艾比湖湿地泥炭特性及评价研究

刘 婕， 李平平， 王勇辉

（新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐830054）

艾比湖湿地泥炭特性及评价研究

刘 婕， 李平平， 王勇辉∗

（新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐830054）

泥炭是十分宝贵的生态资源，在农业、工业、畜牧以及环境保护和修复等多个领域内广泛应用。为探明新疆艾比湖湿地泥炭的特性及应用价值，文章以艾比湖湿地的泥炭为研究对象，对研究区泥炭的理化特性进行测试并进行评价，结果表明：艾比湖湿地泥炭有机质含量偏低，碱解氮含量极低，速效钾、有效磷含量中等。土壤有机质与土壤碱解氮，速效钾，有效磷之间都呈极显著正相关，土壤中总盐与HCO－3、Cl－、SO24－、K++Na+之间呈显著正相关性，经盐渍化类型判断，艾比湖湿地泥炭少数属于氯化物－硫酸盐型，属于轻度盐渍化和中度盐渍化。了解研究区泥炭的特性对提高泥炭资源的利用效率，促进干旱区资源开发、环境保护具有很好的实践意义。

湿地；艾比湖；泥炭；特性；评价

20世纪80年代，地质矿产部和煤炭工业部联合开展了全国性的泥炭资源勘查工作，基本探明了我国泥炭资源类型和储量，之后科学工作者也相继展开了对全国、各地的泥炭资源的深入研究，发现了许多性质并进行了评价。柴岫对我国泥炭的类型和特征做了初步研究［1］，祖文辰等人对我国泥炭的主要特性及其区域差异和特点进行了详述，通过统计分析表明，微酸性、中分解、高腐酸、中有机制是我国泥炭理化性质的主要特点［2］，刘子刚等人运用有机质含量、干容重、泥炭储量、泥炭地面积等数据估算了中国泥炭地有机碳储量，并探讨其碳储存特征［3］。大量学者先后对我国两大泥炭资源丰富区：三江平原和横断山区的泥炭资源［4］、三江平原泥炭沼泽中总氮、总磷和有机质等营养物质的分布特征［5］、刘景双等人系统地研究了我国面积最大的淡水沼泽湿地——三江平原沼泽湿地中河床－河漫滩型泥炭地和谷底洼地型泥炭沉积中氮素的分布特征［6］、陕西泥炭的有机物质、矿质养分、水溶性盐分含量和重金属组成［8］、辽宁省泥炭分布特征及控制因素进行了探讨［9］、内蒙古科尔沁左翼后旗的泥炭资源［10］等进行了研究分析或综合评价。王元峰等人对尕海湿地泥炭土土壤的理化性质进行了深入的研究［11］。高俊琴等人分别对若尔盖高寒湿地土壤活性有机质垂直分布特征［12］。

科研人员从各方面做了大量卓有成效的研究工作，取得了一系列非常有价值的科研成果，为今后进行更为深入研究奠定了良好的基础。新疆艾比湖是典型的干旱区湿地，关于艾比湖湿地土壤的研究也有大量成果。如研究者通过盐渍化敏感性指数与各土地利用类型面积的比重建立了区域土壤盐渍化敏感度模型，对新疆艾比湖地区不同土地利用类型的土壤盐渍化敏感性进行了评价［13］，通过对新疆艾比湖湿地自然保护区内土壤颗粒组成、水分、盐分、PH值和速效养分（氮、磷、钾）、有机质含量等土壤理化性状的空间分宜进行了探讨［14］，王合玲等人研究了流域内有机质在不同土壤深度的空间分布特征及其沿土壤剖面深度垂直分布的空间异质性［15］，王勇辉等人通过对干旱区湿地艾比湖湿地土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等土壤质量指标分析，进行了干旱区湿地土壤有机质空间分布及关系的研究，并研究分析了艾比湖主要补给河流下游河岸带土壤盐分特征［16，17］。

然而，艾比湖湿地泥炭资源的研究相关内容非常有限。文章分析了艾比湖湿地泥炭土壤养分和盐分的基本特性及各因子间的相关性，并以此为基础分析艾比湖湿地泥炭土壤特性，并进行评价。提出艾比湖湿地泥炭资源的利用方案，为干旱区资源可持续利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

艾比湖，蒙古语意为“向阳之湖”，位于精河县以北35公里处，水面面积615平方公里，是准噶尔盆地最大的湖泊，也是新疆最大的咸水湖。湖区水资源主要来源于山区降水和冰雪融水，汇入艾比湖的河流主要有奎屯河、精河、博尔塔拉河，从西、南、东三个方向注入艾比湖。湖区富含盐、硭硝、硼、碘等非金属矿藏，是重要的食盐、硭硝产地。艾比湖湿地地处欧亚大陆腹地，天山西段北麓，准噶尔盆地西南部，三面环山，东北部与古尔班通古特沙漠相连，是准噶尔盆地西部最低洼地，也是水和盐的汇集区。湿地共5500平方公里，地理坐标为82°35′E～83°11′E，44°44′N～45°10′N，属典型的大陆性干旱气候，干燥少雨多风，四季气候悬殊，冬、夏季漫长，春、秋季短暂，光热充足。艾比湖独特的湿地生态环境，是数百种动、植物繁衍生息的场所，有着丰富的生物资源，如“软黄金”卤虫，纸业、建筑业的宝贵资源芦苇。

1.2 样品采集

样品采集根据不同土壤类型空间分布特点，按照代表性原则，选取采样点。土壤采样点数目为20个，每个土样分为两层，采样深度分别为0～50cm，50～100cm，样品总数40个。土样的采集、测定与资料收集遵照农业部统一的测土配方施肥技术规范和要求。根据采样点的土样、作物、地形等条件划分采样单位，在同一时间内采样。在同一采样单位里地形、土壤、生产条件基本相同，取土样1kg装袋，袋内外各放一标签，上面写明编号、采集地点、时间、深度、采集人，然后密封，带回实验室；样品在阴凉处晾干，剔除石块等人为入侵物，充分研磨后，分别过100目、60目筛子，收集研磨样，待测。

表1 样品采集点坐标

1.3 测试方法

土壤样品测定项目包括土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效磷、总盐、、H、Cl－、S、Ca2+、Mg2+、K++Na+共12项。土壤有机质含量的测定，采用油浴加热重铬酸钾容量法；土壤碱解氮含量测定，采用碱解扩散法；土壤速效钾含量的测定，采用醋酸铵—火焰光度计法。土壤有效磷含量的测定，采样碳酸氢钠法；土壤总盐含量的测定，采用重量法；土壤碳酸根和重碳酸根含量的测定，用标准盐酸滴定；土壤氯离子含量的测定，采用硝酸银滴定法；土壤硫酸根离子含量的测定，采用容量法；土壤钙和镁离子含量的测定，用EDTA滴定法；钾纳合量采用差减法计算得出。

1.4 数据处理

建立土壤养分、盐分数据信息后，用SPSS17.0软件分析土壤采样点信息空间变异性的各项统计特征值（平均值、标准差、变异系数等），并进行相关性分析和频数分析。

2 结果与分析

2.1 艾比湖湿地泥炭土壤养分与盐分经典统计

2.1.1 艾比湖湿地泥炭土壤养分经典统计特征

土壤有机质的含量和组成能够说明营养元素的可利用状态，是反映土壤质量的一个重要指标，同时也影响着土壤的物理特性，直接影响土壤肥力和植物的生长。土壤有机质均值、碱解氮、速效钾和有效磷同样也是土壤肥力的重要因素之一，从表2中可以看出艾比湖湿地泥炭土有机质含量变化范围介于9.26%～37.31%之间，平均值为18.97%；碱解氮含量变化范围7.00mg／kg～55.3mg／kg，平均值为22.92mg／kg；速效钾含量变化范围为43.28mg／kg～253.87mg／kg，平均值为102.79mg／kg；有效磷含量变化范围为6.59mg／kg～24.89mg／kg，平均值为12.42mg／kg。中数和算术平均值是表示样品中心趋向分布的一种测度，艾比湖湿地泥炭土有机质、碱解氮、有效磷的平均值都略大于中数，但相差不大，说明养分的中心趋向分布可能未受异常值影响。变异系数（C.V.）的大小能够说明土壤特性空间变异性的大小，将变异系数划分为以下几个等级：弱变异性C.V.＜10%；中等变异性C.V.＝10%～100%；强变异性C.V.＞100%［18］。由表2可以看出艾比湖湿地泥炭土壤各养分指标变异系数均在10%～100%之间，属于中等变异。

表2 艾比湖湿地泥炭土壤养分经典统计

2.1.2 艾比湖湿地泥炭土壤盐分经典统计特征

测定分析表明，艾比湖湿地泥炭土的总盐含量介于27.51g／kg～44.06g／kg之间，平均值为33.91g／kg；碳酸根含量变化范围介于0.00g／kg～0.17g／kg之间，平均值为0.02g／kg；重碳酸根含量介于3.11 g／kg～7.30g／kg之间，平均值为4.36g／kg；氯离子含量变化范围介于1.07g／kg～6.05g／kg之间，平均值为3.00g／kg；硫酸根含量介于4.35g／kg～11.22g／kg之间，平均值为8.70g／kg；钙离子含量介于0.74g／kg～3.48g／kg之间，平均值为1.68g／kg；镁离子含量变化介于0.42g／kg～3.97g／kg之间，平均值为2.31g／kg－1；钾离子与钠离子含量变化范围介于7.78g／kg～16.27g／kg之间，平均值为12.09g／kg。从表3还可以看出盐分指标的变异情况，碳酸氢根的变异系数最高，达到了300%，空间变异程度属强变异；其次分别是氯离子50%、镁离子42%、钙离子40%、硫酸根离子20%、钾离子与钠离子20%，总盐均值的变异系数最低13%，空间变异程度均属中等变异。

表3 艾比湖湿地泥炭土壤盐分经典统计

2.2 艾比湖湿地泥炭土养分、盐分频数分析

从图1可知，泥炭土养分中有机质含量在5%～15%，20%～25%的数量较多，大致呈正态分布；碱解氮含量在0mg／kg～10mg／kg，20mg／kg～30mg／kg的数量较多，在30mg／kg～60mg／kg的数量较少；速效钾在25mg／kg～75mg／kg的数量较多，在100mg／kg～275mg／kg分布较少，呈不均匀状态分布；有效磷在5mg／kg～15mg／kg的数量较多，15mg／kg～25mg／kg的数量较少。

图1 艾比湖湿地泥炭土壤养分频数直方图

从图2可知，泥炭土盐分中总盐均值在27.5g／kg～37.5g／kg分布较多，大致呈正态分布；碳酸根在0g／kg～0.025g／kg分布较多，在0.05g／kg～0.125g／kg几乎为零，分布很不均匀；碳酸氢根在3.00g／kg～5.00g／kg分布较多，在5g／kg～8.00g／kg分布较少，分布很不均匀；氯离子在1.00g／kg～5.00g／kg分布较多，在5.00g／kg～7.00g／kg分布较少；硫酸根在8.00g／kg～10.00g／kg分布较多，在4.00g／kg～8.00g／kg，10.00g／kg～12.00g／kg分布较少，大致呈正态分布；钙离子在1.00g／kg～1.5g／kg的数量较多，其他数段的数量较少；镁离子在1.5g／kg～2.0g／kg数量最多，在2.00g／kg～4.00g／kg数量较均匀；钾离子与钠离子在中间段分布较多，两边段分布较少，大致呈正态分布。

图2 艾比湖湿地泥炭土盐分频数直方图

2.3 艾比湖湿地泥炭土养分、盐分的相关性分析

表4为艾比湖湿地泥炭土壤养分相关矩阵可知：样地土壤有机质与土壤碱解氮，速效钾，有效磷之间都呈极显著正相关，相关系数为分别为0.748，0.580，0.585。土壤中碱解氮与速效钾，有效磷之间呈显著正相关性，相关系数为0.861，0.548。

表4 艾比湖湿地泥炭土壤养分的相关矩阵

表5为艾比湖湿地泥炭土壤盐分及离子的相关矩阵，该表显示：样地土壤中总盐与Cl－、K++Na+之间呈显著正相关性，相关系数为0.486，0.450，0.556，0.809。样地土壤中总盐与、Ca2+、Mg2+之间呈正相关性，但相关性不显著，相关系数为0.178，0.127，0.119。样地土壤中与、Cl－、Ca2+、Mg2+之间呈很小的负相关性，相关系数为－0.094，－0，017，－0.117，－0.242，但与K++Na+之间呈显著的正相关性，相关系数为0.614.样地土壤中K++Na+与总盐均值、、Cl－、之间呈显著的正相关性，相关系数为0.809，0.614，0.56，0.653。

表5 艾比湖湿地泥炭土壤盐分及离子的相关矩阵

2.4 艾比湖湿地泥炭土壤特性评价

由表6可知，艾比湖有机质含量均值为18.97%，处于第一等级；碱解氮处于第六等级，属于极缺乏型；速效钾含量均值为102.79g／kg，处于第三等级属于中等型；有效磷含量均值为12.42g／kg，处于第三等级，属于中等型。

表6 土壤养分含量分级表

土壤盐渍化评价：以艾比湖湿地泥炭土壤不同层次总盐数据为基础，结合表7可以得出，艾比湖湿地泥炭土壤盐渍化水平。从土壤盐渍化类型判断：1、2、3、4、11、12号样点属于氯化物－硫酸盐型，1、2、11、12号属于轻度盐渍化，3、4号属于中度盐渍化；4、5、6、7、8、9、10、13、14、15、16、17、18、19、20号样点属于硫酸盐型，且都属于极轻盐渍化。

表7 新疆盐渍化分类和分级标准［17］

3 讨论与结论

3.1 艾比湖湿地泥炭土壤养分状况讨论

通过测定，艾比湖湿地泥炭土壤养分含量整体偏低，其中有机质含量平均值为18.97%；碱解氮为22.92mg／kg；速效钾为102.79mg／kg；有效磷为12.42mg／kg。艾比湖湿地泥炭土有机质、碱解氮、有效磷的平均值都略大于中数，养分呈中心趋向分布。土壤有机质与土壤碱解氮，速效钾，有效磷之间都呈极显著正相关，相关系数为分别为0.748，0.580，0.585。有机质泥炭含量相对偏低，王勇辉等人研究表明湖区以北有机质含量较大，湖区以东、以南方向有机质含量较小［16］。而研究区位于湖区东北方向，含量相对偏低，可能是与干旱区缺水的特性有密切联系，有机质的含量与生物积累有很大关系，缺水导致生物数量减少，生物积累量不高，土壤有机质含量自然下降。此外，土壤有机质的空间变化是一个长期渐变的过程，各种区域因素与随机因素对其含量的影响是一个非常复杂的过程，还需要进一步研究其时空变异特性。碱解氮含量较低，速效钾，有效磷含量处于中等水平，与新疆农业厅研究调查结果一致。

3.2 艾比湖湿地泥炭土壤盐分状况讨论

3.3 艾比湖湿地泥炭土壤特性评价结果

艾比湖有机质含量偏低，处于第四等级；碱解氮含量极低处于第六等级；速效钾含量，有效磷含量中等处于第三等级。经盐渍化类型判断，艾比湖湿地泥炭少数属于氯化物－硫酸盐型，属于轻度盐渍化和中度盐渍化；大部分属于硫酸盐型，都是属于极轻盐渍化。

［1］柴岫.中国泥炭的形成与分布规律的初步探讨［J］.地理学报，1981，36（3）：237－253.

［2］祖文辰，马学慧，王荣芬.我国泥炭的主要特性及其区域差异［J］.地理科学，1985，5（1）：38－45.

［3］刘子刚，王铭，马学慧.中国泥炭地有机碳储量与储存特征分析［J］.中国环境学，2012，32（10）：1814－1819.

［4］张生，张芸.三江平原和横断山区的泥炭资源及其合理开发利用［J］.地域研究与开发，2001，21（1）：69－73.

［5］于君宝，刘景双，王金达.三江平原泥炭沼泽沉积物中营养物质的分布规律［J］.湿地科学，2004，2（1）：31－35.

［6］刘景双，于君宝，王金达.淡水沼泽湿地泥炭沉积中氮素分布特征［J］.环境科学，2003，24（2）：41－45.

［7］李鹏，王益权，喻建波，等.陕西省泥炭油页岩草炭三种有机矿藏资源基本性状及农业利用的可行性分析［J］.干旱地区农业研究，2007，25（6）：197－200.

［8］赵东波，马忠林，张喜平，等.辽宁省泥炭分布特征及控制因素探讨［J］.地质与资源，2011，20（2）：120－125.

［9］王春裕，武志杰，尹怀宁，等.内蒙古科尔沁左翼后旗的泥炭资源及其改良苏打盐渍土的研究［J］.土壤通报，2001，32：120－123.

［10］王元峰，王辉，马维伟，等.尕海湿地泥炭土土壤理化性质［J］.水土保持学报，2012，26（3）：118－122.

［11］高俊琴，欧阳华，白军红.若尔盖高寒湿地土壤活性有机碳垂直分布特征［J］.水土保持学报，2006，20（1）：76－86.

［12］王宏，塔西甫拉提·特依拜，谢霞，等.新疆艾比湖地区不同土地利用类型的土壤盐渍化敏感性评价［J］.地理科学进展，2011，30（5）：593－599.

［13］金海龙，白祥，满中龙，等.新疆艾比湖湿地自然保护区土壤空间异质性研究［J］.干旱区资源与环境，2010，24（2）：150－157.

［14］王合玲，张辉国，秦璐，等.新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素［J］.生态学报，2012，32（16）：4969－4980.

［15］王勇辉，海米提·依米提，胡江玲，等.干旱区湿地土壤有机质空间分布及关系研究［J］.干旱区资源与环境，2012，26（11）：98－103.

［16］王勇辉，马蓓，海米提·依米提.艾比湖主要补给河流下游河岸带土壤盐分特征［J］.干旱区研究，2013，30（2）：196－202.

［17］秦晓燕.张掖市城市湿地土壤盐分、PH值和含水量的空间异质性分析［J］.地下水，2011，33（1）：8－11.

Character and Evaluation Research in Ebinur Peat Wetland

LIU Jie， LI Ping－ping， WANG Yong－hui∗
（College of Geography and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumqi，Xinjiang，830054，China）

Peat as a very valuable ecological resources，it has a wide range of use in agriculture，industry，animal husbandry，environmental protection，restoration and other fields.For finding out the features and applied value of the peat from Ebinur Lake in Xinjiang，this study selects Ebinur Lake wetland as a research object for testi⁃fying and evaluating its physicochemical property.The results of the study show that the organic matter content is slightly low，alkali solution nitrogen content is extremely low，and the rapidly available K with Olsen P at the medi⁃um content.Soil organic substance with soil alkali－hydrolyzable nitrogen，Olsen－K，and Olsen－P has positive sig⁃nificant corelation.The total salt in soil has significant corelation with、Cl－、、K++Na+.Through the salinization type judgment，the peat of Ebinur Lake wetland slightly belongs to chloride－sulfate type，and also to mild and moderate salinization type.It is benefit for improving the utilization efficiency of peat after understanding the features of the research object，as well as has the practical significance for promoting the development of arid land resource，and for environmental protection.

Wetlands；Ebinur lake；Peat；Character；Evaluation

P951

A

1008⁃9659（2015）01⁃0071⁃07

2014－11－13

新疆维吾尔自治区自然科学基金《艾比湖湿地泥炭资源特性及应用研究》（2013211A023）

刘 婕（1992－），女，新疆伊犁人，硕士研究生，主要从事资源环境地理信息系统方面研究。

王勇辉（1979－），男，新疆乌鲁木齐人，博士，主要从事干旱区资源利用与环境演变方面的研究。