时间：2022-06-03 03:00:06
关键词：水化学特征；时空变化；灌溉效用；江夏湿地；
中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1009－2242（2015）06－0311－05
水是湿地的主体，是湿地更新演替的主导因素，水质和水量是影响湿地自然环境的重要因素［1］；水也是湿地生态系统中对环境变化响应最敏感的因子，同时湿地结构和功能也显著地受到水分条件的控制［2］。因此，湿地水环境研究显得尤为重要。其研究核心是对于湿地水体水化学特征及其变化规律的研究，可以探寻湿地水体离子的来源，揭示水体所在区域的岩石和土壤特性，也可以反映周边人为活动对水体的影响［3］。当前，湿地生态系统总面积达600多万hm2，居全国之首［4］。对高寒湿地水环境的研究还较少，只见于拉鲁湿地［5］、清水河流域［6］、甲玛湿地［7］、纳木错湖［8］、青藏尕海湖［9］、珠穆朗玛峰绒布河源区［10］等地，这当中涉及湿地水化学特征研究的也只是很小一部分。本文以位于政治经济中心的拉萨河流域典型高寒湿地———江夏湿地为研究区域，基于2014年全年在湿地不同位置定期持续采集的水样，结合前人多年相关研究经验，探讨该湿地水体水化学特征及其时空变化规律，并对该湿地水体进行灌溉效用评价，旨在揭示其水体水化学特征、离子主要来源及其影响因素，以期为该区域内水化学、地球化学循环研究提供基础数据，同时为拉萨河流域高寒湿地保护和管理提供理论支撑。
1研究区概况
江夏湿地位于林周县境内的江热夏村，属拉萨河上游，是季节性沼泽湿地，面积约为67万m2。每年6—9月雨季，拉萨河丰水期，湿地地下水位高，地表过湿或集水形成浅水沼泽湿地；冬春季由于拉萨河枯水期和地下水位低而使大部分湿地失水而形成草地。该湿地由于距拉萨市较远，人为活动较少，每年冬春季都有大量黑颈鹤来此越冬，是黑颈鹤保护区，也是其它一些野生动物越冬栖息地。湿地植被主要以浮叶眼子菜、三叶藻、荸荠、孤尾藻、水葱、斑唇马先蒿等为主［11］。林周县平均海拔3860m，属高原温带半干旱季风气候，地势平坦，谷地开阔，气候温和，水量充沛，年平均气温5．8℃，为半农半牧区。
2研究方法
2．1样品采集与分析
样品采集于2014年4，7，10月和2015年1月4次野外采集水样，每次采集样品位置为同一位置，分别是湿地进水口、湿地中部和湿地出水口。用蒸馏水清洗过的聚乙烯瓶采集水样，采样前振荡清洗3次，采样后马上加入水样固定剂，密封保存，带回实验室测定水质指标。水样化学成分的分析参照中国生态系统网络观测分析测试［12］；pH计玻璃电极法测定水样pH值；阳离子（Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋）和阴离子（Cl－、NO3－、SO42－）含量用ICDionex—120离子色谱仪分析测定；HCO3－用HCl滴定法测定；按照各离子含量总和减去（1／2HCO3－）含量计算TDS；水体总硬度按（Ca2＋和Mg2＋毫克当量总和）×50计算；总碱度是HCO3－、CO32－和SO42－毫克当量之和［13］。
2．2数据处理
试验数据采用SPSS19．0进行统计分析，采用Excel2010进行制图。
3结果与分析
3．1江夏湿地水化学特征分析
从表1可以看出，江夏湿地水体呈弱碱性，pH值范围为7．8～8．3之间。研究区阴离子含量大小顺序为HCO3－＞SO42－＞NO3－＞Cl－，HCO3－在不同时间段含量都占据绝对的优势，其毫克当量百分比分别为春季90．8％，夏季68．97％，秋季85．19％，冬季84．8％；阳离子含量大小顺序为（春季）Na＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋；（夏、秋季）Ca2＋＞Mg2＋＞Na＋＞K＋；（冬季）Mg2＋＞Ca2＋＞Na＋＞K＋。江夏湿地各个季节平均阳离子浓度总和（TZ＋＝Ca2＋＋Mg2＋＋Na＋＋K＋）分别为春季34．0864mg／L，夏季63．2744mg／L，秋季76．6842mg／L，冬季73．9757mg／L；平均阴离子浓度总和（TZ－＝HCO3－＋SO42－＋NO3－＋Cl－）分别为春季305．6558mg／L，夏季274．6443mg／L，秋季333．2596mg／L，冬季394．2075mg／L。TDS是水体各组分浓度的总指标，能很好的反映水体组分在总体上的分布特征和变化趋势，在江夏湿地其范围为180．3295～297．0576mg／L，均＜1g／L，故该区域为淡水水体；总硬度和总碱度的范围分别为1．3364～10．5215mg／L和167．2227～280．7371mg／L。TDS、总硬度和总碱度的最大值均出现在冬季（1月份）。依据舒卡列夫分类法，江夏湿地水体化学类型为春季7—A型，即矿化度不大于1．5g／L的HCO3—Na型水；夏季、秋季为2—A型，即矿化度不大于1．5g／L的HCO3—Ca、Mg型水；冬季为3—A型，矿化度不大于1．5g／L的HCO3—Mg型水。
3．2江夏湿地主要离子浓度时空变化规律
3．2．1主要离子季节变化规律从图1可以看出，阴阳离子的季节变化呈现出不同的规律。阴离子中除了SO42－以外，其他的离子最大值均出现在夏季，最小值均出现在春冬季；而SO42－最大值出现在冬季，最小值出现在春季。阳离子中Ca2＋、Mg2＋变化规律相同，最大值均出现在冬季，最小值均出现在春季；而Na＋的变化正好相反，最大值出现在春季，最小值出现在冬季；K＋含量一年四季趋于稳定。从各主要离子的季节变异系数来看（表2），总体上阴离子的变异系数大于阳离子的变异系数。SO42－变异系数最大，平均可达51．70％，说明其含量受时间变化影响显著；其次为HCO3－，平均变异系数为27．29％，说明其随着季节变化有较明显的波动；Cl－和NO3－变异系数波动较为明显，10％以下到50％作用均有呈现。同时，江夏湿地绝大多数离子的变异系数普遍表现为春夏季大于秋冬季。3．2．2主要离子空间变化规律从图2可以看出，江夏湿地各主要离子的空间分布表现出一定的复杂性。Cl－、NO3－和HCO3－在出水口的浓度要比进水口和中部高，它们在出水口的含量分别为16．5687，28．264，336．4441mg／L；进水口的含量分别为10．0462，16．2364，197．8311mg／L。SO42－浓度在进水口高，达到20．1489mg／L，出水口低，为6．9977mg／L。阳离子浓度在各个不同位置水体中含量基本持平，进水口略低，其中K＋含量随着水置的改变变化不大。从空间变异系数来看（表3），同一离子在不同空间位置，其空间变化对不同水体中不同离子的影响程度各有特点，平均空间变异系数最大的是Cl－，平均为77．52％，其次是Mg2＋，平均变异系数为69．11％，最小的是Na＋，为11．41％；从同一空间位置来看，3处水体的空间变异系数为进水口41．76％，中部43．58％，出水口49．59％，总体变化程度不大。
3．3江夏湿地主要离子相关性分析
对各离子浓度进行了Kendall’s秩相关分析（表4），可以看出，湿地内离子组成主要受NaHCO3、Mg（HCO3）2、Ca（HCO3）2和Mg（SO4）2的迁移转化313的影响。Cl－与HCO3－之间呈极显著负相关，因为两者都带有相同的负电荷，存在排斥作用；Cl－与SO42－存在极显著正相关，说明其可能具有相似的离子来源；Na＋与NO3－存在显著的正相关，说明它们之间可能存在某种相互作用，具体原因还需进一步深入研究。3．4江夏湿地灌溉水效用评价对江夏湿地不同季节的灌溉水体进行分级分类，可以分析其是否适合用于农业灌溉［14］。Wilcox采用Na＋的比率对灌溉水进行分类，分为5类：①非常好；②好；③允许使用；④不太适合；⑤不适合。按照公式计算Na＋的比率：Na＋％＝Na＋／（Ca2＋＋Mg2＋＋K＋＋Na＋）×100％。经过计算，与Wilcox的分类标准对比后得知，江夏湿地春季水体属于第5类水体，不适合灌溉，而夏秋冬季水体属于第2类水体，适合灌溉。
4讨论
水体中碳酸的存在直接受pH值大小的影响，HCO3－在偏酸、偏碱及中性水中占优势，江夏湿地水体pH监测结果为7．8～8．3之间，为弱碱性水，因此该区域内水体HCO3－含量占优势。大气干湿沉降、岩石和矿物的风化以及人为活动的输入是地表水体溶解质的主要来源。HCO3－主要来源于碳酸岩盐的溶解，少部分可能来源于土壤和大气中的CO2的溶解和生物降解有机物过程的产物。一般认为，Cl－和Na＋相对含量较高的地表水可能受2种因素的影响较大：大气降水和河水蒸发。Cl－和Na＋相对含量较低、而HCO3－和Ca2＋含量较高的地表水主要受岩石风化的影响。在江夏湿地，离子含量的变化是随着季节变化而波动的。Na＋浓度在春季呈现最高值，随着时间的推移逐渐下降，可能是由于江夏湿地的水源为拉萨河，而春季正逢拉萨河枯水期，湿地大部分失水，降雨又稀少，湿地的水体形成主要是地下水的反渗与维持。而此时在湿地土壤中由于离子的吸附作用（吸附亲和性Ca2＋＞Na＋），所以Na＋含量增加，Ca2＋含量减小，从而造成Na＋含量偏高的状况［15］。夏季HCO3－、NO3－和Cl－含量均达到了最高值，说明丰水期水量的增加是导致水体中离子浓度升高的直接原因。SO42－主要源于工业活动和大气沉降等因素，NO3－主要源于农业活动，两者在全年中浓度均较低，说明了江夏湿地目前还处于受人为干扰较少的状态。已有研究表明，位于半干旱气候区的高海拔区域地表水化学组成很大程度上受蒸发—结晶作用影响［8］。江夏湿地Ca2＋、Mg2＋和K＋含量在秋冬季含量上升，主要原因由于秋冬季蒸发作用强烈、降水稀少，湿地水体蒸发作用会导致水体离子浓缩，从而造成其含量增加。从离子含量的空间变化来看，大部分阴离子（HCO3－、Cl－、NO3－）含量都表现出出水口大于进水口的现象，这与前人对地表水的相关研究结果一致［6］。主要原因有：首先，该湿地出水口基本是封闭状态，水体靠渗透排放而不是直接排放，这在一定程度上造成了离子的滞留；其次，从进水口到出水口，水体pH值一直升高，这样会释放更多的HCO3－，且周边农田施用的氮肥，以及湿地土壤中硝化作用造成湿地出水口NO3－含量增加。总体来说，该湿地各主要离子的空间变化与其水化学成因息息相关，即水体由进水口到出水口的过程，实质是从河流补给水到蒸发浓缩型水的过渡，这期间水体的化学成分也随之发生变化。SO42－呈现与其他3个阴离子相反的变化规律，进水口浓度高，出水口浓度低，在排除工业活动的影响之外，可能与湿地自身的净化功能有关。各离子间的相关系数在一定程度上可解释离子的来源［16］，但单凭相关性解释不完全。对地表水离314水土保持学报第29卷子起源的自然因素的分析中，Gibbs（1970年）设计的TDS与Na＋／（Na＋＋Ca2＋）的关系图或TDS与Cl－／（Cl－＋HCO3－）的关系图应用最为广泛。这些关系能简单有效地判断地表水体中离子的各种起源机制的相对重要性。本研究中，江夏湿地TDS含量范围为180．3295～297．0576mg／L，Cl－／（Cl－＋HCO3－）比值均＜0．1，只有春季Na＋／（Na＋＋Ca2＋）接近于1。可见，江夏湿地水体离子的起源优势机制是岩石的风化作用，冬春两季伴随蒸发、结晶作用，大气降水的输入作用十分有限，这与对高原高山区域的相关研究结果一致［6，8，17－18］。农牧区土壤和作物受灌溉水质的影响极大，江夏湿地周围都是农田，所以有必要评价其水体的灌溉效用性。选用盐分和Na＋浓度作为水体是否适用于灌溉的指标［19］。灌溉水体中过量的盐分和Na＋会对作物产生危害，如果水体中的Na＋代替了土壤中的Ca2＋和Mg2＋，会减弱土壤渗透性，造成土壤板结［20］。经评价，除了春季水体不适用于灌溉，其余季节江夏湿地水体均可用于农业灌溉。
5结论
（1）江夏湿地水化学特征为pH值在7．8～8．3之间，为弱碱性水，HCO3－在阴离子中占绝对优势，阳离子中春季Na＋占优势，夏秋季节Ca2＋、Mg2＋占优势，冬季Mg2＋占优势。TDS均＜1g／L，为淡水水体。依据舒卡列夫分类法，江夏湿地水体化学类型为春季HCO3—Na型水；夏季、秋季HCO3—Ca、Mg型水；冬季HCO3—Mg型水。（2）阴阳离子季节变化呈现出不同的规律。阴离子中除了SO42－之外，其他离子最大值均出现在夏季，最小值出现在春冬季；阳离子中Ca2＋、Mg2＋最大值出现在冬季，最小值出现在春季，但Na＋变化规律和Ca2＋、Mg2＋相反，K＋四季含量趋于稳定。总体上阴离子的时间变异系数大于阳离子的时间变异系数。（3）阴阳离子空间变化具有复杂性。阴离子中除了SO42－之外，其余HCO3－、Cl－、NO3－含量均为出水口大于进水口。同一离子不同空间位置，Cl－空间变异系数最大，其次是Mg2＋，Na＋最小。从同一空间位置来看，3个位置离子浓度总体变化不大。（4）离子来源分析。根据离子间相关性分析和Gibbs分类法表明，江夏湿地水体离子来源主要受拉萨河流域岩石风化的影响，枯水期（春、冬季）伴随一定程度的蒸发—结晶作用，大气降水影响不明显。（5）对江夏湿地水体灌溉效用评价结果显示，江夏湿地春季水体不适用于灌溉，而其他3个季节水体均可用于农业灌溉用水。
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关键词：霾；气候特征；趋势系数；小波分析
中图分类号：X16；X513 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3407-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.019
Analysis of Climatic Charcteristic of Dusthaze in Xianning from 1960 to 2013
ZHAO Ya-jing1，CHENG Hai-rong2，LIU Lian-feng1，PENG Xi-can1
（1.Meteorological Bureau of Xianning， Hubei Province， Xianning 437100， Hubei， China；
2.Department of Environmental Engineering， School of Resource and Environmental Science， Wuhan University， Wuhan 430079， China）
Abstract： Based on the daily observed data of Xianning meteorological station from December 1960 to February 2013， the climatic characteristic of dusthaze was investigated. The results showed that， fisrtly， it indicated a pattern that north and south appeared the least days of dusthaze， but the most in the central area in the past 53 years， especially appearing in hilly area. From averaging data， dusthaze day happened most frequently in Chibi， followed by Xianning and the least in Jiayu which was a county closed to Yangtze River. The variation was large in different counties， but it showed a decreased trend of dusthaze day except in Chibi area. Secondly， the dusthaze day was more easily happened in winter （December to February）， which ocuupied 47.7% of the whole year， followed by spring （25.7%） and autumn （20.5%）， and it happened the least in summer （6.1%）. Thirdly， the dusthaze day appeared mostly in December， reaching up to 2.1 days meanly in Xianning， 1.8 days in January. And July was the least month happening dusthaze， meanly 0.1 day， and it rarely appeared dusthaze in June. Fourthly， it showed a decreased trend of dusthaze day in Xianning. There was a increasing trend in 1970s， and it lasted to the initial stage of 1980s. There was a significant cycle of 2～4 years.
Key words： dusthaze； climatic characteristic； trend coefficient； wavelet analysis
随着城市发展，空气质量状况越来越引起人们的关注，特别是城市中霾的出现严重影响了人们的生活。霾是一种对视程造成障碍的天气现象， 其组成成分包括数百种大气颗粒物以及空中悬浮物、直径小于10 μm的气溶胶粒子，对健康造成严重的 威胁[1]。大量极细微的干尘粒均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10 km，造成空气普遍浑浊[2]，国际组织称这种现象为“亚洲棕色云”。严重的霾使大气能见度降低，这些气体在紫外线的作用下，发生光热化学反应，产生一种新的光化学烟雾，具有很大毒性，对人体有强烈的刺激作用，长期处于这种环境下有诱发肺癌的危险[3-5]。严重的霾天气还能直接引发各类海、陆、空交通事故以及城市空气质量严重污染[6]，影响生态环境[7-9]。近年来，区域性霾天气在中国频繁出现，影响日趋加重，分析咸宁市霾气候变化特征这项基础性工作迫在眉睫，其研究价值和参考意义非常重要。
1 资料与方法
根据经湖北省气象局质量控制后的咸宁市6个地面气象观测站1960年12月至2013年2月逐日人工观测资料，当天气现象观测有霾时记为一个霾日。运用趋势系数统计和小波分析方法分析霾的月、季、年和年代际变化规律。根据气候学上对冬季的定义，取完整的冬季月份为当年12月和次年1、2月，春季为当年3～5月，夏季为6～8月，秋季为9～11月。
运用趋势系数、小波分析和小波方差图[10-12]方法。小波方差图能反映信号波动的能量随尺度变化的分布，可用来确定信号中不同种尺度扰动的相对强度和存在的主要时间尺度，即主周期。
2 结果与分析
2.1 53年霾天气概况
分析咸宁市1960-2013年共53年霾分布情况，呈中间多南北少的分布。赤壁最多，为16.7 d/年；咸宁市区次之，为11.6 d/年；南三县崇阳、通城和通山分别为9.1 d/年、6.4 d/年和 4.4 d/年；靠近长江的嘉鱼县霾天数最少，为1.5 d/年，最多与最少之间相差约10倍，具有丘陵地区多发的特点。
从各县市逐年霾日数演变（图1）可以看出，各地年变化差异较大。除赤壁外，其他县市年霾日数随时间呈减弱趋势。其中，通城和咸宁市区年变化特征相似，有2段集中发生期，分别处于20世纪60年代末期至80年代初期和21世纪初到10年代前期。嘉鱼年霾天气变化不大，变幅为2～4 d/年，呈平稳下降趋势。逐年霾日数变化呈明显增多趋势的赤壁市，在21世纪10年代末霾天数剧烈攀升。赤壁市2008年霾天数多达64 d，为有气象记录以来咸宁全市范围内排崇阳1979年74 d和咸宁市区1974年74 d之后的第三大值，紧接着在2011年又出现62 d的霾日数。
由咸宁各县市年霾日数最大值和出现年份可以看出，咸宁全市范围内年霾日数最大值是出现在崇阳1979年的74 d，咸宁市区年霾日数的最大值是出现在1974年的72 d。其他县市的最大值为赤壁2008年出现的64 d，嘉鱼1981年出现的10 d，通城1966年出现的40 d，通山1969年出现的29 d。
2.2 霾的季变化特征
由图2可知，咸宁市区霾天气变化有2段集中发生期。在20世纪90年代基本上没有出现霾天气，而其他时间都有发生，特别是20世纪70年代初期是霾日数急剧上升阶段，至80年代初期较高的霾日数维持，1973年冬季霾日数为26 d，1974年春季霾日数为25 d，同年秋季霾日数为23 d，都为各季节最大值。21世纪初到10年代前期的秋冬季的霾日数呈波动增长态势。
分析53年四季和全年的累计霾日数以及季节平均总日数可以发现，赤壁市53年累计出现霾天气最多，为907 d；咸宁次之，为627 d；崇阳为481 d；通城为341 d；通山为229 d；嘉鱼最少，为81 d。比较四季各县市霾日数，春季咸宁市区的霾日数最多，其他季节都是赤壁最多。秋季和冬季各县市变化情况一致，赤壁最多，咸宁次之，再次是崇阳、通城和通山，嘉鱼最少。
从季节平均总霾日数看，冬季出现霾日数最多，为212 d；其次是春季114 d，秋季为91 d；夏季最少，仅为27 d。冬季霾日数占全年的47.7%，春季占25.7%，冬春两季占全年霾日总数的70%以上，秋季占全年的20.5%，夏季仅占全年的6.1%。结果表现出冬春季出现多，秋季次之，夏季最少的分布特征。这主要是由于冬春季节影响咸宁市区的冷空气活动频繁，而咸宁市大部分地区位于变性高压脊内，空气干燥，气压稳定，风力微弱，地面附近的灰尘、汽车尾气难以扩散或稀释，从而导致霾天气的出现。而夏、秋季雨水相对要充沛许多，雨水对空气中的灰尘等污染物起冲刷作用，不利于霾天气的形成。
2.3 霾的月变化特征
咸宁市区53年各月平均霾日数明显不同，最多为12月，平均达2.1 d，其次是1月份，平均霾日数1.8 d，霾日数最少的为7月，仅0.1 d。据实测资料统计，44%以上的年份在12月都出现了霾天气，有42%以上的年份在1月、5月和11月都出现了霾天气。2013年1月、1974年3月的霾日数最多，达15 d和14 d。而有近94%的年份在6月都没有出现霾天气。
2.4 咸宁市区霾年际变化特征
分析咸宁市区逐年霾日数演变，总体呈下降趋势。其中20世纪70年代初期是霾日数急剧上升阶段，至80年代初期维持较高的霾日数，年平均霾日数达到38 d。20世纪60年代、80年代和21世纪初，年霾日数为6～8 d。年霾日数趋势系数为0.3 d/年。霾日数最低值为0 d，分别出现在1989-1998年和2001年；最高值为72 d，出现在1974年。为滤去年际间的随机变化，采用5年滑动平均对原霾日数序列进行处理，同时用线性倾向估计分析了不同阶段霾日数的趋势系数（表1）。
根据5年滑动平均曲线可以把年霾日数变化分成五个阶段（表1），其中20世纪60年代初期到70年代初期霾日数呈明显上升阶段。该时段由于各种因素的综合影响，工业和交通运输的大量发展，故霾日数上升也比较快，年霾日数趋势系数为3.4 d/年。21世纪初期的前中期霾天气再次多发，呈现明显上升。由于城区交通繁忙，机动车大量增加，机动车尾气污染严重，这一阶段霾日数的年趋势系数为1.2 d/年。进入21世纪10年代，经济和旅游的加速发展，汽车保有量年年攀升，使得霾日数又有增多的趋势。年趋势系数为2.4 d/年。
2.5 周期特征
由图3可见，咸宁市区霾变化存在着2～4年的显著周期。此外还有一个28年作用的长周期，但并没能通过显著的周期性检验。1990-1998年和2000年以后，周期比较显著，1990-1998年周期大约在4年，而从2000-2010年2年左右的周期比较显著，可以看出周期有缩短的趋势。
3 结论与讨论
1）咸宁市53年霾日数呈中间多南北少的分布，具有丘陵地区多发的特点。多年平均年霾日数赤壁最多，为16.7 d/年；咸宁次之，为11.6 d/年；靠近长江的嘉鱼县霾天数最少，为1.5 d/年。咸宁市各县市年变化差异较大，除赤壁外，其他县市年霾日数随时间呈减弱趋势。
2）季节分布特征：冬季（上年12月至次年2月）霾日数占全年的47.7%，春季占25.7%，冬春两季占全年霾日总数的70%以上，表现出冬春季出现多，秋季次之，夏季最少的分布特征。
3）咸宁市区霾日数月变化特征：最多为12月，平均达2.1 d，其次是1月份，平均霾日数1.8 d，霾日数最少的为7日，仅0.1 d。有44%以上的年份在12月都出现了霾天气，有42%以上的年份在1月、5月、11月都出现了霾天气，而有近94%的年份都在6月没有出现霾天气。
4）咸宁市年霾日数的历史纪录前三位分别为崇阳县1979年74 d，咸宁市区1974年72 d，赤壁市2008年64 d。
5）咸宁市区年霾日数总体呈下降趋势，20世纪70年代初期是霾日数急剧上升阶段，至80年代初期维持较高的霾日数，年平均霾日数达到38 d。20世纪60年代、80年代和21世纪初，年霾日数为6～8 d。
6）咸宁市区霾变化是2～4年左右的显著周期，还有28年的大周期，但不显著。
7）霾天气的出现与自然因素、人为因素和气象条件有关。强逆温层的出现与气候干旱少雨，日照强烈，湿度较低等气象条件共同作用形成霾。
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（甘肃省天水市气象局，甘肃天水741000）
摘要：选取天水市7 个气象站1965—2011 年日照时数资料，采用累积距平、Mann-Kendall 突变检验法和Morlet 小波等方法，分析天水市日照时数的气候变化规律。结果表明，天水市年平均日照时数总体呈减少趋势。1965—1980 年，日照时数呈增加趋势；1981—1992 年呈减少趋势；1993—2008 年呈增加趋势；2009 年以后又趋于减少。日照时数的变幅最大的季节为夏季，春季的日照时数变化呈上升趋势，其余各季都呈下降趋势。小波分析得出天水市的全年和各季的日照时数大部都存在小尺度的准周期变化，冬季存在中尺度的周期变化，夏季在年代际的变化上存在准27 年的周期变化。对日照时数气候变化的空间分析表明，天水市整体平均日照时数呈下降趋势，有局部地方和整体趋于的气候变化趋势不完全相同，天水北部的变化趋势更加显著。
关键字：日照时数；时空分布特征；累积距平；Mann-Kendall；小波分析；天水
中图分类号：S162.3 文献标志码：A 论文编号：2014-0786
基金项目：甘肃省强对流天气预报预警系统建设项目；公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306006)
作者简介：强玉柱，男，1979 年出生，工程师，主要从事气候预测和气候变化规律应用研究。通信地址：741000 天水市岷山路64 号，Tel：0938-8384461，E-mail：qyz120_2002@163.com。
收稿日期：2014-08-08，修回日期：2014-09-26。
0 引言
研究表明，自1861 年来全球的平均地表温度呈增加的趋势[1]。由于气候变化能够使大气物理和化学结构发生变化，太阳辐射能也因此发生了变化[2]。日照是重要的气候因子，也是农作物生长发育不可缺少的条件，并且是气候资源的重要组成部分之一[3]。所以，研究日照的变化趋势，对合理布局农业生产和农业结构的调整有着很重要的作用[3]。近些年来，有很多研究者对日照时数变化趋势以及影响因素做了大量的分析。任国玉[4]等发现中国近50 年的日照时数呈明显减少趋势，主要特点为平原大于山区、东部大于西部。陈少勇[5]等研究得出，在西北地区大多数的日照时数显著减少，而且冬季日照最少，夏季最多。目前也有很多地区都对当地日照时数的变化作了很多的研究[6-11]。天水的果林业是当地主要支柱产业之一[12]，其中苹果、桃子、葡萄、核桃和大樱桃是当地的特色林果，该地的生态气候特性以及气候因素直接关系到特色林果的产量，特别是日照时数也对其品质有着直接的作用，因此针对该地区研究日照时数的变化是很有必要的。天水市地处副热带北缘和青藏高原东部边坡地带，地形复杂，深居内陆，远离海洋，大陆性季风气候特征明显，属温带半湿润半干旱区[13]。文中针对天水市日照时数的变化趋势进行分析，了解其气候变化特征，这为当地的林果业生产提供了依据。
1 资料与方法
选取资料为1965—2011 年天水市7 个气象站（秦州、麦积、清水、张家川、秦安、甘谷、武山）的逐月、逐年日照时数。按12月—2 月为冬季，3—5 月为春季，6—8月为夏季，9—11 月为秋季，形成季序列以及年序列[14]。利用累积距平[15]的方法分析近47 年天水市日照时数的逐年变化趋势；应用Mann-Kendall突变检验方法[16]，对全年和各季的日照时数进行突变点检验；采用Morlet 小波分析方法[15]，分析年和各季平均日照时数变化周期。
2 日照时数气候变化趋势
2.1 日照时数的年代际变化
图1 是天水市年日照时数的逐年变化和累积距平变化，其中图1a 中粗实线是日照时数和年时间序列的六阶拟合趋势线，相关系数为0.5243，通过了95%的置信度检验，可见天水市日照时数有明显的年际波动，并在21 世纪初出现了日照时数峰值，80 年代出现了低谷，21 世纪初的峰值小于20 世纪60 年代初的水平；细实线为日照时数与时间序列的线性拟合，相关系数为0.2161，没有通过95%的信度检验，天水市平均日照时数总体呈减少趋势，平均递减率为-24.19h/10a（见表1）。
从逐年累积距平变化曲线（见图1b）可以看出，天水市近47 年来年日照时数有4 个变化：1965—1980年，日照时数呈增加趋势；1981—1992 年呈减少趋势；1993—2008年呈增加趋势；2009年以后又趋于减少。
2.2 日照时数的季节变化
从天水市全年、各季节不同年代的日照时数距平值（见表1）可以看出，年日照时数20 世纪60 年代最多，70 年代次之，80 年代最少，90 年代有所增加，但21世纪初又开始减少。
春季的日照时数则是在21 世纪初最多，20世纪80年代最少，90 年代在逐渐增加，并在21 世纪初又呈正距平，增加幅度较大，春季日照时数的气候倾向率为3.007h/10a。夏季、秋季和冬季日照时数的变化趋势一致，日照时数的气候倾向率分别是- 5.443h/10a、-4.233h/10a、-2.944h/10a，都呈减少趋势，从距平百分比来看，都成双谷型，均在20 世纪80 年代和21 世纪初出现低谷，其中夏季的年际变幅最大，在20 世纪80 年代到了-9.3%，在60 年代达到了10.1%。
2.3 日照时数周期变化特征
为了分析日照时数的多时间尺度特征，对年、季的日照时数进行了小波分析，从小波方差和小波系数的变化过程可以判断日照时数序列周期及未来变化趋势特征[17]。计算发现，天水市的年、季日照时数都存在多个比较明显的周期（见图2），年日照时数存在4 年、8 年的准周期变化，春季存在3 年、6 年的准周期变化，夏季主要体现在年代际的变化上，存在准27 年的周期变化，秋季存在2 年、4 年和7 年的准周期变化，冬季存在2 年、4 年、7 年和16年的准周期变化。
通过Mann-Kendall 突变检验发现，天水市的年、季日照时数虽然UF和UB都存在交点，但均未通过a=0.05 的检验，因此没有显著地突变年份。
2.4 日照时数气候变化趋势的时空分析
分别计算天水市7 个站点全年以及各季日照时数的线性变化趋势，得出气候倾向率，最后绘制出气候倾向率的空间分布图（见图3）。从图3 可以看出，天水市整体平均日照时数呈下降趋势，整个区域的气候变化趋势基本一致。全年日照时数变化（图3a）除天水西部外，其他各站均呈下降趋势，其中北部的秦州、秦安、张家川变化趋势明显，相关系数都通过了0.05 的显著性水平。春季的日照时数变化除秦安外均呈上升趋势。夏季、秋季和冬季的日照时数变化趋势一致，除了天水东南部外，均呈下降趋势，并且除武山外，其余各站相关系数都达到了0.05 的显著性水平，其中夏季的日照时数变化下降趋势更为显著。由此见，近47 年来，天水市各站全年和各季节的日照时数变化大部呈下降趋势，春季呈上升趋势，夏季、秋季和冬季的日照时数表现为较一致的下降趋势。
3 讨论
导致日照时数减少的主要原因是大气透明度、水汽压和太阳辐射[18-19]。随着气候变暖，工业污染导致大气的能见度减小，大气气溶胶增多，也是影响日照时数减少的因素之一。同时日照时数也与经纬度、海拔高度等有关。大气环流以及天气系统的影响也直接关系着该地的日照时数的变化。文中分析结果表明，天水市的日照时数总体减少，这是对气候变暖的响应；从季节变化来看，只有春季的日照时数是上升趋势，春季恰恰是林果生长发育阶段，充分的日照使得林果更好的生长，这也为该地林果种植提供了一定的科学依据；从空间分布来看，天水北部的日照时数变化最为显著，从气候背景分析，这里不宜种植林果。
4 结论
（1）天水市年平均日照时数有明显的年际波动，总体呈减少趋势，平均递减率为-24.19h/10a，在21 世纪初出现了峰值，20 世纪80 年代出现了低谷。日照时数的变幅最大的季节为夏季，其次是春季，秋季和冬季变化不明显。各季中唯独春季的日照时数变化呈上升趋势，其余各季都呈下降趋势。
（2）通过突变检验，没有发现天水市年、季有显著的突变点出现。利用小波分析得出天水市的全年日照时数存在4 年、8 年的准周期变化，春季存在3 年、6 年的准周期变化，夏季在年代际的变化上存在准27 年的周期变化，秋季和冬季都存在2 年、4 年和7 年的准周期变化，冬季同时还存在16年的准周期变化。
（3）对日照时数气候变化的空间分析表明，天水的日照时数变化对气候变化的响应十分明显。天水市整体平均日照时数呈下降趋势，局部地方气候变化趋势和整体不完全相同。尤其是天水北部，日照时数的下降趋势最为显著，可见该地不易种植林果；春季的日照时数除天水北部外，均呈增加趋势，对于林果的生长发育十分有利。
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[关键词] 山东半岛 沿岸 浮游动物 季节性 空间分布
[中图分类号] S963.21+4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）09-0047-02
海洋浮游动物是海洋生态系统的重要组成部分，参与海洋生态系统的物质循环和能量流动过程。国内，李君华等综述了全球变暖对浮游动物多样性及分布等的影响；徐兆礼和高倩[1]、周进等[2]、李云等[3]等先后在东海开展了浮游动物受全球变化的影响研究。
山东半岛海域是北黄海海域的重要组成部分，也代表了北温带海洋生态环境的重要类型。以往研究主要集中在黄海和东海等较大范围海域研究，缺乏山东半岛近岸海域的调查资料研究。随着山东半岛沿岸经济的迅速发展和海岸开发，环境问题随之加重，因此调查山东半岛近岸海域的浮游动物的季节性变化，既是对以往黄海北部浮游动物研究的补充，也可为以后调查山东半岛近岸海域的生态环境以及陆源排污对山东半岛海域的环境影响提供基础数据资料。
一、材料和方法
1.站位分布
2009年5月（春季）、8月（夏季）、10月（秋季）在山东半岛部分沿岸（36o17′～37o52′N，120o50′～123o40′E）开展了浮游动物多样性监测。根据调查目的和任务，布设了13个站，调查海区及采样站位（如图1）。浮游动物的采集和样品处理均按照《海洋监测规范》（GB/T 17378-2007）进行，浮游动物采用浅水Ⅱ型浮游生物网（网口直径42cm，网长140cm，JP36号筛绢），于各站位自海底至水面垂直拖网，标本用5%甲醛固定，显微镜鉴定其种类及数量。
2.多样性分析
物种多样型指数的计算采用香农-威纳指数（H，Shannon-Wiener index），计算公式（海洋浮游动物研究基本上采用以2为底的对数形式）为：
H′=
Margalef物种丰富度指数，其计算公式为：
D′=（S-1）/log2N
Pielou均匀度指数（J，Pielou）计算公式为：
J=H/log2S
浮游动物优势度指数（Y，Mcnaughton index）计算公式为：
Y=（ni/N）×fi
式中，ni是第i种类的丰度（个/m3），fi是第i种类出现的频率（%），N为物种的总丰度（个/m3），取浮游动物优势度Y≥0.02的种为优势种；Ni为第i种的个数；N为总个体数；S为样品中浮游动物的种数。
二、结果与讨论
1.种类组成
1.1 春季浮游动物种类组成
春季调查共鉴定出浮游动物15种。其中桡足类5种，软体动物1种，幼虫幼体6种，腔肠动物1种，其他物种2种。
1.2 夏季浮游动物种类组成
夏季调查共鉴定出浮游动物20种。其中浮游甲壳动物4种，原生动物4种，毛颚动物1种，桡足类1种，幼虫幼体7种，腔肠动物1种，其他物种2种。
1.3秋季浮游动物组成
秋季调查共鉴定出浮游动物19种。其中浮游甲壳动物7种，原生动物1种，毛颚动物1种，桡足类1种，幼虫幼体5种，腔肠动物3种，其他物种1种。
2.丰度及其分布
春季检测海域浮游动物丰度平均为20.48×103个/m3，其变化范围在（0.23×103个/m3～87.89×103个/m3）之间（见表1）。丰度最高的站位是S11；最低的站位是S10。
夏季检测海域浮游动物丰度平均为115.91×103个/m3，其变化范围在（36.48×103个/m3～317.69×103个/m3）之间（见表1）。丰度最高的站位是S1；最低的站位是S13。
秋季检测海域浮游动物丰度平均为2.29×103个/m3，其变化范围在（0.49×103个/m3～8.58×103个/m3）之间（见表1）。丰度最高的站位是S2，最低的站位是S6。
可见，各站位之间的丰度呈不均匀状态分布。
3.春、夏、秋调查海域浮游动物优势种
取浮游动物优势度Y>0.02的为优势种，则春季调查中浮游动物优势种有6种，分别为夜光虫、小拟哲水蚤、长腹剑水蚤、幼螺、蟹幼体、猛水蚤。夏季调查中浮游动物优势种有2种，为根状拟铃虫和钟形网纹虫。秋季调查中浮游动物优势种有11种，其中小型拟哲水蚤和稚贝优势度最大。
4.浮游动物综合性指数分析
4.1春季浮游动物多样性分析
春季调查的浮游动物多样性指数值在（0.17～2.42）之间，平均值为1.45。总体上看，S10和S2的浮游动物多样性指数高、S11和S12较低，其余站位的多样性指数值均在平均值左右波动。丰富度、均匀度、优势度等三项因子都在正常范围波动，因此可认为蓬莱海域和海阳海域部分区域，已受到轻度污染，环境质量较脆弱。
4.2夏季浮游动物多样性分析
夏季调查的浮游动物多样性指数值在（0.23～2.89）之间，平均值为1.45。总体上看，S4的浮游动物多样性指数高，S8和S13较低，其余站位的多样性指数值均在平均值左右波动。丰富度、均匀度、优势度等三项因子都在正常范围波动，因此可认为蓬莱海域和海阳海域部分区域，已受到轻度污染，环境质量较脆弱。
4.3秋季浮游动物多样性分析
秋季调查的浮游动物多样性指数值在（0.23～2.76）之间，平均值为1.97。总体上看，S3的浮游动物多样性指数高，S2较低，其余站位的多样性指数值均在平均值左右波动。丰富度、均匀度、优势度等三项因子都在正常范围波动，因此可认为除芝罘部分海域水质存在轻微污染外，其余的调查区水质均在正常水平。
三、讨论
山东半岛属于黄海北部海域，具有暖温带海域特性。山东半岛近岸浮游动物的种类季节性变化不明显，但丰度变化明显，夏季浮游动物丰度显著高于春、秋两季（见表1），水域浮游动物生物多样性的季节差异远小于丰度，丰度的季节变化表现为春夏高，秋冬低，说明夏季环境条件适合浮游动物的生存，可能与山东半岛近岸的环境因素有关。其中，夏季由于温度较好，所以浮游生物保持较高水平；秋季水温下降，光照减弱，因此浮游动物丰度较低。
山东半岛近岸春季、秋季浮游动物多样指数和丰富度指数低于北黄海整个海域的平均值，说明近岸已经受到人类活动和环境因子的作用，且均匀度指数较高，优势种作用不明显。秋季浮游动物多样性指数和丰富度指数显著高于春、夏两季，而优势度显著低于春、夏两季。不同种类间数量差异极化程度的增加导致了春季、夏季北黄海近岸多样性水平降低。相对于春、夏季，秋季北黄海的水文环境更为复杂，秋季温盐变化范围均高于春、夏季，这就为更多的生物提供了适宜的温盐环境。以上原因解释了秋季北黄海近岸的浮游动物多样性指数高于春、夏两季。
山东半岛近岸海域以往调查研究较少，本文主要与1984年8月和11月，1985年2月和5月对渤海和黄海进行的浮游生物调查进行比较研究，追踪10年际的变化趋势。浮游动物种类组成没有变化，但是优势种类型有变化，主要原因可能是本次调查主要在山东半岛近岸海域，而孟凡等的研究主要在黄海海域，距离近岸较远。受洋流影响较为明显，而近岸海域受人为因素和近岸环境因素影响较大。
四、结论
山东半岛近岸浮游动物种类随季节性变化不明显，丰度随季节性变化明显，主要受季节性的环境因素综合作用。本次调查结果与郑重等1965年研究结果比较，浮游动物种类变化不明显，但优势种变化明显，丰度值有所增加。通过与孟凡等1985年研究比较，本次调查优势种种类发生变化。
山东半岛近岸浮游动物的季节性调查研究，对于山东半岛和黄海北部渔业资源和生态资源研究提供了重要的基础参考资料，同时初步反映了人类活动对于近岸浮游动物群落特征的影响。
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改革“课程”
小学生受身心发展的水平所限，在每个学期连续4个多月的学习历程中，学生不可能总保持一成不变的学习状态。他们需要适时地进行学习方式、学习内容的调整。同时，以常规课时为单位开展综合实践，局限在30-35分钟的时间内，学生很难真正展开充分的思考和实践探索。因此，我们想到打破内容、时间和空间的局限，以“四季”来划分学生的学程，简称“2-1-2-1”模式，称为“四季课程”。
“2-1-2-1”模式以培养学生的实践能力和创新精神为核心。具体来讲，是以一学期为周期，即“2个月+1周+2个月+1周”。第一个“2”为每学期前两个月，在此期间有计划地实施基础性课程；第一个“1”为期中时段的一周，各年级学生集中开展实践性课程，由教师设计、开发并组织实施；第二个“2”为每学期后两个月，继续有计划地推进基础性课程实施；第二个“1”为寒（暑）假期间为期1周（或1旬）的综合性实践学习，课程由教师设计，家长协助开发与实施，丰富学生的假期生活，更好地实现个性化发展与全面健康成长。
此模式将通过在每学年的春、夏、秋、冬四季各安排一次“主题综合实践活动周”，有效地整合科技、美育、体育、德育等综合实践内容，改变现有综合实践课程比较零散的现状，让学生享有更充分的综合学习、实践探索、拓展研究的机会，使综合实践能力得到更充分的锻炼。具体来看：春天，万物复苏，适宜学生走进大自然，呼吸新鲜空气，锻炼体魄，欣赏春的美景，因而设定为“律动健身周”。夏天，烈日炎炎，学生适宜在此时静心读书，同时正值暑假，他们有时间走进社区，走进父母单位，走向全国各地，走向世界，去体验生活，因而设定为“读书实践周”。秋天，秋高气爽，是神清气爽的时节。适于学生们把上一个学年所学的知识综合运用，发挥出来，展开美好的想象，因此设为“科技创意周”。冬天，是老百姓享受中华传统文化节日的时节。学生应该在品味北京和全国各地传统文化中感受中华文化的博大精深，因此设为“传统文化周”。
这种学程的调整，是为了更好地尊重小学生生命成长规律。它呈现了鲜明的节奏感，彰显了生命成长的意识。把生命的成长、自然的成长和社会的成长有机融合在一起，使得课程更具有整体性、发展性、连续性、生本性和创新性的特点。
改革“课堂”
在四季课程结构中，基础性课程实施的主渠道仍是课堂。而课堂的质量将直接反应教育教学的深度与成效。伴随课程改革，现代教育观已经从传统的知识教育观走向了促进学生个性健康发展的教育观，课堂文化也越来越向“儿童发展本位”回归。因此，教师对课堂教学的设计必须考虑学生的兴趣、特长、发展需求，为他们创造发展的舞台。这需要教师牢固树立“适合学生发展”的价值追求。所谓“适合”，是指要有“对象意识”和“目标意识”。
其中“对象意识”是指，课堂教学要符合小学生的发展实际，特别是身心发展水平，做到按教育规律育人。所谓“目标意识”是指，教学方式的选择要与教学目标和学生需求相匹配，使教学方式的选择真正适合学生的发展，避免方式活化的盲目性与随意性。
经过多年的课改实践，我校逐步形成了“实与活”的教学思想，并通过课程实施不断地使之更丰富、更系统，构建起“实与活”的课堂文化。其特点具体表现为：“实”在以学定教，“活”在顺学而导，体现了课堂文化的生本性；“实”在调动主体，“活”在互动生成，体现了课堂文化的生命性；“实”在全人发展，“活”在学有所长，体现了课堂文化的价值性。应该说，“实与活”的课堂文化是从教学效果的角度定义了课堂文化的内涵，更强调了教学过程与效果之间的统一。
我校根据“基础扎实、习惯良好、中华底蕴、国际视野”的育人总目标，针对各学科制定了十二字学科培养目标，并在此基础上细化为课堂实施策略，更好地指导每位教师日常教学。为了更准确地定位学科、学段、单元及课时目标，我们制定了不同学科各个年级的分级目标体系，这有助于教师带着对学科价值及学生需求的追问设计课堂。
总之，课堂教学质量的提升是“四季课程”建设的重要基础，是学校课程实施整体性系统建设的重要保障。因此，聚焦学生发展，特别是每一个学生的发展，是我们进行课堂改革的核心，也是我校课堂文化构建的核心。
改革“课时”
在学校课程整体性建设的进程中，我校注重读透课程理念，构建新的教学价值观；注重读透学生发展，建立以个性质量为中心的学生观。早在课改初期，我校就进行了课时调整的实践探索，主要是针对小学生注意力及心理特点将每节课的时间缩短，课时数量略有增加。这样就使学生有更多的时间锻炼身体、发展特长，同时也必然向教师提出了提高教学效率的要求。具体做法包括：
将原来每天6节40分钟的大课，调整为每天7节。前三节课为35分钟，主要进行语文、数学的教学，后四节为30分钟，进行其他学科的教学。这样课时的总量没有超过国家的总课时量，并确保各门国家课程开齐开足。
每天保证语文、数学、体育课各一节课，同时每周4天有英语课，为学生打下扎实的学科基础创造了时空保障，确保了基础性及核心学科的教学质量。其中，每天安排的晨练、课间操、体育课及下午班级快乐健身保障了学生每天健身1小时，为学生的健康发展奠定基础。此外，我们结合寄宿学校的特点，每天安排了自习时间，为学生的自我学习拓展时空。安排了兴趣小组、专业队等活动，丰富学校的校园生活，促进个性发展。
经过多年的实践，课时的改革有效促进了新教学价值观的建立，实现了学习方式的变革，并为学生的个性发展创造条件，受到了家长和学生的普遍欢迎。
改革“课业”
在整体建构课程体系的过程中，关键是提供适合学生个性化发展的课程，重点是强调课堂教学质量的务实与提升，条件是课时的调整。但在此基础上，要真正落实对学生个性发展的关注与指导，我校还进行了课业的改革。为了减轻学生过重的课业负担，我校组织专家及骨干教师编印了北京小学语文、数学学本系列，达到了减负增质的效果。我校针对课业出台了《北京小学学生作业评价方案》、《北京小学节假日作业的要求》，对学生作业的时间、数量做出了明确规定，严格控制作业量。同时学校鼓励教师开展个性化作业的实践研究，将课业指导与学生个性发展有机结合。
关键词：氮污染；季节变化；原因分析；小型封闭水体
中图分类号：X703
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）24-0032-04
1 引言
城市地表水体作为城市自然景观的重要组成部分，不仅起着美化城市的作用，而且具有维持当地生态系统平衡及调蓄洪水的作用，有的甚至是城市水源的重要来源。目前许多城市地表水体发生了严重的氮污染问题，引起了不少学者的注意。贾海峰[1]1996年对密云水库水质调查结果表明水体NH+4-N的浓度在不同点位均为秋季最高，同年对广东里湖的监测分析也表明，水体TN、TP季节性变化不显著，但总的变化趋势是秋季N、P营养盐含量高于其他季节。E Prona[2]等对西班牙Albercha河水体营养盐的时空分布特征M行研究发现，营养盐分布变化受采样位置和季节的影响，在春、夏季，由于流域内人类活动的加剧，水体无机氮浓度比秋冬季明显升高。李伟等[3]对田庄水库氮的迁移转化研究结果表明：2005年4月份氨氮、硝氮和总氮浓度均高于9月份，即水体中氮浓度春季最高。综上所述，目前国内外对大型河流、湖泊氮污染季节变化研究较多，但对于封闭水体氮污染的季节变化研究更少。本文试以金华市小型封闭水体为例，通过分析其氮污染的季节变化特征，希望能弥补该方面研究的不足。
2 材料与方法
2.1 研究区概况
金华市（28°32′～29°41′N ，119°14′～120°46′30″E）位于浙江省中部，金华市地处金衢盆地的东端，属于浙中丘陵盆地，地势中部低、南北高，属于亚热带季风气候，四季分明，温度适中，年平均气温为17.5℃，降雨量较为充沛，年总降雨量平均为1424 mm，气象灾害较少，适宜居住和生活。其中金华市区只包括金东区和婺城区，位于武义江、金华江和东阳江交汇处，面积约2045 km2，建城区面积约63.78 km2。本文的研究对象为金华市区二环以内的小型封闭水体，选取12个有代表性的水体作为观测点（图1）。
2.2 研究方法
为系统研究金华市小型封闭水体氮污染的季节变化，本研究通过卫星遥感影像和实地调查，根据周围土地利用状况及水体主要利用方式，将金华城市小型封闭水体划分为林地水体、耕地水体、水产养殖水体、景观水体、居住用地水体、工业用地水体6种类型的水体。选择了12个小型封闭水体作为研究对象，利用ArcGIS10.1绘制采样点分布图。采样时段为2015年4月25日至2016年4月19日，间隔一个月采集一次水样。样品采集使用250 mL聚氯乙烯塑料瓶，采集距水面0.2 m的水样，当天带回测定氮浓度，分析前对略带浑浊的水样进行过滤。采样的同时，通过访谈，向附近居民了解水体周围土地利用现状，并进行记录。
2.3 样品分析方法
水样的pH值采用精密pH计进行测定，水样的电导率采用便携式电导率仪测定，总氮（TN）浓度采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB11894-89）测定，硝态氮（NO-3-N）浓度采用紫外分光光度法直接在220和275 nm双波长下比色测定，铵态氮（NH+4-N）浓度采用靛酚蓝比色法测定，可溶性有机氮（DON）浓度利用总氮浓度减去可溶性无机氮浓度得出。即：DON = TN - NO-3-N - NH+4-N。运用Excel和SPSS软件对实验数据进行统计分析。水质评价采用《地表水环境质量标准――GB3838-2002。
3 结果与分析
3.1 氮污染的季节变化
本研究中不同类型水体的TN含量有所不同。林地水体、耕地水体、水产养殖水体、居住用地水体、景观水体、工业用地水体TN的浓度范围分别为7.88～11.17 mg/L、8.16～15.04 mg/L、6.57～13.65 mg/L、6.79～16.27 mg/L、7.28～13.14 mg/L、8.06～12.43 mg/L。从整体上看，耕地水体和居住用地水体TN的含量要明显高于其他类型的水体。根据我国地表水水质指标准，Ⅴ类水的TN限值为2 mg/L，本研究各类水体各个时间段的TN浓度都高于标准限值，表明金华城区的小型封闭水体一直处于严重富营养化状态。
在整个采样期间，尽管研究的12个采样点的水体污染来源不同，各类型水体的TN含量随时间变化总体上仍呈现出一定的规律。从图2中可以看出，各类型水体TN含量在4～9月，总体呈现波动下降的趋势，自9月至第二年3月，总体又呈现出波动上升的趋势，3～4月又呈现下降趋势。除工业用地水体外，各类型水体TN均以9月最低；耕地水体和居住用地水体的季节变化幅度明显高于其他类型水体。
同一类型水体不同月份的TN含量进行方差，分析（取α=0.05）显示，林地水体和耕地水体TN含量不同月份的差异性显著，而水产养殖水体、居住用地水体和景观水体不同月份的差异性不显著。
通过与其他城市湖泊对比发现，金华市小型封闭水体氮污染十分严重。熊汉锋等人通过研究梁子湖表层氮的季节变化发现湖水TN含量在0.18～1.362 mg/L之间，平均0.713 mg/L，表层湖水中全氮呈明显的季节性变化，在湖心和湖泊出水口，表现为春季最高，冬季最低[4]。
赵海超等人逐月调查了 2010 年洱海上覆水TN含量发现2010年1～12月洱海TN总体呈先升后降的变化趋势，TN 浓度为0.20～0.95 mg/L，最大值出现在7月，最小值出现在1月[5]。通过上述对比，可以得出金华市小型封闭水体TN远高于其他大型城市湖泊，且波动幅度大，急需采取相关措施进行整治。同时，本研究中城市小型封闭水体同城市湖泊氮污染的变化规律有所不同，值得进行进一步的研究探讨。
3.2 氮元素赋存形态的季节变化
不同类型水体氮元素的赋存形态也有所不同，并且随季节的变化规律不同。对于NO-3-N，除了景观水体，各水体NO-3-N含量随季节呈现明显波动，普遍在9月有最低值，其中居住用地水体和工业用地水体的NO-3-N含量的变化幅度明显高于其他水体，而景观水体无明显的时间变化。对于NH+4-N，耕地水体和居住用地水体随季节有明显的波动，耕地水体的在春秋季NH+4-N含量较高，而居住用地水体仅在春季NH+4-N含量较高。对于DON，林地水体、居住用地水体和工业用地水体的DON季节变化较为明显。其中，林地水体的DON含量秋季较高，居住用地水体春季较高，工业用地水体春夏较高。可见不同土地利用方式对水体不同形态氮的季节变化有显著的影响。
同一类型水体不同月份的各形态氮含量进行方差，分析（取α=0.05）显示，NO-3-N的含量，除景观水体的NO-3-N含量不同月份的差异性不显著之外，其余各水体的差异性显著；NH+4-N的含量，耕地水w和居住用地水体的差异性显著，而林地水体、水产养殖水体和景观水体差异性不显著；DON含量，耕地水体、水产养殖水体和居住用地水体的差异性显著，而林地水体和景观水体的差异性不显著。
各形态氮占TN的百分比也随季节呈现出明显的变化规律。对于NO-3-N，除景观水体，其余各类型水体在春季都会有一个上升的阶段，7～9月呈现下降的趋势，9月以后又呈现上升的趋势。对于NH+4-N而言，各类型的水体在春季都出现下降的趋势，7～9月又呈现上升的趋势，9月以后又呈现下降的趋势，在秋末冬初降到极小值后又呈现上升的趋势。
综上所述，不同类型水体氮元素的赋存形态且随季节的变化规律有明显的不同。其中，耕地水体TN和各形态氮的不同月份的差异性均显著，而景观水体TN和各形态氮的不同月份的差异性均不显著。
4 讨论
4.1 水体总氮季节变化的原因解析
4.1.1 氮污染来源的影响
地表水体氮的来源较为复杂，既有外源输入又有内源释放，既有点源又有非点源。本研究针对的是金华市内小型封闭水体，氮污染的可能来源包括农业施肥、城镇污水的排放。
有研究表明，未受污染的河流和湖泊无机态氮浓度的浓度范围是0.016～0.240 mg/L，平均浓度为0.102 mg/L[6]，而本研究中城市小型封闭水体无机态氮的浓度水平几乎是平均水平的十几倍，人为污染是一个重要的影响因素。
经偏相关分析得出：耕地水体和景观水体的电导率与NO-3-N、NH+4-N呈显著的正相关（а=0.02），说明NO-3、NH+4与电导率（离子总量）具有相似的分布特征，NO-3、NH+4可能是此类水体的主要离子。据此推断NO-3在耕地水体和景观水体总阴离子中占有较大的比重，NH+4在这两类水体总阳离子中占有较大的比重。有研究表明，水体不同形态氮的存在与其来源有关，排水良好的农业流域中大部分的总氮是以硝态氮的形式汇入水体[7]，而氨氮是城市型河流和城镇污水中的主要存在形态[8，9]。根据综合前人的成果和实地考察得出本研究中的耕地水体和景观水体的氮分别主要来源于农业化肥的使用和城市污水的排放。
由于农业化肥的施用主要以氮肥为主，而土壤中多余的氮肥通过降水而形成的地表径流进入水体，导致耕地水体的离子组成以NO-3-N、NH+4-N为主，水体的TN季节变化也与施肥的季节变化相一致。根据调查得知当地村民春季氮肥施用较多，而城镇污水的排放随季节没有明显的变化，因此景观水体的TN随季节变化没有明显的波动。
4.1.2 水生生物的影响
经过实地考察发现本研究中各类水体均有一定量的水生植物，其中耕地水体和居住用地水体的浮萍、水葫芦等水生植物相对较多，这与农业肥料的大量施用以及生活污水的排放密切相关。在秋冬时节，水体中的水生生物（尤其是水生植物）生长过渐变缓慢，水生生物对氮素营养盐的利用率逐渐变低，从而带来水体中氮素的累积和浓度的升高。而在夏季光照、水温等条件较为适宜，导致浮游植物迅速生长，大量消耗水体营养盐，营养盐含量不断降低，因此到9月各类型水体中氮营养盐达到一年中的最小值。
4.2 水体各形态氮季节变化的原因解析
水环境中的NH+4-N、NO-3-N主要存在两种去除和转化的途径，一种是硝化-反硝化过程，这一过程中氮经过硝化作用转化为亚硝酸盐氮，再转化为硝酸盐氮，硝酸盐氮进而通过反硝化作用转化成氮气释放到大气而离开水环境；另一种是藻类等水生生物进行的同化作用，无机氮作为营养盐被生物生长利用而从水体中去除[10]。
氨氧化作用是硝化反应的第一步。自然界中参与氨氧化作用的微生物主要包括氨氧化细菌（AOB）等。氨氧化细菌倾向于在中性和偏碱性的环境下生长[11]。随着pH的升高，AOB氨氧化活性呈升高趋势。本研究中各水体的pH大都时间呈碱性。硝化作用中的氨氧化作用受抑制，然而这些时间段的NH+4-N含量却在降低，说明本研究水体影响NH+4-N含量变化的主导因素是藻类的同化作用。
一般来说，水体不同形态氮营养盐含量最高值都是依次出现的，这与NH+4-N的转化有关。由于NH+4-N是氮的还原态，而NO-3-N是氮的稳定形态，氮污染多以还原态氮的形式进入水体，NH+4-N在亚硝化细菌及硝化细菌的作用下，先氧化为NO-2-N，NO-2-N不稳定，最后转化为稳定的NO-3-N，这个过程要消耗水体中大量的氧[12～15]。
从图2可以得出，耕地水体和居住用地水体的NO-3-N和NH+4-N季节变化明显，所以以这两类水体为例。NH+4-N在采样开始初期的5月到7月有明显的下降过程，在温度和阳光都比较充足的情况下，藻类大量繁殖，吸收利用水体中的NH+4-N，同时，此时水中的溶解氧充足，较高的温度也促进NH+4-N的转化，导致NH+4-N含量迅速下降。7～9月又有明显的上升过程，随着气温的升高水中的溶解氧不断下降，导致硝化作用减弱，NH+4-N含量有所上升。而NO-3-N在7月到9月有明显的下降^程，9月到10月有明显的上升过程，这与藻类对NO-3-N的吸收和释放有关。7～9月水体中藻类数量多，吸收利用水体中的NO-3-N，导致NO-3-N含量迅速降低，秋冬时节，由于藻类死亡逐渐向水体中释放营养盐NO-3-N浓度回升。NO-3-N的浓度变化表现出滞后于NH+4-N，可能是因为在NH+4-N和NO-3-N同时存在的条件下会优先吸收NH+4-N，且对NH+4-N的吸收速率大于NO-3-N，NH+4-N的存在对于微生物吸收NO-3-N具有抑制作用[16～19]。另外，所有类型水体的NO-3-N浓度在采样初期较较高，分别在9月达到最小值，之后浓度升高，变化幅度保持稳定，可见9月是城市水体自净能力最强的时候。
5 结论
（1）各类型水体TN浓度各个观测时间均远高于2 mg/L，均属于Ⅴ类水体，氮污染严重，其中耕地水体和居住用地水体TN的含量要明显高于其他类型的水体。
（2）耕地水体的TN和各形态氮含量在不同月份的差异性显著，总体而言春季较高秋季较低，而景观水体TN和各形态氮在不同月份的差异性均不显著。
（3）耕地水体和居住用地水体的NO-3-N和NH+4-N季节变化明显，总体呈春季较高秋季较低，且NO-3-N的浓度变化表现出滞后于NH+4-N，影响其变化的主导因素是藻类的同化作用。
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利用山东省环境空气质量监控系统手机客户端平台数据，研究了聊城市2014年来常规污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5的变化趋势。结果表明，主要污染物季节性差异较大；从空间分布来看，颗粒物浓度远高于山东省中东部区域，但SO2、NO2的差异不明显。
2014年聊城市主要污染物浓度变化趋势
2014年，聊城市环境空气主要污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5比2013年均明显改善，综合改善幅度居山东省第一名。但就区域分布和季节分布看，聊城市的SO2、NO2、PM10、PM2.5浓度季节性变化明显（春冬季高，春秋季低），且颗粒物（PM10、PM2.5）浓度排名仍居全省后列。
综合分析
主要污染物浓度季节性变化明显。根据1-12月份的数据可以看出，4项主要污染物浓度浓度最高值均出现在冬季，春季次之，夏季最低。冬季大气层结相对稳定，易在低空形成逆温，使得局地污染物出现堆积，并且聊城市供暖时间一般为11月中旬-3月中旬，大量的燃煤使污染物的排放总量增加。聊城市夏季高温多雨，对流天气相对活跃，有利于空气污染物的扩散与洗消，使得夏季污染物浓度明显好于其他季节。
颗粒物浓度明显高于中东部地区。细颗粒物的来源相对复杂，约 50%来自燃煤、机动车、扬尘、生物质燃烧等直接排放的一次细颗粒物；约50%是空气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨等气态污染物，经过复杂化学反应形成的二次细颗粒物。造成聊城市大气污染治理难度较大的原因主要有气象和人为两个方面。气象方面，由于聊城市地处黄河冲击平原，风沙多。无风时，容易形成逆温天气，导致大气扩散能力差，引发雾霾。另外，聊城属于温带季风气候，风向主要是延着太行山脉南北移动，而鲁中地区受海风影响，风向由东往西移动，在太行山脉附近容易形成涡流而且风速减小，污染物在此聚集且不易扩散。人为方面主要是产业结构偏重，火电、钢铁、建材、化工等行业相对集中，能源消耗量居高不下，烟尘污染物排放量较大。
SO2、NO2浓度和中东部地区的差异不明显。SO2、NO2主要来源于工业废气、机动车尾气等人为污染。聊城市的SO2、NO2浓度和中东部地区的差异不明显，和聊城市采取有力措施，狠抓工作落实不无关系。一是加强工业企业废气治理。在工作中突出抓好了燃煤企业监管，采取了夜间执法、凌晨执法等错时执法措施，加大对治污设施的运行监管。督促火电企业加快脱硝和脱硫、除尘升级改造工程建设。截至目前，列入省政府批复实施的《山东省2013―2020年大气污染防治规划》及一期行动计划中的131个项目中，已建成100个。二是对重点燃煤企业实施限产。为有效改善供暖季节空气质量，聊城市委、市政府以壮士断腕的决心和铁腕治污的勇气，在1月5日至3月15日期间，对市城区周边的国电、华能、鲁化等大型燃煤企业实施了限产50%的措施。三是严格控制煤炭消费总量。市委市政府制定了聊城市燃煤消费总量控制计划：2013年全市煤炭消费实现零增长，2014年开始逐年降低，并完成上级下达的燃煤总量控制任务。开展了城区燃煤设施取缔及清洁能源改造专项行动，共计取缔46家单位的燃煤设施49台，有效解决了城区大气污染物低空排放的问题。四是加大汽车尾气治理力度。制定了黄标车淘汰办法，严格执行黄标车限行规定，建设了机动车尾气遥感监测点，对尾气排放不合格的车辆进行监测记录。
主要污染物24小时浓度变化具有明显的规律。通过分析，SO2的24小时均值浓度曲线呈现单峰形态，白天浓度高，夜间浓度低，峰值出现在上午9-11时。每天浓度高的时候，正是每天温度逐渐升高、气压提升、扩散条件好的时候，这就可以说明，城区二氧化硫污染主要是输入性污染，随着每天扩散条件的变好，周边工业污染源的迁移扩散开始对城区造成影响；每天NO2的24小时均值浓度曲线呈现双峰形态，有显著升高的时段为早晨的7时-9时和下午的17时-20时，在下午17时-20时这个时间段，NO2浓度往往达到一天的最高浓度。每天的11时-14时，NO2浓度达到当天的最低浓度。由此可以初步推断，在上班早高峰和下班晚高峰两个时间段，机动车尾气的排放对NO2浓度的贡献率是相当大的。车流量的增加使汽车在燃烧过程中的排放总量增加，加重了NO2的污染；颗粒物的24小时均值浓度曲线呈现双峰形态。每天早晨7时开始，细颗粒物开始明显升高，到9时左右达到一次峰值，然后浓度开始下降，到下午16时左右浓度降至最低。从17时开始，细颗粒物又开始明显升高，到20-22时达到二次峰值，然后开始下降。整体看，一次峰值浓度高于二次峰值浓度。这说明，细颗粒物浓度和人为活动有着明显的关联度，上午颗粒物的污染与城市居民活动和市区居高不下的车流量有很直接的关系，尽管白天机动车的总流量要高于晚上，但晚间建筑施工用重型卡车数量增加，导致夜间颗粒物的排放增加。同时夜晚静风、湿度大、逆温频率高等诸多气象条件不利颗粒物扩散，致使污染物容易发生累积而达到
相当高值。
（作者单位：聊城市环境保护局）
关键词：地表水监测数据；分析评价；变化规律；成因分析
文章通过对清 河断面2014年主要污染因子的分析评价，找出其年际变化规律，结合流域生态环境及环境管理等因素分析污染成因，为清 河综合治理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 采样地点与频次
根据清 河流域的分布和周围环境状况，选择其中一个具有代表性的断面作为采样点。采样时间为2014年1月～12月，每月初采样一次，全年共12次。
1.2 评价因子和方法
根据历年监测资料，选取主要污染因子溶解氧（DO）、高锰酸盐指数、生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、阴离子表面活性剂作为评价因子，各因子分析方法全部采用国家标准分析方法，评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）进行评价，水质类别评价采用单因子评价法，即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。
2 结果与分析
2.1 2014年断面监测数据统计（见表1）
2.2 断面水体中COD年分布特征
COD是指强氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及污水处理厂的运行管理中，它是一个表征河流有机物污染程度的重要参数，当COD值较高时，水中能被强氧化剂氧化的有机污染物含量越高，有机污染也较为严重。
从表1可以看出COD浓度在2014年下半年呈现逐渐降低趋势，污染程度逐步降低。但是4、5月份浓度较高，分析原因可能是夏季降水量较其他季节多，河道的生态水量增加，河流的承载能力和自净能力得到了增强。春季降雨较少，河道生态径流小，自净能力较差。COD在2014年均值为37.8mg/L，年均值达到地表水环境质量Ⅴ类标准。
2.3 断面水体中BOD年分布特征
BOD是指水中微生物在氧化分解有机物的过程中所消耗的溶解氧的总量。BOD可以用于表征水中有机物和其他需氧污染物的污染程度，这是由于水中有机污染物越多，微生物分解这些有机物时便需要消耗更多的溶解氧，当水中溶解氧不足时，便会对水生生物的生长带来致命的威胁，导致水质恶化。
从表1可以看到BOD浓度在2014年前三个月波动较大，从第四个月到年底BOD浓度呈现逐渐降低的趋势，说明水体的有机物浓度逐渐降低，BOD在2014年全年平均值为5.2mg/L，年均值达到地表水环境质量Ⅳ类标准。
2.4 断面水体中总磷（TP）年分布特征
水体中溶解态活性磷是水体中生物可直接利用的有效态磷，其含量水平直接反映水体营养状况，资料表明，水体中磷含量的高低与水生生物特别是浮游植物数量密切相关，藻类细胞的生长主要取决于磷的浓度大小。
由表1可以看出，该断面春季、夏季和秋季的水体中总磷的含量分别为0.62～0.95mg/L、0.39～0.57mg/L和0.34～0.40mg/L。对比不同季节该断面总磷的含量大致趋势为：春季>夏季>秋季。原因可能为春季较秋季雨水少，对污染物起到一定的浓缩作用，所以总磷含量春季较秋季高一些；而夏季入河的地面径流中携带的悬浮物较高，水体中的总磷会被悬浮颗粒物吸附而沉积于表面，导致水体中的总磷含量有所下降。总磷在四月份浓度最高，春季气温开始回升，自然界万物复苏，河流底质的微生物也开始活跃，自然界的生化反应活跃，底泥上翻，营养盐释放，给河水带来了较为丰富的含磷营养盐，总磷年均值为0.49mg/L，超过地表水环境质量Ⅴ类标准。
2.5 断面水体中的氨氮年分布特征
氨氮（NH3-N）以游离氨（NH3）或铵盐（NH4+）形式存在于水中。氨氮污染在我国地表水体中普遍存在，当氨氮含量超过一定量时可导致水体富营养化现象产生，对鱼类及某些水生生物产生毒害。氨氮的污染主要来源于生活污水，生活污水中含氮有机物经过复杂的生化反应可以被微生物分解为氨氮，造成水体中氨氮含量的升高。生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5～4.5公斤。此外，流经沼泽地带的地表水中氨氮含量也较多。农业中化肥的过度使用会使得氨氮通过地表径流和地下渗流等方式流入水环境中，带来氨氮的污染，成为氨氮污染的重要来源之一。此外，许昌市特有的发制品行业也是氨氮的一大来源。
从表1可以看出，氨氮的含量处于波动的状况，从整体来看2014年1月～12月氨氮浓度呈逐渐降低的趋势，在11～12月氨氮浓度已降到0.130mg/L和0.286mg/L，已达到地表水环境质量标准Ⅱ类标准，说明氨氮浓度得到了有效的控制。氨氮浓度在1～4月和7月均高于国家地表水环境质量Ⅴ类标准，7月氨氮浓度回升主要是夏季雨水较大，面源污染物随着雨水进入河流，导致氨氮升高，同时1～4月份氨氮较高主要是因为污水处理厂的进水氨氮受到冲击，进口氨氮远远高于设计指标，导致污水处理厂出口氨氮很难达标。发制品行业是许昌市的特色行业，然而部分发制品厂处理未达标的水进入城市管网，对污水处理厂造成很大冲击。经过执法检查等专项行动后，全年氨氮呈降低趋势，氨氮年均值1.95mg/L，达到地表水环境质量Ⅴ类标准。
3 结束语
通过现场测定和实验室分析得到了清 河某断面主要污染物的全年监测数据，利用单因子评价方法对该断面水质状况进行分析与评价，结论如下：
（1）COD和BOD含量在2014年全年中处于波动状况。地表水中COD在2014年1月、4月、5月和6月这四个月水质超过Ⅴ类标准；BOD在这一年中的2月、4月和5月这三个月水质达到Ⅳ类标准。COD全年平均值为37.8mg/L，年均值达到Ⅴ类标准；BOD全年平均值为5.2mg/L，年均值达到Ⅳ类标准。氨氮的含量处于波动的状况，从整体来看2014年1月～12月氨氮浓度呈逐渐降低的趋势。氨氮浓度在1～4月和7月均超出Ⅴ类标准，2014年均值为1.95mg/L，年均值达到Ⅴ类标准。
张晓刚的“血缘系列”，最能看到中国八、九十时代的社会生态缩影，既具有历史真实性，又具有当代艺术的鲜明的符号性质，因此一直是市场上最受追捧的作品。大家庭系列开始于1993年，1998年左右正值张晓刚该系列作品创作的颠峰时期，最为完整和有力地体现了张晓刚大家庭系列的风格和内涵。2010年春季拍卖，大家庭系列的作品占据张晓刚全部上拍作品的近1/3，而大家庭系列作品的成交额总合是其他类型作品成交总额的2倍以上，在高价前五名中也有三件入榜。经典样式的抢手程度由此可见一斑。其中一张是由保利夜场拍出的1998年创作的血缘大家庭系列，以840万成交，是为今年春季张晓刚作品最高价。1998年左右的大家庭系列是张晓刚大家庭创作的最成熟期，也是追求市场经典的时期最值得保藏的类型。
值得注意的是，春季有三件创作于2003年、2004年的作品流拍，包括《失忆与记忆》和男孩女孩的单人肖像。2007年，与《男孩》同样创作年代、尺寸和形式的作品曾经以250-350万中高价位成交，但08、09年这两类作品的市场表现直不佳。从这一比较中可以看出，即使知名艺术家，在转型期的作品仍然需要时间和学术体系的检验，经历两年的紧缩期之后，20]0年当代艺术藏家对市场依然带有保守的心态。
王广义：唯一性的作品才能保值
王广义至今为止有两件超过一千万的作品均产生于2007和2008年，2009年全年，王广义的作品市场一直有些低迷。王广义的大批判系列是其艺术市场上的主体，其中上世纪90年代的大批判比近几年创作的大批判的抗跌性强。而他在85’时期的作品每出现一件也必然能以高价成交。2010年春季市场上，王广义高价成交的作品主要集中在香港佳士得和苏富比两家，海外市场对于中国政治波普样式热情依然没有退潮，其中最高价的《艺术与权力》在图示和主题上与其他的大批判作品有较明显的区别，这也是造成高价的原因。另一件85年创作的《凝固的北方极地系列之二》以其丰富的历史文献价值受到欢迎，相比2006年上拍的同系列的作品价格翻倍。
有专家分析到，2009年王广义作品市场的不景气，原因是这一类型的创作始终缺乏让人印象深刻的代表作，每一幅大批判作品不同的只是画面上的品牌，不变的是背后的政治波普的内核。图示的抢眼和量化是抢夺市场吸引力的指标，但在更长的时间内也会成为以追逐精品和唯一性的市场需求的悖论。纵观今春王广义作品市场，批判对象的不明确和图样的模式化是造成几件高估价作品流标的原因。
岳敏君：强势中略显平淡
大笑的脸、重复的人物确立了岳敏君的专属符号，他把玩世现实主义发挥到极致，作品中自我的鲜明形象和风格特征使他在中国当代艺术界里占有独特的位置。在春季的第一场重头戏香港苏富比拍卖中，岳敏君的《在湖上》以成交价1，290万扭转了其在2009年作品价位走低的状况。苏富比当代艺术部林家如对此评论说：“经过一段时间之市场调整，蓝筹当代中国艺术家之作品拍卖表现再见强势，竞投生气盎然，无疑印证市场对高质素艺术品渴求已久。”之后6月2号，北京保利夜场推出的《满怀豪情》以918.4万成交，为这一判断做出进一步肯定。春季(至截稿日期为止)岳敏君作品拍卖成交总额已经达到2009年秋季的两倍以上，虽然距离2007、2008年的高峰阶段还有相当差距，但当代艺术指标性艺术家和代表性作品的回暖之势已然出现。作为以架上作品为主的艺术家，岳敏君的雕塑作品《现代兵马俑系列六号》也在香港苏富比拍出不错的价格，选择收藏指标性艺术家的实验性创作，在藏家选择普遍保守收藏的时候还是值得鼓励的。
有一个值得注意的现象是，虽然增长势头良好，但岳敏君作品的成交额跟估价相比，依然没有太多突破，贴底价成交是今春许多指标性艺术家市场的特点，当大多数目光聚焦到近现代和古代书画部分的时候，当代艺术市场的逆转依然有待时日。
方力钧：数量不大，有条不紊
方力钧每年出现在拍卖市场上的作品数量并不多，尤其是早期代表作品大部分都被美术馆机构收藏，很难再出现在市场上，所以方力钧作品的拍卖价格和成交总额在当代艺术板块并不突出，起伏也不大，因此不管市场整体氛围如何，方力钧的作品市场都是有条不紊。2010年春季也不例外，上拍的大型油画作品成交稳健，尚未开拍的上海泓盛推出的《仿高其佩一览众山小》参加过2007上海美术馆的方力均个展，是其代表作中比较重要的一件，期待能有好的成绩。
曾梵志：乱笔系列浮出水面
曾梵志今春张名为《风景》的作品在罗芙奥以252.864万元成交，而之前这张作品曾经在2007、2008年中国嘉德春拍和北京匡时春拍两次上拍过，成交价格分别是100万和200万，由此可见曾梵志作品涨幅依然是比较稳定的。
曾梵志是随着2007年当代艺术市场的热潮而声名鹊起的，近些年最受市场欢迎，并且成交价一直增长的是他的《面具》系列作品。在今春，面具系列作品的上拍数量占总量的1/3，成交总价格大约占总量的一半以上，最高价的一张2000年创作的《面具》保持了其经典的造型图样，在香港佳士得以超出高估价一倍左右成交。面具系列曾梵志一共创作有100张左右，有接近一半的作品都已经出现在拍卖市场上。曾梵志的作品收藏区域主要以欧美国家为主，欧洲收藏家为最多并且分散在不同的人手中。据曾梵志自己说，面具系列的藏家每人手中最多有一到两张，这在一定程度上降低了托盘炒作的可能。因而这个系列的作品虽然是曾梵志最贵但同时也是最抗风险的一类作品。可以看得出，今年还没有曾梵志的早期作品和较为重要的面具系列作品出现在市场上，可见藏家在市场恢复期的惜售。乱笔系列的作品逐渐浮出水面，获得不错的市场反馈。可以预料这一系列作品中的精品将是曾梵志作品的下一个热点。
周春芽：成交小幅度滑落
不同于王广义、张晓刚、岳敏君等人作品中浓厚的政治意味，周春芽创作的主要系列有“石头”、“绿狗”和“桃花”，相比而言更具中国文人画的色彩。周春芽作品的暴涨成为当时的市场神话，由于2005-2007年其作品价格的升幅过大，就有市场人士认为，这种快速上涨背后不乏有收藏者操盘的因素。而之后几年，周春芽作品总体直保持了较为良好的交易记录，并没有出现随着市场滑落而崩盘的危险。这和他作品的数量多，品相喜人以及收藏家群体的广泛是分不开的。
早期绿狗和山石系列开创了市场之后，比较新的桃花红人系列也开始逐渐走入拍卖市场，占据今春周春芽作品拍卖市场的主要份额。(截稿之前)还没有开拍的上海泓盛春季拍卖，一件创作于20]O年的标志性的桃花作品是艺术家的最新力作，相较之以往的桃花系列，该幅显的更为成熟与内敛。期待这件作品会有一个良好的成交结果，也能够为桃花系列全面打开市场做铺垫。
不过2010年周春芽市场相比2009年秋季还是有小幅度的滑落，究其
原因，是没有征集到大件高价的拍品。而经对比发现，2010年周春芽一件创作于1997年的《绿狗瓶花》在香港佳士得以138.724万成交，之前此件作品在2006年罗芙奥拍卖的成交价格是118万，对于艺术品投资者来说，几年之内的涨幅不大。
刘野：海军题材大卖
刘野无疑是今春拍卖市场的最大赢家。4月5号苏富比拍卖上，《金光大道》以1，684万的价格成交，创下刘野作品在拍卖市场上的纪录，6月2号北京保利拍出的《小海军》以1344万成交，较之2007年这件作品在保利拍出的717万价格，翻了近一倍，这样丰厚的回报让藏家有信心拿出作品，也让刘野稳坐于2010年的千万元俱乐部之中。刘野作品市场在今年的大幅度提升并非偶然，在07、08年的交易中就已经有了稳步增长的表现。而继F4和周春芽、曾梵志几位当代艺术市场价格指标逐渐企稳之后，寻找新的当代艺术经典的目标不约而同地指向了刘野。他的作品并不像其他指标艺术家的作品有那么鲜明的“当代中国”味道，非常私人化，也正符合国际化的趋势，而从他的发展轨迹、教育背景、收藏家构成、合作画廊等方面分析，刘野是一个发展稳健的艺术家，也是能够突破老一代艺术家模式的最有希望的中青年艺术家代表。
刘小东：本土市场回暖信号
刘小东的作品市场基本都集中在中国国内，从他近年的市场纪录，能够很清楚的看出中国内地当代艺术市场的起伏。当《三峡新移民》在2006年以2，200万创造当时中国当代艺术拍卖纪录的时候，很多人表示这样高的价格“显示当代艺术市场有点失控”，而2008年《十八罗汉》和《温床N0]》的连续高价成交，正逢艺术市场最高涨之时，高价危机被更多为投资涌向市场的热潮所掩盖，2009年，全球金融危机导致国内艺术品市场哀鸿遍野的时候，刘小东的作品市场严重缩水，本土藏家惜售观望的态度明显反映在其中。2010年，刘小东作品市场再次回升，上拍作品基本没有流拍现象，一件曾经在2007年以616万成交的《烧野火》在北京保利再次上拍，以952万成交，上涨幅度相对稳定。当代艺术国内市场回暖的信号可见一斑。
蔡国强：进入本土市场尚需时日
4月5日香港苏富比拍出的一张《有个月全蚀：为人类做的计划第二号(七联屏风)》以16，350，400成交，成为蔡国强历史拍卖纪录的第三名。此拍品尺幅达200×560厘米，展现了蔡国强创作的早期面貌，是市场难得一见、美术馆级的重要作品。1991年，蔡国强于东京P3艺术与环境研究院举行个展《原初火球：为计划作的计划》，故创此作品，之后在许多重要个展及艺术馆中一再现身，当中包括纽约及西班牙的古根汉姆美术馆(Guggenheim Museum)举办的《蔡国强：我想要相信》。蔡国强是难得的以非架上作品获得市场认同的中国艺术家，作品的收藏家集中在海外的藏家和大型机构，进入中国本土市场尚需时间。
向京：当代雕塑领跑者
向京已有的这些创作成果，足可确立起她在雕塑领域中个人独特而强烈的主题性面貌。创作于2007年的《一百个人演奏你?还是一个人》曾在台北诚品画廊做过专题展，是向京以身体为主题的代表作，这次拍出高价是意料之中的。在当代雕塑始终难以成为市场主流的情况下，向京的作品可谓一枝独秀。
石冲：一张作品成就两次最高价
关键词：茶树；品种；嫩梢；季节差异；生化成分；泰安茶区
中图分类号：S571.101文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）03-0058-06
AbstractIn order to screen high quality clonal tea varieties suitable for Taian area， and explore the biochemical characteristics of young shoots of different varieties in different seasons to provide theoretical bases for the processing of high-quality tea， we compared the contents of main biochemical components in young shoots of 12 introduced clonal tea varieties in Taian area in spring， summer and autumn. The results showed that the processing suitability of 10 clonal varieties for green or both green and black tea did not change in spring， but it turned to be suitable for black tea or oolong tea in summer and autumn because their phenol ammonia ratio was larger than 8. The contents of water extracts and/or total of soluble sugar， soluble pectin and soluble protein of six clonal varieties including Jinxuan， Huangguanyin， Zhenggudabai， Zhuyeqi， Bixiangzao and Baihaozao were high， so they could be used as the main cultivars for high-quality tea in summer and autumn in Taian. The contents of different biochemical components showed different change types in different seasons， which might be related to the ecotype of species.
KeywordsTea tree； Variety； Young shoots； Seasonal difference； Biochemical components；Taian tea area
泰安是山东“南茶北引”成功最早的茶区之一，近年来在泰安市委、市政府的大力扶持下，茶产业得到快速发展，目前已成为山东引种无性系良种数量最多、并实现无性系良种规模化种植的茶区。据2015年底不完全统计，泰安从浙江、福建和湖南等省共引种无性系茶树良种69个，规模化种植抗性强、适制绿茶的中小叶品种12个，适制乌龙茶以及多茶类的品种3个。
由于引种地泰安与品种原产地在气候条件上存在较大差异[1]，研究人员对茶树引种后的适应性、抗性以及新梢生长发育时期和芽叶经济性状等的变化情况进行了较全面的调查研究[2，3]，这为筛选适宜泰安茶区栽种的无性系良种提供了科学依据。但目前对这些引种品种嫩梢的品质生化成分缺乏系统研究，尚不明确泰安茶区栽种品种新梢品质生化成分的组成特点以及随季节的变化情况，因而不利于从现有适应性、抗性强的品种中筛选出优质主栽品种，也不能从分子水平上阐明泰山茶区为什么可以利用绿茶适制品种的夏秋嫩梢加工出优质红茶[4，5]。
本文选择泰安引种两年以上且适应性强、长势旺的12个无性系良种，分析春、夏、秋三季一芽一叶嫩梢的茶多酚、游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖、果胶和水浸出物等品质生化成分含量，旨在探明引种品种在泰安茶区生态环境下的生化组成特点以及季节变化规律，为泰安茶区优质主栽品种筛选和夏秋优质红茶品质形成提供生化依据。
1材料与方法
1.1材料
选择泰安碧霞春经贸有限公司和山东泰茶农业发展有限公司栽种的12个无性系品种的二、三年生茶树为材料，各品种名称及茶类适制性详情见表 1。
1.2样品处理
采摘12个品种春、夏、秋三季的一芽一叶新梢75 s蒸青固样和（103±2）℃烘干后[7]，用小型粉碎机磨碎，过40目筛，于冰箱-25℃冷藏备用，用于品质生化成分分析。
1.3理化指标测定
水分测定采用（103±2）℃恒重法；水浸出物含量测定采用全量法；氨基酸含量测定采用茚三酮比色法；茶多酚含量测定采用福林酚法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[8]；可溶性果胶测定采用3，5-二甲基苯酚比色法[9]；可溶性蛋白含量测定采用Bradford法。
1.4数据处理
采用Microsoft Excel 2007处理数据，并用SPSS软件进行方差分析和显著性检验。
2结果与分析
不同品种春、夏、秋季一芽一叶嫩梢生化成分的测定结果见表 2。
2.1茶多酚
12个品种的茶多酚含量变化范围为13.47%～33.12%，其中以中茶108的春梢含量最低，浙农117的秋梢含量最高，均值24.86%。各品种的茶多酚含量随季节均表现为秋季>夏季>春季的变化趋势，这与南方茶区品种的茶多酚含量夏季>秋季>春季的季节变化情况明显不同[10]，但与日照茶区所测结果一致[11]。
12个品种中，除金萱夏秋季茶多酚含量差异不显著外，其它品种的茶多酚含量各季差异显著，春季为13.47%～21.49%，夏季增至24.19%～30.44%之间，秋季增至30%以上。除黄观音品种外，其余11个品种的茶多酚春夏变幅（9.89%～13.69%，均值11.36%）明显大于夏秋变幅（0.39%～8.14%，均值5.10%），这与泰安茶区春夏温差明显大于夏秋的情况相一致。
不同品种的茶多酚含量差异程度与季节有关。在春季，2个乌龙茶适制品种金萱、黄观音的茶多酚含量显著高于10个绿茶以及红绿兼制品种，但在夏秋季各品种间的茶多酚含量差异变小，甚至出现绿茶适制品种浙农117秋季茶多酚含量（33.12%）超过乌龙茶品种而位居第一的情况。
综上所述，所测试的泰安茶区12个品种在夏秋季的茶多酚含量发生了显著变化，其中绿茶适制和红绿兼制品种的茶多酚在夏秋季含量高，为加工其它茶类（红茶、乌龙茶）提供了生化依据。
2.2游离氨基酸
12个无性系良种的游离氨基酸含量变化范围为1.59%～4.00%，其中以槠叶齐春季原料的含量最高，金萱夏季原料的含量最低；12个品种春、夏、秋三季的游离氨基酸平均值为2.49%，其中白毫早、正谷大白、槠叶齐、碧香早、玉绿和毛头种6个品种含量高于均值。
不同品种游离氨基酸含量随季节变化呈现出以下六种类型：（1）春>夏>秋（类型① ，见表2，下同），有6个品种属于此种情况，三季均值含量由高到低依次为：白毫早、正谷大白、槠叶齐、毛头种、浙农117和元宝茶，这一类型的品种表现为三季的氨基酸含量差异显著；（2）春≈夏>秋（类型④），包括中茶108和玉绿2个品种；（3）秋季>春季≈夏季（类型⑤），黄观音属于这一类型；（4）秋>春>夏（类型③），金萱属于这一类型；（5）春>秋>夏（类型②），碧香早属于这一类型；（6）春季≈秋季>夏季（类型⑥），龙井长叶属于这一类型。这六种类型中，（1）～（4）在南方茶^较少出现，而在泰安茶区栽种的绿茶适制和红绿兼制品种中广泛出现，在南方茶区普遍存在的 “春>秋>夏”的变化规律[10]却只有碧香早1个品种。由此可见，泰安茶区的气候条件对不同茶树品种新梢游离氨基酸含量的季节变化有其独特性，与南方茶区存在较大差异。
2.3酚氨比
酚氨比值大小是判定茶类适制性的指标之一。从表2可以看出：9个绿茶适制品种和1个红绿兼制品种在春季的酚氨比值为3.58～5.94，均小于8，尤其以白毫早和槠叶齐的酚氨比最低（
但不同品种酚氨比值随季节的变化呈现出以下三种类型：（1）秋季>夏季>春季，这一类型包括槠叶齐、白毫早、碧香早、玉绿、龙井长叶、中茶108、浙农117、正谷大白、元宝茶和毛头种10个品种；（2）夏季≈秋季>春季，这一类型仅有黄观音；（3）夏季>秋季>春季，金萱属于这一类型。其中前两种类型在南方茶区较少出现，这与泰安茶区独特的生态环境有关。
2.4水浸出物
各品种水浸出物含量在40.66%～48.32%之间，其中以龙井长叶春季新梢含量最低，黄观音夏季新梢含量最高。12个品种春、夏、秋三季的水浸出物含量平均值为43.74%，其中高于均值的茶树品种有5个，依次为黄观音（46.63%）、正谷大白（45.14%）、金萱（45.07%）、槠叶齐（44.78%）、白毫早（44.00%）。
水浸出物含量随季节的变化，各品种存在较大差异，可分为六种类型：（1）夏季>春季>秋季，金萱属于这一类型；（2）夏季>秋季>春季，这一类型包括槠叶齐1个品种；（3）夏季>春季≈秋季，毛头种属于这一类型；（4）夏季≈春季>秋季，这一类型包括浙农117和黄观音2个品种，其中黄观音春季和夏季的水浸出物含量为12个品种中最高的；（5）夏季≈秋季>春季，碧香早、白毫早、正谷大白和元宝茶4个品种属于这一类型；（6）秋季>夏季>春季，包括玉绿、中茶108和龙井长叶3个品种。（4）～（6）类型与南方茶区较为相似，均表现为夏季或秋季的水浸出物含量较高[10，12]。
2.5三种可溶性生化成分
可溶性糖、可溶性果胶和可溶性蛋白关系到成茶茶汤的厚度和顺滑度，可溶性糖还与滋味的甜度和成茶香气的形成有一定关系，此外，可溶性蛋白在加工过程中还可以通过湿热水解作用，增加游离氨基酸含量，间接影响成茶的滋味和香气。这三种成分的含量越高制成茶品的品质越好。
2.5.1可溶性糖从表2可以看出，12个品种的可溶性糖含量在3.02%～5.05%之间，以槠叶齐春梢含量最低，中茶108秋梢含量最高，均值4.05%，其中金萱（4.53%）、黄观音（4.17%）、中茶108（4.12%）、龙井长叶（4.09%）、元宝茶（4.08%）、白毫早（4.06%）6个品种的可溶性糖含量高于均值，且乌龙茶适制品种的可溶性糖含量显著高于绿茶适制品种。12个品种可溶性糖含量随季节均表现为秋季最高的变化趋势，可分为两种类型：（1）秋季>夏季>春季（类型⑦），且三者之间差异显著；（2）秋季>夏季≈春季（类型⑤），即春、夏两季之间差异不显著，包括中茶108、白毫早、碧香早、玉绿4个品种。12个品种可溶性糖的这种季节变化明显区别于南方茶区“春季>夏季>秋季”的变化趋势[12]。
2.5.2可溶性果胶12个品种的可溶性果胶含量在1.01%～4.63%之间，以龙井长叶秋梢含量最低，白毫早春梢含量最高，均值2.35%，其中白毫早（3.36%）、正谷大白（2.96%）、碧香早（2.56%）、毛头种（2.47%）、黄观音（2.41%）5个品种的可溶性果胶含量高于均值，金萱的含量（2.34%）与均值接近（表2）。12个品种可溶性果胶含量随季节的变化可分为六种类型：（1）春季>夏季>秋季（类型①），且不同季节差异显著，金萱、黄观音2个品种属于这一类型；（2）春季>秋季>夏季（类型②） ，包括白毫早1个品种；（3）春季>秋季≈夏季（类型⑧），这一类型包括浙农117和毛头种2个品种；（4）春季≈夏季>秋季（类型④），包括槠叶齐、碧香早、正谷大白和龙井长叶4个品种；（5）春季≈秋季>夏季（类型⑥），元宝茶、玉绿属于这一类型；（6）秋季>夏季>春季（类型⑦），中茶108属于这一类型。
2.5.3可溶性蛋白从表2可以看出，12个品种的可溶性蛋白含量在3.31%～5.96%之间，均值为4.37%，其中以元宝茶夏梢含量最低，金萱春梢含量最高，金萱（5.37%）、黄观音（5.34%）、毛头种（4.48%）和白毫早（4.47%）4个品种含量显著高于均值，碧香早的含量（4.31%）与均值较为接近。各品种的可溶性蛋白含量随季节变化均表现为三种类型，分别为：（1）春季>秋季>夏季（类型②）；（2）春季>秋季≈夏季（类型⑧）；（3）春季≈秋季>夏季（类型⑥）。此外，两个乌龙茶品种可溶性蛋白的各季含量均显著高于红绿兼制品种。
2.5.4三种可溶物总量12个品种三种可溶物的总量在8.56%～13.69%之间，均值为10.76%，其中浙农117夏梢含量最低，金萱春梢含量最高，金萱（12.24%）、黄观音（11.92%）、白毫早（11.89%）、正谷大白（11.08%）、碧香早（10.85%）5个品种的含量都高于均值，且春、夏、秋三季的含量都大于10%，玉绿、浙农117和元宝茶3个品种的夏梢都小于9%，与这3个品种夏季可溶性果胶含量低（
3讨论
3.1茶树品种季节适制性的重要意义
目前对茶树品种的适制性有两种评判方法，第一种是基于生化成分的评判方法，即酚氨比值法，目前一般认为酚氨比值小于8的适制绿茶，在8～12范围内适制乌龙茶，大于12的适制红茶[13]；第二种方法是直接u判法，即采摘一定时期的原料加工成某一类茶，然后感官评定其品质高低。文献[14]中明确规定：茶树品种适制性评定时所用原料均为春季第一轮新梢，但各茶类原料嫩度不同，绿茶、红茶采摘一芽二叶初展叶，乌龙茶采摘小至中开面的对夹二三叶和一芽三四叶嫩梢。从以上规定可以看出：目前确定的茶树品种适制性仅是该品种春季的适制性，并不能全面反映该品种夏秋季的适制性，这与南方茶区以春茶为主，夏秋少采或不采的生产模式有关。
本研究对泰安茶区引种的12个无性系品种不同季节的生化成分进行测定，结果表明：不同季节各品种的生化成分含量呈现显著变化。在酚氨比值上，除2个乌龙茶适制品种外，其余10个绿茶或红绿兼制品种均为春季小于8.0，夏季8.0～12.5，秋季大于12.0。根据酚氨比值大小与茶类适制性的关系，同一茶树品种在不同季节可以具有不同的茶类适制性，所以，有必要对同一茶树品种不同季节的茶类适制性进行研究。在生产实际中，如果掌握了同一品种不同季节的茶类适制性特点，就可以利用该品种在不同季节加工出多类优质茶产品，建立基于不同季节的多茶类组合加工模式，从而实现茶企全年优质、高效茶叶生产，同时满足消费市场对茶叶产品的多元化需求。这一点在泰安乃至山东茶区较南方茶区显得尤为重要，因为夏秋季才是山东茶区主要的茶叶加工时期。
3.2泰安茶区夏秋优质茶生产主栽品种的筛选
由于泰安茶区茶叶生产以夏秋为主，春季采摘时间短、产量低，如果过多引种南方绿茶主产区的早芽种还极易遭遇倒春寒的危害，所以从优质、高产、高效考虑，宜选择夏秋优质高产的茶树良种。由于夏秋季茶多酚含量高，酚氨比值大，一般茶叶的苦涩味较重，为了在夏秋季加工出香高、味浓的茶叶产品，同时减少夏秋季茶叶的苦涩味，在茶树品种生化成分的组成上宜选择水浸出物含量高，可溶性糖、可溶性果胶和可溶性蛋白三者总量高以及能加工出花香的茶树优良品种。
根据上述拟定的原则，对12个品种进行筛选，其中水浸出物含量高的品种依次为金萱、黄观音、正谷大白、槠叶齐、白毫早五个品种；可溶性糖、可溶性蛋白和可溶性果胶三者总量高的品种有金萱、黄观音、正谷大白、碧香早、白毫早五个品种；成茶有花香的品种有金萱、黄观音、碧香早、槠叶齐。综上所述：金萱、黄观音、正谷大白、槠叶齐、碧香早、白毫早六个品种可作为泰安茶区夏秋季优质茶生产的主栽品种。
3.3生化成分随季节的变化类型与品种生态特性
本研究对12个品种不同季节嫩梢茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性果胶等生化成分的测定结果表明，除茶多酚含量随季节出现“秋季>夏季>春季”一种变化类型外，其余生化成分含量随季节呈现出多种变化类型，其中游离氨基酸、可溶性果胶各有6种类型；可溶性糖、可溶性蛋白有2～3个变化类型。
对于植物而言，季节不同其所处的环境气候条件（光、温、水）以及在年发育周期中所处的时期不同。然而对栽种于同一茶园的不同茶树品种而言，所处的生态环境和年生育周期相似，不同品种生化成分随季节变化出现的多种类型，究其实质是不同品种对环境因子的响应及其相关代谢调控模式不同所致，即生态类型不同。从理论上分析，通过探明引起某一生化成分含量变化的环境调控因子以及所表现的变化类型即可对茶树品种进行生态型分类。目前已对茶树叶绿体突变品种安吉白茶、黄金芽等依据其对温度、光照的响应情况进行了系统分类[15]，从而可以在生产实际中针对某一特定品种的生态特点进行环境因子（温度、光照强度）调控，达到实现优质高产的目的。然而目前尚缺乏叶色正常茶树品种生态型分类的生化指标。
本研究通过对不同品种多个生化成分随季节变化的分析可知：12个品种的茶多酚随季节变化仅出现一种类型，不能用于分类；游离氨基酸、可溶性果胶各有6种类型，影响因素和变化类型较多，也不利于分类；可溶性糖、可溶性蛋白随季节变化仅有2～3个类型，为单因素影响，用于生态型分类较为适宜。
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摘要:
构建生产饲料为主、满足养殖业需求的高效种植制度，可以加速种养生产高效耦合，从而解决华北平原种养一体规模化农业园区中优质粗饲料不足和农田种植模式单一等问题。本研究采用田间试验和实验室测定的方法，构建不同粮饲复合种植模式，并比较其生产效果、光能利用效率、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗蛋白(CP)、粗纤维(CF)营养产量及总能量(GE)产量和净能(NE)产量。结果表明，春玉米(Zeamays)－夏玉米与传统冬小麦(Triticumaestivum)－夏玉米(CK)相比，全年干物质产量增加了5．95%，光能生产效率、温度生产效率和年总辐射利用率分别提高了52．00%、49．55%和56．25%。高丹草(Sorghumvulgare×S．sudanense)－黑麦草(Loliummultiflorum)、春玉米－黑麦草和春玉米苜蓿(Medicagosativa)具有较高干物质产量、营养产量及能量产量，而且光能利用效率也较高。高丹草－黑麦草的CP产量比春玉米－黑麦草、春玉米苜蓿和春玉米－夏玉米分别高65．92%、80．65%和132．03%;高丹草－黑麦草的NE产量比CK高21．63%，比春玉米－夏玉米和春玉米－黑麦草分别高21．50%和24．08%。综合分析得出，春玉米－夏玉米、高丹草－黑麦草、春玉米－黑麦草和春玉米苜蓿模式可作为传统冬小麦－夏玉米种植制度的重要补充，是适合华北平原种养一体规模化农业发展的高效种植制度。
关键词:
华北平原;粮饲复合种植;生产效果;光能利用效率;营养和能量产量
近年来华北平原农区畜牧业发展迅速，2013年该区畜牧业产值占农业总产值的32．78%［1］，由此可见，该区畜牧业在全国畜牧业的地位重要。随着种植和养殖规模的不断扩大，种养一体规模化、集约化将成为发展趋势，而作物种植模式单一、优质粗饲料不足等问题日趋明显，这已成为农区畜牧业发展的主要制约因素［2-3］。目前，华北平原主要种植制度为小麦(Triticumaestivum)－玉米(Zeamays)一年两熟，虽然可以为牛、羊等以粗饲料为主的反刍动物提供充足的玉米秸秆资源，但由于玉米秸秆适口性较差，粗蛋白含量低，可消化性差［4-5］，与养殖对粗饲料营养需求不匹配［6］，从而导致种植和养殖相互脱节，未形成良性的耦合态势。因此，调整作物种植结构，将饲料作物纳入种植制度中［7］，大力发展营养体产业［8］，对解决农区畜牧业粗饲料来源十分必要。尤其是针对种养一体规模化、集约化农业园区发展趋势，构建粮饲复合种植模式，生产优质饲料作物，促进种植和养殖系统之间物质和能量利用高效、合理［9］，对华北平原农牧结合可持续发展具有重要意义。近年来，大量研究表明，苜蓿(Medica-gosativa)、饲用玉米和黑麦草(Loliummultiflorum)具有较高的饲料营养价值，是反刍动物理想的粗饲料［10-16］。除此之外，在受热量限制的两熟地区，双季青贮玉米模式、冬牧70黑麦(Secalecereale)－青饲玉米－青饲玉米模式、冬牧70黑麦－高丹草(Sorghumvulgare×S．sudanense)模式与传统冬小麦－夏玉米相比，全年干物质生产量、光能利用率、营养与能量产量和饲料价值具有明显的提高［17-18］。本研究针对华北平原种养一体规模化农业园区中农田种植模式单一，且主要以玉米秸秆作为粗饲料来源和缺乏高蛋白饲料作物的关键性问题，构建粮饲复合种植模式，生产高产和高营养价值的饲料作物，以期为养殖发展提供充足和高质量饲料，促进农牧系统耦合，为华北平原农牧结合中种植结构调整提供科学依据，从而为农业系统整体发展提供动力基础。
1材料与方法
1．1研究区概况试验于2013年在河北津龙公司循环农业园区进行。河北津龙公司是集种植、养殖、沼气发电、饲料加工等多项产业于一体的部级农业园区，是华北平原典型的循环农业模式。目前园区可利用耕地面积1000hm2，主要种植小麦－玉米两熟和高丹草、苜蓿等牧草，牧草种植面积较少，为30hm2;养殖主要为奶牛、肉牛和生猪饲养，其中奶牛存栏1300头，肉牛3000头，年出栏生猪6万头。该公司地处河北省景县，属华北平原黑龙港中部，海河低平原区。该地区年均降水量544mm，年平均气温13．1℃，无霜期191d。试验地土壤为潮褐土，土壤养分状况(0－20cm):pH值7．8，有机质10．25g•kg－1，全氮0．72g•kg－1，碱解氮64．56mg•kg－1，速效磷14．52mg•kg－1，速效钾123．85mg•kg－1。
1．2试验材料与方法根据园区养殖需求，选择生产效果较好的粮食作物、牧草种类和品种构建了7个复合种植模式。模式1为冬小麦－夏玉米(CK):冬小麦10月6日播种，6月15日收获，品种为石新828;夏玉米于6月16日播种，10月5日收获，品种为先玉335。模式2为春玉米－夏玉米:春玉米于3月20日覆膜播种，播种方式为宽窄行，7月15日收获;夏玉米于7月16日播种，10月20日收获，品种都是先玉335。模式3为春玉米苜蓿:春玉米和苜蓿均于5月10日播种，株行距配置为两行玉米、5行苜蓿，玉米行距60cm，株距20cm，苜蓿行距20cm，株距15cm。春玉米品种为饲用玉米BMS002，苜蓿品种为中苜1号。模式4为春玉米大豆:春玉米和大豆均于5月10日播种，株行距配置为两行玉米、4行大豆，玉米行距60cm，株距20cm，大豆行距40cm，株距15cm。春玉米品种为饲用玉米BMS002，大豆品种为冀花4号。模式5为春玉米花生:春玉米和花生均于5月10日播种，株行距配置为两行玉米、4行花生，玉米行距60cm，株距20cm，花生行距30cm，株距15cm。春玉米品种为饲用玉米BMS002，花生品种为中黄13。模式6为春玉米－黑麦草:春玉米于5月10日播种，9月20日收获，品种为饲用玉米BMS002;黑麦草于9月25日播种，5月5日收获，品种为邦德。模式7为高丹草－黑麦草:高丹草于5月10日播种，9月20日收获，品种为冀花2号;黑麦草于9月25日播种，5月5日收获，品种为邦德。各处理随机区组排列，3次重复，小区面积200m2。田间管理同常规高产田。
1．3田间取样和分析方法玉米、小麦、饲用玉米、花生和大豆在成熟期收获并测产，测产方法同常规大田。苜蓿在开花期测定鲜重并收获，高丹草在抽穗初期刈割，刈割两次。黑麦草在开花期收获。刈割时选取1m2齐地面刈割，取样时避免边行，取样后立即称取总鲜重，然后从中取出部分称其鲜重，放入烘箱内105℃杀青30min，然后80℃烘干至恒重，称重后粉碎，过0．425mm筛以备分析。采用杨胜［19］的分析方法，测定各作物的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(H)、粗纤维(CF)。酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)采用范氏(VanSoest)［20］洗涤法进行测定，并按照标准方法计算各作物的无氮浸出物(NFE)［21］。
1．4计算方法
1．4．1物质、能量生产与生态因素资源效率的计算干物质生产能量［22］=干物质产量/单位面积×干重热值［其中，干重热值(GCV)是指每千克干物质完全燃烧所释放的能量(J•g－1)］;光能生产效率=干物质产量/单位面积的太阳辐射×100%;年总辐射效率［23］=干物质产能/单位面积的太阳辐射×100%;温度生产效率［24］=单位面积干物质生产量/生育期间有效积温×100%．
1．4．2粗饲料能量计算总能量GE(MJ•kg－1)［17］=(CP×5．7+EE×9．4+ADF×4．2+NFE×4．2)/100×4．184;净能NEL(MJ•kg－1)［25］=［1．044－0．0119×ADF(%DM)］/0．45×4．184。1．5数据统计分析所有试验数据用Excel2003进行整理，采用SPSS21．0的单因素方差分析(Duncan’s法多重比较)对不同粮饲复合种植模式的全株干物质产量、干物质生产能量及不同作物秸秆的常规营养成分进行差异显著性分析。
2结果与分析
2．1不同粮饲复合种植模式的生产效果
2．1．1干物质产量和生产能量分析模式2籽粒干物质产量最高，比CK高3．29%。而秸秆产量以模式7最高，比CK增产33．05%，比模式2、6和3分别高23．30%、35．87%和61．64%(表1)。从全株干物质产量看，模式2最高，比CK增产5．95%，显著高于其他模式(P＜0．05)。3种间作模式中，模式3具有较高的秸秆干物质产量和全株干物质产量，其全株干物质产量与模式4差异显著(P＜0．05)，与模式5差异不显著(P＞0．05)。热值是评价植物太阳能累积和化学能转化效率高低的重要指标［23］。从周年物质生产能量看，能量生产和干物质生产趋势一致。模式2能量生产具有明显优势，与其他6种模式差异均显著(P＜0．05)，比传统小麦－玉米高8．13%，比模式7、6、3分别高25．69%、38．06%和68．58%，说明双季玉米模式提高了对光能的转化和利用。
2．1．2不同作物秸秆常规营养成分分析小麦和玉米的NDF含量显著高于除高丹草外的其他作物(P＜0．05)，高丹草、黑麦草的NDF含量显著高于饲用玉米和花生，苜蓿与黑麦草、饲用玉米差异不显著(P＞0．05)，而显著低于高丹草(P＜0．05);大豆的ADF含量最高，显著高于苜蓿、高丹草、黑麦草、饲用玉米、花生和小麦，苜蓿显著高于黑麦草、高丹草、饲用玉米花生和小麦，而高丹草与黑麦草之间差异不显著，花生和小麦差异之间不显著;苜蓿、高丹草的CP含量显著高于其他作物，苜蓿的CP含量与高丹草差异不显著;大豆和苜蓿的CF含量显著高于其他作物，而高丹草、黑麦草和小麦之间差异不显著(表2)。
2．1．3不同粮饲复合种植模式的营养产量和能量产量比较7种不同种植模式的营养产量和能量产量差异较大(表3)。模式7的NDF、ADF、CF营养产量均最高，其次是模式2、模式1、模式6和模式3，模式7的CP产量也最高，为3196．95kg•hm－2，分别是模式1(CK)和模式2的3．17倍和2．32倍，比模式6和3分别高65．92%和80．65%;3种间作模式中，模式3的NDF、ADF、CP、CF营养产量最高。模式7的总能量(GE)和净能(NE)产量也最高，其中GE产量比CK高33．56%，比模式2、6、3分别高16．06%、34．98%和64．37%;NE产量为157216．63MJ•hm－2，比CK高21．63%，比模式2、6、3分别高21．50%、24．08%和58．41%。3种间作模式中，模式3的GE和NE产量均高于其他两种模式。
2．2不同粮饲复合种植模式光能利用效率分析模式2的周年光能生产效率、周年温度生产效率和年总辐射利用率都最高，其中周年光能生产效率比CK高52．00%，比模式3、6和7分别高32．55%、54．05%和56．16%;周年温度生产效率比CK高49．55%，比模式6、7和3分别高58．23%、60．77%和91．32%;年总辐射利用率比CK高56．25%，比模式3、7和6分别高28．68%、42．28%和56．25%(表4)。3种间作模式中模式5的光能、温度生产效率和总辐射利用效率均高于模式6和7，而模式6和7的光能生产效率和温度生产效率差别不大。
3讨论
在农业生态系统运行中，养殖业能够加速能流传递、物流周转并提高资金流的量级和周转，实现资源的高效利用［26］。发达国家经验表明，畜牧业的迅速发展是以挖掘优质牧草和其他青绿饲料潜力来突出发展草食家畜生产为前提的，欧美发达国家畜产品的60%以上是由优质饲草转化而来的［27］。春玉米－夏玉米种植模式与传统的冬小麦－夏玉米模式相比，干物质产量、总辐射利用效率、光能和温度生产效率具有明显优势，同时又能提供较高的营养产量和能量产量，可为养殖业提供更多精饲料和粗饲料，是适应种养一体规模化农业园区的种植模式。在生产中，还可以根据当地气候特点，选择早春季或晚夏季作全株青贮饲料，青贮玉米收获时茎叶保持青绿，纤维素和木质素含量低，而且青贮发酵后，产生大量的芳香有机酸，使茎秆软化，易于消化，适口性好［28］。选用全株青贮玉米饲喂奶牛，可节约精饲料成本30%，奶牛的产量增加25%，同时可有效地改善牛奶的品质［29］。粮饲间作模式不仅能够充分利用光热资源，而且还能为畜牧业提供更多优质粗饲料。苜蓿玉米间作系统提高了单位面积营养物质产量和营养物质瘤胃降解率，具有比玉米或苜蓿单作系统更高的饲料生产潜力［12］。玉米秸秆是我国主要的秸秆资源，瘤胃微生物可以利用秸秆中一定量的中性洗涤纤维(NDF)经发酵产生挥发性脂肪酸(VFA)，产生的VFA是反刍动物主要的能量来源［30］，并且使用玉米秸秆饲喂肉牛，可以显著降低牛肉当中胆固醇含量［31］。春玉米和高丹草一熟收获后会出现大量的冬闲田，而复种一年生黑麦草可充分利用冬闲期内的光温和土地资源，来年5月初开花期收获，可以补充草食家畜早春青饲料供应，在一定程度上缓解早春粗饲料不足的问题。利用冬闲田种植饲料作物，发展营养体产业，实行粮草轮作既充分利用冬季光热资源，又解决了冬季青饲料不足，从而促进了农牧业的高效耦合［8］。此外，种植黑麦草还可以起到增加土壤有机质、改善土壤结构和提高土壤肥力的作用［32］。
“家庭农场”作为引领适度规模经营、发展现代农业的新型农业经营主体，种养结合家庭农场在增收、增效、减氮(化肥氮)等方面效果明显［33］。种养一体规模化、集约化是今后我国农业发展的必然趋势。种植和养殖的“系统耦合”，实现物质流的多样化和良性循环［34］，环境负荷小，资源利用效率高，可持续发展潜力提高，生态经济效益突出［35］。另外，随着农区畜牧业的发展，“草地农业”应逐步纳入以收获籽实为主的传统种植模式中，增加农牧产品的多重效率，促进农牧业的可持续发展［36］。因此，种养一体规模化循环农业园区作为华北平原典型的农牧结合模式，构建合理的、满足猪牛等养殖需求的粮饲复合种植模式可为种养结合家庭农场种植结构调整提供科学依据。
4结论
在7种粮饲复合种植模式中，春玉米－夏玉米的干物质产量和光能利用效率最高，与传统冬小麦－夏玉米(CK)相比，全年干物质产量增加了5．95%，光能生产效率、温度生产效率和年总辐射利用率分别提高52．00%、49．55%和56．25%。高丹草－黑麦草、春玉米－黑麦草和春玉米苜蓿模式具有较高的干物质产量、营养产量及能量产量，而且光能利用效率也较高。综合分析得出，春玉米－夏玉米、高丹草－黑麦草、春玉米－黑麦草和春玉米苜蓿模式可作为传统冬小麦－夏玉米种植制度的重要补充，是适应华北平原种养一体规模化农业发展的高效种植制度。
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关键词：土壤微生物；微生物活性；微生物生物量碳；互花米草（Spartina alterniflora）；盐地碱蓬（Suaeda salsa）
中图分类号：S543；Q939.96 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）20-4908-04
Effects of Invasive Species Spartina alternifora on Soil Microbial Community
of Wetland
CHEN Ai-hui，LIANG Hui-xing，LI Zhao-xia
（School of Chemical and Bioengineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224003， Jiangsu， China）
Abstract： The soil characteristics and microbial community of rhizosphere and non-rhizosphere soils of Spartina alterniflora and Suaeda salsa in areas adjacent to coastal beach of Jiangsu province were compared to determine the effects of plant roots on soil environment and microbial community. Results showed that organic carbon， microbial biomass carbon， microbial population and activities in S. salsa soil were higher than that in S. alterniflora soil. The total number of microorganisms and microbial activity showed seasonal fluctuation of increasing from spring through summer and then declining gradually to the lowest value in spring. The distribution of plant root was beneficial to microorganisms growth and its activity. It was concluded that difference in vegetation cover significantly affected soil environment and microbial community. It was suggested that importing S. alternifora into this area should be reconsidered.
Key words： soil microorganisms； microbial activity； microbial biomass carbon； Spartina alternifora； Suaeda salsa
入侵植物的生长影响本地植物的生存，造成栖息地生物多样性的改变，引起了学术界的广泛关注和争论。许多学者认为，物种入侵对栖息地质量是有害的[1]；然而，最近的一些研究指出湿地植被的改变对湿地演化是无害甚至是有利的[2-4]。
江苏省盐城市拥有大面积的湿地，湿地在维持当地生态系统平衡中起着至关重要的作用，其生态服务和社会价值[5，6]不容忽视。互花米草（Spartina alterniflora）具有消浪缓流和促进沉积的作用[7，8]，中国于1979年将该物种引进到盐城湿地[9]，它取代了盐地碱蓬（Suaeda salsa），在潮间带中下部形成了单种优势植被。周虹霞等[10，11]的研究指出互花米草的生长增加了湿地土壤微生物的多样性，有利于湿地生态系统的演化。然而，此研究只比较了互花米草湿地土壤和光滩土壤微生物多样性的差异，并没有和原生先锋植物盐地碱蓬的土壤进行比较，因此研究具有一定的局限性。本研究通过比较互花米草湿地与盐地碱蓬湿地土壤微生物群落的数量和活性，探讨入侵种互花米草对盐城湿地微生物生态系统的影响，为湿地保护和重建提供土壤微生物学方面的依据。
1 材料与方法
1.1 样地概况和取样设置
江苏省盐城海岸带处于暖温带向北亚热带过渡地区[12]，以季风气候为主。总辐射量达500×104 kJ/（cm2·年）， 日照总时间2 000～2 650 h/年， 日照率达50%～55%。全年平均气温受海洋的调节，9月至翌年2月偏暖，3～8月偏凉，春季回暖迟、气温低，秋季降温迟、明显偏暖，无霜期较长，气温年、日变化小。年平均降雨量850～1 000 mm，滩地无霜冻期230 d左右。所选互花米草湿地和盐地碱蓬湿地位于东台市海岸。
所选采样的互花米草湿地和盐地碱蓬湿地相距500 m。在所选样地内按向海梯度设置10 cm×10 cm小样方各6个（图1），小样方间距10 m。分别于2009年10月（秋季）、2010年1月（冬季）、4月（春季）和7月（夏季）进行样地调查及相关取样， 在如图所示每个小样方内分别取5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深的土壤样品约200 g，装入无菌封口袋， 带回实验室于4 ℃下保存，作为土壤微生物分析用样品。试验前分别将样地中6个小样方的样品按取样深度分别混合， 过2 mm筛，备用。
1.2 土壤理化性质分析
土壤盐度的测定参照文献[13]的方法；土壤pH的测定采用酸度计法（土水质量比1.0∶2.5）；土壤有机碳的测定参照Walkley[14]的方法；土壤全氮的测定参照Bremner等[15]的方法；土壤微生物生物量碳的测定参照Vance等[16]的方法。各指标均为干土测定值。
1.3 土壤微生物数量的测定
土壤微生物数量测定采用DAPI（4′，6-二脒基-2-苯基吲哚）染色计数的方法[17]，荧光显微镜随机计数6个视眼中的微生物数量，换算成单位cells/g，为干土测定值。
1.4 土壤微生物活性的测定
微生物活性的测定采用FAD（荧光素二乙酸酯）水解法[18]，利用分光光度计读取在490 nm下的吸光度（A490 nm），以吸光度值代表微生物的活性。
2 结果与分析
2.1 表层土壤的理化性质和微生物生物量碳的季节变化
表层（5～10 cm）土壤的理化性质见表1。土壤盐度变化显著，最高盐度出现在秋季的盐地碱蓬湿地。秋季和冬季湿地盐度要高于春季和夏季，同一季节互花米草湿地和盐地碱蓬湿地之间不存在明显差异。土壤pH为8.35～8.50，不存在季节和湿地类型的差异。
盐地碱蓬湿地土壤中的有机碳含量的季节变化为2.17～5.23 g/kg；互花米草湿地土壤中的有机碳含量的季节变化为2.26～3.75 g/kg。互花米草湿地和盐地碱蓬湿地土壤有机碳含量的季节变化趋势类似，秋季到冬季有机碳含量增高，随后有机碳含量逐渐降低，至夏季达到最低值。除夏季外，其他季节互花米草湿地和盐地碱蓬湿地的有机碳含量均存在显著差异。土壤全氮含量为0.07～0.34 g/kg，其在两种湿地土壤间不存在差异。两湿地土壤微生物生物量碳含量为36.25～63.79 mg/kg，其除在冬季差异显著外，其余季节均不显著。
2.2 表层土壤的微生物群落季节变化
表层土壤微生物群落的季节变化见图2。由图2可知，盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量为（2.17～3.45）×106 cells/g，从春季开始微生物的数量逐渐增加，到夏季达到最高值，随后微生物数量减少，春季微生物数量最少；土壤微生物活性的吸光度值为0.087～0.129，其变化趋势和微生物数量的变化趋势类似。互花米草湿地的土壤微生物数量和微生物活性的吸光度值分别为（2.07～2.64）×106 cells/g和0.075～0.105，其变化趋势和盐地碱蓬湿地类似。总体来讲，盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量和微生物活性均高于互花米草湿地。
2.3 土壤深度对微生物群落的影响
两湿地的土壤微生物数量和活性随采样深度的变化见图3。由图3可知，两湿地的土壤微生物数量随着采样深度的增加而减少。盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量从表层（5～10 cm）的3.45×106 cells/g降低到20～30 cm土层的1.57×106 cells/g；互花米草湿地土壤微生物数量从表层的2.64×106 cells/g降低到20～30 cm土层的1.07×106 cells/g。在不同深度的各采样土层中，盐地碱蓬湿地的土壤微生物含量均高于互花米草湿地的土壤微生物含量。土壤微生物活性的变化趋势和微生物数量的变化趋势一致，盐地碱蓬湿地的土壤微生物活性的吸光度值从表层的0.129降低到20～30 cm土层的0.087，互花米草湿地从表层的0.105降低到20～30 cm土层的0.067。总体来讲，表层土壤具有更高的微生物数量和活性。
2.4 植被对微生物群落的影响
由图4可知，根区土壤比非根区土壤具有更高的微生物数量和活性，盐地碱蓬和互花米草根区土壤微生物数量分别为10.83×106 cells/g和7.08×106 cells/g，明显地高于相应的非根区土壤的微生物数量。盐地碱蓬湿地根区和非根区土壤微生物数量的差异要大于互花米草湿地土壤根区和非根区微生物数量间的差异。微生物活性也呈现相应的变化趋势。总体来讲，盐地碱蓬根系对土壤微生物群落的影响要大于互花米草的根系。
2.5 微生物群落大小和微生物活性之间的关系
土壤微生物活性是自然界中有机物周转的主要推动者，土壤中90%以上的能量是由微生物分解产生的[19]。通过测定FDA的降解率推测土壤微生物的活性是一种简便、精准的微生物活性测定的方法[20]。酯酶、脂肪酶和蛋白酶等多种土壤酶均可降解FDA[18]，因此FDA的降解率与土壤酶的浓度和活性呈正相关。
由图5可知，微生物活性与微生物数量呈正相关（R2=0.836 2）。非植物根区土壤中土壤酶主要是由微生物分泌产生的，FDA的降解率反映了微生物群落的大小。因此，可以通过测定FDA的降解率来估计微生物群落的丰度。
3 讨论
微生物数量和活性存在明显的季节变化，夏季是最适宜微生物生长和繁殖的季节[21]，因此最高值总是出现在夏季。最低值没有出现在预期的冬季，而是出现在了春季，可能与盐城湿地所处的区域有关。盐城湿地位于亚热带、暖温带的过渡区域，盛行东南亚季风气候，冬季温度相对较高。虽然冬季的低温降低了土壤微生物的活性和繁殖力，但是由于能够从降落的枯落物中获得充足的能量供应，得以不断增殖，同时冬季温度低、代谢弱，微生物能在较低的能量供给下生存下来[10]。
盐地碱蓬和互花米草湿地土壤的盐度呈季节性变化，秋季和冬季的盐度要高于夏季和春季。盐城地区夏季多雨、冬季干燥，超过50%的年降水量出现在多雨的夏季。秋、冬季的少雨和高的蒸发量导致了土壤盐度的增加。夏季多雨冲刷了部分盐分，但是更高的蒸发量导致了土壤盐分上升至地表，因此夏季土壤的盐度与春季相似。研究显示土壤的盐度与微生物活性相关性不显著。
土壤的曝气梯度（Aeration gradient）是决定土壤微生物活性的主要因素[22]。上层土壤具有更多的有机质和营养元素[23]，更适合好氧微生物的生长。研究中5～30 cm的土层更适合好氧微生物的生长，随着深度的增加土壤含氧量降低，好氧微生物数量和活性也随之降低。这种明显的微生物群落分布特征与其他研究结果相一致[21，24]。
与非根区土壤相比，根区土壤具有更高的微生物数量和活性。植物的生长可以改良土壤、提高土壤肥力，有助于提高土壤微生物的多样性和活性。不同的植物根系向土壤中释放的氨基酸、多糖和酶类等物质有所不同，形成了差异的土壤环境，因此植被是影响微生物群落结构的主要因素。盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量和活性高于互花米草湿地，因此盐地碱蓬更有利于土壤微生物的生长和繁殖，因此应重新考虑互花米草的引种策略。
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