地理科学 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (3): 358-364.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2014.03.358
收稿日期:
2013-03-21
修回日期:
2013-05-10
出版日期:
2014-03-10
发布日期:
2013-08-16
作者简介:
作者简介:郗敏(1978-),女,山东泰安人,博士,副教授,主要研究方向为湿地变化及环境效应研究。E-mail:
基金资助:
Min XI1(), Fan-long KONG1, Xian-guo LU2, Ming JIANG2, Yue LI1
Received:
2013-03-21
Revised:
2013-05-10
Online:
2014-03-10
Published:
2013-08-16
摘要:
分季节原位采集三江平原不同土地利用方式下沟渠系统水体和底泥,调查沟渠水体及底泥中养分的时空分布特征及生态环境效应,分析了土地利用、沟渠植被生长及淹水状况等对沟渠养分时空分异的影响。结果表明,湿地开垦为旱田有利于沟渠DOC的沉积,但降低了沟渠水体DOC的浓度;湿地的垦殖和大量化肥的施用使得旱田沟渠水体TN、TP浓度高于湿地和水田沟渠;而沟渠植被生长和死亡分解又使得沟渠水体及底泥养分呈现出一定的时空差异。养分的长期积累将使沟渠系统水体N/P不断降低,影响湿地生态系统的稳定性。
中图分类号:
郗敏, 孔范龙, 吕宪国, 姜明, 李悦. 三江平原沟渠系统水体和底泥的养分特征及效应[J]. 地理科学, 2014, 34(3): 358-364.
Min XI, Fan-long KONG, Xian-guo LU, Ming JIANG, Yue LI. Nutrient Variation in Water and Sediments of Ditch Wetlands and Their Effects on Environment in Sanjiang Plain, China[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2014, 34(3): 358-364.
表1
沟渠系统水体氮、磷浓度的时空变化(mg/L)"
时 间 | 沟渠系统类别 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
湿地沟渠 | 水田沟渠 | 旱田沟渠 | ||||||||||
穿过型沟渠 | 边界沟渠 | 穿过型沟渠 | 边界沟渠 | 穿过型沟渠 | 边界沟渠 | |||||||
TN | TP | TN | TP | TN | TP | TN | TP | TN | TP | TN | TP | |
6月23日 | 0.98 | 0.037 | 3.695 | 0.041 | 1.115 | 0.115 | 0.85 | 0.041 | 0.86 | 0.341 | 5.145 | 0.079 |
8月23日 | 0.81 | 0.085 | 1.258 | 0.146 | 1.875 | 0.303 | 1.023 | 0.082 | 2.915 | 0.096 | 1.308 | 0.7 |
10月25日 | 1.23 | 0.109 | 0.911 | 0.086 | 0.586 | 0.062 | 1.354 | 0.146 | 1.759 | 0.181 | 0.759 | 0.146 |
[1] | 周俊,邓伟,刘伟龙.沟渠湿地的水文和生态环境效应研究进展[J].地球科学进展,2008,23(10):1079~1083. |
[2] | Tomer M D, Meek D W, Jaynes D B,et al.Evaluation of nitrate nitrogen fluxes from a tile-drained watershed in Central Iowa[J]. Journal of Environmental Quality,2003, 32: 642-653. |
[3] | Smith D R,Pappsa E A.Effect of ditch dredging on the fate of nutrients in deep drainage ditches of the Midwestern United States[J].Journal of Soil and Water Conservation,2007,62(4):252-261. |
[4] | Sharpley A N,Krogstad T,Klelnman P A,et al.Managing natural processes in drainage ditches for nonpoint source phosphorus control[J].Journal of Soil and Water Conservation,2007, 62(4):197-206. |
[5] | Herzon I,Helenius J.Agricultural drainage ditches, their biological importance and functioning[J].Biological Conservation,2008,141(5):1171-1183. |
[6] | 姜翠玲,崔广柏,范晓秋,等.沟渠湿地对农业非点源污染物的净化能力研究[J].环境科学,2004,25(2):125~128. |
[7] | 郗敏,孔范龙,吕宪国.三江平原不同土地利用方式下沟渠沉积物可溶性有机碳含量和分布[J].水土保持学报,2008,22(3):132~135. |
[8] | 李忠佩,张桃林,陈碧云.可溶性有机碳的含量动态及其与土壤有机碳矿化的关系[J].土壤学报,2004,41(4):544~552. |
[9] | 谢贤群,王立军.水环境要素观测与分析(中国生态系统研究网络观测与分析标准方法)[M].北京:中国标准出版社出版,1998:56~57,66~67,89. |
[10] | 孔范龙,郗敏,吕宪国,等. 三江平原环型湿地土壤溶解性有机碳的时空变化特征[J].土壤学报,2013,50(4):211~216. |
[11] | 张金波,宋长春.杨文燕.土地利用方式对土壤水溶性有机碳的影响[J].中国环境科学,2005,25(3):343~347. |
[12] | Song C C,Wang L L,Guo Y D,et al.Impacts of natural wetland degradation on dissolved carbon dynamics in the Sanjiang Plain, Northeastern China[J].Journal of Hydrology,2011,398(1-2):26-32. |
[13] | Turner E K,Worrall F,Burt T P.The effect of drain blocking on the dissolved organic carbon (DOC) budget of an upland peat catchment in the UK Original Research Article[J].Journal of Hydrology,2013,479:169-179. |
[14] | Jacobs T C,Giiliam J M.Riparian losses of nitrate from agricultural drainage waters[J].J Environ Qual,1985,14:472-l478. |
[15] | 张俊华,李国栋,南忠仁,等.黑河中游不同土地利用类型下土壤碳储量及其空间变化[J].地理科学. 2011,31(8):166~171. |
[16] | 赵光影,刘景双,王洋,等. 三江平原主要河流氮、磷营养元素时空变化规律研究[J].干旱区资源与环境,2009,23(2):144~149. |
[17] | 王洋,刘景双,王国平,等.农田排水对沼泽湿地毛果苔草的影响及效应[J].水科学进展,2008,19(2):198~204. |
[18] | 姜翠玲,范晓秋,章亦兵.非点源污染物在沟渠湿地中的累积和植物吸收净化[J].应用生态学报,2005,16(7):1351~1354. |
[19] | 周维博,李佩成.我国农田灌溉的水环境问题[J].水科学进展,2001,12(3):413~417. |
[20] | 姜翠玲,崔广柏.湿地对农业非点源污染的去除效应[J].农业环境保护,2002,21(5):471~473,476. |
[21] | 魏秀国,李宁利,沈承德,等.西江水体有机碳含量变化及悬浮物碳同位素的意义[J].地理科学,2011,31(2):1480~1486 |
[22] | 张金波,宋长春,杨文燕.小叶章湿地表土水溶性有机碳季节动态变化及影响因素分析[J].环境科学学报,2005,25(10) :1397~1402. |
[23] | 李英臣,宋长春,侯翠翠,等.氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响[J].地理科学,2011,31(12):1480~1486 |
[24] | 赵锐锋,张丽华,赵海莉,等.黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素[J].地理科学,2013,33(3):363~370 |
[25] | 孙志高,刘景双.三江平原典型小叶樟湿地土壤氮的垂直分布特征[J].土壤通报,2009,40(6):1342~1348. |
[26] | Kang S,Kang H,Ko D,et al.Nitrogen removal from a riverine wetland: A field survey and simulation study of Phragmites japonica[J].Ecol Eng,2002,18(4):467-475. |
[27] | 罗先香,敦萌,闫琴.黄河口湿地土壤磷素动态分布特征及影响因素[J].水土保持学报,2011,25(5):154~160. |
[28] | 邓伟,白军红.典型湿地系统格局演变与水生态过程——以黄淮海地区为例[M].北京:科学出版社,2012. |
[29] | Mcisaac G F,David M B,Gertner G Z,et al.Eutrophication:nitrate flux in the Mississippi River[J].Nature,2001,414:166-167. |
[30] | Karl D M.Aquatic ecology: phosphorus, the staff of life[J].Nature,2000,406:31-33. |
[31] | Janse J H,Van Puijenbroek P J.Effects of eutrophication in drainage ditches[J].Environm ental Pollution,1998,102(1):547-552. |
[32] | Sabine G,Willem K.Variation in nitrogen and phosphorus concentrations of wetland plants[J].Perspectives in Plant Ecology,Evolution and Systematics,2002,5(1):37-61. |
[33] | Miao S L,Newman S,Sklar F H.Effects of habitat nutrients and seed sources on growth and expansion of Typha domingensis[J].Aquatic Botany,2000,68(4):297-311. |
[34] | Davis S M.Growth, decomposition and nutrient retention of Cladium Jamaicense crantz and Typha domingensis Pers.In Florida Everglades[J].Aquatic Botany,1991,40(3):203-224. |
[1] | 杨清可, 段学军, 王磊, 金志丰. 基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例[J]. 地理科学, 2018, 38(1): 97-106. |
[2] | 刘吉平, 董春月, 盛连喜, 刘雁. 1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观格局变化及其对人为干扰的响应[J]. 地理科学, 2016, 36(6): 879-887. |
[3] | 李欣, 张平宇, 李静. 黑龙江省三江平原垦区中心城市选择[J]. 地理科学, 2014, 34(6): 681-686. |
[4] | 赵锐锋, 姜朋辉, 陈亚宁, 石培基, 潘竟虎, 赵海莉. 塔里木河干流区土地利用/覆被变化及其生态环境效应[J]. 地理科学, 2012, 32(2): 244-250. |
[5] | 张杨, 刘艳芳, 顾渐萍, 丁庆. 武汉市土地利用覆被变化与生态环境效应研究[J]. 地理科学, 2011, 31(10): 1280-1285. |
[6] | 黄妮, 刘殿伟, 王宗明, 张柏, 宋开山, 任春颖. 基于GIS的三江平原退耕还湿空间决策分析[J]. 地理科学, 2009, 29(6): 874-879. |
[7] | 窦晶鑫, 刘景双, 王洋, 赵光影. 三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应[J]. 地理科学, 2009, 29(5): 773-778. |
[8] | 苏安玉, 李衡, 濮励杰, 彭补拙, 付强. 基于RAGA-BP神经网络模型的三江平原地下水资源预测研究[J]. 地理科学, 2009, 29(2): 283-287. |
[9] | 卜坤, 张树文, 闫业超, 王文娟, 张宇博. 三江平原不同流域水土流失变化特征分析[J]. 地理科学, 2008, 28(3): 361-368. |
[10] | 刘东, 付强. 基于小波变换的三江平原低湿地井灌区年降水序列变化趋势分析[J]. 地理科学, 2008, 28(3): 380-384. |
[11] | 潘月鹏, 阎百兴, 路永正, 杨宗兴, 张凤英. 三江平原水环境中可溶性铁的分布特征研究[J]. 地理科学, 2007, 27(6): 820-824. |
[12] | 王长科, 吕宪国, 蔡祖聪, 罗勇. 氮肥对三江平原沼泽土氧化CH4的影响[J]. 地理科学, 2005, 25(4): 490-494. |
[13] | 李小强, 赵宏丽, 闫敏华, 王升忠. 东北三江平原全新世火演化及其与植被和气候的关系[J]. 地理科学, 2005, 25(2): 177-182. |
[14] | 闫敏华, 邓伟, 陈泮勤. 三江平原气候突变分析[J]. 地理科学, 2003, 23(6): 661-667. |
[15] | 王金达, 刘景双, 于君宝, 李仲根. 沼生植物过渡金属元素含量季节变化特征——以三江平原典型湿地植物为例[J]. 地理科学, 2003, 23(2): 213-217. |
|