胶州湾互花米草潮滩土壤无机硫形态时空分布特征及其影响因素

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本文以胶州湾滨海湿地为研究对象,选取胶州湾洋河入湾口互花米草(Spartina alterniflora)潮滩(A区)及光滩(B区)为采样区,研究了2个样区土壤总硫(Total sulfur,TS)、4种不同形态无机硫(Inorganic sulfur,IS)含量的时空分布特征,并测定了有机质、总铁、pH、EC、含水量、容重等土壤理化性质以及分析了互花米草硫累积与分配特征,探讨了其对土壤硫含量的影响。主要研究结果如下:(1)研究了互花米草潮滩及光滩土壤TS含量时空分布特征。A区060cm土壤TS(1648.11±287.04 mg·kg-1)平均含量明显高于B区土壤TS(1273.77±114.85 mg·kg-1)含量(n=90,p<0.05),A区土壤TS平均含量比B区高29.38%。其中,A区秋季土壤TS含量明显大于B区。在3月,A区土壤TS含量略低于B区,但5月、7月、9月、11月互花米草潮滩土壤TS含量均大于光滩,且增幅分别为28.48%、17.72%、57.98%、49.41%,秋季增幅最大。2个样区,除夏季外,春秋季节土壤TS含量随深度增加呈增加趋势,垂直分布基本处于中等变异性。(2)研究了A区互花米草硫累积与分配特征。入侵种互花米草TS含量均值为(2.89±0.62)g·kg-1。互花米草各器官TS含量均值表现为7月>9月>5月>11月>3月,除3月外,其他月份各器官TS含量表现为根>叶>茎。在生长期内,互花米草群落生物总量随季节推移而逐步增高。同一时期,茎为生物量最高的器官。互花米草群落硫累积量表现为7月>11月>9月>5月>3月,不同时期各器官硫累积量不同。整体而言,互花米草群落硫累积系数(Accumulation Factor of sulfur,AFS)最高值出现在7月,其次分别3月、9月、11月,5月最低。除3月外,其他月份均为根AFs值最大。(3)测定了2个样区土壤有机质、总铁、EC、pH、含水量、容重等理化性质。土壤有机质、总铁和EC均表现为A区大于B区。其中,有机质含量秋季相差最大;土壤pH表现为A区小于B区;A区含水量略大于B区,差异不显著(n=90,p>0.05)。2个样区间容重差异也不显著(n=90,p>0.05)。(4)分析了土壤TS含量与理化性质、植物因素之间的关系。逐步线性回归分析结果表明,A区土壤TS含量分布受温度影响较大,B区影响土壤TS含量分布的关键因子是土壤EC和温度。研究表明,互花米草的生长总体增加了土壤硫库储量,但同时也增强了其时空变异性。(5)研究了互花米草潮滩及光滩土壤不同形态无机硫时空分布特征。A区土壤水溶性硫(H2O-S)、吸附性硫(Adsorbed-S)含量在不同月份均显著高于B区。A区盐酸可溶性硫(HCl-Soluble-S)在3月显著高于B区,其他月份不显著。A区盐酸挥发性硫(HCl-Volatile-S)含量仅11月显著低于B区。A区和B区不同形态无机硫含量均表现为H2O-S>HCl-Soluble-S>Adsorbed-S>HCl-Volatile-S,其中H2O-S所占比重最高,分别占总无机硫的73.90%、74.30%,HCl-Volatile-S所占比重最低,约占0.78%、1.05%。有植被覆盖的A区,H2O-S、Adsorbed-S随季节变化显示出明显的差异性。(6)分析了土壤H2O-S、Adsorbed-S、HCl-Soluble-S、HCl-Volatile-S与理化性质、植物因素之间的相关性。逐步线性回归分析结果表明,H2O-S的重要影响因子是EC。A区,Adsorbed-S受总铁、pH影响较大,HCl-Soluble-S受硫累积系数及含水量影响较大;B区,Adsorbed-S受EC、pH影响较大,HCl-Soluble-S受EC、pH及深度影响较大。影响2个样区土壤HCl-Volatile-S含量分布的重要影响因子为深度。研究表明,有植被覆盖的A区无机硫含量明显高于B区,尤其是H2O-S、Adsorbed-S含量显著高于B区,土壤硫的有效性较大,但其空间变异程度较高,不同季节含量差异较大。
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