20、20—40 cm和40—60 cm土層算術(shù)平均值,不同字母代表同一土層不同蓋度間差異顯著(P< 0.05)

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入,利用SPSS 21.0進(jìn)行雙因素方差分析、單因素方差分析(one-way ANOVA,LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn))、相關(guān)性分析(Pearson系數(shù)法)以及多元線性回歸分析,利用Origin 9.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕地土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比特征

雙因素方差分析結(jié)果表明：植被蓋度和土層對(duì)土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比的交互作用不顯著(P>0.05),因此從蓋度和土層兩個(gè)因素分別對(duì)C/N、C/P和N/P進(jìn)行單因素方差分析。

0—60 cm土層C/N有較大的空間變異性,表現(xiàn)為高蓋度<中蓋度<低蓋度,高、中、低3種蓋度差異均不顯著(P>0.05)；0—60 cm土層C/P變異性為中蓋度<低蓋度<高蓋度,且高、中蓋度的變異系數(shù)存在顯著差異(P<0.05)；0—60 cm土層N/P變異性為中蓋度<低蓋度<高蓋度,且高蓋度的變異系數(shù)與中、低蓋度的存在顯著差異(P<0.05)(表2)。

表2 濕地不同植被蓋度C/N、C/P和N/P垂直分布特征

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差,0—20、20—40、40—60 cm土層不同字母表示同一蓋度下不同土層差異顯著(P<0.05),0—60 cm土層不同字母表示不同蓋度間差異顯著(P<0.05)

0—20、20—40、40—60 cm土層中C/N的變化趨勢(shì)為：高蓋度<中蓋度<低蓋度,但其差異均不顯著(P>0.05)。高、中蓋度C/N隨土層深度的增加而增大,低蓋度C/N隨土層深度的增加而減小；0—20、20—40、40—60 cm土層中C/P的變化趨勢(shì)為：低蓋度<中蓋度<高蓋度,其中0—20 cm與20—40 cm土層不同蓋度間呈顯著差異(P<0.05)。高蓋度C/P隨土層深度的增加而增大,中、低蓋度C/P隨土層深度的增加呈先減后增趨勢(shì)；0—20、20—40、40—60 cm土層中N/P的變化趨勢(shì)為：低蓋度<中蓋度<高蓋度,不同蓋度間的差異均顯著(P<0.05)。高蓋度N/P隨土層深度的增加而增大,中蓋度和低蓋度N/P隨土層深度的增加呈先減后增趨勢(shì)(圖2)。

圖2 同一土層不同植被蓋度土壤C/N、C/P和N/P分布趨勢(shì)Fig.2 Variation tendency of soil C/N, C/P and N/P with same soil depth at the different vegetation cover不同字母代表同一土層不同植被蓋度差異顯著(P < 0.05)

2.2 土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比的影響因素

高蓋度0—20 cm土層土壤水分與C/N呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),各土層水分與C/P呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與N/P呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。低蓋度20—40、0—60 cm土層鹽分與C/N呈顯著負(fù)相關(guān)(P< 0.05),中蓋度0—20 cm土層鹽分與C/P呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),高蓋度0—60 cm土層鹽分與N/P呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。低蓋度20—40、40—60 cm土層pH與C/N呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),中蓋度20—40 cm土層pH與C/P呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。高蓋度0—20、20—40 cm土層容重與C/N呈顯著正相關(guān)(P<0.05),高蓋度40—60 cm土層容重與C/P呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),高蓋度20—40、40—60 cm土層容重與N/P呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)(表3)。

低蓋度0—60 cm土層TP與C/N呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),其中0—20、20—40 cm土層呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),40—60 cm土層呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。高蓋度0—60 cm土層TN與C/P呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),其中高蓋度各土層均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。高、低蓋度0—60 cm土層OC與N/P呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),其中0—20土層呈極顯正負(fù)相關(guān)(P<0.01),20—40、40—60 cm土層呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)(表3)。研究區(qū)土壤0—60 cm土層水分與C/N呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與C/P、N/P均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；0—60 cm土層鹽分與C/P、N/P均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),其中20—40、40—60 cm土層均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；0—60 cm土層pH與C/P、N/P均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；0—20、40—60 cm土層容重與C/P和N/P均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)(表4)。

研究區(qū)土壤0—60 cm土層TP與C/N呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),0—20 cm土層呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；0—20、20—40、40—60、0—60 cm土層TN與C/P、OC與N/P均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)(表4)。

導(dǎo)致C/N、C/P、N/P差異的影響因子有所不同：C/N與水分、鹽分和TP有顯著的線性擬合,而與pH和容重?cái)M合程度低；C/P與水分、TN和鹽分有顯著的線性擬合,而與pH和容重?cái)M合程度低；N/P與水分、容重和OC有較高的線性擬合,而與鹽分和pH擬合程度低。其中水分與C/N、C/P、N/P線性擬合程度最高(表5)。因此,土壤水分是影響C/N、C/P、N/P的關(guān)鍵因子。表6為研究區(qū)土壤0—60 cm C/N、C/P、N/P與土壤水分的線性擬合關(guān)系。

表3 不同蓋度土壤C/N、C/P、N/P與影響因子的相關(guān)關(guān)系

n=53,* 均值差的顯著性水平為0.05,**均值差的顯著性水平為0.01

表4 不同土層間土壤C/N、C/P、N/P與影響因子的相關(guān)關(guān)系

n=53,* 均值差的顯著性水平為0.05,**均值差的顯著性水平為0.01

表5 研究區(qū)土壤C/N、C/P、N/P與影響因素的多元線性回歸分析

表6 研究區(qū)土壤C/N、C/P、N/P與土壤水分的關(guān)系

3 討論

3.1 濕地土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比分布特征

研究區(qū)土壤C/N平均值大小相比高于閩江河口濕地[2,9]、膠州灣灘涂濕地[12]、若爾蓋高寒濕地[10],主要因?yàn)檠芯繀^(qū)濕地干旱少雨的氣候條件和高鹽堿化的土壤環(huán)境,抑制了土壤微生物群落活性,減緩了土壤有機(jī)物礦化分解,導(dǎo)致土壤C/N的差異[4],另外土壤荒漠化也會(huì)導(dǎo)致土壤C/N的增大[22],蘆葦龐大的地下根系導(dǎo)致C輸入的增大也是可能原因之一[23]。研究區(qū)高、中、低3種蓋度土壤0—60 cm土層的C/N差異不顯著,說(shuō)明3種蓋度土壤C/N比較穩(wěn)定,因?yàn)镃、N作為植物結(jié)構(gòu)性成分,在植物體內(nèi)的積累和消耗過(guò)程中具有相對(duì)固定的比值[24],對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)具有一致性,這與曾全超等得出的森林、森林草原、草原3種植被帶下土壤C/N穩(wěn)定的結(jié)果一致[25]。另外,C/N大小與有機(jī)質(zhì)在礦化過(guò)程中所釋放出有效N的多少成反比,C/N值越大,釋放出有效N量就越少[1]。因此,在P含量相近的情況下,N含量較低的土壤更不利于N的積累。

研究區(qū)土壤C/P和N/P平均值均低于閩江河口濕地[2,9]、若爾蓋高寒濕地[10]、膠州灣灘涂濕地[12],說(shuō)明土壤磷素礦化能力相對(duì)較低[25]。土壤P的來(lái)源主要是巖石的風(fēng)化以及凋落物的歸還,其中土壤母質(zhì)是影響其含量的主要因素[26]。高蓋度0—20、20—40、40—60 cm土層P含量略均高于中低蓋度,不同蓋度間差異均不顯著,說(shuō)明土壤C/P和N/P的變化主要取決于OC、TN含量,植被蓋度對(duì)OC、TN的影響高于TP。C/P是衡量土壤P有效性的指標(biāo)之一[27],研究區(qū)土壤C/P隨蓋度的降低而降低,因此土壤磷的有效性隨植被蓋度的降低而降低。雖然植物吸收的是土壤中的有效氮和有效磷,但土壤N/P可以反映養(yǎng)分庫(kù)容量和氮磷的礦化速率,從而間接預(yù)測(cè)群落養(yǎng)分的供給性水平和限制水平[8,25,28],研究區(qū)N/P均值為0.83,遠(yuǎn)低于全國(guó)N/P平均值8[29],與黃河三角洲新生濕地[8]的0.77接近,因此N也是本研究區(qū)的限制性營(yíng)養(yǎng)元素。研究區(qū)土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量比與全國(guó)濕地的比較如表7所示。

表7 敦煌陽(yáng)關(guān)濕地土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量比與其他濕地比較

表中“—”表示原文未涉及該指標(biāo)

研究區(qū)高、中蓋度C/N隨土層深度的增加而增大,這與多數(shù)研究結(jié)果相反[1],主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)土壤水分的深層分布導(dǎo)致與蘆葦根系集中分布在40—60 cm處,蘆葦根系分泌物和微生物的活動(dòng)增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量[30]。土壤微生物分解有機(jī)質(zhì)的適宜C/N比值是25∶1,當(dāng)C/N<25時(shí),微生物對(duì)C的需求量相對(duì)較大[31]。因此,高、中蓋度土壤對(duì)C的需求量由表層向深層遞減,低蓋度40—60 cm土層土壤對(duì)N的需求較大。研究區(qū)不同土層和不同蓋度的土壤C/P、N/P均有一致的變化趨勢(shì),表明土壤中OC、TN元素在生物和非生物環(huán)境中有一致的變化特征[32],這是因?yàn)镃、N都是主要來(lái)自于有機(jī)物,OC的保持量很大程度上決定了TN含量水平[33]。

3.2 影響土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量比的因素

土壤水分和植被群落的耦合關(guān)系是生態(tài)水文和土壤水分的核心,尤其在干旱區(qū),土壤水分對(duì)植被生長(zhǎng)的制約最為突出[34]。土壤水分能影響土壤好氧厭氧狀況和生物量的空間分布,從而影響植物根系的分布、微生物的活動(dòng)以及凋落物的歸還,間接地影響土壤C、N循環(huán)過(guò)程[19]。水分對(duì)OC礦化動(dòng)態(tài)有較大的影響,特別是土壤表層[35],有研究表明,較高的土壤水分能減緩泥炭、草木殘?bào)w和凋落物的氧化分解,因此可以提高C、N在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)效率,有效地防止?jié)竦赝嘶痆36]。有研究表明,濕地土壤P的空間差異性較小,受水分的影響程度遠(yuǎn)低于C、N[10]。研究區(qū)土壤水分呈表層向深層遞增的趨勢(shì),這與大多數(shù)濕地相反[4],因?yàn)樯顚拥叵滤茄芯繀^(qū)土壤水分補(bǔ)給的主要方式,而且氣候干旱導(dǎo)致土壤表層水分蒸發(fā)強(qiáng)烈。

土壤鹽分也是影響干旱區(qū)濕地土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比的主要指標(biāo)。較高的鹽分會(huì)抑制土壤C、N的積累。一方面鹽分能改變土壤的理化性質(zhì),影響土壤對(duì)水分和養(yǎng)分的保持能力,于君寶等研究表明鹽分高的土壤結(jié)構(gòu)較差[37]；另一方面,鹽分能改變土壤微生物的生存條件,影響其種群數(shù)量和生物活性[19],進(jìn)而影響土壤C、N、P的分解和釋放速率,以及通過(guò)N、P的礦化作用影響N、P的周轉(zhuǎn)[8]。另外,研究區(qū)高鹽分土壤植被蓋度較低,說(shuō)明鹽分可以通過(guò)影響濕地植物的生長(zhǎng)狀況而間接影響土壤C、N、P的循環(huán)和平衡[12]。

土壤pH是影響土壤肥力、植物生長(zhǎng)和微生物活動(dòng)的重要因素之一。能夠直接影響C、N、P的存在形態(tài)和轉(zhuǎn)化方式,同時(shí)對(duì)土壤養(yǎng)分元素的有效性產(chǎn)生一定的影響,比如中性土壤P的有效性較高[8]。pH還能影響微生物的活性,pH>8.5或pH<5.5都會(huì)抑制微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)的氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過(guò)程,從而影響對(duì)土壤C、N的固定和累積能力[38]。研究區(qū)土壤pH變化范圍為7.96—8.25,與C/N、C/P、N/P的相關(guān)性不顯著,說(shuō)明研究區(qū)土壤pH的波動(dòng)對(duì)微生物活動(dòng)影響不大。

土壤容重是反映土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力水平的重要指標(biāo)[39]。容重與土壤的水、熱狀況密切相關(guān),對(duì)濕地土壤而言,不僅能反映出濕地土壤的持水性能、蓄水性能,還能反映出土壤的結(jié)構(gòu)狀況和有機(jī)質(zhì)含量高低[40]。有機(jī)質(zhì)通過(guò)對(duì)土壤孔隙度、持水性和導(dǎo)水性的影響,可以間接地影響土壤容重,有研究表明,土壤有機(jī)質(zhì)可以解釋土壤容重81%的變異[41]。研究區(qū)土壤容重垂直差異不顯著,與C/N、C/P、N/P的相關(guān)性較差,還需進(jìn)一步深入研究。

土壤C、N、P的空間異質(zhì)性導(dǎo)致土壤C/N、C/P和N/P也表現(xiàn)出較大的空間變化[7],研究區(qū)3種蓋度土壤C、N、P的變化趨勢(shì)均為C>P>N,N含量平均值0.41 g/kg顯著低于全國(guó)土壤平均值1.61 g/kg。較大的C/N導(dǎo)致有機(jī)物礦化過(guò)程中釋放的有效氮含量減小,進(jìn)一步影響植被生長(zhǎng)狀況和土壤質(zhì)量[24]。有研究表明,土壤OC的增加會(huì)導(dǎo)致土壤N、P有效性的增加,其中C、N之間的相互作用是建立在微生物活動(dòng)的基礎(chǔ)上的[32]。研究區(qū)0—20、20—40、40—60 cm土層TN與C/P、OC與N/P均呈極顯著正相關(guān),因?yàn)閹r石風(fēng)化過(guò)程漫長(zhǎng),濕地土壤P積累比C、N緩慢,導(dǎo)致整個(gè)空間P的分布比較均勻[7],而土壤C、N又存在極顯著正相關(guān)關(guān)系,含量變化趨勢(shì)基本一致的緣故[33],這與若爾蓋高寒區(qū)土壤、黃土高原延河流域土壤的研究結(jié)果一致[10,25]。

4 結(jié)論

研究區(qū)植被蓋度對(duì)土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量比有顯著影響,同一土層中C/P和N/P變化趨勢(shì)一致,表現(xiàn)為低蓋度<中蓋度<高蓋度,C/N則表現(xiàn)為相反的趨勢(shì)。高、中蓋度C/N隨土層深度的增加而增大,低蓋度則隨土層深度的增加而減小；3種蓋度C/P和N/P垂直分布總體一致,由表層到深層有遞增的趨勢(shì)。

水分為研究區(qū)土壤C/N、C/P、N/P的關(guān)鍵影響因子。因此,針對(duì)目前濕地的土壤質(zhì)量狀況,需采取合理的用水和節(jié)水措施,杜絕綠洲農(nóng)區(qū)無(wú)序開(kāi)采地下水資源,大力推廣節(jié)水工程,保障濕地生態(tài)用水,維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全。