江蘇沿海典型灘涂圍墾區(qū)土壤有機(jī)碳時(shí)空異質(zhì)性①

李雪盈，濮勵(lì)杰*，許 艷,3，徐辰星，朱 明，徐彩瑤，解雪峰

(1 南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，南京 210023；2 國(guó)土資源部海岸帶開發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210023；3 蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇蘇州 215009)

全球氣候變化、全球生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)以及溫室氣體減排備受國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。土壤碳庫是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的重要組成部分[1]，其碳儲(chǔ)量約為1.5×1018g[2]，約為大氣碳庫的3 倍[3-4]。如此龐大的碳儲(chǔ)量對(duì)全球大氣二氧化碳的濃度有著至關(guān)重要的影響，因此研究土壤碳庫的動(dòng)態(tài)變化以及影響因素對(duì)于全球變化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全以及人類福祉都有著重要的意義。

灘涂指沿海地區(qū)由河流攜帶泥沙沉積形成的陸海交錯(cuò)帶[5]，是濱海自然濕地的重要組成部分[6]。江蘇沿海灘涂資源豐富，海岸線近千公里，蘇北沿海地區(qū)擁有占全國(guó)1/4 以上的灘涂面積[7]，開發(fā)歷史悠久，沿海灘涂圍墾已經(jīng)成為江蘇耕地、建設(shè)用地補(bǔ)充的主要方式。灘涂圍墾過程中，人類活動(dòng)對(duì)于沿海灘涂地區(qū)的能量交換、物質(zhì)遷移會(huì)產(chǎn)生重大的影響。灘涂圍墾后，原有的土地利用方式發(fā)生了改變，產(chǎn)生了與之前光灘不同的多種土地覆被類型[8]，濕地生態(tài)系統(tǒng)逐漸向陸地人工生態(tài)系統(tǒng)演替，這一過程中，土壤的理化性質(zhì)發(fā)生重大改變，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)生了根本的變化[9-10]。有研究表明，圍墾后不同的土地利用方式和利用年限會(huì)顯著改變土壤的粒徑分布特征，連年的耕作施肥會(huì)使得土壤總磷、有機(jī)質(zhì)、氮素含量顯著增加[8,11-13]。灘涂圍墾過程中土壤植物覆被也發(fā)生了顯著的變化，比如在原有灘涂濕地上生長(zhǎng)的互花米草、堿蓬等植物會(huì)減少，取而代之的是養(yǎng)殖塘以及農(nóng)作物面積會(huì)大幅增加，土地利用/覆被的變化會(huì)使得土壤中的生物化學(xué)過程發(fā)生改變[14]。金雯暉等[15]在研究表層土壤有機(jī)碳與圍墾年限相關(guān)性時(shí)提出在圍墾過程中，濱海鹽土發(fā)揮了極大的固碳作用，土壤pH 朝著更適宜植物生長(zhǎng)的方向變化，土壤鹽分逐漸降低。王琪琪等[13]提出在灘涂圍墾活動(dòng)下，土壤的鹽分和含水量在圍墾初期急劇下降，肥力水平逐漸提高，土壤環(huán)境得到改善。此外，灘涂經(jīng)過圍墾利用后，由于其植被、地形以及人類干預(yù)程度、土壤本身存在一定的空間異質(zhì)性[16-18]，加上不同土地利用方式、管理方式以及植物殘?bào)w歸還量的差異使得土壤有機(jī)質(zhì)輸入存在差異，加強(qiáng)了土壤有機(jī)碳的空間變異程度[19]。羅由林等[20]對(duì)四川省仁壽縣0 ～ 20 cm 表層土壤有機(jī)碳含量主控因素進(jìn)行分析，結(jié)果也表明土地利用方式對(duì)于研究區(qū)土壤有機(jī)碳有顯著影響。目前對(duì)于江蘇沿海灘涂圍墾區(qū)土壤有機(jī)碳的研究主要著眼于不同圍墾年限、不同土地利用方式下的表層土壤，對(duì)于剖面土壤有機(jī)碳的時(shí)空特征及土地利用方式的影響的綜合研究較少[21-22]。本文選取如東縣4 個(gè)灘涂圍墾區(qū)作為研究區(qū)，探討了0 ～ 60 cm剖面土壤有機(jī)碳的時(shí)空分布特征及影響因素，進(jìn)一步了解了圍墾后土壤有機(jī)碳庫的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以期能通過研究結(jié)果對(duì)沿海灘涂土地利用提出一些調(diào)控建議，促使灘涂資源的高效、合理利用。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

如東縣，是江蘇南通市下轄縣，位于江蘇省東南部、長(zhǎng)江三角洲北翼，瀕臨黃海，地處120°42′ ～121°22′E，32°12′ ～ 32°36′ N，擁有廣闊的沿海灘涂(圖1)。屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，光照充足，全年平均氣溫15℃，且降水充沛，多年平均降雨量達(dá)到1 042 mm，但降雨年內(nèi)分配不均。如東縣海岸線全長(zhǎng)102.59 km，灘涂面積達(dá)6.93 萬hm2，灘涂圍墾歷史悠久，早在宋代就開始修建范公堤圍海造田。1949 年以來，經(jīng)歷過20 多次大規(guī)模圍海造田活動(dòng)，圍墾面積達(dá)3.47 萬hm2，目前依然有巨大的圍墾潛力[13]。本文研究區(qū)為如東縣東部灘涂圍墾區(qū)，土壤主要為濱海鹽土，墾區(qū)土地多用于養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并有少量土地用于林業(yè)以及工業(yè)。

圖1 研究區(qū)位置及采樣點(diǎn)示意圖Fig. 1 Location of study area and distribution of soil sampling sites

1.2 樣品采集與分析

選取不同年代的4 個(gè)圍墾區(qū)作為研究對(duì)象，采樣時(shí)間為2012 年9 月。結(jié)合當(dāng)?shù)赝恋乩脤?shí)際情況同時(shí)兼顧土地利用方式，在圍墾區(qū)布設(shè)共計(jì)49 個(gè)采樣點(diǎn)，并在未圍墾的光灘布設(shè)6 個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)都用GPS 記錄坐標(biāo)并備注土地利用方式(圖1)。在每個(gè)樣點(diǎn)采集0 ～ 10、10 ～ 20、20 ～ 30、30 ～ 40、40 ～ 60 cm深度土壤樣品(其中養(yǎng)殖水面的樣品是在曬塘?xí)r采集魚塘底泥)，共計(jì)275 份，土樣帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干過2 mm篩備用。

采用高溫外熱重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用PHS-3C 型pH 計(jì)測(cè)定土壤pH；采用激光粒度儀測(cè)定土壤粒度，并按照國(guó)際土壤分類制[23]對(duì)土壤粒度進(jìn)行分級(jí)。本文用電導(dǎo)率EC1︰5表示總鹽含量，測(cè)量時(shí)土水質(zhì)量比1∶5，加入煮沸冷卻的蒸餾水，振蕩機(jī)振蕩5 min 后離心，用梅特勒-托利多電導(dǎo)率儀測(cè)定上清液電導(dǎo)率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0 對(duì)研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，并做土壤各理化性質(zhì)間的Pearson 相關(guān)性分析；應(yīng)用GS+對(duì)有機(jī)碳數(shù)據(jù)進(jìn)行半方差函數(shù)擬合，并在ArcGIS10.2 中進(jìn)行Kriging 插值。

2 結(jié)果與討論

2.1 研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量統(tǒng)計(jì)特征

本文采用域法識(shí)別異常值[20]，用樣本均值u 加減三倍標(biāo)準(zhǔn)差s，在區(qū)間[u-3s,u+3s]以外的數(shù)據(jù)均被判定為異常值，然后分別用正常的最大值和最小值來代替異常值。經(jīng)檢驗(yàn)，樣本有機(jī)碳數(shù)據(jù)中存在4 個(gè)異常值，數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表1 所示。

表1 不同土層土壤有機(jī)碳含量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Descriptive statistics of soil organic carbon contents in different soil layers

土壤有機(jī)碳的含量主要取決于有機(jī)物質(zhì)的輸入和輸出，輸入源主要包括原來土壤中的有機(jī)物礦化和動(dòng)植物殘?bào)w的分解以及在人為改造利用過程中的人工施肥，輸出主要包括消耗分解和侵蝕流失。分析結(jié)果顯示，研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量處于0.25 ～ 7.10 g/kg，各土層平均含量為1.75 ～ 3.90 g/kg，隨著剖面深度的增加有機(jī)碳含量逐漸降低。其中，0 ～ 10 cm 土層有機(jī)碳平均含量最高(3.90 g/kg)，40 ～ 60 cm 土層有機(jī)碳平均含量最低(1.75 g/kg)，可能主要受到生物量以及有機(jī)質(zhì)分解速率的影響[24]。整體來看，0 ～ 60 cm土壤有機(jī)碳平均含量為2.70 g/kg。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[25]可知，除去0 ～ 10 cm 土層土壤有機(jī)碳含量屬第5 級(jí)外，其余各層土壤有機(jī)碳含量都處在第6 級(jí)，0 ～ 60 cm 整體土壤有機(jī)碳含量處在第6 級(jí)，屬較為缺乏。而各層土壤有機(jī)碳含量均屬于中等變異水平[26]。

2.2 研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量時(shí)間分布特征

從時(shí)間維度來看，經(jīng)過長(zhǎng)期的圍墾，人類活動(dòng)施用大量有機(jī)肥以及耕作物、自然凋落物還田增加了表層有機(jī)碳的輸入，加上圍墾后的土壤經(jīng)過長(zhǎng)期耕作脫鹽后，土壤本身性質(zhì)得到了極大的改善，熟化程度不斷提高，有利于土壤有機(jī)碳的積累，因而研究區(qū)各層土壤有機(jī)碳含量大體上均隨著圍墾年限的增加呈上升趨勢(shì)，但不同土層略有差異。對(duì)相同深度不同圍墾年限的土壤有機(jī)碳含量差異進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在0 ～ 10 cm 土層中，圍墾61 a 的墾區(qū)土壤有機(jī)碳含量略低于圍墾38 a 墾區(qū)；在10 ～20 cm 以及20 ～ 30 cm 土層中，未圍墾的光灘土壤有機(jī)碳含量高于圍墾5 a 的灘涂草地；對(duì)于0 ～ 60 cm 土層，圍墾5 a 的墾區(qū)土壤有機(jī)碳含量略低于未圍墾的光灘。在圍墾時(shí)間相同的情況下，隨著土壤深度的增加，未圍墾的光灘、圍墾38 a 以及圍墾61 a 的墾區(qū)土壤有機(jī)碳含量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。不同深度土層土壤有機(jī)碳含量受圍墾年限的影響不同，總的來看，除了30 ～ 40 cm 土層，其余各層不同圍墾年限土壤有機(jī)碳含量均有顯著差異(P＜0.05)，并且隨著土壤深度的增加，圍墾年限對(duì)于有機(jī)碳含量變化的影響減弱，這是由于耕作層以下土壤受人類活動(dòng)的影響較小，施肥以及植物殘?bào)w還田對(duì)于土壤有機(jī)碳變化的貢獻(xiàn)較弱，更多的受到土壤顆粒組成的影響[27]，接近土壤本身的理化性質(zhì)。

表2 不同年限圍墾區(qū)土壤有機(jī)碳含量差異(g/kg)Table 2 Differences in soil organic carbon contents between different reclamation zones

2.3 研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量空間分布特征

對(duì)剔除異常值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行半方差分析，根據(jù)決定系數(shù)(R2)和殘差(RSS)等判斷各層土壤有機(jī)碳數(shù)據(jù)的最優(yōu)擬合模型，結(jié)果表明，20 ～ 30 cm 土層擬合效果最好，R2為0.634。0 ～ 10 cm 土層有機(jī)碳最優(yōu)半方差模型為指數(shù)模型，20 ～ 30 cm 土層為高斯模型，10 ～ 20、30 ～40、40 ～ 60 cm 土層為球面模型，0 ～60 cm 土層為球面模型。研究區(qū)各層土壤塊金值介于0.045 ～ 0.466。0 ～ 10、10 ～ 20、20 ～ 30、40 ～ 60 cm

土層塊金效應(yīng)值均低于25%，土壤有機(jī)碳具有強(qiáng)烈的空間自相關(guān)性；30 ～ 40、0 ～ 60 cm 土層塊金效應(yīng)值介于25% ～ 75%，土壤有機(jī)碳含量呈現(xiàn)出中等強(qiáng)度的空間自相關(guān)[26](表3)。

利用在GS+軟件中擬合的半方差理論模型參數(shù)，在ArcGIS10.2 中采用Kriging 插值方法對(duì)研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行空間插值分析，得到不同土層土壤有機(jī)碳含量空間分布，如圖2 所示。結(jié)果顯示，研究區(qū)各土層土壤有機(jī)碳含量基本呈現(xiàn)由灘涂向內(nèi)陸逐漸增加的趨勢(shì)。在0 ～ 10 cm 土層，土壤有機(jī)碳含量高值出現(xiàn)在研究區(qū)的西北部，大部分位于61 a 圍墾區(qū)和38 a 圍墾區(qū)交界處，實(shí)地采樣發(fā)現(xiàn)這一區(qū)域主要為林地，一般林地的枯枝落葉歸還量大，容易積累大量的有機(jī)碳；還有一小部分高值區(qū)位于61 a 圍墾區(qū)北部中間位置，土壤有機(jī)碳含量達(dá)4.95 ～ 5.45 g/kg；自高值區(qū)向周圍擴(kuò)展土壤有機(jī)碳含量逐漸降低，最低值出現(xiàn)在靠近海岸區(qū)域，其平均含量為2.95 ～ 3.45 g/kg；另外，還可以看出61 a 圍墾區(qū)東南部表層土壤有機(jī)碳含量明顯低于中部，有研究認(rèn)為該區(qū)域地下水鹽度較高[11]，較難進(jìn)行開發(fā)利用，有機(jī)質(zhì)來源較少，土壤有機(jī)碳含量因此偏低。

表3 土壤有機(jī)碳含量變異函數(shù)模型及相關(guān)參數(shù)Table 3 Variogram theory models and corresponding parameters of soil organic carbon contents in different layers

在10 ～ 20 cm 土層，土壤有機(jī)碳含量呈帶狀分布，最高值分布在研究區(qū)西北部61 a 圍墾區(qū)和38 a圍墾區(qū)，土壤有機(jī)碳含量均值達(dá)4.10 ～ 4.61g/kg；低值區(qū)出現(xiàn)在靠近海岸的部分，土壤有機(jī)碳含量介于2.06 ～ 2.57 g/kg；該層有機(jī)碳含量整體水平低于0 ～10 cm 土層。

在20 ～ 30 cm 土層，土壤有機(jī)碳含量分布也呈現(xiàn)條帶狀同時(shí)伴有局部特征，高值區(qū)靠近內(nèi)陸，位于61 a 圍墾區(qū)東部，這一區(qū)域由于圍墾時(shí)間較長(zhǎng)并且靠近內(nèi)陸，相對(duì)于濱海土壤更適于植物生長(zhǎng)，有機(jī)物質(zhì)的輸入增加，同時(shí)遠(yuǎn)離海水的沖刷使得有機(jī)物質(zhì)流失量減小，因而土壤有機(jī)碳含量較高；同時(shí)在38 a 圍墾區(qū)的西北部高值區(qū)呈現(xiàn)斑塊狀分布，其土壤有機(jī)碳含量均值為3.11 ～ 3.49 g/kg。

在30 ～ 40 cm 土層，土壤有機(jī)碳含量同時(shí)受到地表活動(dòng)諸如土地利用、翻耕、施肥等以及植物根系生長(zhǎng)、微生物活動(dòng)、土壤本身物理性質(zhì)等多重因素影響，影響因素變化復(fù)雜，土壤有機(jī)碳分布沒有規(guī)律，局部特征明顯。

在40 ～ 60 cm 土層，研究區(qū)西南部土壤有機(jī)碳含量最高，為2.20 ～ 2.45 g/kg，向東逐漸降低；同樣在30 a 圍墾區(qū)南偏西位置出現(xiàn)小范圍的高值；靠近海岸區(qū)域土壤有機(jī)碳含量均值為1.20 ～ 1.70 g/kg。這一深度土壤有機(jī)碳含量受地表人類活動(dòng)的影響較表層土壤有所減弱，出現(xiàn)了同表層土壤有機(jī)碳不一樣的分布規(guī)律。

整體上，0 ～ 60 cm 土層土壤有機(jī)碳含量基本呈現(xiàn)帶狀分布，研究區(qū)西北角土壤有機(jī)碳含量介于2.86 ～ 3.22 g/kg，再向東南方向?yàn)楦咧祬^(qū)，土壤有機(jī)碳含量達(dá)3.22 ～ 3.58 g/kg；有機(jī)碳含量為2.50 ～2.86 g/kg 的區(qū)域在38 a 圍墾區(qū)以及30 a 圍墾區(qū)均有分布；靠近海岸區(qū)域?yàn)橛袡C(jī)碳含量低值區(qū)，其平均值為1.78 ～ 2.14 g/kg。

圖2 研究區(qū)不同土層深度土壤有機(jī)碳含量空間分布Fig. 2 Spatial distribution of soil organic carbon contents in different layers in study area

2.4 研究區(qū)不同土地利用方式土壤有機(jī)碳含量差異

根據(jù)實(shí)地采樣時(shí)記錄的土地利用方式，對(duì)不同圍墾年限、不同土地利用方式下的0 ～ 60 cm 土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行分析，結(jié)果(表4)顯示，圍墾5 a 的灘涂草地土壤有機(jī)碳含量均值最低為1.92 g/kg，未圍墾的光灘土壤有機(jī)碳含量略高于灘涂草地，其均值為1.93 g/kg，二者沒有顯著差異，這是由于5 a 圍墾區(qū)區(qū)內(nèi)種植了田菁、鹽蒿等耐鹽作物，這些植物殘?bào)w進(jìn)入土壤成為表層土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源，但是由于圍墾初期土壤鹽堿度高難以利用，土壤有機(jī)碳輸入較少，同時(shí)微生物的呼吸作用也會(huì)消耗有機(jī)質(zhì)，因而有機(jī)碳含量同未圍墾光灘并無顯著差異；同期圍墾的耕地其土壤有機(jī)碳含量顯著高于養(yǎng)殖水面，這是因?yàn)樵趪鷫晗尴嗤那闆r下魚塘底泥有機(jī)質(zhì)輸入量比耕地低；61 a 圍墾區(qū)耕地土壤有機(jī)碳含量略低于38 a圍墾區(qū)耕地，灘涂土壤經(jīng)過人類有序的墾殖利用后，其土壤有機(jī)碳含量顯著增加。

對(duì)不同圍墾年限不同土地利用方式下的各層土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，0 ～ 10 cm 土層土壤有機(jī)碳含量差異最為明顯，未圍墾的光灘有機(jī)碳含量最低，相同圍墾時(shí)期耕地的土壤有機(jī)碳含量顯著高于養(yǎng)殖水面，61 a 圍墾區(qū)耕地土壤有機(jī)碳含量略低于38 a 圍墾區(qū)耕地；10 ～ 20、20 ～ 30、30 ～ 40、40 ～ 60 cm 土層土壤有機(jī)碳含量差異明顯小于0 ～ 10 cm 表層土壤，土地利用方式對(duì)深層土壤有機(jī)碳含量并無明顯影響；除30 ～ 40、40 ～ 60 cm 土層61 a 圍墾區(qū)耕地土壤有機(jī)碳含量略低于38 a 圍墾區(qū)耕地外，同一土地利用方式土壤有機(jī)碳含量隨著圍墾年限的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

表4 不同墾區(qū)不同土地利用方式土壤有機(jī)碳含量差異(g/kg)Table 4 Differences in soil organic carbon contents under different land use types in different reclamation zones

2.5 研究區(qū)各層土壤有機(jī)碳含量影響因素

以往的研究多認(rèn)為土壤有機(jī)碳對(duì)土壤的養(yǎng)分供應(yīng)、理化性質(zhì)有著直接的影響，是土壤理化性質(zhì)變化的原動(dòng)力。事實(shí)上隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人類活動(dòng)比如施肥、灌溉、施用農(nóng)藥殺蟲劑等會(huì)對(duì)土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生極大的影響進(jìn)而影響到土壤有機(jī)碳固定的微觀環(huán)境，最終使得土壤有機(jī)碳的來源、固定或分解速率發(fā)生變化，土壤有機(jī)碳含量改變[28]。對(duì)研究區(qū)各層土壤有機(jī)碳、粒度、pH 及總鹽之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明(表5)，0 ～ 10、10 ～ 20 以及20 ～30 cm 土層有機(jī)碳含量與粉粒含量存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，與砂粒含量、土壤pH 以及土壤總鹽呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)；30 ～ 40 cm 土層土壤有機(jī)碳含量與土壤粒度以及pH 不存在顯著相關(guān)關(guān)系，與土壤總鹽呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)；40 ～ 60 cm 土層土壤有機(jī)碳含量與粒度相關(guān)性顯著，與pH 呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，與土壤總鹽無顯著相關(guān)關(guān)系。土壤pH主要從兩個(gè)方面影響土壤的有機(jī)碳含量：一方面土壤pH 會(huì)影響植物生長(zhǎng)狀況，而植物殘?bào)w是土壤有機(jī)碳的重要來源，另一方面pH會(huì)影響土壤微生物活性[28]，而土壤微生物活動(dòng)會(huì)分解土壤中的有機(jī)質(zhì)，造成土壤有機(jī)質(zhì)的流失。研究區(qū)土壤呈堿性[13](pH＞8)，有研究表明在pH＞8 時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)隨著pH 的增加快速下降[29]，這是由于隨著土壤pH 的增加，植物的生長(zhǎng)以及微生物的分解活動(dòng)都受到抑制，土壤有機(jī)碳源大大減少，因而研究區(qū)0 ～ 30 cm 深度各層土壤有機(jī)碳含量均與pH 呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤粒度對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分有著重要的影響[30-31]。土壤中黏粒同有機(jī)質(zhì)的結(jié)合能夠增強(qiáng)其抵抗微生物分解的能力，土壤中黏粒含量高時(shí)，有機(jī)物質(zhì)的分解速率較慢，土壤中有機(jī)碳的含量也就相對(duì)較高[32]。已有研究表明，土壤顆粒組成的不同會(huì)造成養(yǎng)分差異[31]，小粒徑土壤顆粒對(duì)有機(jī)碳有保護(hù)作用[33]，而砂粒中的有機(jī)物質(zhì)容易礦化分解，此外粉粒含量對(duì)土壤含水量有影響[34]，因此土壤的黏粒、粉粒細(xì)顆粒的含量同土壤有機(jī)碳含量呈正相關(guān)，而砂粒的含量則與有機(jī)碳含量呈負(fù)相關(guān)[33]，本研究區(qū)的研究結(jié)果也印證了這一規(guī)律。以往研究表明，有機(jī)碳含量同土壤鹽度一般呈負(fù)相關(guān)，這是由于土壤分形維數(shù)越高，土壤結(jié)構(gòu)愈加緊實(shí)，土壤顆粒表面積增加，從而吸附的鹽離子含量增加，相應(yīng)地對(duì)有機(jī)質(zhì)的固定就會(huì)減少[30]，在本研究區(qū)，0 ～40 cm 深度各個(gè)土層土壤有機(jī)碳含量與總鹽均呈顯著負(fù)相關(guān)。經(jīng)綜合分析，灘涂圍墾區(qū)的演化同時(shí)受到自然與人為因素的雙重影響[35]。

表5 土壤有機(jī)碳含量與其他屬性的相關(guān)性Table 5 Correlations between soil organic carbon contents and other soil properties

3 結(jié)論

自然因素及人為因素二者的權(quán)衡與協(xié)同對(duì)于土地資源的配置及沿海灘涂圍墾后的土地利用空間格局產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而影響灘涂土壤中有機(jī)碳的累

積。結(jié)果顯示，研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量均值為1.75 ～3.90 g/kg，江蘇沿海典型灘涂圍墾區(qū)各層土壤有機(jī)碳含量在經(jīng)過人類圍墾及開發(fā)利用之后都有了顯著的提升，一般來看，土壤有機(jī)碳含量呈現(xiàn)出隨著圍墾時(shí)間的增加、自海向陸呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，隨著土壤深度的增加呈下降趨勢(shì)。相比于養(yǎng)殖魚塘及草地，耕地土壤有機(jī)碳含量更高；研究區(qū)土壤有機(jī)碳含量隨著pH 以及總鹽的增加呈下降趨勢(shì)；土壤有機(jī)碳含量與土壤細(xì)顆粒(黏粒、粉粒)含量呈正相關(guān)。不同土層土壤有機(jī)碳含量的主控因素不同，表層土壤有機(jī)碳含量受人類土地利用活動(dòng)的影響較大，這也加劇了土壤有機(jī)碳的空間異質(zhì)性。