滇池湖滨农田与缓冲带土壤无机磷分布的比较研究

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为了明晰滇池南部湖滨缓冲带建设对土壤质量演变和土壤磷素分布的影响,评价湖滨缓冲带土壤的环境功能,本研究通过采集滇池南部湖滨牛恋、海埂及兴隆3个区域湖滨农田和缓冲带0-100cm土壤剖面的土壤样品以及牛恋区域浅表地下水样品,对比分析了滇池湖滨农田与缓冲带剖面土壤理化性质以及无机磷的分布特征差异,得出以下研究结果:1.滇池南部湖滨由牛恋、海埂至兴隆区域自南向北延伸,农田及缓冲带土壤质地由粘土逐渐过渡为壤粘土,但是同一区域的农田与缓冲带土壤机械组成则无明显差异,这表明不同区域土壤质地的差异是由于地形等原因所致。整体而言,湖滨农田土壤有机碳和全氮含量均显著低于缓冲带土壤的,但是其pH和土壤密度则与缓冲带土壤的无显著差异。这表明湖滨缓冲带建设3年后已经对土壤养分含量造成明显的影响。然而,受到农田管理、浅表地下水位、缓冲带建设及其管理措施等因素的影响,不同区域湖滨缓冲带建设对土壤理化性质的影响又存在明显的差异。牛恋区湖滨农田土壤有机碳和全氮含量显著低于其缓冲带的,这与牛恋缓冲带浅表地下水埋深较浅而有利于土壤有机碳的累积有关;海埂区域湖滨农田土壤有机碳和全氮含量虽然低于其缓冲带的,但是差异不显著;兴隆区域湖滨农田土壤有机碳和全氮含量高于其缓冲带的,这可能受到兴隆区域农田多年生作物根系的影响。不同区域农田与缓冲带土壤密度与土壤有机碳含量呈明显的负相关关系。本研究还发现滇池湖滨土壤有机碳含量与土壤浅表地下水埋深变化呈明显的负相关关系,这表明滇池湖滨缓冲带建设对土壤的理化性质产生明显影响,而这种影响很可能与浅表地下水埋深变化有关。2.湖滨农田土壤总磷和Olsen-P含量明显高于缓冲带土壤的,湖滨农田土壤各无机磷组分含量与缓冲带土壤的差异不显著,表明湖滨缓冲带建设3年后已经对土壤总磷含量及其有效性造成明显的影响。但是受到农田管理、浅表地下水位、缓冲带建设及其管理措施等因素的影响,不同区域湖滨缓冲带建设对土壤无机磷的影响又存在明显的差异。牛恋农田土壤的Al-P、Fe-P及Ca-P含量明显高于湖滨缓冲带土壤的,O-P含量则显著低于缓冲带土壤的;海埂农田与缓冲带土壤无机磷各组分含量则差异不显著;兴隆农田土壤的Ca-P、O-P含量显著高于缓冲带土壤的,这可能与兴隆农田土壤有机碳含量较高有关,而A1-P和Fe-P含量差异则不显著。滇池湖滨土壤Olsen-P、Al-P和Fe-P含量与土壤浅表地下水埋深变化相关。这表明土壤有机碳含量和浅表地下水埋深对土壤无机磷组成及分布有影响,而滇池南部湖滨缓冲带的建设则改变了浅表地下水的埋深分布格局导致土壤氧化还原条件改变,引起土壤磷素还原释放淋失。回归分析表明,滇池湖滨土壤的Al-P、pH和O-P可以解释土壤磷淋失指标Olsen-P含量50%的变化。滇池湖滨土壤总磷及Al-P、Fe-P、O-P主要分布在土壤粘粒部分,而不同土壤粒级中的Ca-P含量差异则不显著。缓冲带建设对土壤不同粒级中的无机磷组分分布有明显的影响。农田土壤Fe-P含量主要集中在土壤粉粒中,而缓冲带土壤不同粒级中的Fe-P含量趋于均匀分布。缓冲带建设明显降低了土壤砂粒中无机磷的含量,而土壤粉粒中的无机磷含量也逐渐呈现降低趋势,但对土壤粘粒中无机磷含量尚无明显影响。3.土壤养分通过淋溶作用影响浅表地下水中相应污染物含量变化,而缓冲带建设则会通过改变浅表地下水埋深影响土壤养分的淋溶。相关分析结果显示,浅表地下水埋深与浅表地下水COD和总磷含量存在显著相关关系,表层土壤Al-P和Fe-P含量与地下水总磷含量也存在显著相关关系。这表明土壤表层是滇池湖滨区土壤磷素淋失的主要层次,而浅表地下水埋深可能是影响湖滨区土壤磷素淋失的因素之一。缓冲带建设抬高浅表地下水位可能会增强土壤Al-P和Fe-P输出,从而影响滇池水质。
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