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本文对永定河中游两种最常见河岸带植被对氮、磷吸收进行研究,评估它们缓冲陆地非点源氮、磷的能力。主要目的是探究不同河岸带植被作为生态系统主要氮汇、磷汇在防止陆地非点源氮、磷对河水污染的贡献,从而为恢复永定河河岸带生态系统提供必要的数据与相应机理的理解。
通过量测河岸带湿地植被直接吸收作用,来衡量河岸带植被对氮、磷的缓冲能力。本项研究是在北京市门头沟区永定河流域中游的河岸带湿地进行的,选取两个小湿地植物群落作为调查对象。在07年底至08年底分夏、冬季进行三次野外采样。随机采取地上、地下样品。测定各样品地上、地下生物量后测定土壤有效氮、土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤有效磷、植物不同组织全氮、全磷含量。
芦苇样地土壤有效氮冬季平均含量为12.19ug/g,夏季平均含量为7.74ug/g。其中,土壤铵态氮冬季平均含量为2.43ug/g,夏季平均含量为4.36ug/g;土壤硝态氮冬季平均含量为9.76ug/g,夏季平均含量为3.38ug/g;土壤有效磷冬季平均含量为0.905ug/g,夏季平均含量为0.677ug/g。茅叶荩草样地土壤有效氮冬季的平均含量为21.97ug/g,夏季平均含量为11.89ug/g。其中土壤铵态氮冬季平均含量为2.61ug/g,夏季平均含量为4.20ug/g;土壤硝态氮冬季平均含量为19.35ug/g,夏季平均含量为7.70ug/g;土壤有效磷冬季平均含量为0.414ug/g,夏季平均含量为0.543ug/g。
芦苇群落茎叶全氮平均含量冬季为1.275mg/g,夏季为13.053mg/g,全磷平均含量冬季为280ug/g,夏季为445.6ug/g;地下部分根的全氮平均含量冬季为3.724mg/g,夏季为2.968mg/g,全磷平均含量冬季为560ug/g,夏季为306ug/g。茅叶荩草群落茎叶全氮平均含量冬季为3,135mg/g,夏季为22.436mg/g,全磷平均含量冬季为255.7ug/g,夏季为744.3ug/g;地下部分根的全氮平均含量冬季为13.809mg/g,夏季为3.634mg/g,全磷平均含量冬季为828ug/g,夏季为243ug/g。
芦苇群落地上生物量均值冬季为683.79g/㎡,夏季为797.71g/㎡,地下生物量均值冬季为794.49 g/㎡,夏季为447.06g/㎡,茅叶荩草群落地上生物量均值冬季为280.08 g/㎡,夏季为306.15 g/㎡,地下生物量均值冬季为112.69g/㎡,夏季为109.09g/㎡。芦苇群落氮的吸收量冬季平均值为3.685g/㎡,夏季平均值为11.801g/㎡,磷的吸收量冬季平均值为0.607g/㎡,夏季平均值为0.488 g/㎡。茅叶荩草群落氮的吸收量冬季平均值为2.540 g/㎡,夏季平均值为7.261g/㎡,磷的吸收量冬季平均值为0.165g/㎡,夏季平均值为0.257g/㎡。
不同季节土壤有效氮,尤其是硝态氮含量季节差异显著,两群落夏季均显著低于冬季。土壤有效磷浓度季节差异没有表现出差异的显著性。芦苇群落土壤有效氮含量显著低于茅叶荩草群落。土壤有效磷浓度没有表现出植被间差异的显著性。河岸带植被地上部分以及地下部分的氮、磷含量两群落季节差异均显著。
按照本次实验调查所得数据的最低平均值来推算,仅以植物吸收一项,每公顷的芦苇群落可以吸收36.85kg氮,4.88kg磷,每公顷的茅叶荩草群落可以吸收25.4kg氮,1.65kg磷。在永定河河岸带植被破坏严重的情况下,河岸带植被还能有效地吸收氮、磷,显示了河岸带湿地植被保护河水水质的效能和保护恢复河岸带湿地生态系统的重要性。