围垦时间和利用方式对浙东海涂土壤有机碳和磷素的影响

【目的】研究围垦海涂土壤有机碳和磷素变化特点,为科学施肥提供理论基础和依据。【方法】在浙江东部的浙北-杭州湾和浙南-乐清湾滨海平原选择不同利用方式的代表性海涂土壤(蔬菜地、果园和水田),以荒地为对照(CK),分析了土壤有机碳和磷素组成与围垦时间和利用方式的关系。【结果】随着围垦时间的增加,海涂土壤pH值下降,土壤有机碳(TOC)、全磷(TOP)和有效磷量增加。围垦50 a后,浙北-杭州湾和浙南-乐清湾土壤pH值分别下降1.72~2.36和1.14~2.24,有机碳量分别增加126.46%~294.97%和130.37%~266.14%,全磷量分别增加17.66%~100.00%和39.31%~87.20%。土壤pH值从高到低表现形式为:荒地>水田>果园>蔬菜地;有机碳:水田>果园>蔬菜地>荒地;土壤全磷和有效磷:荒地<水田<果园<蔬菜地。海涂围垦利用明显增加了土壤各形态的有机碳。随着围垦利用时间的增加,游离态颗粒有机碳占有机碳的比值(fPOC/TOC)先明显下降后缓慢增加的变化特点,闭蓄态颗粒有机碳占有机碳的比值(oPOC/TOC)逐渐增加,而矿物结合态有机碳占有机碳的比值(MOC/TOC)先明显增加后又呈现缓慢下降。MOC/TOC比例:水田>果园>蔬菜地,表明水田环境更易形成相对稳定的有机碳(MOC)。颗粒态有机碳的占比(包括f POC/TOC和o POC/TOC)均为乐清湾低于杭州湾,而MOC/TOC表现为乐清湾高于杭州湾。TOC与所有形态有机碳之间均存在极显著相关性,但TOP与各形态磷均无相关性。【结论】海涂围垦后土壤有机碳量、磷素量和形态组成可发生持续变化,pH值呈下降趋势,有机碳和磷素逐渐积累,利用方式可影响海涂土壤有机碳和磷素的积累速度,种植水稻有利于有机碳固定,种植蔬菜将增强磷素积累。

台州湾不同围垦时间对田菁种群的影响

滩涂围垦对生物种群的影响是沿海地区生态保护和可持续发展的重要内容之一,其中围垦时间对生物种群的影响少有报道。本项目以浙江省台州市椒江区台州湾沿岸不同时期的围垦区为研究区域,采用典型取样法建立样方,记录样方内田菁种群的多度、盖度、高度、生物量等数据,测定田菁生物量及样方内土壤理化参数,分析不同围垦时间与田菁种群结构关系及其内在生态学机制。结果表明,围垦时间导致的土壤盐度变化对田菁种群的高度具有显著影响,而与围垦时间相关的城市化进程则影响了田菁在当地植物群落中的优势度,两个过程的综合作用是导致田菁种群发生变化的主要原因,但是两者的作用存在一定的尺度和时空差异,在围垦期不同阶段分别起主导作用。

基于加权Topsis法综合评价典型滩涂围垦区土壤质量演变

滩涂是我国重要的后备耕地资源,为探究围垦开发对沿海滩涂土壤环境的影响,对浙江省慈溪市不同围垦年限多种土地利用方式下的276个土壤/沉积物样品试验检测,结合Norm值优化主成分分析,筛选出有机质(OM)、氧化钙(Ca O)、硫(S)、溴(Br)、硼(B)、铅(Pb)、镉(Cd)7项指标的最小数据集,采用极差标准化和变异系数定权的Topsis法评价土壤质量,为揭示阻碍研究区土壤质量提升的障碍因子提供参考。结果显示:276个土壤/沉积物样本土壤质量综合指数为44.6~74.1,受围垦时间影响差异显著,呈前20 a逐步提高—20~30 a相对平稳—30~50 a急剧提高的趋势。从利用方式来看,土壤质量呈菜地>果园>农田>林地>养殖>潮滩>荒地的趋势。农业活动导致的增肥脱钙脱盐是围垦区土质提升的根本原因,但研究区土壤质量整体仍处于中度贫瘠水平,一级土壤仅占研究区总面积的7.1%,质量较差的四、五级土壤面积超一半。较低的OM和较高的Ca O、Cd是限制垦区土质提升的主要障碍因子。因此,土壤培肥时,合理施用化肥农药是进一步提升滩涂围垦区土壤质量的关键。

浙江省滨海平原土壤中微量元素随利用时间的演变研究

为了解滨海平原耕地土壤中微量元素的变化特征,在浙北和浙南分别建立不同围垦利用时间的土壤系列,采集不同围垦利用时间的表层土壤混合样和剖面分层土样,分析土壤基本性状和微量元素全量与有效态含量。结果表明:围垦利用时间对微量元素有很大的影响,随着围垦利用时间的增加,土壤中铜、锌含量呈现增加,而铁、锰、硼、钼含量呈现下降;有效态铜、锌、铁、锰都呈现明显的增加,而有效态硼、钼含量呈现明显的下降;围垦时间的增长也增加了上下层土壤之间微量元素含量的差异,土壤剖面由上至下铜、锌和钼含量呈现下降,而铁、锰和硼呈现出向中下层增加的变化。围垦利用时间对微量元素的影响主要是土壤基本性状发生变化、长期种植水稻发生淋溶作用等综合作用的结果。

浙东沿海涂地土壤结构演变特征及机理研究

为了解涂地围垦利用过程中土壤结构的变化特征,探讨浙江沿海涂地土壤结构的演变及变化机理,以浙南—乐清湾和浙北—杭州湾为研究对象,采用田间采集不同围垦时间土壤的理化分析与室内加盐、施有机肥及干湿交替培养试验相结合的方法,分析了不同条件下土壤结构的变化。调查结果表明,从潮滩盐土经滨海盐土至潮土、水稻土,随着围垦利用时间的增加及土地利用方式的改变,土壤结构由松散状单粒为主转变为弱块状结构最后演变为稳定的块状结构,>0.25 mm水稳定性团聚体数量明显增加,同时水稳定性团聚体的粒径也逐渐增大。培养试验与土壤分析的结果表明:干湿交替和土壤脱盐是促使由潮滩盐土至滨海盐土水稳定性团聚体迅速增加的关键因素,而有机质的积累和耕作熟化是由滨海盐土至潮土、水稻土水稳定性团聚体逐渐增加的主要原因。

围垦后滨海湿地水土盐度对土地利用时空演变的响应

滨海湿地水盐关系复杂,盐度空间梯度是影响土壤、水体指标和生物生长的关键因子。本文选取1987—2021年遥感影像,分析江苏盐城国家级珍禽自然保护区北部土地利用时空演变规律与盐度变化之间的关系。结果表明:①按照围垦目标(农田、淡水养殖、咸水养殖)与围垦时间,将1987—2021年土地利用演变路径划分为七大类。②随着围垦历时的延长和土地利用变化,土壤与水体盐度均逐渐降低;土壤盐度波动趋于平稳且剖面层呈现聚集—波动均匀—均匀的分布特征。③农田围垦目标路径下,土壤盐度由低到高依次为Ⅰ(直接农田型)<Ⅱ(芦苇→农田型)<Ⅲ(碱蓬→养殖塘→农田型);从土壤盐度剖面类型来看,Ⅱ路径是聚集型,Ⅰ与Ⅲ路径均是波动均匀型。④养殖塘演变路径下,水体盐度由低到高依次是Ⅳ(芦苇→淡水养殖型)<Ⅴ(碱蓬→芦苇→农田→淡水养殖型)<Ⅵ(盐田→淡水养殖型)<Ⅶ(碱蓬/光滩→咸水养殖型)。本文可为围垦后的滨海湿地滩涂实现高效率土地利用和可持续发展提供参考。

基于PCA方法的长江口滩涂围垦区土地利用动态综合评价及驱动力

基于1987、1995、2000和2006年长江口TM、ETM遥感影像,采用"空间代时间"和主成分分析(PCA)综合评价模型的方法,对长江口奉贤不同围垦年限土地利用动态特征进行了综合评价分析。利用南汇围垦区土地利用动态变化对综合评价的结果进行验证。表明:(1)围垦区土地利用程度指数随着围垦年限增加而呈线性升高趋势(R2=0.4577),GM(土地利用多样性指数)呈现指数上升趋势并在围垦后35～40a达到稳定态;(2)PCA土地利用综合评价指数(F)与农耕用地正相关(水田>大棚用地>旱地>林地>园地),与反映滨海特征类型(养殖塘>草地>开放水域>光滩)呈负相关;(3)土地利用PCA综合评价指数(F)随围垦年限增加呈现对数增长(R2=0.5119)并在围垦后40a左右达到稳定态,回归分析表明F值能很好反映土地利用程度指数(L)和多样性指数(GM)的变化趋势;(4)不同围垦年限土地利用动态变异驱动力:人为因素>自然因素。