全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 增刊
, , 一
兴安落叶松一泥炭醉沼泽泥炭中微量元
素含量及其变化规律 ‘
张桂荣 杨令宾
东北师范大学地理系 , 长春
甘树才 陈 博
郎惠卿 范黎明 田 尚衣
长春地质学院 , 长春
【摘要 】 研究结果表明 , 兴安落叶松一泥炭鲜沼泽泥炭中有 种微量元素对植物生长影响
较大 , 其含量顺序为 这些元素在泥炭层 中的分布具有明显的时空
变化规律
关键词 泥炭 微量元素
一 碑
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, ,
一
,
引 言
泥炭中微量元素的研究国内外报导较
少 , 特别是在国 内用二 阶灰色 系统模型 尚
未见报道 笔者于 一 年对小兴安
岭伊春林 区汤北和汤洪岭林场的贫营养型
兴安落叶松 一泥炭鲜群落 中泥炭层 微量 元
素的含量及特征进行 了初步研究 , 旨在揭
示其特征与时空变化规律
自然概况和研究方法
自然概况
研究地 区位于小兴安岭东段 , ‘ 一
‘ , ’ ‘ 一 ’ ‘ 之间 , 系黑龙江省伊春林
区汤北和汤洪岭林场的贫营养型沼 泽 该 区属 温
带湿润季风气候 , 冬季严寒而漫长 , 夏季暖湿而短
暂 年均气温 一 。 ℃ , 年平均降水量为
一 川 、, 干燥度
· 。一 。 , 沼泽地表常年积
水 土壤为泥炭土 , 长期处于嫌气条件 , 植物残体
在土壤中呈半分解状态 , 逐渐积累形成泥炭层 , 微
生物活动微弱 , 泥炭层的厚度为 一 以汤
北林场南 沟谷 中的泥炭土剖面为例 , 。一
为活泥炭鲜 一 为泥炭鲜泥炭 , 棕黄
色 , 极湿 , 分解度 , 植物残体为泥炭鲜组合
一 为木本 、 草本泥炭 , 褐色 , 湿 , 分解度为
一 , 植物残体为木本 、 草本组合 以下
为永冻层 , 以下为灰色亚粘土组成的潜育
层
植物群落可分乔木层 、 小灌木层和泥炭鲜地
被层 层 , 种类较少 , 群落结构 简单 乔木层 中生
长 有稀疏的兴安落叶松 “ , , 树木矮
小 , 枯稍 , 叶小早落 , 不 开花结 实 , 俗称 “ 小老头 ”
树 小灌木层 中生长有狭 叶杜香 战 , ‘ 户
, 国家 自然科学基金资助项 目
年 月 日收到 , 年 月 日改回
应 用 生 态 学 报 卷
,
、甸杜 户 伙
和笃斯越桔 。二 以 , 其 中狭叶杜
香为优势种 , 甸杜为特征独 , 它们在本群落 中开
花 、结实 , 完成整个发育周期
、
泥炭辞种类较多 , 有 中位泥炭辞 加
、 白齿 泥 炭 鲜 二 沙 。
和泥炭辞 人 。。 , 盖度大 , 达
。 , 形成致密的地被层和泥炭辞醉丘
、
研究方法
于 一 年在汤北林场建立小气候定
位观测点和植物群落的固定样地 、辅助样地 每年
月初 一 月末 植物生长季节 进行小气候 、 沼泽
水位 、 植物生态的观测以及生物量的测定 , ,
, ‘ 幻 ,
定期定位采集水 、 土壤和植物样品 , ,
·
, 〕, 并按泥炭
土的深度 一 、 一 和 一 取样 , 共
表 泥炭中主要微 元紊含 ,
砒 讲
一
取土样 个 将野外采集的样品于室 内风干或
低温 一 ℃ 烘干 拌匀 , 碎样 , 灼烧 , 将其灰分
用 一 等离子体原子发射光谱法进行全量
测定微量元素 , 标样参照物为 厂 有效 、
、 、 、 。 元素用二乙三胺五醋酸 浸
提 , 原子吸收分光光度计测定
结果与讨论
空间规律
本群落泥炭土各层组成物质不同 , 一
。。 为活鲜层 一 为 泥炭辞泥炭
层 一 为木本 、 草本泥炭层 由于
各泥炭层分解度不同 , 其组成物质也不同 ,
主要微量元素在泥炭中含量亦不同 表
全量 有 效一︸一︸
。
﹃
。
一︸
深 度
〕
泥炭类型
一 活泥炭醉
、
一 泥炭辞泥炭
卯
一 木本 、 草本泥炭 ‘
, 样品数 ‘ 个 , 相对标准偏差士 士
微量元素含量在泥炭中呈 明显的垂直
·
随地表通流带来的矿物质营养元素首先补
分布 , 总趋势为随着剖面深度增加而含量 充到土壤表面 , 加之有机质对元素有较强
减少 活薛层除 和 。 外 , 其他元素比泥 的吸附作用 , 上层元素含量较多
炭层含量多 图 木本 、草本泥炭位于下层富营养型泥
炭 , 元 素含量应 比泥炭鲜泥炭含量高 但
是 , 由于该层 以下为永冻层 , 大部分
土壤被冻结 , 仅有 一 左右的泥炭层
于夏季融化 由于地温低 , 含水量较大 , 通
气不 良 , 微生物生活繁殖能力极弱 , 故此层
元素含量较少
上述空间迁移特征及变化规律可用二
阶灰色系统 加 以说明 , 即其 内部变化机
制可表述为
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一
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一一
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一
,
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,
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图 泥炭层主要微量元素垂直分布 一
讲
由图 可见 , 泥炭醉层接近地表 , 水
热 、通气状况较好 , 微生物活动较强 , 同时
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增刊 张桂荣等 兴安落叶松一泥炭辞沼泽泥炭中微量元素含量及其变化规律
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式中 , 为土层深度 , 为元素含量值
由上式可知 , 各元素的空 间变化规律
非线性特征明显 , 说 明元素在系统 内的迁
移变化很复杂 各主要微量元素在泥炭土
不同层次中随季节有明显的变化 图
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图 各泥炭层 中 的月变化 一
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月 卜 、
图 各泥炭层中 的月变化 一
从图 可知 , 由于 月份是雨热同季 ,
微量元素释放量较多 , 各层 含量明显增
加 , 受淋溶作用影响 , 上下层之间元素含量
差异较大 , 下层 泥 炭 中的 含量高于上
层
由图 可知 , 溶 解 度较 大 , 易淋
溶 受淋溶作用影响 , 上层 含量较少 ,
下层含量显著增多
时序规律
由于各泥炭层物质组成不同和受气候
影响 , 微量元素含量随季节变化而异 对
一 月泥炭土的测试分析表 明 , 微量元素
含量的时序变化规律较明显 图
、一 一 —
月 一、
图 各微量元素含量月变化 一
相对标准偏差士 写 士
从 图 可见 , 泥炭土 中各主要微量元
素含量因受气候影响而有 明显变化 因为
月份既是雨热 同季 , 有利于微生物活 动
和元素迁移 , 又是植物茎和 叶生长繁茂时
期 , 需要大量的养分 因此 、 、 含量
较多 , 和 相对少 , 说明微量元素的时
间分布除受环境条件影响外 , 与植物发育
应 用 生 态 学 报 卷
期间吸收养分的变动性有一定关系
种微量元素含量的变化规律有 种
类型 , 即以 为代表的呈单峰型 图 和
以 为代表的呈双峰型 图
为揭示 种微量元素在 一 月的迁
移转化规律 , 选用了 种数学模型上机优
选 , 最后得到其变化规律的定量模式
一 一 一
一
一
一
·
一 一
各模型中 , 为元素含量值 , 为时间
各模型 中相关系数均大 于 一
和 的 值 一 从上述模 型 可
知 , 主要微量元素随时间变化一般均为非
线性的 , 且都表现为抛物线的特征 , 即有极
大值存在 , 以极大值所对应的时间为转换
点 , 各元素的数值发生递减 , 这种变化充分
地反映了各元素的时序动态特征
时空变化规律
在研究主要微量元素的时 、 空变化规
律的同时 , 还对其三维特征进行 了初步探
讨 , 并提 出了拟合 时空变化属性的时空
趋势面模式
一 关 一
,
模 型 的 显著性检验值 拟 合指数为
, 即拟合误差在 以下 , 说明可用
它来拟合 的时空变化特征 , 此研究 目前
在国 内尚属首例 该模型为深入探讨造成
泥炭层中微量元素迁移规律的原因提供了
科学依据 同时 , 也为研究泥炭中元素数值
特征的方法进行了初步尝试
结 论
本群落泥炭土 中微量元素有 余
种 , 其 中对 植 物 生 长 影 响 较大 的有 、
、 、 、 等 种 它 们在泥炭层 中的
含量特点 明显 , 规律 为
由于泥炭 中各层的组成物质不 同和
受气候与永冻层的影响 , 种主要微量元
素含量的垂直分布有明显 的成层性 , 可用
二阶灰色系统来描述
受气候影响 , 种微量元素的时序规
律 明显 , 迁移转化规律均为非线性的抛物
线型特征 表现形式是 以 为代表的呈单
峰型 , 以 为代表的呈双峰型
参考文献
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究 陕西人民出版 , 西安 , 一
中国地理学会化学地理专业委员会编 化学地
理研究文集 科学出版社 , 北京 , 一
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南
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