胶州湾滨海湿地土壤的盐渍化特征

2016-02-21孔范龙

水土保持通报 2016年6期

关键词：胶州湾盐渍化含盐量

郗敏, 孔范龙, 李悦, 于雪

(青岛大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266071)

胶州湾滨海湿地土壤的盐渍化特征

郗敏, 孔范龙, 李悦, 于雪

(青岛大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266071)

胶州湾; 滨海湿地; 盐渍化; 碱化土

众所周知，土壤盐渍化对生态环境、水土资源具有显著的危害作用，已成为世界性的环境问题之一。盐渍化土壤广泛分布在全球100多个国家和地区，面积达1.00×109hm2，主要集中在各大洲的干旱、半干旱地区[1]。中国的盐渍化土壤，主要分布在干旱、半干旱以及地势相对低平、地下径流汇集、出流滞缓的区域[1]，集中体现在北方干旱区、西部灌溉区和东部滨海区。中国土壤盐渍化的比例明显高于世界平均水平，盐渍化土壤近1.70×107hm2[2]，土壤盐渍化问题严重，亟待关注和研究。中国海域辽阔，滨海湿地分布广泛，拥有较为丰富的生物资源。但是，由于受地下水、成土母质、海退、气候等自然因素和多种人类活动的影响，滨海湿地存在不同程度的土壤盐渍化现象[3]，严重影响了当地生态平衡和经济发展。近年来，围绕滨海湿地土壤盐渍化特征已有不少研究，无论是机制的解释还是技术方法的探讨，从环渤海、黄海区域入海口到滨海滩涂地都有相关研究[4-7]。但是，由于区域环境的差异，阐明区域土壤盐渍化特征及发生机理依然是土壤盐渍化研究的重点。胶州湾为黄海中部的半封闭海湾，其沿岸属于充填型河口海湾海岸，是胶州湾湿地的主要分布区域。胶州湾湿地类型以盐沼和滩涂为主，具有抵御海水入侵、保护海岸线及维持生物多样性等多种功能，已被列入“国家重要湿地名录”。同时胶州湾湿地也是脆弱的生态敏感区，土壤盐渍化问题突出[8]，但是目前该区域的盐渍化特征研究还比较缺乏。

本研究选择胶州湾西北部沿岸潮间带的芦苇、碱蓬、光滩及大米草4种典型滨海湿地为对象，通过对研究区盐渍土土样的分析，阐明胶州湾滨海湿地土壤盐渍化特征，为胶州湾滨海湿地保护和区域土壤盐渍化防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计与样品采集

研究区域位于山东胶州湾西北部潮间带，北起大沽河口，南至洋河口。研究区内主要植被有芦苇(Phragmitesaustralis)、碱蓬(Suaedaglauca)、大米草(Spartinaanglica)、白茅(Imperatacylindrica)、柽柳(Tamarixchinensis)、盐角草(Salicorniaeuropaea)等，土壤中的沉积物类型主要为砂质粉砂，其次为

黏土质粉砂[9]。

于2014年8月，根据湿地水文条件及植被分布状况选取4种具有代表性的湿地类型(A芦苇湿地、B碱蓬湿地、C光滩湿地、D大米草湿地)进行采样。每种湿地类型设定3个采样区，每个采样区随机选取3个采样点，分别采取0—20 cm，20—40 cm，40—60 cm层土样，分层均匀混合后代表该样区土壤剖面。取土后迅速将土壤装入密封袋中带回实验室，自然风干后，剔除可见的动植物残体等，磨细过100目筛，保存待测。

1.2 样品测试与分析

1.3 数据处理与分析

2 结果与分析

2.1 土壤盐渍化程度与类型

从图1可以看出，电导率与全盐量的变化趋势相同，二者呈极显著线性正相关关系(R=0.998 2，p<0.01)。

4种湿地类型土壤含盐量分布呈现出:芦苇湿地<碱蓬湿地<光滩湿地<大米草湿地(表1)。进一步的单因素方差分析，发现芦苇湿地与碱蓬湿地，光滩湿地与大米草湿地土壤含盐量差异不显著，其他湿地类型间差异显著(p<0.05)。垂直方向上，大米草湿地盐分含量在土壤剖面上均表现出表层积盐特征，芦苇湿地土壤含盐量表层稍高，但各剖面层次上差距不大；碱蓬湿地和光滩湿地土壤含盐量则呈现出下层稍高的趋势(图1)。

表1 胶州湾滨海湿地土壤全盐量均值的水平变化

注：数值±标准差。

图1 胶州湾滨海湿地盐分含量与电导率随土壤深度的变化

图2 研究区pH值与占所有阴离子比值随土壤深度变化

表2 土壤化学当量比随土壤深度变化

2.2 土壤碱化程度分析

2.3 土壤盐离子分布特征

图3 胶州湾滨海湿地土壤主要阴阳离子含量的变化情况

3 讨论与结论

电导率是目前国际通用的盐分描述形式，但是国内通常用全盐量评价土壤盐渍化程度[11-14]。根据滨海土壤盐渍化程度和等级评价标准[11]，整个研究区土壤剖面均属于极重度盐化，且呈现自芦苇湿地向大米草湿地方向呈递增趋势，这与以往由陆地向海洋递增的研究结论一致[14-15]。究其原因在于滨海湿地土壤盐分的主要来源为海水，研究区均处于潮间带，受周期性海水侵蚀的影响，土壤盐渍化程度极高。随着距海越来越近，土壤受海水浸渍控制越大，湿地土壤含盐量也就越高。垂直分布上，大米草湿地土壤盐分含量呈表聚性，与天津滨海湿地也呈一致规律[12]；芦苇湿地土壤含盐量表层稍高，碱蓬湿地和光滩湿地土壤含盐量则呈现出下层稍高的趋势，主要与植被类型与覆盖有关[16-17]。植被地表覆盖率不同，会引起地表蒸发量的差异，从而使得表土层(0—5 cm)土壤盐分聚积性不同[17]，其实质是在于植被能够影响到蒸降比，加速水分蒸发，使得“水去盐留”，盐渍土壤逐渐形成。