NO2-、砷和重金属污染是目前世界上普遍面临的环境污染问题。氮素是生态系统中自然存在的一种物质，但由于受工业化污染和农业大量施肥的影响，它已成为影响生态系统正常运转的因素之一，如NO2-的致癌作用以及与之相关的温室气体的释放作用等。铅、镉、砷的污染随着人类的活动及工业的发展而日益加剧，砷及重金属污染物一旦进入土壤就很难被排除。因此，近年来NO2-、砷及重金属在湿地生态系统中的富集和活动情况越来越受到人们的注意[2-4]。盐城滩涂湿地内有盐城珍禽和大丰糜鹿两个国家级自然保护区，区内生物多样性显著，有资源性植物100多科、400多属、500多种。保护区也是世界上少有的动物物种聚集地，鸟类和软体动物种类尤其丰富，以丹顶鹤和糜鹿为代表的国家一、二级野生保护动物就有近40种。
国内外关于湿地植被对砷及重金属的富集特征已有研究[5-7]，但对不同淹水情况及不同的芦苇密度下砷及重金属的富集特征尚未见报道，本研究选取芦苇长势不同的湿地，进行人工控制海水漫灌，模拟不同自然状态下的湿地系统构造，研究不同芦苇长势与湿地淹水状况对土壤中NO2-、砷及重金属分布的影响，从而了解NO2-、砷及重金属在自然湿地中的分布特征，为沿海滩涂湿地生态系统的开发和野生动物资源的保护提供理论依据。
1.材料与方法
1.1试验区概况
盐城滩涂湿地位于江苏省沿海中部(32.20～34.37N，119.29～121.15E)，南至东台市的新港闸，海岸线全长582km，总面积4570km，其中潮上带1700km2、潮间带1600km2、辐射沙洲1270km2，约占江苏全省滩涂面积的3/4，全国的1/7，而且每年以30km2的成陆速度向东延伸。保护区的核心区位于斗龙港与新洋港出海口之间，面积达173km2。区内地势平坦，河道港汊纵横交错，多沼泽，海拔高度0～4m。土壤类型主要为砂壤-中壤、砂壤-轻壤及砂壤-重壤壤土，沙性强，结构力低，pH7.7～8.4，土壤含盐量0.04%～1.13%，有机质含量0.30%～0.74%。本区气候属北亚热带和暖温带过渡类型，是我国南北方的连接区，且海洋性暖湿季风气候明显，年平均温度13.7～14.6℃。年降雨量980～1070mm，其中5～9月份降雨量最大，占全年降雨量的70%左右。年日照时数2200～2400h。无霜期210～224d。本试验地点位于珍禽保护区内的射阳县新洋港的河口芦苇湿地。
1.2试验设计
试验于2006～2007年，在新洋港出口南侧芦苇湿地进行。选取不同芦苇长势的湿地：A、差(平均密度<50株/hm2)，B、一般(平均密度80～100株/hm)2，C、长势好(平均密度150～180株/hm)2。对以上三种湿地进行不同淹水处理：X、淹水天数为30d/a，Y、淹水天数为100d/a，Z、淹水天数180d/a。通过人工控制海水漫灌，模拟不同自然状态下的湿地系统构造，分别为自然状态下的经常性淹水(X)、一般性淹水(Y)、较少淹水(Z)。小区长60m，宽30m，每个处理重复3次。
试验处理1年后，停止淹水处理30d后，进行土壤取样分析，土壤采样时间为2007年11月21日，采样深度为30cm，在lm2小样方内随机又采集3个重复样品，土壤样品采回后立即浸提测试。
1.3样品中亚硝酸、砷及重金属含量的测定方法
土壤中的NO2-用2MKCl进行浸提，用重氮化偶合分光光度法测定其含量。土壤中砷及重金属采用HNO3-HClO4法进行消化，用AA670火焰原子吸收/分光光度计测定砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)的含量。
2.结果与分析
2.1淹水对不同芦苇长势湿地土壤中NO2-含量的影响
由表1可知，随淹水时间的增加，湿地土壤中的NO2-含量显著减少(P<0.05)，三处理X(30d/a)、Y(100d/a)、Z(180d/a)样地的NO2-平均值(mg/kg)依次为：0.018、0.007、0。
土壤中的NO2-含量随芦苇生长密度增加有逐渐减少的趋势，A(长势差)、B(长势一般)、C(长势好)的NO2-含量平均值(mg/kg)依次为：0.011、0.010、0.005。
由此可见，芦苇长势好、经常性淹水的土壤中NO2-含量相对较低，其中经常性淹水地样用试验中方法检测，检测不出NO2-含量；芦苇长势一般和一般性淹水土壤含量其次；芦苇长势较差和较少淹水的土壤含量则较高。比较而言，淹水状况对湿地土壤中NO2-含量的影响更为明显。
2.2淹水对不同芦苇长势湿地土壤中砷及重金属含量的影响
由表2可知，随淹水时间的增加，芦苇湿地土壤中的砷含量无显著变化(P<0.05)，三处理X(30d/a)、Y(100d/a)、Z(180d/a)样地的砷平均值(mg/kg)依次为：23.06、22.31、21.88，但芦苇长势对湿地中砷的含量有显著的影响(P>0.05)，A(长势差)、B(长势一般)、C(长势好)的砷含量平均值分别为(mg/kg)：25.53、22.20、19.53，随着芦苇的长势变好，砷含量显著减少。
由表3可知，随淹水时间的增加，湿地土壤中的铅含量无显著变化(P<0.05)，三处理X(30d/a)、Y(100d/a)、Z(180d/a)样地的铅平均值(mg/kg)依次为：29.50、29.48、28.53。但芦苇长势对湿地中铅的含量有显著的影响(P>0.05)，随着芦苇的长势变好，铅含量显著减少。A(长势差)、B(长势一般)、C(长势好)的铅含量平均值分别为(mg/kg)：32.51、29.19、25.84。
由表4可知，随淹水时间的增加，湿地土壤中的镉含量无显著变化(P<0.05)，三处理X(30d/a)、Y(100d/a)、Z(180d/a)样地的镉平均值(mg/kg)依次为：0.199、0.21、0.20。芦苇长势对湿地中镉的含量有显著的影响(P>0.05)，A(长势差)、B(长势一般)、C(长势好)的镉含量平均值分别为(mg/kg)：0.249、0.201、0.162，随着芦苇的长势变好，镉含量显著减少。
由表5可知，芦苇湿地中随淹水时间的增加，土壤中的铜含量无显著变化(P<0.05)，三处理X(30d/a)、Y(100d/a)、Z(180d/a)样地的铜平均值(mg/kg)依次为：28.91、28.79、29.00。但芦苇长势对湿地中铜的含量有显著的影响(P>0.05)，A(长势差)、B(长势一般)、C(长势好)的铜含量平均值分别为(mg/kg)：31.03、28.53、27.12，随着芦苇的长势变好，铜含量显著减少。
3.结论与讨论
本试验发现土壤中NO2-分布受湿地芦苇的生长状况影响，随着芦苇生长密度的增加，土壤中的NO2-、砷及重金属的含量均有显著的下降，这说明，芦苇的生长能去除湿地土壤中的NO2-。试验中还发现，湿地土壤的淹水状况也可以影响土壤中的NO2-分布，随淹水时间的增加，土壤中的NO2-含量显著下降，这可能与土壤中的NO2-的分解方式有关，NO2-的降解主要由硝化细菌和反硝化细菌参与，淹水状况有利于反硝化细菌的生长和活性的提高，经反硝化作用，NO2-降解生成N2和N2O，而芦苇长势好，根系(包括根状茎)发达，也为反硝化细菌提供了较好的生长微环境。
芦苇湿地中，芦苇长势好的土壤中重金属含量要低于芦苇长势较差的湿地，说明芦苇对土壤重金属有一定的富集作用。有研究发现，土壤中重金属的含量在植物的吸收过程中受土壤pH值、微生物和复合污染效应的影响。本试验中，芦苇湿地中重金属的含量并不受淹水长短的影响，说明水份的含量对重金属的分布并不起太大的作用。而芦苇生长密度的对壤中重金属的含量有显著影响，这说明，重金属的去除主要是植物在生长过程中的富集作用，受植物的光合、蒸腾等作用的影响。
试验的数据显示，盐城滩涂自然状态下芦苇湿地中Pb的含量明显高于江苏省土壤平均水平，Cd、Cu和As的含量也略高于平均水平，增加芦苇的密度将是改良土壤、降低土壤中有害物质的一个有效的方法。
