趙亦歡,吳 明,邵學(xué)新,*

1 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所, 杭州 311400

2 國(guó)家林業(yè)和草原局杭州灣濕地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站, 杭州 311400

磷是基本生源要素之一[1],由磷導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)化也是全球性的環(huán)境問題之一。在磷循環(huán)過程中,存在兩個(gè)局部的小循環(huán),即陸地生態(tài)系統(tǒng)中的磷循環(huán)和水生生態(tài)系統(tǒng)中的磷循環(huán)。這兩個(gè)小循環(huán)之間也存在著交流,陸地土壤對(duì)磷的吸持量存在一定限度,當(dāng)磷含量超出這個(gè)限度時(shí)就會(huì)面臨流失進(jìn)入水體的風(fēng)險(xiǎn)。人類在生產(chǎn)生活過程中會(huì)以多種形式向土壤排放磷,禽畜養(yǎng)殖和農(nóng)田施肥便是土壤磷的兩個(gè)重要來源[2- 5]。Vervoort等的研究表明,美國(guó)喬治亞州有禽畜糞便施入的土壤磷滲透量大于無禽畜糞便施入的土壤,該地區(qū)地下水的硝酸鹽和磷酸鹽污染主要來源于禽畜有機(jī)肥的使用[6]。顏芳等人的研究表明中國(guó)設(shè)施菜地的磷肥過度使用導(dǎo)致土壤表層磷素過量累積,AP(有效磷, Available Phosphorus)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出損失環(huán)境拐點(diǎn)值[7]。

水陸生態(tài)系統(tǒng)間存在各種物理或者生物的方式驅(qū)動(dòng)著養(yǎng)分的再分配[8-9]。風(fēng)、水等非生物以及植物、鳥類等種類繁多的生物通過植物和動(dòng)物的殘?bào)w、溶解的化合物、土壤顆粒、干沉降和糞便等形式傳遞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[9]。例如從全球范圍來看,沿海地區(qū)每年能接受的來自海岸帶的藻類碎屑、殘?bào)w以及富含氮的海洋泡沫等有機(jī)質(zhì)約10—2000 kg/m海岸線。魚類的洄游產(chǎn)卵也起著傳輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用。海魚捕撈每年傳輸?shù)牧状蠹s為0.32×103Gg P/a。海鳥排泄物所帶來的氮磷規(guī)模與漁業(yè)捕撈相近,但尚未被納入磷素的全球循環(huán)統(tǒng)計(jì)中。目前磷從陸地向水體遷移過程的研究受到較多關(guān)注,而磷從水體返回陸地的研究則較為欠缺。

濱海濕地是聯(lián)系水、陸生態(tài)系統(tǒng)的主要通道。杭州灣濕地位于東亞-澳大利西亞遷徙路線的中心位置,是遷徙水鳥重要的停歇地和越冬地[10]。鷺鳥是棲息在杭州灣濱海濕地的主要鳥類,位于食物鏈的頂端,具有集群取食和棲息等習(xí)性。鷺鳥可通過捕食將水體中磷以糞便、食物碎屑等形式返回陸地生態(tài)系統(tǒng)[11- 13]。據(jù)前期調(diào)查,杭州灣濕地公園棲息水鳥約有12000只,鳥巢約6000個(gè),大量的鳥糞輸入會(huì)給杭州灣土壤磷累積情況造成什么影響目前尚不明確。土壤中磷元素有多種存在形式,不同的存在形式直接影響磷的生物有效性,以及植物的生產(chǎn)水平[14]。因此,為研究杭州灣濕地遷徙候鳥棲息以及鳥糞的輸入對(duì)該土壤生態(tài)環(huán)境的影響,開展了對(duì)鷺鳥筑巢樹林下和對(duì)照區(qū)土壤磷累積狀況及形態(tài)分布的研究。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于浙江杭州灣國(guó)家濕地公園內(nèi)(圖1)。該區(qū)域?qū)兮謻|沼澤區(qū)國(guó)家重要濕地,是我國(guó)東部大陸海岸冬季水鳥最富集的地區(qū)之一,也是東亞—澳大利西亞候鳥遷徙路線中的重要驛站,主要由自然灘涂和圍墾濕地(草本沼澤、蘆葦水塘及有林濕地)等景觀構(gòu)成。有林濕地位于濕地公園東南角,區(qū)塊地勢(shì)平坦,本底條件一致,土壤為濱海鹽土,質(zhì)地為粉砂質(zhì),是2004—2005年于圍墾初期營(yíng)建的濱海灘涂樹種試驗(yàn)林,主要用于濱海圍墾區(qū)及防護(hù)林帶適生樹種篩選試驗(yàn),后開展?jié)竦鼗謴?fù)項(xiàng)目,于林地內(nèi)人工開挖水系,改造為有林濕地區(qū)域。研究區(qū)鷺類主要在灘涂、沼澤等取食,然后棲息和營(yíng)巢于有林濕地區(qū)塊。

圖1 采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Spatial distribution maps about sampling points

1.2 樣地設(shè)置及樣品采集

根據(jù)國(guó)家林業(yè)和草原局杭州灣濕地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站的長(zhǎng)期定位觀測(cè)資料,鷺類繁殖區(qū)位于濕地公園的有林濕地區(qū)塊,該區(qū)塊由人工林改造而來,總面積約40 hm2,區(qū)塊內(nèi)鷺鳥筑巢棲息的主要樹種為水杉(Metasequoiaglyptostroboides)和女貞(Ligustrumlucidum)。以有無鷺鳥筑巢為依據(jù),分別在以上兩個(gè)樹種試驗(yàn)林中設(shè)置鷺鳥棲息繁殖區(qū)(影響區(qū))及其無鷺鳥棲息區(qū)域(對(duì)照區(qū))。對(duì)照區(qū)域鄰近鷺鳥影響區(qū),相距約200 m。對(duì)照區(qū)水鳥活動(dòng)極少的原因是其靠近游步道等人為干擾頻繁的區(qū)域,而鳥類對(duì)人為活動(dòng)非常敏感。在上述區(qū)域分別設(shè)置20 m×20 m的影響區(qū)樣地和對(duì)照區(qū)樣地各3處。本實(shí)驗(yàn)于2018年11月(繁殖棲息結(jié)束后),采集研究區(qū)土壤樣本。野外每個(gè)樣地內(nèi)按對(duì)角線法取樣,采用環(huán)狀取樣器采集0—10 cm與10—20 cm深的土壤剖面樣品,采回的土壤樣品冷凍干燥,研磨后過篩保存。采用樣地隨機(jī)預(yù)先鋪設(shè)塑料薄膜收集的方法采集繁殖期鳥類糞便,將糞便風(fēng)干研磨后過篩保存。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 基本指標(biāo)測(cè)定

采集的土壤和鳥糞樣品測(cè)定土壤有機(jī)碳(Soil Organic Carbon, SOC)、全氮(Total Nitrogen, TN)、 全磷(Total Phosphorus, TP)、pH值、電導(dǎo)率等基本理化性質(zhì),具體測(cè)定方法參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[15],有效磷(Available Phosphorus, AP)采用碳酸氫鈉法提取。

2.2 磷形態(tài)測(cè)定

土壤和鳥糞磷素化學(xué)形態(tài)采用改進(jìn)的Hieltjes & Lijkema連續(xù)提取方法。分別提取可交換態(tài)磷(Exchangeable P, Exch-P)、鐵鋁結(jié)合態(tài)磷(Fe/Al-bound P,(Al+Fe)-P)、鈣結(jié)合態(tài)磷(Ca-bound P, Ca-P)和有機(jī)磷(Organic Phosphorus, OP)。提取方法：采用高氯酸-硫酸消煮法提取TP；使用2 mol/L KCl,振蕩2 h提取Exch-P;加入0.1 mol/L的NaOH溶液,振蕩17 h提取(Fe+Al)-P；用飽和NaCl溶液洗滌上步殘?jiān)?加入0.5 mol/L的HCl溶液振蕩24 h提取Ca-P；另稱取兩份等量樣品,其中一份550℃灼燒2 h,兩份均加入0.1 mol/L的H2SO4溶液,40℃環(huán)境下振蕩1 h提取OP。提取液用磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定相應(yīng)的磷含量,用測(cè)得的TP減去Exch-P、(Al+Fe)-P、Ca-P和OP含量得到RP磷(Residual Phosphorus, RP)含量[16- 19]。數(shù)據(jù)用近海海洋沉積物成分分析標(biāo)準(zhǔn)(GBW 07314)進(jìn)行校正比對(duì)分析。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

用SAS V8的CORR程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,并對(duì)SOC、TN、TP、AP含量、電導(dǎo)率、pH值、Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、OP、RP含量進(jìn)行相關(guān)性分析,用Duncan法對(duì)每個(gè)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。

3 結(jié)果分析

3.1 基本理化性質(zhì)分析

如圖2所示,女貞影響區(qū)表層土壤SOC含量最高(13.71 g/kg),其次為水杉影響區(qū)表層(9.22 g/kg)；女貞和水杉影響區(qū)表層土壤SOC含量是底層土壤的2.1和2.8倍,差異顯著(P<0.05)；兩樹種影響區(qū)土壤表層SOC分別是對(duì)照區(qū)的2.5和1.9倍,差異顯著(P<0.05)。土壤TN含量最高的是女貞影響區(qū)表層(1.45 g/kg),其次是水杉影響區(qū)表層(1.04 g/kg),分別是底層的2.5和5.2倍,差異顯著(P<0.05)；兩樹種影響區(qū)土壤表層TN分別是對(duì)照區(qū)的1.1和1.6倍,差異顯著(P<0.05)。水杉影響區(qū)表層土壤的TP含量最高(2.04 g/kg),顯著高于(P<0.05)女貞影響區(qū)表層(1.60 g/kg)；水杉和女貞影響區(qū)表層土壤TP含量分別是底層土壤的1.8和1.9倍,差異顯著(P<0.05)；影響區(qū)表層與對(duì)照區(qū)表層差異顯著(P<0.05),對(duì)照區(qū)表層土壤TP含量大于底層,但差異不顯著(P>0.05)。土壤AP含量最高的是水杉影響區(qū)表層(106.00 g/kg),其次是女貞影響區(qū)表層(67.80 g/kg),兩樹種影響區(qū)表層AP含量是底層的2.5和2.9倍,差異顯著(P<0.05)；水杉和女貞影響區(qū)表層AP含量是對(duì)照區(qū)的13.7倍和2.8倍,差異顯著(P<0.05)；水杉影響區(qū)表層AP含量顯著高于女貞影響區(qū)表層。女貞和水杉影響區(qū)土壤pH值顯著低于對(duì)照區(qū)。土壤EC表現(xiàn)為影響區(qū)高于對(duì)照區(qū),水杉影響區(qū)表層和底層分別是對(duì)照區(qū)的1.2倍和1.5倍,差異不顯著(P>0.05),女貞影響區(qū)表層和底層分別是對(duì)照區(qū)的的3.8倍和1.9倍,差異顯著(P<0.05)；女貞影響區(qū)與水杉影響區(qū)差異顯著(P<0.05)。

圖2 杭州灣濕地土壤基本理化性質(zhì)Fig.2 Basic physical and chemical properties of soil in Hangzhou Bay WetlandME,水杉影響區(qū) Metasequoia glyptostroboides Egrets plot; MC,水杉對(duì)照區(qū)Metasequoia glyptostroboides Control plot; LE,女貞影響區(qū) Ligustrum lucidum Egrets plot; LC,女貞對(duì)照區(qū)Ligustrum lucidum Control plot

3.2 磷形態(tài)分布

根據(jù)磷形態(tài)測(cè)定結(jié)果(如圖3),水杉影響區(qū)表層土壤的TP含量最高(2040.00 mg/kg),顯著高于(P<0.05)女貞影響區(qū)表層(1601.67 mg/kg)；水杉和女貞影響區(qū)表層土壤TP含量分別是底層土壤的1.8和1.9倍,差異顯著(P<0.05)；對(duì)照區(qū)平均TP含量為718.33 mg/kg,影響區(qū)表層與對(duì)照區(qū)表層差異顯著(P<0.05),對(duì)照區(qū)表層土壤TP含量大于底層,但差異不顯著(P>0.05)。女貞影響區(qū)表層土壤中Exch-P含量最高(3.78 mg/kg),是水杉影響區(qū)表層土壤的1.4倍,但差異不顯著(P>0.05)；女貞和水杉影響區(qū)表層土壤Exch-P含量分別是底層土壤的1.4和1.2倍,差異顯著(P<0.05)；影響區(qū)Exch-P含量是對(duì)照區(qū)的4倍以上,差異顯著(P<0.05)；對(duì)照區(qū)不同深度土壤Exch-P含量無顯著差異。水杉影響區(qū)表層土壤(Fe+Al)-P含量最高(132.97 mg/kg),顯著高于女貞影響區(qū)表層土壤(40.70 mg/kg)；水杉和女貞影響區(qū)表層土壤(Fe+Al)-P含量分別是底層土壤的9.4和4.7倍,差異顯著(P<0.05)；兩樹種影響區(qū)底層土壤與對(duì)照區(qū)表層和底層土壤差異不顯著,表明鳥糞輸入提高了表層土壤的(Fe+Al)-P。水杉影響區(qū)表層Ca-P含量最高(1298.33 mg/kg),是女貞影響區(qū)表層土壤(811.25 mg/kg)的1.6倍,差異顯著(P<0.05)；水杉和女貞影響區(qū)表層土壤Ca-P含量分別是底層土壤的1.7和1.6倍,差異顯著(P<0.05)；對(duì)照區(qū)表層土壤Ca-P含量為425.42mg/kg、549.17mg/kg,與影響區(qū)有顯著差異,底層土壤差異不顯著,表明鳥糞輸入提高了表層土壤的Ca-P。水杉影響區(qū)表層OP含量最高(130.25 mg/kg),女貞影響區(qū)表層次之(106.60 mg/kg),水杉和女貞影響區(qū)表層土壤OP含量分別是底層的1.7和1.8倍,但離散程度較大,差異不明顯(P>0.05)；水杉和女貞影響區(qū)表層土壤OP分別是對(duì)照區(qū)的2.1和1.7倍。兩樹種影響區(qū)和對(duì)照區(qū)不同深度RP含量為173.34—294.87 mg/kg,差異不顯著。

圖3 不同深度不同樹種土壤磷形態(tài)分布圖Fig.3 Soil phosphorus distribution patterns of different tree species at different depths不同小寫字母表示在P=0.05(Duncan檢驗(yàn))顯著性水平差異

不同深度土壤影響區(qū)Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、OP和RP占TP的百分比(如圖3)分別為0.13%—0.18%、1.25%—4.18%、55.22%—62.96%、6.38%—7.94%和27.66%—34.08%,對(duì)照區(qū)分別占0.07%—0.09%、1.16%—2.23%、60.63%—60.78%、7.76%—7.82%和29.10%—30.56%。水杉和女貞影響區(qū)Ca-P所占百分比表層相比對(duì)照區(qū)高出14%和4%,底層相比對(duì)照區(qū)分別高出7%和2%。

圖4 各形態(tài)磷占TP百分比Fig.4 Percentage of phosphorus in all forms

3.3 鳥糞碳氮磷含量及磷形態(tài)分布

如圖5所示,鳥糞中OC含量為153.25 g/kg,分別是水杉影響區(qū)(9.22 g/kg)和對(duì)照區(qū)(3.75 g/kg)表層土壤的16.6和40.9倍,女貞影響區(qū)(13.71 g/kg)和對(duì)照區(qū)(7.17 g/kg)表層土壤的11.2和21.4倍,差異極顯著(P<0.001)；鳥糞中TN含量為137.00 g/kg,分別是水杉影響區(qū)(1.04 g/kg)和對(duì)照區(qū)(0.94 g/kg)表層土壤的131.7和145.7倍,女貞影響區(qū)(1.45 g/kg)和對(duì)照區(qū)(0.93 g/kg)表層土壤的94.5和147.3倍,差異極顯著(P<0.001)；鳥糞中TP含量為32.55 g/kg,分別是水杉影響區(qū)(2.11 g/kg)和對(duì)照區(qū)(0.75 g/kg)表層土壤的15.4倍和43.4倍,女貞影響區(qū)(1.60 g/kg)和對(duì)照區(qū)(0.90 g/kg)表層土壤的20.3倍和36.2倍,差異極顯著(P<0.001)。

圖5 鳥糞與土壤中的碳氮磷含量Fig.5 Content of carbon, nitrogen and phosphorus in guano and soil不同小寫字母表示在P=0.05(Duncan檢驗(yàn))顯著性水平差異

對(duì)鳥糞磷形態(tài)分級(jí)測(cè)定表明,鳥糞中Exch-P含量為(2.75±0.2) mg/kg,是土壤的727.5—5213.7倍。(Fe+Al)-P含量為(0.57±0.39) mg/g,是土壤的4.29—82.31倍。Ca-P含量為(5.20±1.26) mg/g,是土壤的4.0—13.6倍。OP含量為(2.93±0.93) mg/g,是土壤的22.5—69.4倍。RP含量為(21.1±4.18) mg/g,是土壤的30.0—121.8倍 。鳥糞中RP在五種形態(tài)磷中所占比例最高,與土壤中Ca-P占比最高不同,Exch-P含量在鳥糞中與土壤中差異最大。

3.4 相關(guān)性分析

對(duì)影響區(qū)和對(duì)照區(qū)土壤基本性質(zhì)及磷形態(tài)的相關(guān)性分析表明(表1),對(duì)照區(qū)TP與Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、AP極顯著正相關(guān)(R=0.78、0.90、0.92、0.79,P<0.01),與RP顯著正相關(guān)(R=0.64,P<0.05),表明Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、RP、AP都是對(duì)照區(qū)土壤磷的重要來源。對(duì)照區(qū)TP與pH相關(guān)性不顯著而影響區(qū)TP與pH呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.53,P<0.05),表明鳥糞輸入提高了土壤磷含量的同時(shí)顯著降低了土壤pH值。對(duì)照區(qū)和影響區(qū)內(nèi)Exch-P與Ca-P含量相關(guān)性表現(xiàn)為極顯著(R=0.76,P<0.01)和顯著(R=0.56,P<0.05),表明杭州灣濕地土壤中Exch-P與Ca-P存在趨同性。影響區(qū)OP與Exch-P相關(guān)性顯著(R=0.47,P<0.05),而對(duì)照區(qū)相關(guān)性不明顯,表明鳥糞輸入提高了兩者的相關(guān)性。AP在影響區(qū)和對(duì)照區(qū)均與Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P極顯著相關(guān)(P<0.01)。影響區(qū)pH與TP、Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、AP均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān),而對(duì)照區(qū)相關(guān)性不顯著,表明鳥糞輸入使得各形態(tài)磷含量均有提高,并降低了土壤的pH值。AP與EC在影響區(qū)和對(duì)照區(qū)都呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.73、-0.80,P<0.01)。

表1 磷形態(tài)及基本參數(shù)相關(guān)性矩陣Table 1 Correlation matrix of soil phosphorus forms and basic parameters

4 討論

杭州灣濕地土壤由濱海灘涂圍墾而來,呈堿性到弱堿性。無鳥糞影響地區(qū)平均氮含量為0.67 g/kg,土壤較為肥沃,在有鳥糞影響的地區(qū)平均氮含量為0.87 g/kg,影響區(qū)表層土壤的SOC、TN、TP、AP含量高于對(duì)照區(qū)表層,表明鳥糞對(duì)該地土壤的養(yǎng)分累積做出了一定貢獻(xiàn)。女貞影響區(qū)的電導(dǎo)率顯著高于其他區(qū)域,可能與該區(qū)域靠近主河道,地下水位較高,導(dǎo)致土壤返鹽。

文獻(xiàn)表明,我國(guó)土壤表層磷含量為0.2—1.1 g/kg[20],杭州灣自然灘涂及其不同圍墾年代土壤表層磷含量為0.4—1.0 g/kg[21]。本研究對(duì)照區(qū)土壤磷含量處于上述平均水平范圍內(nèi),但影響區(qū)土壤中磷含量均高于平均值且極顯著高于對(duì)照區(qū),說明鳥糞施入造成了土壤磷的累積。水杉林下土壤中磷含量略高于女貞林,這可能與鷺鳥的筑巢密度有關(guān)。根據(jù)2018年7月的調(diào)查數(shù)據(jù),每平方米水杉林內(nèi)有0.25個(gè)鳥巢,大于女貞林的每平方米0.16個(gè)鳥巢。影響區(qū)和對(duì)照區(qū)表層土壤磷含量均大于底層土壤,變異程度大于底層土壤,且影響區(qū)變異程度大于對(duì)照區(qū),這可能與鷺鳥筑巢的隨機(jī)性和離散性導(dǎo)致土壤鳥糞輸入的不均一性有關(guān)。此外,也可能是因?yàn)楸韺油寥乐锌葜β淙~腐解等輸入量的不均一。

杭州灣濕地土壤磷的存在形式以無機(jī)磷為主,占總磷的89%—91%,其中Ca-P磷含量最高,占無機(jī)磷的93%—96%,這與杭州灣濱海濕地土壤的pH有關(guān),弱堿性土壤使鐵鋁形成氫氧化物發(fā)生沉淀,減少了(Fe+Al)-P的產(chǎn)生,增加了磷酸鈣鹽的含量[22- 24]。且研究區(qū)位于副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)[25],高溫多雨的氣候加速了鷺鳥糞便的分解形成磷酸鹽[26],通過礦化作用轉(zhuǎn)變成磷酸鈣鹽在土壤中大量累積。安婉麗等對(duì)閩江口濕地的研究表明,土壤TP含量為500—820 mg/kg,無機(jī)磷占TP比例約為60%—78%,Ca-P占TP比例約為23%—28%[27]。杭州灣濕地與閩江口濕地?fù)碛邢嗨频臍夂驐l件和土壤類型,但杭州灣濕地土壤磷含量高于閩江口濕地,無機(jī)磷和Ca-P占TP比例也遠(yuǎn)高于閩江口濕地,進(jìn)一步說明了鳥糞輸入影響了土壤磷累積及形態(tài)分布。Marta Zióek等對(duì)斯匹次卑爾根島西部海岸的研究結(jié)果也表明,土壤磷分布受海鳥群落影響,且隨著與海鳥群落距離的改變發(fā)生明顯變化[28]。

TP含量與(Fe+Al)-P、Ca-P含量均呈極顯著正相關(guān),Ca-P與(Fe+Al)-P、Exch-P極顯著正相關(guān),可能是由于該地堿性的土壤環(huán)境使得Exch-P和(Fe+Al)-P更易向穩(wěn)定的磷酸鈣鹽轉(zhuǎn)化。影響區(qū)pH與AP呈極顯著負(fù)相關(guān)而對(duì)照區(qū)相關(guān)性不顯著,這可能是由于鳥糞中含有大量尿酸有關(guān)。鳥糞的輸入在降低了土壤pH值的同時(shí)提高了土壤AP含量。根據(jù)影響區(qū)和對(duì)照區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,鳥糞輸入使影響區(qū)土壤TP含量增加526.33 mg/kg,增幅達(dá)73.27%,影響區(qū)AP含量比對(duì)照區(qū)平均增加46.69 mg/kg,占TP的比例上升6.53%,AP的增加可能會(huì)增加土壤磷流失風(fēng)險(xiǎn)[29-30]。受鳥糞影響,相比對(duì)照區(qū),影響區(qū)土壤(Fe+Al)-P、Ca-P、Exch-P含量占TP的比例分別有不同程度的提高,OP、RP含量占TP比例略有下降。鳥糞中Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P、OP含量是土壤的數(shù)倍到數(shù)千倍,并造成了影響區(qū)和對(duì)照區(qū)Exch-P和Ca-P含量差異顯著。各形態(tài)磷中增加最多的是Ca-P,表明鳥糞輸入會(huì)顯著提高土壤磷酸鈣鹽的含量。鳥糞中大量的Exch-P進(jìn)入當(dāng)?shù)厥倚酝寥篮笠着c土壤中的鈣結(jié)合,進(jìn)一步提高Ca-P的含量。磷酸鈣鹽主要由氟磷灰石、氫氧磷灰石和碳酸磷灰石組成,有效性低,不能被植物直接利用,從而慢慢在土壤中累積。

由磷素累積導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為全球環(huán)境問題的熱點(diǎn)之一,為此不少學(xué)者針對(duì)磷流失方式展開了研究。土壤磷素的流失往往伴隨在地表徑流和淋溶的過程中。孫海栓等對(duì)農(nóng)田徑流的測(cè)量發(fā)現(xiàn)顆粒態(tài)磷是主要的流失形態(tài),占流失TP量的61.6%—83.1%；Sharpley等人通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),土壤水溶性磷含量與土壤淋洗液中磷的含量密切相關(guān)[31]。杭州灣濕地氣候濕潤(rùn)多雨,使鷺鳥影響區(qū)土壤中累積的磷酸鈣鹽顆粒和溶解態(tài)磷更有可能隨徑流和淋溶流失。因此對(duì)杭州灣濕地土壤磷素流失風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估變得尤為重要。

5 結(jié)論

杭州灣濕地土壤磷含量表現(xiàn)為鷺鳥影響區(qū)顯著高于對(duì)照區(qū),影響區(qū)表層土壤磷含量也顯著高于底層,說明鷺鳥棲息導(dǎo)致的鳥糞輸入造成了土壤磷的累積。研究區(qū)土壤磷的主要賦存形式為Ca-P,土壤TP及AP含量與Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P顯著正相關(guān)。由于鷺鳥棲息下土壤Exch-P、(Fe+Al)-P、Ca-P含量及其比例相比對(duì)照區(qū)均顯著提高,因此,土壤TP特別是AP含量的提高可能導(dǎo)致濕地土壤磷素流失風(fēng)險(xiǎn)的增加。