1于蕙 1姚民 2王俊珍 1张滢
1芜湖市环境监测中心站 241001 2安徽师范大学 241001
摘要
芜湖市是长江中下游区域的重要组成部分，芜湖市消落带环境变迁对长江流域的开发和保护具有现实意义。本文以芜湖市消落带土壤表层为研究对象，通过分析土壤理化性质，深入了解消落带生态环境，为芜湖市消落带合理开发、保护提供科学依据。
关键词：生态环境；土壤特性；消落带生态环境
引言
消落带是指芜湖市季节性涨落使土地周期性出露水面而形成的特殊湿地生态系统，长期水陆交替势必会引起土壤理化性质的变化，理化性质不仅能反映湿地土壤结构和蓄水能力，也能影响湿地植被生长，关系到区域湿地环境形成和演替。水分是湿地生态系统基本生态因子，水分含量高低取决于地下水的埋藏深度，而地下水的埋深又由淡水补给量和地貌条件决定。土壤盐分受水文条件制约，含盐量空间差异分布着不同的植物类型，野外调查表明，当盐量超过4 g/L消落带的水生植物会消失。土壤酸碱性是衡量土壤肥力的重要指标，影响土壤养分存在形态和生物生长发育。土壤有机质对湿地生态生产力作用显著，研究土壤有机质的时空分布特征及动态变化机制，对探索有机质的迁移和转化机制，预测消落带土壤营养变化趋势至关重要[5]。许多专家学者把消落带土壤特性研究重点放在长江、黄河流域，鲜有对辽河流域的研究。本文基于芜湖市消落带的特点，旨在分析土壤理化性质和内在规律，为芜湖市流域动态管理、环境监测和生态环境保护提供科学依据。
1 研究区概况
芜湖市位于安徽省东南部，地处长江下游沿江平原丘陵区，N30o19′-31o34′，Ell7o40′-118o44′，总面积5987平方公里。其地势较平坦，沟渠成网，湖泊星罗棋布，誉为渔米之乡。芜湖地处北亚热带与中亚热带的交接地带，生物气候上的过渡特点十分突出。本区气候总的特点是受东南季风影响，温暖湿润，光照充足，生长季节较长，干湿季节明显。年均温15.7～16.0℃，年降雨量1198～1413 mm，以6月最多，平均200～300 mm，12月最少，仅35～60 mm，无霜期220～240 d，有利于作物生长。本区植被类型以人工栽培为主。地带性植被类型应为北亚热带落叶阔叶常绿阔叶林与中亚热带常绿阔叶林。落叶阔叶树种有枫香、化香、麻栎、栓皮栎、白株与短柄枹。常绿阔叶树种有青冈栋和苦储等。人工林地主要有马尾松林、黑松林和侧柏林等。地势西北部较低为圩区平原和湖洼地，平原上有孤山残丘兀立。东南部较高，为岗地丘陵。丘陇高度一般在海拔100-200米，无为县大工山为芜湖市最高点，海拔675米。岗地海拔高度一般在10-50米，红土组成的岗地多分布于30-50米高度，黄土岗地多在20-30米。西部孤山残丘海拔高度一般在百米以下。圩区平原海拔高度低于10米。不同的地形部位发育着不同的土壤类型。类型复杂多样，有自然土壤，也有耕种土壤。自然土壤有黄棕壤、红壤与石灰土，其中黄棕壤为地带性土壤，石灰土为非地带性土壤。耕种土壤有水稻土和潮土。芜湖城市发展主要是沿长江南北方向和适度的东向发展。同时它作为皖江开发开放的新兴中小城市，亦作为长江的重要港口城市，随着城市化进程的加快，芜湖市土壤环境质量的调查需引起重视。
目前芜湖市下辖县级行政区7个，镜湖区、弋江区、鸠江区、湾沚区、繁昌区、南陵县、无为市。辖区内现有饮用水源地包含市级、县级和乡镇级的共计75个。分布情况是芜湖市市区市级及乡镇级饮用水源地点位9个；湾沚区县级及乡镇级饮用水源地点位2个；南陵县县域内县级及乡镇级饮用水源地19个；繁昌区域内县级及乡镇级饮用水源地3个；无为市市域内县级及乡镇级饮用水源地42。芜湖市市区饮用水源地服务人口218.35万人，湾沚区服务人口15.3万人，南陵县县域服务人口55.1万人，繁昌区服务人口11.08万人，无为市市域服务人口23.63万人。
2 数据和方法
2.1 野外调查与取样
芜湖市每年7月末到9月初为洪水期，基于代表性和典型性原则，在2020年7月2日以上游枯水期湿地土壤作为研究对象。样带设置采用水平距离法，在消落带边缘区和水域间垂直设置样地，样地1靠近消落带边缘，样地23接近水域，样方1 m×1 m，样间距10 m，共采集23块0~20 cm表层土壤，将土样混合均匀后装入无菌塑料袋并编号，置于阴凉处风干，剔除植物残体和砂石后研磨，分别过5.00 mm和2.00 mm土筛，将土样保存以备物理性质和化学性质测定。
2.2 土壤样品测定
为确保数据精准，实验测定重复三次，测定的项目为土壤含水量、含盐量、电导率、紧实度、pH和有机质。土壤的含盐量、电导率和紧实度的测定分别使用含盐量测定仪、电导率测定仪和紧实度测定仪；土壤含水量、pH值和有机质的测定分别采用烘干法、电位法和铬酸钾氧化外加热法。
3 结果分析
3.1 土壤物理和化学性质
芜湖市消落带土壤表层含水量范围是13.1%~32.6%，均值为19.27%，变异系数为28.3%，属于中等变异性。消落带土壤含水量大，水分含量最高为样地1，最低为样地13，整体变化由样地1向样地23下降。消落带土壤表层含盐量范围是0.30~1.01 g/kg，均值为0.59 g/kg，变异系数为34.4%，属于中等变异性。含盐量较低，空间分布变化不明显。根据土壤含盐量的分类标准可知，芜湖市消落带为非盐渍化土壤。消落带土壤表层电导率范围是67.12~160.24 ms/m，均值为94.13 ms/m，变异系数是27.8%，属于中等变异性。电导率和盐分的相关性显著，说明电导率与土壤性质密切相关，同时土壤电导率随温度变化明显，研究测得消落带土壤平均温度为26.7℃。消落带土壤表层紧度范围是104~240 Kpa，均值为166 Kpa，变异系数为19.8%，属于中等变异性。样地1到23呈显著下降趋势，因为样地1靠近消落带边缘，土质结构坚硬，样地23靠近水域，土质结构疏松。消落带土壤表层pH范围是5.20~5.98，均值为5.56。依据土壤酸碱性划分标准，消落带土壤酸碱度处于酸性和强酸性之间，强酸性土样有11个，酸性土样有12个。pH是衡量土壤酸碱性指标，自然条件下土壤酸碱性取决于土壤盐基状况，而盐基状况又取决于淋溶过程和复盐基过程强弱。
消落带土壤表层有机质范围是0.85~5.98 g/kg，均值为1.77 g/kg，变异系数为55.8%，属于中等变异性。样地1和样地2有机质含量分别为5.98%、3.04%，余下样地均介于0.85%~1.93%，有机质含量低。土壤有机质是湿地生态系统的重要因子，其含量高低对湿地生态系统生产力产生直接影响（表1）。
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3.2 土壤理化相关性
含水量与含盐量、电导率、紧实度在0.05水平下呈显著正相关，相关系数分别是0.452、0.465、0.425，含盐量和电导率在0.01水平下呈极显著正相关，相关系数为0.947。含水量与有机质在0.01水平下呈极显著正相关，相关系数为0.746。
4 结论与讨论
4.1芜湖市消落带表层土壤受季节性干湿交替水文状况的影响，土壤水分含量高，空间差异显著。盐分含量低，为非盐渍化土壤。含水量和含盐量呈显著正相关，说明含盐量与土壤保水能力高度吻合。含水量与紧实度呈显著正相关，含盐量与电导率呈极显著相关。
4.2芜湖市消落区土壤为酸性土，水位季节性涨落淋溶过程明显。有机质含量低，含水量和含盐量与有机质在0.01水平下呈相关极显著，说明土壤水分和盐分组成的土壤溶液在有机质分解和转化过程中起关键作用。
4.3土壤发育的时空差异导致特性差异，土壤特性影响植物生长的水分和营养量，并由此调控水分与营养的生态循环。芜湖市消落带土壤水分和盐分对生态环境作用明显。因此，应建立水污染监测机制，合理调配水资源，保护湿地生态安全，为流域开发和恢复提供科学依据。
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