黑龍江省東部山地沼澤濕地土壤化學性質研究*

鞠　丹　楊　嬌

（黑龍江省野生動物研究所，哈爾濱　150081）

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黑龍江省東部山地沼澤濕地土壤化學性質研究*

鞠丹楊嬌**

（黑龍江省野生動物研究所，哈爾濱150081）

摘要：對東部山地沼澤濕地土壤化學性質的研究結果表明:（1）3個區域沼澤濕地土壤有機質變異系數大小排序為張廣才嶺>老爺嶺>完達山，其中張廣才嶺和老爺嶺的變異系數較完達山高，說明其受人類活動因素影響較大；（2）土壤全N含量排序為張廣才嶺>老爺嶺>完達山，因土壤全N變異系數均大于10%，說明3個區域均存在中等程度的空間差異性；（3）土壤Hg含量排序為老爺嶺>張廣才嶺>完達山，Pb和Cr含量排序均為張廣才嶺>老爺嶺>完達山，說明3個區域均不同程度的受到重金屬污染；（4）土壤可溶性鹽分變異系數大小排序均為張廣才嶺>老爺嶺>完達山，這表明張廣才嶺地區可溶性鹽分對濕地植被影響較大。

關鍵詞：沼澤濕地；有機質；重金屬；可溶性鹽分；土壤特異性

*黑龍江省財政廳科研計劃項目“黑龍江省東部山地濕地生態系統健康評價”資助

濕地土壤是濕地發生物理及化學轉換的中介，是植物獲取營養物質的最初場所[1-2]。濕地土壤中的有機質及氮、磷等元素作為濕地土壤的重要組成部分，其含量多少和分布特征會顯著影響濕地生態系統的生產力[3-5]。本研究通過對張廣才嶺、老爺嶺和完達山三個地區沼澤濕地土壤化學性質的分析，揭示出東部山地沼澤濕地土壤受人為干擾影響的程度。

1　研究區概況及測定方法

東部山地由張廣才嶺、老爺嶺和完達山三大山系組成，地理坐標為43°25′16″～ 47°13′08″N，127°28′34″～ 133°57′31″E。三個區域中的濕地以沼澤濕地分布最廣，多分布在東南部林區海拔1 000～1 200 m以下的山地和排水良好的地方，其土壤主要是暗棕壤，土層較厚，表層積累大量腐殖質，營養元素較豐富，是生產力較高的一類土壤。

1.1土壤的取樣

在張廣才嶺、老爺嶺和完達山三個區域中分別選出有代表性的沼澤濕地斑塊各12塊作為調查地，在每塊調查地的核心部位采集土樣，采集土樣深度為地面0～20cm之間，一次采集的重量在4kg左右。借助采樣工具將采集的土樣放入塑料袋內，并在塑料袋的內外同時做標記。

1.2土樣指標測定方法

為了更精確的反映所調查濕地的土壤化學指標，所有土樣均送到有相關資質的檢測單位進行測定，測定土樣均采用風干后的土壤，并參照農業行業標準-土壤檢測進行分析[6]。具體測試方法：土壤有機質含量采用重鉻酸鉀稀釋熱-容量法測定；全N采用半微量削氏法測定；Hg、Pb、Cr采用電感藕合等離子體(ICPMS)測定；土壤可溶性鹽分中，CO32-、HCO3-采用雙指標試劑-中和滴定法，CL-采用硝酸銀滴定法，SO42-采用EDTA間接絡合滴定法，Ca2+、Mg2+離子采用EDTA滴定法，Na+、K+離子采用火焰光度計法。

2　研究結果分析

2.1土壤有機質分析

土壤有機質是濕地土壤的重要組成成分，是評價土壤質量的一個重要指標，由表1可以看出，張廣才嶺、老爺嶺和完達山地區有機質平均含量分別為77.7、80.2、99.1 g/kg，中值和平均值差異不大，其中老爺嶺和完達山的中值小于平均值，而張廣才嶺的中值卻大于平均值。這說明老爺嶺和完達山地區濕地土壤有機質分布比較均勻，受特異值影響較小，而張廣才嶺地區濕地土壤有機質分布不均勻，受特異值影響較大。土壤有機質變異系數大小排序為：張廣才嶺>老爺嶺>完達山。按照變異系數的劃分等級：弱變異性，CV<10%；中等變異性，CV=10%～100%；強變異性，CV>100%[7]可以看出，三個研究地區土壤有機質都存在中等程度的變異性，其中張廣才嶺和老爺嶺的變異系數相對比完達山高，說明其受人類活動、土地利用方式等隨機性因素影響較大。

表1　土壤有機質統計特征值

2.2土壤全N含量分析

土壤氮元素不僅是土壤的重要組成部分，而且還是生態系統中極其重要的生態因子。由各區域土壤全N含量統計特征（圖1）可知，張廣才嶺、老爺嶺和完達山地區土壤全N平均含量分別為0.820、0.646和0.768 g/kg，其中張廣才嶺和老爺嶺的中值與平均值相差較大，完達山的中值與平均值相差較小。這說明，張廣才嶺和老爺嶺全N含量分布不均勻，受特異值影響較大，而完達山全N含量分布相對前兩個區域較均勻，受特異值影響相對較小。各區域土壤全N變異系數均大于10%，存在中等程度的空間異性。

圖1　土壤全N含量特征

2.3土壤重金屬含量分析

濕地土壤中Hg元素是一種危險的環境污染元素，在濕地土壤中會產生不利于生物生長、發育、繁殖和進化的效應，并會對植物、動物、微生物和人體產生重的毒害作用[6]。從圖2可知，三個區域濕地土壤Hg的含量都很高，張廣才嶺Hg含量較其他兩個區域都高，說明其污染比較嚴重。一般認為，在水淹條件下，土壤和植物中的Hg會隨有機質的分解而釋放，同時，有機質的存在也促進了細菌和浮游生物的活動，提高了Hg的甲基化速率和通過浮游生物的流通量。三個區域中，變異程度最大的是老爺嶺，變異系數是50.9%；變異程度最小的是完達山，變異系數是34.9%。三個區域中土壤中Hg含量受到人為干擾活動影響順序是：老爺嶺>張廣才嶺>完達山。

濕地土壤Pb含量如果超過一定含量就會對植物中酶的活性產生抑制作用，從而影響到光合和呼吸作用。從圖2可知，三個區域中，Pb的含量順序是：張廣才嶺>老爺嶺>完達山，說明張廣才嶺Pb污染比較嚴重。變異程度最大的也是張廣才嶺，變異系數是50.1%，表明其含量分布極為不均勻，測定值間變化較大。變異程度最小的是完達山，變異系數是46.4%，表明完達山濕地土壤中Pb的含量受人為擾動影響最輕。三個區域土壤中Pb含量受到人為干擾活動影響順序是：張廣才嶺>老爺嶺>完達山。

三個區域濕地土壤Cr含量順序是：老爺嶺>張廣才嶺>完達山，說明這三個區域都受到一定程度的污染。變異程度最大的是張廣才嶺，變異系數是39.8%，表明其含量分布極為不均勻；變異程度最小的是完達山，變異系數是16.7%，表明其含量分布較為均勻。三個區域土壤中Cr含量受到人為干擾活動影響順序是：張廣才嶺>老爺嶺>完達山。

圖2　土壤重金屬含量特征

2.4土壤可溶性鹽分分析

土壤中可溶性鹽分主要由Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+組成，土壤鹽度對植物的生長和分布具有重要的意義。從圖3可以看出，土壤陰離子當中以SO42-離子含量最高，Cl-離子含量次之，順序為：SO42->Cl->HCO3->CO32-（CO32-離子含量在三個區域抽樣檢測都低于0，故未列出）。陽離子以Mg2+離子含量最高，Ca2+離子含量次之，順序為：Mg2+>Ca2+>Na+>K+。植物是通過根系從土壤中吸收K+元素，植物死亡后，其殘體歸還到土壤，于是形成了表層土壤K+的水平分布規律。土壤可溶性鹽分的變異系數以張廣才嶺最大，老爺嶺次之，完達山最低，表明張廣才嶺受人為干擾影響最大。

3　結　論

東部山地三個不同區域沼澤濕地土壤表層有機質含量由大到小的排序為：張廣才嶺>老爺嶺>完達山。三個區域沼澤濕地土壤全N含量分布都不均衡，不僅說明該地區的人為干擾比較嚴重，也說明了有機質和全N含量在空間上的消漲趨勢是一致的。在重金屬元素中，Hg含量受人為干擾活動影響順序是：老爺嶺>張廣才嶺>完達山，Pb、Cr含量受人為干擾活動影響順序是：張廣才嶺>老爺嶺>完達山。由于在三個區域中均測到了這3種重金屬，表明這些區域不同程度的受到了一些化學物質的危害。在三個區域沼澤濕地土壤可溶性鹽分分析中，除了CO32-離子檢測為零外，其他7種離子均檢測出不同含量，三個區域變異系數的排序為：張廣才嶺>老爺嶺>完達山，說明退化的沼澤濕地土壤鹽分含量過高，導致了生物的活性受到抑制，而且隨著生物數量的減少，將最終導致濕地完全退化。

圖3　土壤可溶性鹽分含量特征

參考文獻

［1］呂憲國等編著.濕地生態系統觀測方法［M］.北京：中國環境科學出版社，2005.

［2］孫楠，李亞洲，張怡春.撫育間伐對小興安嶺水胡黃闊葉混交林土壤化學性質的影響［J］.林業科技，2014,39(6):19-21.

［3］王玲,呂殿青.東洞庭湖濕地土壤營養元素空間分異特征研究［J］.湖南師范大學學報，2011(5):19-22.

［4］馬長順，王雨朦.不同經營方式對人工林土壤化學性質的影響［J］.森林工程，2014,30(1):30-35.

［5］李聰，孫正峰，曹宇，等.林區不同土地利用模式對土壤理化性質酶學特性的影響［J］.森林工程，2013,29(3):18-24.

［6］中國農業科學院.中華人民共和國農業行業標準NY/T1126.16-2006土壤檢測［S］.北京：中國標準出版社,2006.

［7］YOST R S.UCHAR A G,FOX R L.Geostalistical anaiysis of Soil chemical propenties of large land areas:Semivariograms［J］.Soil Sci Soo Am J,1982,46:1028-1037.

（責任編輯：王岳）

The East of Heilongjiang Province Marsh Wetland Soil Chemical Properties

JUDan
（Wildlife Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150081）

Abstract The results showED that:(1) three different areas of marsh wetland soil organic matter sorted by size variation coefficient for Zhangguangcailing> Laoyeling> Wanda mountains;(2) according to soil total N content of soil sort for specificity Zhangguangcailing > Laoyeling> Wanda mountains,coefficient of variation due to soil total N were greater than 10%;(3) the wetland soil in the Hg content in order to Lao yeling > Zhang guangcailing > Wanda mountains,in the content of Pb and Cr content in the wetland soil sorting are Zhang guangcailing > Lao yeling > Wanda mountains; (4) soil soluble salt according to the coefficient of variation order are Zhangguangcailing > Laoyeling > Wanda mountains.

Key words Marsh wetland；Total organic carbon；Soluble salt；Soil quality

收稿日期：2015-12-27

通訊作者：楊嬌（1976-），副研究員，主要從事野生動物經濟價值研究。

作者簡介：第1鞠丹（1982-），助理研究員，主要從事野生動物生態研究以及濕地自然保護區保護等。

文章編號：1001-9499（2016）02-0018-03

中圖分類號：S714.2

文獻標識碼：A