滨海湿地土壤表层盐分在不同群落的变异分析

张天举　陈永金

摘 要：依据柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植物群落下的土壤样品资料，分析了滨海湿地不同植物群落下土壤表层盐离子的变异性，结果表明：（1）不同植被类型表土中全盐含量分布不同，柽柳群落土壤表层全盐含量相对最高，碱蓬次之，芦苇和棉田全盐含量较低。（2）Na+含量都明显高于其他阳离子的含量，均表现为钠离子>镁离子>钙离子>钾离子。同样，阴离子均表现为氯离子>硫酸根离子>碳酸氢根离子>碳酸根离子。（3）可溶性盐离子变异性分析表明，柽柳群落是以SO42-为强变异的群落；碱蓬群落以CO32-为强变异的群落；芦苇以Mg2+、Cl-、为强变异的群落，棉田地无强变异盐离子。而全盐含量仅芦苇属于强变异，这与芦苇的地表高覆盖，而局部裸露地形成“盐斑”有明显的关系。

关键词：黄河三角洲 植物群落 表层土壤 可溶性盐

中图分类号：S153 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0117-04

黄河三角洲是陆地、海洋、河流相互作用而形成的生态系统，具有明显的复杂性与特殊性[1-2]，该区域的植被分布与土壤含盐量、潜水水位、地形地貌、矿化度等有较大的关系，其中，土壤含盐量的制约作用较大，是表征土壤盐分状况的主要参数，也是确定土壤盐渍化程度的重要指标[3]。该区天然植被以芦苇（Phragmites australis）群落、柽柳（Tamarix chinensis）群落及盐地碱蓬（Suaeda salsa）群落分布较广[4]，群落组成比较简单，柽柳、碱蓬、棉田及芦苇的分布与土壤可溶性盐的质量分数有关[5-6]。近年来，国内外一些学者针对黄河三角洲地区植被群落[7-9]、水盐运移[10-12]土壤元素分布及影响因素[13-15]、植物对盐渍土的生理生态适应[16-18]等相关方面进行研究。通过对黄河三角洲地区柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植被土壤表层中Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、Cl-、CO32-、HCO3-八大盐溶离子以及全盐含量的分析，阐明黄河三角洲不同植被土壤中可溶性盐分离子含量变化及掌握土壤主要离子的含量及相关关系，以期为判断土壤的盐渍化状况和盐分动态，改良土壤提供参考。

1 数据采集与研究方法

1.1 样品采集与预处理

于2012年10月在大汶流管理站北，选择4種典型的植被群落即柽柳群落、碱蓬群落、芦苇群落、棉田群落，分别进行土壤剖面采样，采样深度为0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm等分层采样，直至采到地下水水位，同时每个群落表层随机布点6次，除棉田群落采集表层0～5 cm的土壤样品7个外，其余均为6个。并用GPS对每个采样点进行定位，且记录其周围的地形地貌和植被类型。土壤样品装入聚乙烯袋内，标明编号，带回实验室，进行自然风干，除去土样中的石块及植物残体等杂物，进行研磨、过筛常规方法（水土5∶1）得到土壤浸提液。

1.2 样品的测定与数据分析

对土壤浸提液中可溶性盐离子进行测定。其中，Cl-采用硝酸银滴定法，CO32-与HCO3-采用双指示剂滴定法，SO42-采用EDTA容量法，K+与Na+采用火焰分光光度法，Ca2+与Mg2+采用EDTA容重法，全盐含量采用离子加和法。

对测得的数据采用Excel进行统计分析（求均值、标准差、变异系数），变异系数计算原理为：

2 结果与分析

2.1 不同群落土壤表层可溶性盐的特征

2.1.1 土壤全盐特征

图1表明，不同植被类型表土中全盐含量分布不同，柽柳群落土壤表层全盐含量相对最高，碱蓬次之，芦苇和棉田全盐含量较低，这表明在黄河三角洲地区土壤盐渍化与植被类型分布有密切的关系。导致这种现象的原因是柽柳属于泌盐性植物，吸收的盐分常使叶片中含盐较高，并通过凋落物的形式返回土壤表层，使得柽柳周围产生“盐岛效应”[19]。碱蓬喜高湿、耐盐碱、耐贫瘠、具有很强的耐盐力[20]，对于可溶盐离子具有高度的选择吸收性而使其表层盐分仅次于柽柳。芦苇群落在研究区内生长旺盛，有较大的植被覆盖度，从而有效减少了土壤蒸发，抑制了可溶性盐分在表层积累。棉田是人为干扰下的植被类型，且离黄河较近，淡水的补给及灌溉淋洗掉大量的盐分使得棉田含盐量相对较低。

2.1.2 可溶性盐离子特征

盐渍土壤中可溶性盐离子是其判断土壤性质的重要手段之一。由图2可知，同种可溶性盐离子含量在不同植被类型表层土中不同，不同离子在同种植被类型表层土中也不同。对于可溶性阳离子来说（图2（A）），4种植被群落土壤中的Na+含量都明显高于其他离子的含量。均表现为钠离子>镁离子>钙离子>钾离子。其中，Na+、Ca2+、Mg2+都以柽柳群落最高，这是因为柽柳为泌盐性植物，Ca2+是其分泌物中最高的阳离子，常以结晶态形式出现加之阴离子分泌物多是HCO3-，在碱性环境下常与Ca2+形成CaCO3沉淀、而Mg2+也是其分泌较多的阳离子，同样易形成MgCO3沉淀[21]。Na+含量在碱蓬群落仅次于柽柳群落，这是因为碱蓬为真盐性植物，其根系对于Na+有较强的吸收能力，在吸收Na+过程中起到盐泵作用[22]，使得Na+富集于表层。对于K+来说整个群落表土中趋于亏缺状态，这与李加宏[23]等研究一致，是由于根系对离子的选择吸收和吸收的速率不同造成的[24]。芦苇表层土壤以Na+含量最高，有研究表明Na+相对K+、Ca2+ 、Mg2+对芦苇群落特征影响较大[25]。

对于可溶性阴离子来说（图2（B）），与可溶性阳离子有相似的变化特征，均表现为氯离子>硫酸根离子>碳酸氢根离子>碳酸根离子，在0～5 cm的土层上，氯离子以柽柳群落土壤中的含量为最高，这是因为土壤表层不涉及氯离子的迁移过程，只是氯离子的聚集部位[23]，柽柳群落灌木较稀疏，土壤蒸发作用使得氯离子随水分由下层向上层积累，使柽柳群落氯离子含量较高；而碱蓬对氯离子有明显的抑制作用[26]，其根系对氯离子具有较强的积累而导致表层土壤氯离子含量相对柽柳土壤表层要低。硫酸根离子含量是仅次于氯离子的可溶性阴离子，这说明在黄河三角洲地区硫酸盐是除氯盐外导致土壤盐渍化的主要成分。而对于该地区表层土壤中的碳酸根离子和碳酸氢根离子来说含量很低，尤其是碳酸根可以忽略不计。因此，在这一地区可主要通过控制氯盐和硫酸盐来降低盐渍化程度，起到改良盐渍化土壤的效果。

2.2 土壤表层可溶盐离子的变异性

變异系数通常用来反应参数的变异程度，表示离散度的大小。一般可分为弱变异性（<10%）、中等强度变异性（10%≤≤100%）、强变异性（>100%）3类[27]。因此，通过分析4种不同植被类型下的表层（0～5 cm）土壤可溶性盐离子及全盐的变异系数可知（见表1），柽柳群落中SO42-的变异系数为1.38，属强变异性，其余离子以及全盐的变异系数均属于中等强度变异性；碱蓬群落除CO32-（=2.45）属于强变异性外，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-及全盐均属于中等强度变异性；芦苇群落中属于强变异性的有Mg2+、Cl-，其余各离子均属于中等强度变异；在棉田群落中可溶性盐离子及全盐均属于中等强度变异性。全盐含量看，芦苇属于强变异群落，这与芦苇绝大部分地表高覆盖，而局部裸露地形成“盐斑”有明显的关系。总的来说，4种不同植被类型下的表层（0～5 cm）土壤可溶性盐离子及全盐大多属于中等强度变异性，这与黄河三角洲地区特殊的气候、水文、地形等条件的季节性积盐密切相关，另外也受到滨海潮化盐土物理结构的影响，土壤入渗性差，土粒絮散、透水性较弱[28-29]以及植物群落特征的影响。

3 结语

（1）土壤全盐特征分析表明，不同植被类型表土中全盐含量分布不同，柽柳群落土壤表层全盐含量相对最高，碱蓬次之，芦苇和棉田全盐含量较低。4种植被群落土壤中的Na+含量都明显高于其他阳离子的含量，均表现为钠离子>镁离子>钙离子>钾离子。同样，阴离子均表现为氯离子>硫酸根离子>碳酸氢根离子>碳酸根离子，在0～5 cm的土层上，硫酸根离子含量仅次于氯离子含量，这说明在黄河三角洲地区硫酸盐是除氯盐外导致土壤盐渍化的主要成分。因此，可通过控制氯盐和硫酸盐来降低盐渍化程度，起到改良盐渍化土壤的效果。

（2）可溶性盐离子变异性分析表明，在黄河三角洲地区4种不同植被类型下的表层（0～5 cm）土壤可溶性盐离子及全盐大多属于中等强度变异性。这与黄河三角洲地区特殊的气候、水文、地形等条件以及植物群落特征密切相关。其中，柽柳群落是以SO42-为强变异的群落；碱蓬群落以CO32-为强变异的群落；芦苇以Mg2+、Cl-为强变异的群落。全盐含量看，芦苇属于强变异群落，这与芦苇绝大部分地表高覆盖，而局部裸露地形成“盐斑”有明显的关系。

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