干旱固结对人工湿地中泥灰岩土壤磷稳定性的影响及其管理策略

《Ecological Economics》：Effects of consolidation through drying on phosphorus stability in marl soils accrued in treatment wetlands

本综述探讨了人工湿地（STAs）中泥灰岩土壤的稳定性问题，重点研究了干旱诱导的土壤固结对磷（P）稳定性和植被恢复的影响。研究发现短期干燥能提升土壤物理稳定性并促进轮藻（Chara）快速萌发，但长期效益有限；有机质（OM）改良剂对泥灰岩土壤的稳定性和磷通量无显著影响。研究强调通过限制挺水植物（EAV）扩张来降低土壤不稳定性，为优化人工湿地磷去除性能提供管理思路。

　　

Highlight

STA泥灰岩土壤

研究初期，我们旨在通过泄水评估固结埃弗格莱德斯人工湿地（STAs）中泥灰岩的技术可行性，并确定固结能否促进 submerged aquatic vegetation（SAV）萌发、增强土壤磷（P）稳定性或减少内部磷负荷（通过营养盐向表层水体释放）。只有当STA出水区出现土壤稳定性差（高浊度和总磷（TP））时，才会推荐采用泄水固结等干预措施。

Conclusions

跨多个SAV泥灰岩土壤的实验表明，轮藻（Chara）在干燥土壤上的萌发反应迅速（几周内）且优于湿润土壤，这支持了将干燥作为SAV再植被管理工具的可行性。干燥在短期内有效改善了土壤稳定性，显著降低了施加悬浮能量后水柱的浊度。但这些增益是暂时的。经过12周再淹没后，先前干燥土壤的悬浮能量产生的浊度与未干燥土壤无显著差异。干燥也未显著改变土壤磷（P）通量。有机质（OM）改良剂（甘蔗渣或腐熟枯叶）对泥灰岩土壤的稳定性或磷（P）通量均无影响。实验室实验表明，与SAV相关的泥灰岩土壤相比，典型挺水植物（EAV）群落的高有机质（OM）土壤在干燥后磷（P）通量更大，且更易悬浮。这些发现表明，管理有机质（OM）富集（特别是通过限制EAV在下游STA单元扩张）可能有助于减少土壤不稳定性和内部土壤磷（P）通量，从而支持STA性能。