鄱阳湖枯水季湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征及其影响因素

摘要

[目的]探讨湿地土壤营养元素生态化学计量特征及其影响机制有助于深入了解土壤养分循环过程及其内部驱动机制。[方法]以江西鄱阳湖国家级自然保护区内蚌湖（半控湖）和泗洲头（开放水域）湿地为研究对象，基于相关性分析和结构方程模型（structural equation model, SEM）研究2017—2019年表层土壤在不同水位高程梯度下碳、氮、磷生态化学计量特征及其关键影响因子。[结果]蚌湖湿地土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和全磷（TP）质量分数平均值（9.33、1.18、0.43 g/kg）显著高于泗洲头湿地SOC、TN和TP质量分数平均值（2.65、0.31、0.19 g/kg）(p<0.05)，在相同水位高程梯度下均未随着年份变化而显著变化（p>0.05）。蚌湖湿地土壤C∶N平均值（9.24）显著低于泗洲头湿地（10.19），但C∶P、N∶P平均值（53.18、6.23）显著高于泗洲头湿地（40.90、4.05）(p<0.05)。蚌湖和泗洲头湿地土壤C∶N未受到水位高程梯度的显著影响（p>0.05）,C∶P和N∶P随着水位高程梯度的增加呈递增到递减的变化趋势，且相同水位高程下蚌湖C∶P随年份的变化发生显著变化（p<0.05）。蚌湖和泗洲头C∶P和N∶P均与地上生物量（AGB）、电导率（EC）呈显著正相关，与pH呈显著负相关（p<0.05）。湿地土壤碱解氮（AN）、氨态氮（NH₄⁺-N）和AGB对蚌湖和泗洲头湿地土壤生态化学计量值产生直接影响，同时蚌湖土壤生态化学计量值还受土壤体积质量（BD）和pH的直接影响，泗洲头土壤生态化学计量值还受土壤水分体积分数（SWC）和EC的直接影响。蚌湖土壤中AGB为C∶N的关键影响因子，AN为C∶P和N∶P的关键影响因子；泗洲头土壤中NH₄⁺-N是C∶N的主控因子，同时AGB也是泗洲头湿地C∶P和N∶P的关键影响因子。[结论]鄱阳湖湿地植被生物量和土壤氮素对土壤碳氮磷生态化学计量特征具有重要影响，具有半控湖特征的蚌湖湿地土壤碳氮磷生态化学计量值主要受AGB和AN的影响，而开放水域泗洲头主要受NH₄⁺-N和AGB的影响，未来可考虑通过湿地植被恢复与重建技术模式促进鄱阳湖湿地生态恢复与保护。

关键词

鄱阳湖湿地 / 枯水季 / 生态化学计量特征 / 影响因素 / 结构方程模型