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东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量及其时空分布特征

路新格 刘涛 王子铭 臧晓 张菊 邓焕广

路新格, 刘 涛, 王子铭, 臧 晓, 张 菊, 邓焕广. 东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量及其时空分布特征[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1148 − 1155 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112302
引用本文: 路新格, 刘 涛, 王子铭, 臧 晓, 张 菊, 邓焕广. 东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量及其时空分布特征[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1148 − 1155 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112302
LU Xin-ge, LIU Tao, WANG Zi-ming, ZANG Xiao, ZHANG Ju, DENG Huan-guang. Forms and Distribution Characteristics of Inorganic Sulfur in Soils of Dongping Lake Wetland[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1148 − 1155 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112302
Citation: LU Xin-ge, LIU Tao, WANG Zi-ming, ZANG Xiao, ZHANG Ju, DENG Huan-guang. Forms and Distribution Characteristics of Inorganic Sulfur in Soils of Dongping Lake Wetland[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1148 − 1155 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112302

东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量及其时空分布特征

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112302
基金项目: 聊城大学科研启动基金(318011909,318012019)和聊城大学大学生创新创业训练计划项目(CXCY2020Y036,CXCY2020Y041)资助
详细信息
    作者简介:

    路新格(1999−),女,山东省聊城市人,学士,主要研究方向为湿地元素循环。E-mail: 2360545673@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: mickyjuzi@lcu.edu.cn

  • 中图分类号: X14

Forms and Distribution Characteristics of Inorganic Sulfur in Soils of Dongping Lake Wetland

  • 摘要:   目的  了解东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量水平与分布特征。  方法  采集东平湖湿地表层土壤样品(0 ~ 5 cm)和不同植被区(芦苇区、菹草区、植被混生区和对照区)土壤柱样(0 ~ 10 cm),分析样品中总无机硫(TIS)及其各形态(水溶性硫、吸附性硫、盐酸溶解性硫及盐酸挥发性硫)的含量,探讨了不同形态无机硫含量的时空分布特征及其影响因子。  结果  东平湖湿地表层土壤总无机硫含量范围为31.26 ~ 117.36 mg kg−1,均值为75.85 mg kg−1;各形态的平均含量占比为水溶性硫(43.49%)> 盐酸溶解性硫(27.37%)> 吸附性硫(26.78%)> 盐酸挥发性硫(2.36%);其含量的空间分布总体表现为湖区码头附近显著升高,大汶河入湖口较低。柱状土壤总无机硫、水溶性硫、吸附性硫与盐酸溶解性硫含量总体表现为夏季和芦苇区最高,且随土层深度的增加逐渐降低;菹草区总无机硫、吸附性硫、盐酸溶解性硫由于受季节与植被区的交互作用影响而无显著季节变化。表层土壤和柱状土壤不同形态无机硫含量间存在一定的正相关关系,且与有机质多呈显著正相关;柱状土壤中各形态无机硫含量(除盐酸挥发性硫外)与pH显著正相关,而与Eh显著负相关。  结论  东平湖湿地土壤不同形态无机硫的时空分布主要受到人类活动、植被分布和水动力条件的影响,且土壤有机质、温度、pH和Eh为其关键影响因子。
  • 图  1  东平湖湿地采样点分布图

    Figure  1.  Distribution of the sampling sites in Dongping Lake Wetland

    图  2  东平湖湿地表层土壤不同形态无机硫含量的空间分布图

    Figure  2.  Spatial distribution of different forms of inorganic sulfur in surface soils from Dongping Lake wetland

    图  3  不同植被区柱状土壤不同形态无机硫含量的季节变化

    Figure  3.  Seasonal variation of inorganic sulfur speciation content in columnar soils from different vegetation areas

    表  1  东平湖湿地表层土壤各形态无机硫含量及土壤理化指标(n = 20)

    Table  1.   The inorganic sulfur speciation content and physicochemical properties of surface soils from Dongping Lake Wetland (n = 20)

    参数
    Parameter
    总无机硫(mg kg−1)
    TIS
    各形态含量 (mg kg−1 )
    Fractional content
    pH氧化还原电位
    Eh
    (mv)
    有机质
    SOM
    (g kg−1)
    全氮
    TN
    (g kg−1)
    全磷
    TP
    (g kg−1)
    水溶性硫
    HS
    吸附性硫
    AS
    盐酸溶解性硫
    HSS
    盐酸挥发性硫
    HVS
    平均值 75.85 32.03 19.78 22.46 1.59 7.52 −126.06 12.17 1.33 0.61
    最大值 117.36 47.17 49.01 53.62 4.16 7.85 −49.00 28.32 3.05 0.79
    最小值 31.26 6.41 1.12 0.11 0.22 6.50 −174.00 2.05 0.32 0.50
    标准偏差 28.98 12.57 13.29 16.08 0.90 0.28 30.65 7.05 0.65 0.07
    变异系数(%) 38.21 39.24 67.21 71.62 56.71 3.69 −24.31 57.94 49.23 11.74
      注:TIS: Total inorganic sulfur; HS: H2O-S; AS: Adsorbed-S; HSS: HCl-Soluble-S; HVS: HCl-Volatile-S; SOM: Soil organic matter; TN: Total nitrogen; TP: Total phosphorus。下同。
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    表  2  不同季节、植被区、土层深度不同形态土壤无机硫含量及相关理化指标的差异性分析

    Table  2.   Analysis on the difference of soil inorganic sulfur content and physicochemical properties in different seasons, vegetation areas and soil layer depths

    因子
    Factor
    总无机硫
    TIS
    (mg kg−1)
    无机硫形态 (mg kg−1)
    Inorganic sulfur form
    pH氧化还原电位
    Eh
    (mv)
    有机质
    OM
    (g kg−1)
    土壤平均粒径
    PS
    (μm)
    水溶性硫
    HS
    吸附性硫
    AS
    盐酸溶解性硫
    HSS
    盐酸挥发性硫
    HVS
    季节
    春季 120.61 ± 110.56 b 40.11 ± 38.92 b 50.27 ± 37.59 b 29.46 ± 38.43 b 0.77 ± 0.45 a 7.14 ± 0.03 d −160.00 ± 0.67 a 32.84 ± 0.91 ab
    夏季 223.15 ± 67.63 a 89.64 ± 22.89 a 62.79 ± 28.95 a 70.11 ± 31.35 a 0.61 ± 0.23 a 7.92 ± 0.02 a −175.27 ± 0.29 a 43.72 ± 0.77 a
    秋季 111.39 ± 71.75 b 47.37 ± 29.38 b 23.55 ± 18.06 c 39.81 ± 27.49 b 0.66 ± 0.29 a 7.30 ± 0.02 c −126.67 ± 0.19 a 23.00 ± 0.71 b
    冬季 62.67 ± 29.61 c 16.24 ± 12.35 c 14.75 ± 10.28 c 31.35 ± 23.78 b 0.33 ± 0.21 b 7.47 ± 0.02 b −136.33 ± 0.63 a 37.20 ± 0.31 a 12.12 ± 4.99
    植被区
    芦苇区 188.01 ± 115.97 a 68.72 ± 43.57 a 54.33 ± 40.68 a 64.38 ± 42.86 a 0.58 ± 0.42 a 7.43 ± 0.03 a −184.44 ± 0.50 a 63.13 ± 0.39 a 8.57 ± 0.41
    菹草区 101.85 ± 62.67 b 39.02 ± 31.21 b 32.45 ± 18.84 b 29.78 ± 21.47 b 0.60 ± 0.32 a 7.48 ± 0.38 a −138.78 ± 0.04 a 17.64 ± 0.56 b 9.45 ± 0.64
    混生区 132.35 ± 92.95 b 47.88 ± 33.32 b 40.15 ± 39.36 b 43.65 ± 33.82 b 0.66 ± 0.32 a 7.49 ± 0.05 a −154.52 ± 0.46 a 27.42 ± 0.79 b 19.53 ± 4.38
    对照区 107.80 ± 89.09 b 42.16 ± 40.82 b 29.11 ± 23.83 b 35.98 ± 30.60 b 0.55 ± 0.34 a 7.44 ± 0.06 a −97.89 ± 0.54 a 28.56 ± 0.50 b 10.93 ± 0.81
    深度
    0 ~ 3cm 167.50 ± 82.00 a 61.71 ± 32.27 a 54.61 ± 30.61 a 50.55 ± 30.80 a 0.62 ± 0.33 a 7.44 ± 0.04 a −169.11 ± 0.34 a 43.08 ± 0.52 a 11.53 ± 4.19
    3 ~ 6cm 135.03 ± 102.68 b 50.76 ± 40.10 a 34.41 ± 31.29 b 49.19 ± 41.28 a 0.68 ± 0.33 a 7.50 ± 0.05 a −139.14 ± 0.61 a 31.98 ± 0.73 b 13.00 ± 7.73
    6 ~ 9cm 95.89 ± 89.30 c 36.29 ± 38.84 b 28.94 ± 30.81 b 30.17 ± 27.04 b 0.50 ± 0.36 a 7.44 ± 0.05 a −114.75 ± 0.77 a 27.50 ± 1.01 b 11.84 ± 3.25
    ANOVA P
    季节 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.05 < 0.05 < 0.001 0.173 < 0.05
    植被区 < 0.001 < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.856 0.447 0.104 < 0.001
    深度 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.225 0.485 0.196 < 0.05
    季节 ×
    植被区
    < 0.001 < 0.05 < 0.001 < 0.05 0.152 0.077 0.107 < 0.05
    季节 ×
    深度
    0.314 0.380 0.103 0.688 0.304 0.277 0.415 0.400
    植被区 ×
    深度
    0.413 0.411 0.565 0.425 0.629 0.569 0.851 0.690
      注:“PS”为Particle Size;“−”表示数据缺失,不同小写字母表示存在差异。
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    表  3  东平湖湿地土壤各形态无机硫与土壤理化性质之间的相关系数

    Table  3.   Correlation coefficients between soil inorganic sulfur speciation content and soil physicochemical properties in Dongping Lake Wetland

    样品
    Sample
    HSASHSSHVSpHEhPSOMTNTP
    表层土壤
    (n = 20)
    TIS 0.709** 0.537* 0.791** 0.221 0.075 −0.010 0.556* 0.094 0.137
    HS 0.087 0.414 0.189 −0.095 0.243 0.476* 0.004 0.335
    AS 0.092 −0.330 0.212 −0.008 −0.065 −0.178 −0.194
    HSS 0.466* 0.034 −0.155 0.672** 0.304 0.129
    HVS 0.014 −0.348 0.210 0.163 0.288
    植被区柱状土壤
    (n = 48)
    TIS 0.955** 0.855** 0.899** 0.205 0.486** −0.384** −0.236 0.486**
    HS 0.744** 0.830** 0.199 0.528** −0.406** −0.185 0.432**
    AS 0.598** 0.195 0.343* −0.366* −0.235 0.434**
    HSS 0.153 0.435** −0.267 −0.226 0.457**
    HVS −0.071 −0.074 0.006 0.005
      注:“−”表示数据缺失,**表示P < 0.01;* 表示P < 0.05。
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    表  4  东平湖湿地表层土壤与其他区域表层土壤无机硫含量比较

    Table  4.   Comparison of inorganic sulfur content in surface soils between Dongping Lake Wetland and other regions

    研究区域
    Study area
    总无机硫
    TIS
    (mg kg−1)
    水溶性硫
    HS
    (mg kg−1)
    吸附性硫
    AS
    (mg kg−1)
    盐酸溶解性硫
    HSS
    (mg kg−1)
    盐酸挥发性硫
    HVS
    (mg kg−1)
    东平湖(本研究) 75.85 ± 28.98 32.03 ± 12.57 19.78 ± 13.29 22.46 ± 16.08 1.59 ± 0.90
    闽江口[1] 364.88 ± 84.67 158.59 ± 36.83 55.49 ± 8.20 128.81 ± 43.79 21.99 ± 3.13
    胶州湾[12] 429.65 343.30 ± 50.67 49.90 ± 24.43 75.11 ± 25.70 2.82 ± 0.52
    三江平原[13] 173.86 ± 71.21 74.40 ± 35.61 49.23 ± 22.67 48.80 ± 12.70 1.43 ± 0.41
    内蒙古草原[29] 18.40 ± 10.20 7.00
    青藏高寒草原[29] 83.90 22.50
    东北黑土[14] 88.20 22.20
      注: “−”表示无机硫数据缺失。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-23
  • 录用日期:  2022-04-18
  • 修回日期:  2022-02-06
  • 刊出日期:  2022-09-30

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