三江平原典型湿地土壤-植物系统中锰迁移模式研究

锰是是湿地土壤中氧化还原体系的重要构成元素。对三江平原湿地—植物系统中锰的迁移过程监测表明，湿地土壤中锰含量一般处于较低水平，土壤中水分含量，尤其是地表水的存在将增加锰的迁移性，并且使土壤中锰保持Mn2+价态，呈现出较强的还原性。土壤中Mn含量受到多种环境因子的影响，其中pH、水分、DOC、S是主要影响因子。在湿地的垦殖过程中，垦殖方向的差异将引起Mn地球化学集散状态的显著改变。湿地旱化或者垦殖为旱田，Mn元素富集，陆地湿化或者湿地垦殖为水田，Mn元素流失，在三江平原湿地-旱田-水田的演替过程中，土壤作为Mn元素源汇功能经历了由汇变成源的转换。在此转换过程中，土壤中Mn的形态发生显著变化，虽然在不同土地利用方式下，锰主要以矿物或者铁锰氧化物形式存在，但是与有机质结合的锰却是变化最为显著的部分，也是驱动土壤中氧化还原体系变化的主要部分，pH、DOC及S是影响锰赋存形态的主要因素，也是三江平原土壤中生物有效态锰含量较高的重要原因。137Cs定年技术表明，小叶章湿地与毛果苔草湿地土壤中Mn累积速率分别为464.05±96.65 mg yr-1 m-2和498.25±86.26 mg yr-1 m-2。毛果苔草湿地具有更高的锰累积速率。当排水及气候变化导致三江平原沼泽湿地向沼泽化草甸演替时，锰将由沼泽环境向周围环境中释放。三江平原水体中Mn含量主要受溶解氧的影响。湿地植物中锰含量普遍高于农作物，且在根部中通常具有高含量的锰以形成保护膜抵御低pH和厌氧环境对根的胁迫。未来研究中，应当关注Mn形态转换及其驱动因素，以深入认识Mn在湿地土壤氧化还原体系中的重要性，并减少研究的不确定性。