濱海濕地土壤表層鹽分在不同群落的變異分析

張天舉　陳永金

摘 要：依據檉柳、堿蓬、蘆葦、棉田4種植物群落下的土壤樣品資料，分析了濱海濕地不同植物群落下土壤表層鹽離子的變異性，結果表明：（1）不同植被類型表土中全鹽含量分布不同，檉柳群落土壤表層全鹽含量相對最高，堿蓬次之，蘆葦和棉田全鹽含量較低。（2）Na+含量都明顯高于其他陽離子的含量，均表現為鈉離子>鎂離子>鈣離子>鉀離子。同樣，陰離子均表現為氯離子>硫酸根離子>碳酸氫根離子>碳酸根離子。（3）可溶性鹽離子變異性分析表明，檉柳群落是以SO42-為強變異的群落；堿蓬群落以CO32-為強變異的群落；蘆葦以Mg2+、Cl-、為強變異的群落，棉田地無強變異鹽離子。而全鹽含量僅蘆葦屬于強變異，這與蘆葦的地表高覆蓋，而局部裸露地形成“鹽斑”有明顯的關系。

關鍵詞：黃河三角洲 植物群落 表層土壤 可溶性鹽

中圖分類號：S153 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0117-04

黃河三角洲是陸地、海洋、河流相互作用而形成的生態系統，具有明顯的復雜性與特殊性[1-2]，該區域的植被分布與土壤含鹽量、潛水水位、地形地貌、礦化度等有較大的關系，其中，土壤含鹽量的制約作用較大，是表征土壤鹽分狀況的主要參數，也是確定土壤鹽漬化程度的重要指標[3]。該區天然植被以蘆葦（Phragmites australis）群落、檉柳（Tamarix chinensis）群落及鹽地堿蓬（Suaeda salsa）群落分布較廣[4]，群落組成比較簡單，檉柳、堿蓬、棉田及蘆葦的分布與土壤可溶性鹽的質量分數有關[5-6]。近年來，國內外一些學者針對黃河三角洲地區植被群落[7-9]、水鹽運移[10-12]土壤元素分布及影響因素[13-15]、植物對鹽漬土的生理生態適應[16-18]等相關方面進行研究。通過對黃河三角洲地區檉柳、堿蓬、蘆葦、棉田4種植被土壤表層中Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、Cl-、CO32-、HCO3-八大鹽溶離子以及全鹽含量的分析，闡明黃河三角洲不同植被土壤中可溶性鹽分離子含量變化及掌握土壤主要離子的含量及相關關系，以期為判斷土壤的鹽漬化狀況和鹽分動態，改良土壤提供參考。

1 數據采集與研究方法

1.1 樣品采集與預處理

于2012年10月在大汶流管理站北，選擇4種典型的植被群落即檉柳群落、堿蓬群落、蘆葦群落、棉田群落，分別進行土壤剖面采樣，采樣深度為0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm等分層采樣，直至采到地下水水位，同時每個群落表層隨機布點6次，除棉田群落采集表層0～5 cm的土壤樣品7個外，其余均為6個。并用GPS對每個采樣點進行定位，且記錄其周圍的地形地貌和植被類型。土壤樣品裝入聚乙烯袋內，標明編號，帶回實驗室，進行自然風干，除去土樣中的石塊及植物殘體等雜物，進行研磨、過篩常規方法（水土5∶1）得到土壤浸提液。

1.2 樣品的測定與數據分析

對土壤浸提液中可溶性鹽離子進行測定。其中，Cl-采用硝酸銀滴定法，CO32-與HCO3-采用雙指示劑滴定法，SO42-采用EDTA容量法，K+與Na+采用火焰分光光度法，Ca2+與Mg2+采用EDTA容重法，全鹽含量采用離子加和法。

對測得的數據采用Excel進行統計分析（求均值、標準差、變異系數），變異系數計算原理為：

2 結果與分析

2.1 不同群落土壤表層可溶性鹽的特征

2.1.1 土壤全鹽特征

圖1表明，不同植被類型表土中全鹽含量分布不同，檉柳群落土壤表層全鹽含量相對最高，堿蓬次之，蘆葦和棉田全鹽含量較低，這表明在黃河三角洲地區土壤鹽漬化與植被類型分布有密切的關系。導致這種現象的原因是檉柳屬于泌鹽性植物，吸收的鹽分常使葉片中含鹽較高，并通過凋落物的形式返回土壤表層，使得檉柳周圍產生“鹽島效應”[19]。堿蓬喜高濕、耐鹽堿、耐貧瘠、具有很強的耐鹽力[20]，對于可溶鹽離子具有高度的選擇吸收性而使其表層鹽分僅次于檉柳。蘆葦群落在研究區內生長旺盛，有較大的植被覆蓋度，從而有效減少了土壤蒸發，抑制了可溶性鹽分在表層積累。棉田是人為干擾下的植被類型，且離黃河較近，淡水的補給及灌溉淋洗掉大量的鹽分使得棉田含鹽量相對較低。

2.1.2 可溶性鹽離子特征

鹽漬土壤中可溶性鹽離子是其判斷土壤性質的重要手段之一。由圖2可知，同種可溶性鹽離子含量在不同植被類型表層土中不同，不同離子在同種植被類型表層土中也不同。對于可溶性陽離子來說（圖2（A）），4種植被群落土壤中的Na+含量都明顯高于其他離子的含量。均表現為鈉離子>鎂離子>鈣離子>鉀離子。其中，Na+、Ca2+、Mg2+都以檉柳群落最高，這是因為檉柳為泌鹽性植物，Ca2+是其分泌物中最高的陽離子，常以結晶態形式出現加之陰離子分泌物多是HCO3-，在堿性環境下常與Ca2+形成CaCO3沉淀、而Mg2+也是其分泌較多的陽離子，同樣易形成MgCO3沉淀[21]。Na+含量在堿蓬群落僅次于檉柳群落，這是因為堿蓬為真鹽性植物，其根系對于Na+有較強的吸收能力，在吸收Na+過程中起到鹽泵作用[22]，使得Na+富集于表層。對于K+來說整個群落表土中趨于虧缺狀態，這與李加宏[23]等研究一致，是由于根系對離子的選擇吸收和吸收的速率不同造成的[24]。蘆葦表層土壤以Na+含量最高，有研究表明Na+相對K+、Ca2+ 、Mg2+對蘆葦群落特征影響較大[25]。

對于可溶性陰離子來說（圖2（B）），與可溶性陽離子有相似的變化特征，均表現為氯離子>硫酸根離子>碳酸氫根離子>碳酸根離子，在0～5 cm的土層上，氯離子以檉柳群落土壤中的含量為最高，這是因為土壤表層不涉及氯離子的遷移過程，只是氯離子的聚集部位[23]，檉柳群落灌木較稀疏，土壤蒸發作用使得氯離子隨水分由下層向上層積累，使檉柳群落氯離子含量較高；而堿蓬對氯離子有明顯的抑制作用[26]，其根系對氯離子具有較強的積累而導致表層土壤氯離子含量相對檉柳土壤表層要低。硫酸根離子含量是僅次于氯離子的可溶性陰離子，這說明在黃河三角洲地區硫酸鹽是除氯鹽外導致土壤鹽漬化的主要成分。而對于該地區表層土壤中的碳酸根離子和碳酸氫根離子來說含量很低，尤其是碳酸根可以忽略不計。因此，在這一地區可主要通過控制氯鹽和硫酸鹽來降低鹽漬化程度，起到改良鹽漬化土壤的效果。

2.2 土壤表層可溶鹽離子的變異性

變異系數通常用來反應參數的變異程度，表示離散度的大小。一般可分為弱變異性（<10%）、中等強度變異性（10%≤≤100%）、強變異性（>100%）3類[27]。因此，通過分析4種不同植被類型下的表層（0～5 cm）土壤可溶性鹽離子及全鹽的變異系數可知（見表1），檉柳群落中SO42-的變異系數為1.38，屬強變異性，其余離子以及全鹽的變異系數均屬于中等強度變異性；堿蓬群落除CO32-（=2.45）屬于強變異性外，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-及全鹽均屬于中等強度變異性；蘆葦群落中屬于強變異性的有Mg2+、Cl-，其余各離子均屬于中等強度變異；在棉田群落中可溶性鹽離子及全鹽均屬于中等強度變異性。全鹽含量看，蘆葦屬于強變異群落，這與蘆葦絕大部分地表高覆蓋，而局部裸露地形成“鹽斑”有明顯的關系。總的來說，4種不同植被類型下的表層（0～5 cm）土壤可溶性鹽離子及全鹽大多屬于中等強度變異性，這與黃河三角洲地區特殊的氣候、水文、地形等條件的季節性積鹽密切相關，另外也受到濱海潮化鹽土物理結構的影響，土壤入滲性差，土粒絮散、透水性較弱[28-29]以及植物群落特征的影響。

3 結語

（1）土壤全鹽特征分析表明，不同植被類型表土中全鹽含量分布不同，檉柳群落土壤表層全鹽含量相對最高，堿蓬次之，蘆葦和棉田全鹽含量較低。4種植被群落土壤中的Na+含量都明顯高于其他陽離子的含量，均表現為鈉離子>鎂離子>鈣離子>鉀離子。同樣，陰離子均表現為氯離子>硫酸根離子>碳酸氫根離子>碳酸根離子，在0～5 cm的土層上，硫酸根離子含量僅次于氯離子含量，這說明在黃河三角洲地區硫酸鹽是除氯鹽外導致土壤鹽漬化的主要成分。因此，可通過控制氯鹽和硫酸鹽來降低鹽漬化程度，起到改良鹽漬化土壤的效果。

（2）可溶性鹽離子變異性分析表明，在黃河三角洲地區4種不同植被類型下的表層（0～5 cm）土壤可溶性鹽離子及全鹽大多屬于中等強度變異性。這與黃河三角洲地區特殊的氣候、水文、地形等條件以及植物群落特征密切相關。其中，檉柳群落是以SO42-為強變異的群落；堿蓬群落以CO32-為強變異的群落；蘆葦以Mg2+、Cl-為強變異的群落。全鹽含量看，蘆葦屬于強變異群落，這與蘆葦絕大部分地表高覆蓋，而局部裸露地形成“鹽斑”有明顯的關系。

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