全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５０４０１ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
杨予静，李昌晓，马朋．三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究．草业学报，２０１５，２４（４）：１１１．
ＹａｎｇＹＪ，ＬｉＣＸ，ＭａＰ．ＮｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｉｌｓｕｎｄｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｕｒｂａｎｈｙｄｒｏｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｂｅｌｔｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒ
Ｒｅｇｉｏｎ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（４）：１１１．
三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究
杨予静，李昌晓，马朋
（西南大学生命科学学院，三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆４００７１５）
摘要：为研究三峡水库城区消落带人工植被种植后，经不同淹水时间土壤的化学特性变化规律，及探讨城区消落带
植被重建对库区水质的潜在影响，分别对２０１２年６月、２０１３年３月、２０１３年５月、２０１３年７月、２０１３年９月城区消
落带扁穗牛鞭草（Ｈｃ）、狗牙根（Ｃｄ）、小巴茅（Ｓｓ）和裸地土壤的ｐＨ值和养分含量进行了调查研究。结果表明，植被
类型对土壤ｐＨ值、碱解氮（ＡＮ）、有效磷（ＡＰ）、全磷（ＴＰ）含量有显著影响。综合而言，与裸地相比，人工草本植被
土壤ｐＨ值和养分含量无显著差异。该区土壤ｐＨ值在６．５～８．５间波动。不同淹水时间的城区消落带土壤营养
元素含量间存在较大差异。随取样时间的延长，裸地和人工植被土壤ｐＨ值、有机质含量呈波动变化。ＡＮ含量在
２０１３年３月、２０１３年９月消落带刚开始落干时较高。然而，ＡＰ含量在２０１２年６月最大，此时，裸地、扁穗牛鞭草、
狗牙根、小巴茅土壤ＡＰ含量分别为（２．６２±０．３０），（３．９２±０．３４），（１．０８±０．１６），（１．２４±０．０６）ｍｇ／ｋｇ。土壤全
磷、全钾含量则在研究后期有所增加。研究表明，除地表植被、水文因素外，城市污水排放、强烈人为干扰、地表径
流带来的点／面源污染等也影响该城区消落带土壤营养元素含量。对于三峡库区长江重庆主城区河段而言，由人
工草本植被构建造成的水体富营养化程度有限。
关键词：城区消落带；人工植被构建；土壤养分含量；三峡库区　　
犖狌狋狉犻犲狀狋犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狅犻犾狊狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犵狉犪狊狊狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犻狀狋犺犲狌狉犫犪狀犺狔犱狉狅犳犾狌犮狋狌犪
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ＹＡＮＧＹｕＪｉｎｇ，ＬＩＣｈａｎｇＸｉａｏ，ＭＡＰｅｎｇ
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犔犻犳犲犛犮犻犲狀犮犲狊，犛狅狌狋犺狑犲狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犳狅狉狋犺犲犈犮狅犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋狅犳狋犺犲犜犺狉犲犲犌狅狉犵犲狊犚犲狊犲狉狏狅犻狉犚犲犵犻狅狀狅犳
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Ｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｔａｋｅｎｆｒｏｍ犎犲犿犪狉狋犺狉犻犪犮狅犿狆狉犲狊狊犪，犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀ａｎｄ犛犪犮犮犺犪狉狌犿狊狆狅狀狋犪狀犲狌犿ｃｏｍｍｕ
ｎｉｔｉｅｓ，ａｎｄｆｒｏｍｎｏｎｖｅｇｅｔａｔｅｄａｒｅａｓｉｎａｈｙｄｒｏｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｂｅｌｔｌｏｃａｔｅｄｉｎｄｏｗｎｔｏｗｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，ｉｎＪｕｎｅ２０１２，
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ｇｅｎ（ＴＮ），ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＴＰ）ａｎｄｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍ（ＴＫ）．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
第２４卷　第４期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年４月
Ａｐｒｉｌ，２０１５
收稿日期：２０１４０９１５；改回日期：２０１４１１２４
基金项目：重庆市自然科学基金重点项目（ＣＳＴＣ２０１３ＪＪＢ００００４），中央高校基本科研业务费专项资金（ＸＤＪＫ２０１３Ａ０１１），中央财政林业科技推广
示范项目（渝林科推［２０１４１０］），国家留学回国人员科研启动基金（教外司留［２０１０１５６１］）和国家林业公益性行业科研专项
（２０１００４０３９）资助。
作者简介：杨予静（１９８８），女，湖北武汉人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｕｊｉｎｇ８８０９＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｃｈａｎｇｘ＠ｓｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｓｏｉｌｐＨｖａｌｕｅｓａｎｄＡＮ，ＡＰａｎｄＴＰｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｔｅｓｔｅｄ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｓｗｉｔｈｏｕｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｏｓｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，
ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓｏｉｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇｄｕｒａｔｉｏｎｓ．ｐＨｖａｌｕｅｓａｎｄＯＭｃｏｎｔｅｎｔｓｆｌｕｃ
ｔｕａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＳｏｉｌｐＨｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ６．５ｔｏ８．５．ＡＮｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｅｒｉｎ
ＭａｒｃｈａｎｄＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１３，ｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｄｒｏｐｐｅｄ，ｗｈｉｌｅｍａｘｉｍｕｍＡＰｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎＪｕｎｅ
２０１２．Ａｔｔｈａｔｔｉｍｅ，ＡＰｃｏｎｔｅｎｔｓｕｎｄｅｒｂａｒｅａｒｅａｓ，犎．犮狅犿狆狉犲狊狊犪，犆．犱犪犮狋狔犾狅狀，ａｎｄ犛．狊狆狅狀狋犪狀犲狌犿 ｗｅｒｅ
（２．６２±０．３０），（３．９２±０．３４），（１．０８±０．１６），ａｎｄ（１．２４±０．０６）ｍｇ／ｋｇｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴＰａｎｄＴＫｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎ
ｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｌａｔｅｒｐｈａｓｅｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ｂｅｓｉｄｅｓｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ
ｆａｃｔｏｒｓ，ｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ｈｕｍａｎｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｎｄｐｏｉｎｔｏｒｎｏｎｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｕ
ｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｓｕｒｆａｃｅｒｕｎｏｆｆｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｓｏｉｌｐＨａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｓ．ＦｏｒｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇｕｒｂａｎａｒｅａｓ
ｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＲｅｇｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｒｉｓｋｏｆｗａｔｅｒｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｅｓ
ｍｉｇｈｔｂｅｌｏｗｅｒ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｕｒｂａｎｈｙｄｒｏｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｂｅｌｔ；ｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ；ｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓ；ＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒｒｅｇｉｏｎ
河岸带作为陆地和水体之间的生态交错区，在提高水质、控制洪水、减缓水土流失等方面具有重要作用［１２］。
河岸生态系统这些服务功能的正常发挥与其拥有的健康的河岸植被密不可分。然而，强烈的人为干扰（如森林砍
伐、农耕、过度放牧、建坝等）将导致河岸植被的退化和丧失［３］，进而影响到河岸生态系统服务功能的正常发挥。
三峡工程蓄水水位在２０１０年１０月首次达到１７５ｍ后，每年在库周形成垂直落差达３０ｍ的三峡库区消落带［４］。
该区物质交换较频繁，对灾害的承受限度低［５］，特别是分布在长江三峡干支流上的区、市、县驻地城市附近的，受
城市内的密集人口和产业影响的城区消落带。它与城市在空间上联系紧密，人口、产业密集，下接水体，是城市与
水库水体的连接地带［６］，不仅承担着生态景观、休闲游憩的功能，也是城市陆域与水域之间重要的生态屏障［７］。
其生态环境易遭受破坏，影响城市景观，威胁城市环境卫生、水库水质安全［８］。进行植被恢复和重建已成为三峡
库区消落带的研究热点之一［９］。
具有过滤、缓冲、调节、充当生物营养库等多项功能的土壤是消落带生态服务功能得以有效发挥的基础和前
提［１０１１］。通过研究消落带土壤特性，尤其是土壤的营养元素含量，有助于研究土壤－水体之间的物质交换过程。
研究植被重建后消落带土壤养分含量，旨在说明植被重建后，与水体物质交换密切的消落带土壤对库区水体营养
成分含量的贡献潜力，从而为消落带植被重建提供理论依据。针对三峡水库消落带土壤的研究，一方面，国内外
已开展大量关于库区水位１７５ｍ之前（即２０１０年１０月之前）的消落带土壤特性的研究。研究表明，水分对土壤
形成具有较大的影响，周期性库水涨落促进了消落区母岩风化成土的进度，有利于土壤团聚体的形成；水体中的
氮、磷营养元素经土壤吸附转化后可增加土壤中养分的含量，在一定程度上提高土壤的肥力；但各种污染物在土
壤中的积累达到一定数量时，便引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，造成土壤污染；而土壤淹没对消落区水
环境的影响则主要表现为土壤物质溶出造成水质下降［１２１３］。另一方面，对水位达到１７５ｍ后（即２０１０年１０月之
后）三峡水库消落带土壤性质的研究较少［１４１５］，且研究内容已由对单纯的裸地土壤性质的研究转移到植被修复后
消落带土壤的研究。其中，Ｙｅ等［１６］发现，植被构建初期，随着时间的延长，消落带土壤无机氮含量显著下降，与
草本、乔木土壤相比，灌木土壤具有较高的有机质、无机氮含量和氮素的硝化、矿化速率；与自然恢复样地土壤相
比，人工植被土壤有较高的有机质和硝态氮含量、较低的土壤ｐＨ值、容重和全钾含量［１７］。然而，以上关于消落
带植被构建后土壤的研究侧重于不同生活型植物土壤氮素的转化过程，或比较人工植被构建与自然修复对土壤
性质的影响。但消落带土壤性质因植被类型、土壤基质、水文条件等而具有时空变异性［１６１８］，且土壤养分还包括
除氮素以外的营养元素含量。为全面评价植被重建后消落带土壤养分状况，有必要进行不同地段消落带人工植
被土壤养分含量的全面研究。此外，植被重建后，同一人工植被土壤经不同淹水－落干时间的养分含量是否具有
差异性，即淹水水溶或库区水体对人工植被土壤营养元素的搬运作用还不得而知。
２ 草　业　学　报 第２４卷
扁穗牛鞭草（犎犲犿犪狉狋犺狉犻犪犮狅犿狆狉犲狊狊犪）、狗牙根（犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀）、小巴茅（犛犪犮犮犺犪狉狌犿狊狆狅狀狋犪狀犲狌犿）等草本
植物具有护岸、水土保持等特征，已被筛选为三峡水库消落带植被修复与重建的常用种［１９２１］，但对消落带栽植这
些草本后的土壤性质少有研究。由于库区水位已达１７５ｍ，且前人已开展大量水库水位在１７５ｍ之前的研究，故
本文侧重于研究１７０ｍ以上消落带扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅等人工草本植被生长的土壤的性质，拟解决科学
问题：消落带种植扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅等草本植物后，经不同淹水时间的土壤养分含量变化规律如何，以
及在水文变化下，消落带植被重建后有植被生长的土壤与未进行植被恢复的土壤养分含量之间是否存在差异，旨
在从提高土壤肥力、减少土壤向库区水体释放氮、磷等营养元素的角度出发，探讨三峡水库消落带植被重建的积
极意义。为此，本文选取２００９年实施植被重建的重庆城区消落带作为研究区域。由于该区水位变化较频繁，土
壤为冲积沙土，所含黏粒较少，故作出假设：总体上，水位变动后，人工植被土壤与裸地土壤营养元素含量之间差
异较小，表现出一定的均质性。
１　材料与方法
１．１　研究区域概况
本研究区域位于重庆江北区嘉陵江与长江干流交汇处（１０６°３４′４７″－１０６°３４′４８″Ｅ，２９°３４′２２″－２９°３４′２５″Ｎ），
江岸线全长６６０余米，最宽处约７０ｍ，海拔为１７２～１７６ｍ［２２］。属四川盆地热带季风湿润气候，气候温和，雨量充
沛，四季分明。年均降雨量为１０８５．３ｍｍ，历年平均相对湿度为７９％，日照时数１２４３．８ｈ。常年平均风速１．３
ｍ／ｓ，平均雾日数６９．３ｄ。海拔１７６ｍ高程土壤基质以建筑废弃物、砾石和沙为主，人工机械压实，土壤瘠薄，保
水能力极差；海拔１７５ｍ以下消落带土壤基质以沉积泥沙为主，亦有少量建筑废弃物和砾石，土壤条件中等，属
回水区，可沉积泥沙。多为淤积泥土或沙土生境。消落带自然植被主要由灌丛和草丛组成，植物群落主要沿着湿
度梯度方向空间分布。由高到低依次分布着一年生草本植物群落、低矮的草丛，常见优势种为扁穗牛鞭草、双穗
雀稗（犘犪狊狆犪犾狌犿狆犪狊狆犪犾狅犻犱犲狊）、狗牙根等。高草与灌木形成的多种灌－草丛类型，如卡开芦（犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊犽犪狉
犽犪）、小芭茅、秋华柳（犛犪犾犻狓狏犪狉犻犲犵犪狋犪）、小!木（犛狑犻犱犪狆犪狌犮犻狀犲狉狏犻狊）等。灌丛，如小!木、中华蚊母（犇犻狊狋狔犾犻狌犿
犮犺犻狀犲狀狊犲）、多花蔷薇（犚狅狊犪犿狌犾狋犻犳犾狅狉犪）、山麻杆（犃犾犮犺狅狉狀犲犪犱犪狏犻犱犻犻）等。常年洪水线附近的河岸林带，主要由枫
杨（犘狋犲狉狅犮犪狉狔犪狊狋犲狀狅狆狋犲狉犪）、垂柳（犛犪犾犻狓犫犪犫狔犾狅狀犻犮犪）、刺桐（犈狉狔狋犺狉犻狀犪狏犪狉犻犲犵犪狋犪）等组成。
嘉陵江重庆段每年７－９月为洪水期，洪水水位一般年份接近１８０ｍ高程（图１）。每年９月起，水库蓄水，库
前（长江重庆主城区河段）水位由１７０ｍ不断上涨，至１２月可达１７５ｍ以上；次年３月，为使汛期水库水位降至防
洪限制水位１４５ｍ运行，水位逐渐下降。每年汛期，在嘉陵江上游大量降水，而长江上游降水少的情况下，研究
区域水位暴涨，水流流速加快。上游洪峰过境后，水位下降，导致６－８月三峡库区长江重庆主城区河段水位变动
较大，研究区土壤干湿交替频繁。尤其是２０１２年夏季该河段最高水位达１８６．７６ｍ，除少数几天外，研究区域
（１７２～１７６ｍ）始终处于水淹。三峡库区正式蓄水后，研究区域１７２ｍ海拔区域全年淹没时间最长可达１７０ｄ。
为进行三峡库区消落带生态恢复，在重庆市科学技术委员会项目支持下，于２００９年在重庆江北嘴大剧院消
落带区域构建示范基地，当年种植扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅等草本植物，现已在海拔１７２～１７６ｍ形成由这些
物种构成的单一或复合群落。
１．２　实验设计与样品采集
采样点位于重庆江北嘴大剧院消落带植被重建示范基地，地处重庆主城核心区（江北区），与渝中半岛解放碑
朝天门（渝中区）、弹子石（南岸区）构成“金三角”，是重庆主城区核心区域，周边经济发展迅速（图２）。分别于
２０１２年６月（Ｔ１）、２０１３年３月（Ｔ２）、２０１３年５月（Ｔ３）、２０１３年７月（Ｔ４）、２０１３年９月（Ｔ５）进行野外调查取样。
每次取样时，在长江干流沿岸１７２～１７５ｍ海拔段，分别选取由扁穗牛鞭草（Ｈｃ）、狗牙根（Ｃｄ）、小巴茅（Ｓｓ）构成的
单一植物群落样地各３块，每块样地大小设置为５ｍ×５ｍ。每块样地内按梅花形设置５个重复取样点，将每块
样地的０～２０ｃｍ土层土壤样品按四分法混合带回实验室。用ＩＱ１５０土壤原位ｐＨ 计（ＩＱＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ）测定土壤ｐＨ值。每次取样时，均设置无植物生长的裸地（ＣＫ）作为空白对
照，采样方法同上。本研究共采集６０份土样以供分析。
３第４期 杨予静　等：三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究
图１　２０１１年５月至２０１３年１０月三峡库区长江重庆主城区河段水位变化
犉犻犵．１　犠犪狋犲狉犾犲狏犲犾犮犺犪狀犵犲狅犳狋犺犲狉犻狏犲狉犻狀犆犺狅狀犵狇犻狀犵犿犪犻狀犮犻狋狔狕狅狀犲狅犳狋犺犲犜犺狉犲犲犌狅狉犵犲狊
犚犲狊犲狉狏狅犻狉狉犲犵犻狅狀犳狉狅犿犕犪狔２０１１狋狅犗犮狋狅犫犲狉２０１３
　
１．３　土壤养分含量的测定
图２　城区消落带样地分布示意图
犉犻犵．２　犛犪犿狆犾犻狀犵狆犾狅狋狊犻狀狋犺犲狌狉犫犪狀犺狔犱狉狅犳犾狌犮狋狌犪狋犻狅狀狕狅狀犲
将风干后的土样粉碎、过筛，用于土壤有机质
（ＯＭ）、碱解氮（ＡＮ）、有效磷（ＡＰ）、速效钾（ＡＫ）、全
氮（ＴＮ）、全磷（ＴＰ）、全钾（ＴＫ）含量的测定。ＯＭ 含
量测定采用重铬酸钾氧化－外加热法，ＴＮ测定采用
全自动凯式定氮仪（瑞士 Ｂｕｃｈｉ公司生产的 Ｄｉｓｔｉｌ
ｌａｔｉｏｎＵｎｉｔＢ３２４），ＡＮ测定采用碱解扩散法，土壤磷
含量采用钼锑抗比色法，土壤钾含量采用原子吸收光
谱仪（美国ＰＥ公司生产的ＡＡ８００）［２３］。
１．４　统计分析
采用重复测量方差 分析 （Ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ
ＡＮＯＶＡ）分析人工植被类型、取样时间及其交互作用
对城区消落带土壤ｐＨ值和养分含量的影响，用Ｄｕｎ
ｃａｎ法进行多重比较（犘＜０．０５）。由于消落带土壤随
时间具有较大变异性，特别是城区消落带夏季水位升降变化更加频繁（图１），因此，为使相同的水文变化条件下，
人工植被构建后的消落带土壤与未进行人工植被构建的消落带土壤ｐＨ值和养分含量之间的差异性更加清楚明
确，本研究弱化具体的人工植被类型和时间因素，用犜检验揭示人工植被土壤和裸地土壤养分含量的差异性。
采用Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析法考察土壤ｐＨ值和养分含量间的相关性。
表１　植被类型、取样时间及其交互作用对土壤狆犎值及养分含量影响的重复测量方差分析结果
犜犪犫犾犲１　犚犲狊狌犾狋狊狅犳狋犺犲狉犲狆犲犪狋犲犱犿犲犪狊狌狉犲狊犃犖犗犞犃犳狅狉狊狅犻犾狆犎狏犪犾狌犲犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋狊
项目Ｉｔｅｍ
植被 Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
犉 犘
时间 Ｔｉｍｅ
犉 犘
植被×时间 Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ×ｔｉｍｅ
犉 犘
ｐＨ值ｐＨｖａｌｕｅ ４．６７１ ０．００７ ５０．５８２ ＜０．００１ １．９５２ ０．０５７
有机质含量Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（ＯＭ） ２．３３８ ０．０８８ ７．１６８ ＜０．００１ １．０８５ ０．３９８
碱解氮含量Ａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ（ＡＮ） ２．９２６ ０．０４５ １２．５７７ ＜０．００１ ２．１６１ ０．０３４
有效磷含量Ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔ（ＡＰ） ２１．９８４ ＜０．００１ １３１．５２９ ＜０．００１ ２１．４６５ ＜０．００１
速效钾含量Ａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔ（ＡＫ） ０．３３０ ０．８０４ １３．１２４ ＜０．００１ ２．４９６ ０．０１５
全氮含量Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ（ＴＮ） １．３５１ ０．２７２ １２．９１１ ＜０．００１ ２．３４４ ０．０２２
全磷含量Ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔ（ＴＰ） ３．１５８ ０．０３５ １２．３０７ ＜０．００１ １．７８２ ０．０８５
全钾含量Ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔ（ＴＫ） １．７２６ ０．１７７ ４１．７７８ ＜０．００１ ３．７８４ ＜０．００１
４ 草　业　学　报 第２４卷
２　结果与分析
２．１　不同样地土壤养分含量的差异性
植被类型仅对研究区域土壤ｐＨ值、ＡＮ、ＡＰ、ＴＰ含量有显著影响，时间对所测的全部土壤性质有极显著影
响，而两者的交互作用对除ｐＨ值、ＯＭ、ＴＰ含量外的土壤特性影响显著（表１）。３种人工草本的土壤ｐＨ值间无
显著差异，但显著高于对照土壤（图３ａ）。与裸地土壤相比，扁穗牛鞭草和狗牙根土壤ＡＮ含量显著增加，与小巴
图３　不同植被类型土壤狆犎值和养分含量的比较（平均值±标准误）
犉犻犵．３　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狊狅狀狊狅犻犾狆犎狏犪犾狌犲犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀狊（犿犲犪狀±犛．犈．）
　数据表示所有采样时期的平均值。人工植被土壤性质的平均值为３种人工植被土壤特性的平均值（狀＝４５）。不同字母表示不同样地间土壤性质
差异显著。ｎｓ：经犜检验，人工植被土壤性质与裸地土壤间无显著差异。Ｔｈｅｍｅａｎｗａｓｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｃｅｒｔａｉｎｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｔｔｈｅｆｉｖｅｓａｍ
ｐｌｉｎｇｄａｔｅｓ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｆｏｒｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｗａｓｔｈｅｍｅａｎｏｆｔｈｅｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｔｆｉｖｅｓａｍｐｌｉｎｇｄａｔｅｓ（狀＝４５）．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓ
ｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｓ．ｎｓ：Ｍｅａｎｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙ犜ｔｅｓｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｅｓａｎｄｕｎｐｌａｎｔｅｄｓｏｉｌ．ＣＫ：裸地Ｂａｒｅｌａｎｄ；Ｈｃ：扁穗牛鞭草 犎．犮狅犿狆狉犲狊狊犪；Ｃｄ：狗牙根犆．犱犪犮狋狔犾狅狀；Ｓｓ：小巴茅犛．
狊狆狅狀狋犪狀犲狌犿．
５第４期 杨予静　等：三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究
茅土壤ＡＮ含量的无显著差异形成对比（图３ｃ）。扁穗牛鞭草土壤ＡＰ含量显著高于裸地，其余两种草本植物土
壤ＡＰ含量与裸地相比分别无显著差异（图３ｄ）。与之形成鲜明对照的是，各人工植被土壤ＴＰ含量均较裸地低，
但仅扁穗牛鞭草和狗牙根土壤达显著，分别是裸地土壤的８１．４２％与７７．８３％（图３ｇ）。经犜检验综合分析发现，
各植被土壤养分含量平均值与裸地间差异不显著（犘＞０．０５，图３）。
２．２　植被重建后经不同淹水时间土壤的养分含量
研究期间，重庆江北嘴大剧院消落带土壤呈中性或弱碱性（ｐＨ，６．５～８．５），裸地、扁穗牛鞭草、狗牙根土壤
ｐＨ 值随时间的延长呈现出“降－升－降”的变化趋势，与小巴茅土壤的波动变化形成对比（表２）。各样地土壤
表２　植被重建后经不同淹水时间土壤的狆犎值和养分含量（平均值±标准误）
犜犪犫犾犲２　犛狅犻犾狆犎狏犪犾狌犲犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狋犻犿犲狊犪犳狋犲狉狉犲狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀（犿犲犪狀±犛．犈．）
土壤性质
Ｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
植被类型
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅ
２０１２年６月
Ｊｕｎ２０１２
２０１３年３月
Ｍａｒ２０１３
２０１３年５月
Ｍａｙ２０１３
２０１３年７月
Ｊｕｌ２０１３
２０１３年９月
Ｓｅｐ２０１３
土壤ｐＨ值 裸地ＣＫ ８．３７±０．０６ａ ７．３６±０．０８ｃ ７．９２±０．０６ｂ ７．０６±０．０２ｃｄ ６．８８±０．２３ｄ
ＳｏｉｌｐＨｖａｌｕｅ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ８．１３±０．１０ａ ７．８０±０．０８ｂ ７．９６±０．０５ａｂ ７．５２±０．０４ｃ ７．３０±０．０１ｄ
狗牙根Ｃｄ ８．２７±０．１２ａ ７．５９±０．３０ｂ ８．１６±０．１１ａ ７．４１±０．１５ｂ ７．１８±０．０６ｃ
小巴茅Ｓｓ ８．３５±０．０２ａ ７．５３±０．１５ｂ ８．０４±０．０４ａ ７．４０±０．１６ｂ ７．６３±０．１７ｂ
土壤有机质含量 裸地ＣＫ ３．１４±０．２２ａｂ ２．６９±０．４６ａｂ ４．００±０．５４ａ ２．１８±０．０８ｂ ４．２８±１．０８ａ
ＳｏｉｌＯＭｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ４．７２±０．１７ａ ２．１４±０．１９ｂ ４．１７±０．４２ａ ３．４９±０．５９ａｂ ３．３６±０．４８ａｂ
（ｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ６．７３±２．２８ａ ３．３５±０．２２ｂ ５．４９±０．１６ａ ２．５９±０．７９ｂ ４．５７±０．９７ａ
小巴茅Ｓｓ ６．２５±１．７３ａ ２．０２±０．２４ｂ ２．９８±０．７８ａｂ ２．１９±０．５３ｂ ３．７６±０．９１ａ
土壤碱解氮含量 裸地ＣＫ ２５．６４±２．００ｂ ３９．８７±７．５５ａｂ ４８．７７±６．５７ａｂ ４０．４８±１．４０ａｂ ５３．５３±７．８０ａ
ＳｏｉｌＡＮｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ４５．４０±３．７９ａｂ ４２．７９±３．８６ｂ ５０．９３±５．１３ａｂ ４２．０３±７．４４ｂ ６５．５５±１０．４８ａ
（ｍｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ４０．６６±５．５０ｂ ６７．０４±４．３３ａ ４３．９５±１．３１ｂ ４１．８２±１．６４ｂ ６４．５３±５．２７ａ
小巴茅Ｓｓ ４５．６６±７．９３ｂ ４０．４４±４．７４ｂ ３６．９３±６．１７ｂ ３６．４１±５．５８ｂ ７２．３１±２．７４ａ
土壤有效磷含量 裸地ＣＫ ２．６２±０．３０ａ ０．２２±０．０３ｂ ０．１６±０．０１ｂ ０．１８±０．０１ｂ ０．４６±０．０３ｂ
ＳｏｉｌＡＰｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ３．９２±０．３４ａ ０．３６±０．０３ｃ ０．４８±０．１１ｃ ０．３４±０．０３ｃ １．３７±０．０６ｂ
（ｍｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ １．０８±０．１６ａ ０．４７±０．０３ｂ ０．９４±０．１８ａ ０．４０±０．０７ｂ １．１２±０．１２ａ
小巴茅Ｓｓ １．２４±０．０６ａ ０．２５±０．０６ｃ ０．５０±０．１９ｂｃ ０．４６±０．１４ｂｃ ０．８２±０．１４ｂ
土壤速效钾含量 裸地ＣＫ ５５．６８±１１．５６ｂ ９０．９６±１．６０ａｂ １０２．４３±３．６６ａｂ ８７．４５±１．０１ａｂ １０９．１５±１９．２３ａ
ＳｏｉｌＡＫｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ３７．１５±４．４２ｃ ９１．１７±９．０１ａｂ ６５．６０±８．３１ｂｃ １３９．３６±１３．６０ａ １１２．９８±１５．７６ａｂ
（ｍｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ６２．０２±１．８６ｂ ５８．６３±９．６０ｂ ８５．５２±６．４５ａｂ ９３．８１±１７．８５ａｂ １２１．５８±７．１３ａ
小巴茅Ｓｓ ６６．３６±９．０６ｂ ７０．２１±６．００ｂ ８０．２１±１４．４４ｂ １１９．７０±３１．８２ａ １０９．６５±７．８５ａ
土壤全氮含量 裸地ＣＫ ０．０８±０．０１ａｂ ０．０６±０．０１ａｂ ０．０８±０．０１ａ ０．０４±０．００ｂ ０．０７±０．０２ａｂ
ＳｏｉｌＴＮｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ０．１１±０．０３ａ ０．０５±０．００ｂ ０．０９±０．０１ａｂ ０．０７±０．０１ａｂ ０．０５±０．０１ｂ
（ｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ０．１０±０．０３ａｂ ０．０７±０．００ａｂ ０．１２±０．００ａ ０．０５±０．０２ｂ ０．０７±０．０２ａｂ
小巴茅Ｓｓ ０．１６±０．０２ａ ０．０４±０．００ｂ ０．０６±０．０２ｂ ０．０５±０．０１ｂ ０．０６±０．０１ｂ
土壤全磷含量 裸地ＣＫ ０．７６±０．０１ｂ ０．６１±０．１５ｂ ０．６６±０．０３ｂ ０．６１±０．０２ｂ １．３４±０．２４ａ
ＳｏｉｌＴＰｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ０．６８±０．０３ａｂ ０．４７±０．１３ｂ ０．４９±０．１１ｂ ０．７１±０．０６ａｂ ０．８９±０．０３ａ
（ｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ０．７３±０．０３ａｂ ０．５１±０．０１ｂｃ ０．４７±０．１１ｃ ０．５５±０．０９ｂｃ ０．８３±０．０５ａ
小巴茅Ｓｓ ０．６５±０．００ａｂ ０．４６±０．０１ｂ ０．８１±０．１７ａｂ ０．８７±０．０４ａ ０．９０±０．１９ａ
土壤全钾含量 裸地ＣＫ ２８．０９±１．５７ｂ ２９．４０±０．５５ｂ ２９．３３±１．９５ｂ ５０．９９±１．００ａ ５２．４３±０．４１ａ
ＳｏｉｌＴＫｃｏｎｔｅｎｔ 扁穗牛鞭草 Ｈｃ ３０．５２±３．６７ｂｃ ３３．４７±５．３７ｂｃ １９．５８±４．１６ｃ ３４．２４±４．３０ｂ ５０．８１±３．９５ａ
（ｇ／ｋｇ） 狗牙根Ｃｄ ３２．４９±０．６０ｂ ３１．７８±４．０７ｂ ２４．４４±１．９３ｂ ２０．１６±８．５３ｂ ６１．４２±０．５１ａ
小巴茅Ｓｓ ３４．３５±１．４４ｂ ３１．０４±５．３４ｂ ２９．４８±０．７５ｂ ３０．５１±６．０３ｂ ５９．４９±１．５２ａ
　不同字母表示不同取样时间下相同人工草本土壤ｐＨ值和养分含量差异显著。ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｐＨｖａｌｕｅ
ａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇｄａｔｅｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓ．ＣＫ：裸地Ｂａｒｅｌａｎｄ；Ｈｃ：扁穗牛鞭草 犎．犮狅犿狆狉犲狊狊犪；Ｃｄ：狗牙根犆．犱犪犮狋狔犾狅狀；
Ｓｓ：小巴茅犛．狊狆狅狀狋犪狀犲狌犿．
６ 草　业　学　报 第２４卷
ｐＨ值在２０１３年３月均显著低于２０１２年６月（犘＜０．０５）。除扁穗牛鞭草土壤外，２０１３年５月土壤ｐＨ值均显著
高于同年３月，且最后两次取样间差异不显著（犘＞０．０５）。对于消落带土壤有机质含量，在整个研究期间呈波动
变化。其中，裸地土壤ＯＭ含量在２０１３年５月和９月最高，且均显著高于Ｔ４ 时。扁穗牛鞭草土壤ＯＭ 含量在
Ｔ１、Ｔ３ 时最高，但Ｔ３～Ｔ５ 间无显著变化（犘＞０．０５）。狗牙根土壤则在Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５ 时显著高于其他时间段（犘＜
０．０５）。与之不同，尽管小巴茅土壤ＯＭ含量也在Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５ 时较高，但Ｔ２～Ｔ４ 间无显著变化（犘＞０．０５，表２）。
对于土壤速效养分含量随时间的变化而言，裸地、扁穗牛鞭草、小巴茅土壤ＡＮ含量在２０１３年７月前无显著
变化（犘＞０．０５），但狗牙根土壤则在２０１３年３月显著高于２０１２年６月、２０１３年５月、２０１３年７月（犘＜０．０５）。
与Ｔ４ 相比，Ｔ５ 时扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅土壤ＡＮ含量分别显著增加５５．９％、５４．３％和９８．６％（犘＜０．０５）。
总体来看，土壤ＡＰ含量的最大值出现在２０１２年６月，尤其是裸地、扁穗牛鞭草、小巴茅土壤ＡＰ含量在Ｔ１ 时显
著高于其余几次取样（犘＜０．０５）。与Ｔ４ 相比，Ｔ５ 时土壤ＡＰ含量有所回升。对于土壤ＡＫ含量，裸地、狗牙根、
小巴茅土壤在Ｔ１ 至Ｔ３ 间无显著变化（犘＞０．０５），与扁穗牛鞭草土壤的增减交替变化趋势形成对比。２０１３年７
月后，各样地土壤ＡＫ含量无显著变化（犘＞０．０５）。
研究区域的土壤全氮含量较低，最大值仅为０．１８ｇ／ｋｇ。裸地、扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅土壤ＴＮ含量分
别在Ｔ３、Ｔ１、Ｔ３、Ｔ１ 时达到最大值，且小巴茅土壤ＴＮ含量在２０１２年６月显著高于其余时间段（犘＜０．０５）。然
而，各样地土壤ＴＰ含量在２０１３年９月最大。裸地、扁穗牛鞭草土壤ＴＰ含量在前４次取样间无显著变化（犘＞
０．０５）。与２０１３年７月相比，土壤ＴＫ含量在２０１３年９月时也有所增加，但裸地土壤未达显著（犘＞０．０５）；各人
工植被土壤ＴＫ含量在Ｔ５ 时分别显著高于Ｔ１ 至Ｔ４ 时（犘＜０．０５）。
２．３　土壤ｐＨ值和养分含量的相关性分析
土壤ｐＨ值与ＯＭ、ＡＰ、ＴＮ含量呈显著或极显著正相关，与ＡＮ、ＡＫ、ＴＰ、ＴＫ含量呈显著或极显著负相关
（犘＜０．０５，表３），说明该消落带土壤ｐＨ值与养分含量关系密切，能显著影响其土壤Ｎ、Ｐ、Ｋ含量。ＴＰ含量极显
著正相关于ＴＫ含量（犘＜０．０１）。
表３　土壤狆犎值和养分含量之间的相关性分析
犜犪犫犾犲３　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狆犎狏犪犾狌犲犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋狊
项目Ｉｔｅｍ ｐＨ ＯＭ ＡＮ ＡＰ ＡＫ ＴＮ ＴＰ
ＯＭ ０．３１２
ＡＮ －０．２５６ ０．３５２
ＡＰ ０．４０７ ０．３０４ －０．０３４
ＡＫ －０．４８４ －０．１０９ ０．１４１ －０．４１５
ＴＮ ０．４９４ ０．８２０ ０．１４１ ０．３４７ －０．２０８
ＴＰ －０．３５５ ０．０５５ ０．１４３ ０．０７８ ０．２３８ －０．０８８
ＴＫ －０．４４５ ０．０２５ ０．４７７ －０．０２２ ０．２８６ －０．１５７ ０．５０２
　表示在犘＜０．０１水平下相关性达到极显著，表示在犘＜０．０５水平下相关性达到显著（双尾）。Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔ犘＜０．０１ｌｅｖ
ｅｌ（２ｔａｉｌｅｄ）．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔ犘＜０．０５ｌｅｖｅｌ（２ｔａｉｌｅｄ）．
３　讨论
３．１　城区消落带植被重建后经不同淹水时间土壤的养分含量
消落带是水体与陆地的交界面，物质交换比较频繁，同时也是陆地系统与水生系统之间的过渡性生态系统，
起着承上启下的关键作用［２４］。消落带土壤的营养元素除在落干期通过降雨径流和淋失等方式流失外，在淹水期
间，表层土壤也具有类似底泥的性质，可与上覆水体进行物质交换。水中的污染物质通过土体机械吸收、阻留、胶
体的理化吸附、沉淀、生物吸收等过程不断在土壤中富集。城区消落带一方面同其他消落带一样，对外界变化的
响应相当敏感［５］，另一方面经受着来自陆地、水体和社会等方面的交叉干扰，其土壤特性变化的影响因素更加多
７第４期 杨予静　等：三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究
样。本研究表明，该区植被重建后，经不同淹水时间的土壤养分含量差异极显著（表１）。
总体上，受人为蓄水和自然洪汛的影响，２０１３年３月（Ｔ２）和２０１３年９月（Ｔ５）为城区消落带水位下降后的落
干期（图１），裸地土壤ｐＨ值在这两个时期较低（表２）。这一方面由于本区域土壤偏碱性，水淹后，土壤ｐＨ值向
中性变化［２５］，另一方面是由于土壤在淹水条件下处于缺氧状态，发生一系列还原反应。２０１３年３－７月，城区消
落带土壤未经水淹，经自然作用，消落带逐渐形成稳定、健康的库岸湿地生态系统，消落带水土耦合呈现正的环境
效应［１２］。消落带土壤的水、肥、气、热逐渐趋于协调，为生物尤其是植物的繁衍生存提供了良好条件，土壤速效养
分含量因植物的生长吸收而降低。由于不同植物对相同矿质元素、相同植物对不同元素吸收利用强度的不
同［２６］，不同人工植被土壤ＡＮ、ＡＰ、ＡＫ的变化情况存在差异（表２）。５－７月，很可能因植物根系释放有机酸，土
壤ｐＨ值开始下降（表２）。７月之后，洪峰入境，水位产生较大波动，尽管有地表植被的固定，但本区域土壤由泥
沙淤积而成，土壤颗粒间隙较大，速效养分在土壤颗粒间不断迁移，导致２０１３年７－９月，土壤速效养分含量的变
化较无规律。
具体而言，因水溶、水体对土壤养分的搬运、人工植被根系对土壤的固定、研究区人为干扰较重等原因，城区
消落带土壤养分含量在不同淹水时间下差异较大（表２）。有研究表明，水分条件改变能改变土壤有机碳含量［２７］，
淹水条件下土壤中新鲜有机质的矿化速率低，土壤水分长期处于饱和状态，在厌氧状态下有机质不易被分解，从
而形成大量有机碳的积累［２８２９］；土壤干湿交替频率的增加也有利于提高土壤有机质含量［３０］。由于本研究区域干
湿交替频率按２０１３年７－９月、２０１３年５－７月、２０１２年６月－２０１３年３月、２０１３年４－５月依次降低（图１），且
９月（雨季）、３月（水位刚开始下降）土壤含水量较高，故若仅考虑水分因素，则Ｔ５、Ｔ４、Ｔ２ 时期裸地土壤ＯＭ含量
较高。然而，研究结果与之不同（表２），极可能是因城区消落带土壤ＯＭ含量还受其他因素（如城市污水的排放、
生活垃圾和工业有机废弃物的堆放、地表径流带来的点／面源污染等）的影响。经实际踏查，２０１３年５月和９月
江边烧烤活动较为频繁，烧烤等过程会在局部范围内产生高浓度的有机污染物。大气中的有机物会随着颗粒物
的沉降或降水的淋洗而进入土壤或水体的底泥中。由高温燃烧、废物处理（垃圾焚化等）、汽车尾气排放等产生的
多环芳烃一旦进入土壤，因水溶性低，易被土壤有机质固持［３１］。流经研究区周围建筑废弃物、水泥、砖块等表面
的径流，也会增加土壤的养分含量。此外，２０１３年９月较高的土壤有机质含量，也有可能是随着水位的下降，水
体中的营养物质被消落带植被土壤截留，还有可能是因水淹导致土壤中的植物残体腐烂，形成了较多的有机质积
累。因此，不能单用水文这一因素解释城区消落带土壤养分含量随时间的变化。
水体富营养化与氮、磷等营养元素密切相关。研究消落带土壤氮、磷含量的变化对于探讨植被构建后水体富
营养化程度的改变有重要意义。Ｓｈｒｅｓｔｈａ等［３２］发现，在具有不同淹水程度、频率的河岸带中，淹水频率高的地区
容易沉积颗粒较大的砂土，并可通过破坏沉积物的团聚结构来加快Ｎ的转化速率，因此淹水频率高的地区土壤
Ｎ含量较高，而水退后的落干期为Ｎ转换过程的“热点”。本研究发现，土壤碱解氮（ＡＮ）含量在Ｔ２ 和Ｔ５ 时较高
（表２），这与淹水频率有关，也与土壤颗粒吸附水体或地表径流中的氮素有关［１］。同时，吸附和解吸反应被认为
是磷在土壤中重要的化学行为［３３］，有机质影响土壤中磷素的活化［３４］，土壤磷的有效性不仅取决于土壤中钙、铁、
铝的含量，还取决于ｐＨ值的高低［３５３６］。本研究中ｐＨ值与土壤ＡＰ含量存在正相关关系（表３），说明城区消落
带土壤碱度越高，土壤的有效磷含量越高。与粘土相比，砂土更易释放营养元素［３７］。在厌氧状态下土壤磷释放
加剧，而在有氧条件下土壤磷释放明显下降甚至呈吸附状态［１９］，消落带土壤ＡＰ含量在落干期较长的２０１２年６
月最大，进一步说明该区土壤磷的释放量较大。因此，在水位变动下，需要特别注意该城区消落带裸地土壤向下
或水体中释放磷元素的风险，并加强对水体含磷量的监测，以防水华的发生。
此外，研究区域土壤为沙质土壤，含氮量较低［３８］。土壤全磷、全钾含量与成土母质和土壤发育程度密切相
关，ＴＰ、ＴＫ含量呈极显著正相关（表３）。进入夏季，较高的温度利于成土母质的风化，裸地土壤ＴＰ、ＴＫ含量在
研究后期有所增加（表２）。与土壤磷素相比，土壤中的钾元素更易受土壤粘粒和水文条件的影响，土壤中的钾大
部分以离子状态存在，活性很强，易向下层淋溶，在向下迁移的过程中，又会受到植物密集根系的吸收作用［２９］。
随着水位的消涨，溶解在土壤溶液中的钾离子不断在土层中淋溶转移，故研究期间土壤钾含量的变化范围较大
（表２）。
８ 草　业　学　报 第２４卷
３．２　水文变化下人工植被土壤与裸地土壤养分含量的差异性
植物与土壤间的相互作用是生态系统过程的重要内容［３９］。一方面，植物通过生理或形态上的可塑性对土壤
资源的异质性做出响应；另一方面，借助树种特性、树冠覆盖（如遮阴、截流或径流）、根系吸收、演替等途径来影响
土壤资源异质性的发展［４０４１］。研究表明，土壤水分对植物生长及生物量分配有重要影响［４２］；消落带植被恢复过
程中土壤养分的变化，实则是在不同水分条件下，植被对养分的消耗与累积的动态过程，湿地土壤养分的分布规
律受水文过程和植物群落的双重影响［２９］。本研究发现，植被与时间的交互作用对三峡水库城区消落带土壤速效
养分、全氮、全钾含量影响显著（表１），但总体上城区消落带人工草本植被土壤与裸地土壤养分含量间差异不显
著（图３），证实研究假设。推测这可能是因为研究区域土壤基质为砂土，各养分容易流失，消落带有无植被覆盖
的土壤养分含量间的均质性由淹水带来的土壤养分水溶造成。
湿地地表植物群落种类、群落生物量大小、对氮素的滞留能力、植物从土壤中吸收氮素的量以及植物能向土
壤返还氮素的量等都直接影响消落带土壤全氮含量与变化。本研究中，人工植被土壤ＴＮ含量与裸地相比无显
著差异，但平均值有所增加（图３）。这可能是因为植物残体及根系向土壤返还氮素，也可能是由于砂土保水能力
弱，人工植被土壤含水量较裸地高，微生物活动较弱，有机质分解程度低。各人工植被具有强大的根系，对Ｎ有
强大的滞留能力和吸收能力，植物细根的周转也会对土壤ＴＮ含量产生重要影响［２７，４３］。天然湿地生态系统中，
土壤中磷主要来源于成土母质及动植物残体的归还，其含量主要受成土母质土壤类型和气候条件的影响。孙万
龙等［４４］在研究黄河口滨岸潮滩不同类型湿地土壤磷、硫的分布特征时发现，不同植物群落下土壤全磷含量差异
不显著；丁秋等［４５］对黄河三角洲湿地的研究也发现，湿地土壤全磷的含量变化基本不受地表植物群落影响。
然而，本研究却发现，扁穗牛鞭草、狗牙根土壤全磷含量显著低于裸地土壤（图３），说明这两种植物可有效减缓消
落带成土母质的风化。诸研究结果不同的原因可能在于，该城区消落带还受城市人为活动的干扰，土壤营养元素
的来源与城市建设和社区经济相关。总而言之，本研究区域的人工植被土壤Ｎ、Ｐ含量分别与裸地相比无显著差
异（图３），说明长江重庆主城区河段因城区消落带人工植被构建造成的水体富营养化程度有限。
本研究还发现，不同植被与裸地土壤的同种养分含量间的差异不同，这是由植物生长及对矿质元素的选择吸
收造成的。植物群落的生物量、残体腐殖质化难易程度等都会影响土壤元素的含量，这些影响与植物根系的分布
格局和深度密切相关。牛鞭草和狗牙根可分布在距江面较近的低高程河岸段，在稳定河岸和保持水土方面有重
要的生态作用［４６４７］。小巴茅根系分布较深，生物量较大，向土壤中返还的营养物质较多，土壤ＴＰ含量较高。但
由于较多的生物量积累需要较多的物质来源，故与扁穗牛鞭草、狗牙根相比，其土壤ＡＮ、ＡＰ含量较低。相反，扁
穗牛鞭草、狗牙根植物根系呈横向分布，深度不深，更易汇集周围环境（如生活生产污水等）中的营养元素，导致土
壤中较高的ＡＮ、ＡＰ含量。
４　结论
城区消落带因受到来自陆地、水体和社会等方面的交叉干扰而在消落带的研究中具有重要意义。本文通过
对不同时期三峡水库城区消落带裸地和扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅等３种人工草本植被土壤ｐＨ值和养分含量
的研究发现，植被类型、时间均可影响消落带土壤ｐＨ值和养分含量。消落带种植人工植被后，经不同淹水时间
的土壤养分含量存在显著差异，该差异的产生与淹水频率、不同水分含量下土壤颗粒对营养物质的吸附和解吸
附、植物的吸收有关。综合而言，三峡水库城区消落带人工草本植被土壤与裸地土壤ｐＨ值和养分含量间差异不
显著，长江重庆主城区河段因人工植被构建造成的水体富营养化程度有限。除水文因素、地表植被外，城市污水
排放、强烈人为干扰、地表径流带来的点／面源污染等也影响该城区消落带的土壤养分含量。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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９第４期 杨予静　等：三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究
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狋狔犾狅狀）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１１，１９（１）：８１２．
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ＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ），１９９４，１９（５）：５２８５３３．
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ｔｉｎｇｚｏｎｅｏｆＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，２００９，２３（５）：１５６１６１．
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［２７］　ＷａｎｇＪ，ＬｉＧ，ＸｉｕＷ，犲狋犪犾．Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｔｏｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒｉｎｐｕｔｉｎ犛狋犻狆犪犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ，Ｉｎｎｅｒ
Ｍｏｎｇｏｌｉａ，ＮｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１４，２３（４）：３４３３５０．
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ｔｅｄｚｏｎｅｓｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＱｕéｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ．Ｃａｔｅｎａ，２０１４，１１３：１８．
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ＬａｋｅＮａｎｊｉＷｅｔｌａｎｄ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１２，３２（１２）：３６５６３６６９．
［３０］　ＴｈａｎｈｎｇｕｙｅｎＢ，ＭａｒｓｃｈｎｅｒＰ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒｙｉｎｇａｎｄｒｅｗｅｔｔｉｎｇｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｉｎｒｅｄｂｒｏｗｎｓｏｉｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００５，３７（８）：１５７３１５７６．
［３１］　ＯｕｖｒａｒｄＳ，ＬｅｇｌｉｚｅＰ，ＭｏｒｅｌＪＬ．ＰＡＨｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ：ｒｈｉｚｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｒｒｈｉｚｏａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ，
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０１ 草　业　学　报 第２４卷
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１１第４期 杨予静　等：三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究