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地下水对湖区土壤生态系统功能的影响

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:从土壤生态系统内能量流动来看,土壤矿物质、有机质的分解与合成,均伴有热能的释放与吸收。因此,预测大型水利工程对本区和其他湖区土壤系统熵变与土壤生态演替的影响,并探讨其对策,这是我们在湖区土地资源开发研究和环境生态优化设计中一项重大任务。

地下水对湖区土壤生态系统功能的影响

这主要表现在,本区农田地下水每次大幅度升或降,至少从液态、气态物质和热量三个方面,改变了潴育层子系统内物质和能量的输入与输出,从而对整个农田生态系统的物质循环和能量转化产生影响。以本区水稻土和灰潮土常见的需氧性自生固氮菌——圆褐固氮菌为例,这种微生物能将空气中游离氮固定为氮化合物,然而当地下水上升、土壤浸渍后,圆褐固氮菌的繁殖将受到抑制。另一方面,这种缺氧的生态环境却有利于反硝化菌的大量增殖,并导致土壤氮素的损失。这说明,农田地下水位变动,能改变土壤系统内氮素循环的方向。

从土壤生态系统内能量流动来看,土壤矿物质、有机质的分解与合成,均伴有热能的释放与吸收。这种能量转换同样要受到地下水升降的制约。在探讨土壤生态中的能量问题时,有必要援引土壤系统熵的概念[1]。笔者认为,在本区作为土壤生态中的子系统——水稻土潴育层,会随着地下水季节性升降、氧化与还原交替,相应出现熵增或熵减的过程。当地下水上升浸渍潴育层时,土壤结构受到破坏,系统从有序走向混沌,这是土壤系统熵增的过程;而当地下水下降退出潴育层时,氧化条件将促使土壤结构恢复,并朝良好结构发展,这是土壤系统有序化、熵减的过程。

目前,涨渡湖区在大搞农田水利基本建设,其中开沟抬田,降低农田地下水位,使土壤脱沼脱潜,这是为了建造一个具有良好结构与功能的水田土壤生态系统,其实质乃是在水稻土中建造潴育层。该层的功能在于:它通气爽水而利于系统内物质、能量的输入、输出达到平衡与协调发展,它随着地下水季节性升降而发生的熵增熵减过程,而利于土壤养分转化与储存。这是水稻稳产高产所必备的重要条件。但是,当某项水利工程,如长江三峡水利工程,将提高长江枯季水位,并使本区枯季地下水抬升且不可能回落,那时湖区土壤潴育层将部分或全部长年浸渍于潜水之中,该层土粒将逐渐呈高度分散状态,形成青泥层(即潜育层)。这时,土壤系统向混沌无序、熵增的方向发展,也就是说,出现了土壤潜育化的危险。因此,预测大型水利工程对本区和其他湖区土壤系统熵变与土壤生态演替的影响,并探讨其对策,这是我们在湖区土地资源开发研究和环境生态优化设计中一项重大任务。

参考文献

[1]陈清硕.土壤系统熵.江苏农学院学报.1984;5(1):1—9.(www.xing528.com)

The Influence of Groundwater Upon Soil Ecosystem in the Region of Zhangdu Lake

Abstract:This paper based on the large scale of surveying datum on field fixedposition and data analyses indoors expounds the characters of the ground water in the region of Zhangdu Lake and its influence on the ecosystem of paddy soil.It also discussed the interrelations between the structure function of soil ecosystem with ground water.

Key Words:Pore concealedwater;SoilEh;Soil ecosystem

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