津冀3 个盐渍化沼泽湿地土壤团聚体有机碳的分布特征

2019-12-27李媛媛朱源山郭长城尚云涛薛冬梅王义东王中良

天津师范大学学报（自然科学版） 2019年6期

李媛媛，朱源山，郭长城，尚云涛，陈清，薛冬梅，李军，王义东，王中良

（1.天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室，天津300387；2.天津师范大学地理与环境科学学院，天津300387）

湿地作为陆地生态系统和水生生态系统的过渡地带，常年或季节性处于淹水状态，土壤通气性差，物种多样性高，因此具有较高的土壤有机碳含量，是陆地生态系统重要的碳库之一[1].湿地面积约占地球陆地表面积的2%～6%[2]，据报道，地球土壤碳库约含2 500 pg 的碳，其中20%～30%的碳被储存在湿地生态系统中[3-4].湿地的固碳能力在全球碳循环中起到举足轻重的作用，在当前气候变化的背景下，湿地碳循环正在引起广泛关注.

目前对于湿地碳循环的研究主要集中在碳的积累和储量[5-6]、碳的分布特征及其影响因子[7-8]等方面.湿地生态系统在我国分布广泛，湿地类型在不同区域差异显著，关于湿地碳循环动态过程的研究主要集中在三江平原地区的沼泽湿地、黄河三角洲及杭州湾滨海湿地等地区[9-10]，如董洪芳等[11]对黄河三角洲滨海潮滩湿地土壤有机碳的空间分布特征的研究表明，平均土壤有机碳含量与沼泽湿地有机碳含量相比较低，芦苇群落在0～10 cm 土层上有机碳含量最高，而10～20 cm土层上则碱蓬群落有机碳含量最高，表层土壤有机碳含量在不同植物群落下差异显著，这主要与生长的植被类型及植物根系的生长分布有关[12-13].王勇辉等[14]选择干旱区盐湖湿地为研究对象，证明艾比湖湿地整体有机碳含量偏低，7 种不同植被覆盖类型下的土壤有机碳含量分布以盐化草甸土壤有机碳含量最高，其次为小乔木荒漠，土壤有机碳含量在垂直方向上的分布表现为随土壤深度的增加而降低.

土壤团聚体被认为是有机碳存在的重要场所，土壤团聚作用被众多学者认为是土壤固碳的重要稳定机制[15-17].刘兴华等[18]采用湿筛法和密度分组法对黄河三角洲滨海土壤进行分组，发现在无植被裸地过渡到生长盐生植被湿地的过程中，土壤中大团聚体含量呈增加趋势，以芦苇湿地大团聚体的含量最高，其中大团聚体含量与土壤有机质含量呈现出显著的正相关性，湿地植被的生长显著增加了土壤活性碳库的相对比例，这也与Six 等[19]提出的土壤团聚体周转的概念一致，大团聚体包裹着更多的有机碳，是不稳定的碳库，对外界环境变化的响应更敏感.

华北平原地区湿地资源丰富，湿地具有蓄水灌溉、补给水源、供给天然物资、维持生物多样性、调节局部气候和净化水体等多种生态功能[20-21].目前，华北湿地的研究主要包括盐分的变化、植物种群的生物量以及长期垦殖对土壤碳氮的影响等方面[22-24]，对土壤团聚体中有机碳含量分配特征的研究较少.本研究选取位于华北平原的3 个典型湿地为研究对象，分析不同湿地类型下土壤团聚体中有机碳的含量及其分布特征，探讨团聚体有机碳对维持土壤碳库稳定性的重要意义，丰富对该地区湿地碳循环规律的研究，为湿地的合理开发利用及保护提供科学的理论支撑.

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本研究选取位于华北平原的天津北大港湿地、天津七里海湿地和河北白洋淀湿地生态系统作为研究对象.3 个沼泽湿地基本情况为：

北大港（BDG）湿地位于天津市东南部，地理位置为 117°11′E～117°37′E，38°36′N～38°57′N，总面积348.87 km2，属芦苇沼泽湿地.该地区以暖温带半湿润大陆性季风气候为主，年均温为12 ℃，年均降水量550 mm，年均蒸发量约为1 121 mm.

七里海（QLH）湿地位于天津市西南部，地理位置为 117°27′E～117°32′E，39°16′N～39°18′N，总面积95km2，属于芦苇沼泽湿地.该地区气候以暖温带半湿润季风气候为主，年均温为11.2 ℃，年均降水量为500～600 mm，年均日照时长为2 600～2 800 h，无霜期180～194 d[25].

白洋淀（BYD）湿地地处河北省保定市安新县境内，位于 115°38′E～116°07′E，38°43′N～39°02′N，总面积366 km2，属淡水湖泊湿地.该地区位于东部季风区暖温带半干旱地区，以温带大陆性季风气候为主要特征，年均温7.3～12.7℃，年均降水约为560 mm，降水多集中在6～9 月，季节变化较大，年均蒸发量为1 369 mm，年均日照时长2 638.3 h，无霜期203 d[26].该地区植被主要以芦苇为主，上游各支流中潴龙河为白洋淀湿地主要的供给水源，近几十年由于生态退化严重，已有证据表明该地区正在向沼泽湿地转化[20].

1.2 土壤样品和植物样品的采集

土壤样品采集：选取3 个典型湿地为采样区，分别在每个典型湿地内设置4 个采样重复小区（其中北大港采样区集中于湿地西部典型芦苇沼泽区；七里海湿地采样区位于西七里海典型芦苇沼泽区；白洋淀采样区分别位于湿地东南西北4 个方位），采样点的具体位置如图1 所示.每个采样重复小区的土壤样品由其附近3 个随机土样混合而成，利用土壤采样器分别于2017 年11 月在北大港和七里海湿地、2018 年4 月在白洋淀湿地采集0～15 cm 和15～30 cm 土层的土壤样品，共计采集24 个土壤样品.样品采集完毕后迅速装入密封袋中密封并进行编号，带回实验室置于通风处自然风干，剔除样品中的动植物残体和石块，在风干的过程中小心地用手将土块掰成直径约1 cm 左右的小土块，将样品混匀，密封保存，备用.

图1 采样点位置示意图Fig.1 Schematic diagram of sample point position

植物样品的采集：在北大港和七里海湿地均随机选取6 个采样点，采用样方收获法齐地面收割样方内的植株，样方面积为0.5 m×0.5 m，分别装入已编号的塑料袋内.利用根钻（直径约为8 cm）法获取植物根系样品，装入孔径为0.4 mm 的尼龙网中，将采集到的植物样品带回实验室进行后续的测定.白洋淀湿地的生物量数据引用自文献[27].

1.3 土壤团聚体筛分与有机碳测定

土壤样品风干后采用湿筛法进行团聚体分组.具体步骤为：称取100 g 土样，均分成4 组，每组约25 g，自上而下分别通过孔径为2.000、0.250 和0.053 mm 的套筛，将套筛置于桶中，加水至没过套筛顶端的土样，通过土壤团聚体分析仪（XY-100 型，北京）上下震荡6 min，将各级筛网上和桶内的团聚体小心转移至铝盒中，得到＞2.000 mm、0.250～2.000 mm、0.053～0.250 mm和＜0.053 mm 共4 个不同粒径大小的团聚体.将所得团聚体置于60 ℃烘箱内烘干，分别称重，记录不同组分团聚体的质量，将烘干的各粒级团聚体经研磨后过100目的筛网，装入密封袋中做好标记，用于后续测定.

土壤有机碳（SOC）含量测定前，首先应先对土壤样品进行酸化，以去除土壤无机碳的干扰，具体步骤为：取研磨过的土样置于离心管内，加入40 mL 浓度为1 mol/L 的稀盐酸，用玻璃棒搅拌使稀盐酸与土样均匀混合，静置一夜后，离心，再用蒸馏水冲洗，反复3～4 次直至土壤混合液呈中性，将处理后的土样置于60 ℃的烘箱中烘干.酸洗后的土样经研磨后过100 目的筛网，装入密封袋中做好标记，待测.土壤中各团聚体的有机碳含量采用元素分析仪（PerkinElmer2400，美国）进行测定.

1.4 土壤植物生物量和盐度的测定

地上生物量的测定：采集回来的芦苇样品与其他物种经区分后，分别测定芦苇的高度和株数，再将芦苇茎、叶及其他物种分别装入信封中，放入烘箱，65 ℃恒温烘干，48 h 后称重.

地下生物量的测定：将采集回来的根系样品经水漂洗后，分为死根系、活根系、死根茎和活根茎，放入65 ℃的烘箱内恒温烘干，48 h 后称重.

盐度的测定：根据《土壤农化分析》的要求，采用5 ∶1 的水土比，测定土壤盐度.称取干重为6 g 的土样置于50 mL 的离心管中，加入30 mL 超纯水，震荡3 min，离心后取上清液，用孔径为0.45 μm 的滤膜进行过滤，用盐度计测定土壤的盐度.

1.5 数据分析

实验所得数据均用Excel 2010 和SPSS 20 进行统计和分析，显著性分析采用独立样本T 检验（independentsamples T Test）和单因素方差分析（one-way ANOVA），选择Origin Pro 2017 软件做图.

2 结果与分析

2.1 土壤有机碳（SOC）总量

不同湿地全土的有机碳含量如图2 所示.

图2 3 个咸化湿地土壤总有机碳含量和比值（n=4）Fig.2 Total soil organic carbon content and ratio in three wetlands（n=4）

由图 2（a）可以看出，在表层土壤（0～15 cm）中，北大港湿地土壤有机碳总量显著高于七里海和白洋淀湿地（P ＜ 0.05），亚表层（15～30 cm）土壤全土有机碳含量：七里海（13.5 g/kg）＞北大港（10.1 g/kg）＞白洋淀（9.3 g/kg），其中七里海湿地土壤有机碳总量显著高于白洋淀湿地（P ＜0.05），北大港湿地土壤有机碳总量虽高于白洋淀湿地，但未表现出显著差异（P ＞0.05）.

3 个湿地全土有机碳含量的变化范围为9.3～30.6 g/kg，且均表现为表层大于亚表层，但在白洋淀湿地未表现出显著性差异（P ＞ 0.05）.由图 2（b）可知，北大港湿地表层全土有机碳含量为亚表层全土有机碳含量的3.14 倍，显著高于七里海和白洋淀湿地，七里海和白洋淀湿地表层与亚表层SOC 总量的比值并无显著差异（P ＞ 0.05）.

2.2 土壤团聚体分布特征

3 个湿地不同土层中各粒级团聚体所占比例如图3 所示.由图 3（a）可以看出，在 0～15 cm 土层中，3 个湿地大团聚体（＞2 mm）占比显著不同，北大港湿地土壤大团聚体占比最高（39.5%），其次为七里海湿地（26.0%）.白洋淀湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）占比显著高于七里海和北大港湿地（P ＜0.05），中间团聚体（0.25～2.00 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）所占比例在3 个湿地间并无显著差异.此外，七里海湿地表层土壤微团聚体（0.053～0.250 mm）占比显著低于大团聚体（＞2 mm）、中间团聚体（0.25～2.00 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的占比（P ＜0.05）.北大港湿地表层土壤大团聚体（＞2 mm）占比显著高于中间团聚体（0.25～2.00 mm）、微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的占比. 白洋淀湿地表层土壤中间团聚体（0.25～2.00 mm）占比显著高于大团聚体（＞2 mm）的占比.

图3 3 个咸化湿地不同土层中各粒级土壤团聚体的含量（n=4）Fig.3 Content of different particle size soil aggregates in different soil layers of three wetlands（n=4）

由图 3（b）可以看出，在 15～30 cm 土层中，七里海湿地大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）的占比显著高于北大港和白洋淀湿地二者的占比（P ＜0.05），白洋淀湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）的占比显著高于七里海和北大港湿地微团聚体的占比（P ＜0.05），北大港湿地矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的占比显著高于七里海和白洋淀湿地的.此外，七里海亚表层土壤中间团聚体（0.25～2.00 mm）的占比为52.1%，显著高于其他3 种团聚体所占比例.北大港湿地亚表层土壤矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的占比显著高于大团聚体（＞2mm）、中间团聚体（0.25～2.00mm）和微团聚体（0.053～0.250 mm）所占比例（P ＜0.05）. 白洋淀湿地亚表层土壤中间团聚体（0.25～2.00 mm）和微团聚体（0.053～0.250 mm）的占比显著高于大团聚体（＞2 mm）所占比例.

2.3 土壤团聚体有机碳（SOC）含量分布特征

不同土层中各粒级团聚体的有机碳含量如图4 所示.

图4 不同土层土壤中各粒级团聚体的有机碳含量（n=4）Fig.4 Organic carbon content of different particle size aggregates in different soil layers（n=4）

由图 4（a）可知，在 0～15 cm 土层中，3 个湿地间大团聚体（＞2 mm）有机碳含量显著不同，以北大港湿地大团聚体SOC 含量最高（31.0 g/kg），北大港湿地中间团聚体（0.25～2.00 mm）、微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）SOC 含量显著高于七里海和白洋淀湿地土壤的SOD 含量（P＜0.05）.由图 4（b）可知，在 15～30 cm 土层中，北大港湿地大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）SOC 含量显著高于七里海和白洋淀湿地土壤团聚体SOC 含量，七里海湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）土壤SOC 含量显著高于北大港和白洋淀湿地土壤团聚体 SOD 含量（P ＜ 0.05）.

由图4（a）还可知，北大港湿地表层土壤中间团聚体SOC 含量最高，其次为大团聚体SOC 含量，七里海湿地表层土壤各粒级团聚体有机碳含量随粒径的降低而减少.其中，北大港和白洋淀湿地土壤大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）土壤 SOC 含量显著高于微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的 SOC 含量（P ＜ 0.05）.由图 4（b）可知，在亚表层土壤中，北大港湿地各粒级土壤团聚体SOC 含量随粒径的减小而降低（P ＜0.05），其中大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）土壤 SOC 含量显著高于微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分的SOC 含量（＜0.053 mm）.七里海和白洋淀湿地亚表层土壤中各粒级土壤团聚体SOC 含量均未表现出显著差异（P ＞ 0.05）.

不同土层中各粒级团聚体与矿质颗粒组分所含SOC 的比值如5 所示.

图5 不同土层土壤中各粒级团聚体与矿质颗粒组分所含SOC 的比值（n=4）Fig.5 RatioofSOCcontentofdifferentparticlesizeaggregates to mineral particle component in different soil layers（n=4）

图 5（a）和图 5（b）为各粒级土壤团聚体 SOC 含量分别与矿质颗粒组分SOC 含量之比.由图5（a）可以看出，北大港湿地表层土壤大团聚体（＞2 mm）与矿质组分（＜0.053 mm）SOC 的比值显著高于七里海和白洋淀湿地的比值（P ＜0.05），白洋淀湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）与矿质颗粒组分（＜0.053 mm）SOC比值显著低于北大港和七里海湿地的比值（P ＜0.05）.3 个湿地表层土壤各团聚体与矿质组分所含SOC 之比均表现为大团聚体（＞2 mm）＞中间团聚体（0.25～2.00 mm）＞微团聚体（0.053 ～0.250 mm），说明在表层土壤中，SOC 向大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）富集.由图 5（b）可以看出，在亚表层土壤中，北大港湿地土壤大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）与矿质颗粒组分的 SOC 含量之比均显著高于七里海和白洋淀湿地的比值（P ＜0.05）.白洋淀湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）与矿质颗粒组分（＜0.053 mm）的比值显著低于北大港湿地的比值（P ＜ 0.05）.

各团聚体表层与亚表层SOC 的比值如图6 所示.

图6 各粒级团聚体表层与亚表层SOC 的比值（n=4）Fig.6 Ratio SOC content of different particle size aggregate in the surface to subsurface layer（n=4）

由图6 可知，除北大港表层微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）与亚表层之比显著高于七里海和白洋淀湿地（P ＜0.05）外，其他粒级土壤团聚体SOC 含量之比在3 个湿地间并未表现出显著性差异（P ＞ 0.05）.北大港湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）表层与亚表层SOC 之比显著高于大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）表层与亚表层 SOC 之比，七里海湿地中间团聚体（0.25～2.00 mm）表层与亚表层SOC 之比显著高于微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）表层与亚表层 SOC 之比（P ＜ 0.05），而白洋淀湿地各粒级团聚体SOC 含量表层与亚表层的比值并无显著性差异.

不同土层土壤中各粒级团聚体有机碳含量在全土中的占比如图7 所示.

图7 不同土层土壤中各粒级团聚体有机碳含量在全土中所占比重（n=4）Fig.7 Proportion of organic carbon content of different particle size aggregates in whole soil of different soil layers（n=4）

由图7 可以看出，北大港湿地表层土壤大团聚体（＞2 mm）土壤有机碳占全土比重显著高于七里海和白洋淀湿地的占比（P ＜0.05），微团聚体（0.053～0.250 mm）土壤有机碳占全土比重顺序为七里海（1.6%）＜北大港（2.8%）＜白洋淀（3.1%），其中，七里海湿地微团聚体（0.053～0.250 mm）占全土比重显著低于北大港和白洋淀湿地的占比（P ＜ 0.05）. 中间团聚体（0.25～2.00 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）有机碳占全土比重在3 个湿地间并无显著差异（P ＞0.05）.在亚表层土壤中，大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）有机碳含量占全土的比重为七里海＞北大港＞白洋淀，其中白洋淀湿地大团聚体（＞2 mm）有机碳含量占全土的比重显著低于北大港和七里海湿地，七里海湿地中间团聚体（0.25～2.00 mm）有机碳含量占全土比显著高于白洋淀湿地（P ＜0.05）. 北大港微团聚体（0.053～0.250 mm）有机碳占全土比重最低且显著低于白洋淀湿地，而矿质颗粒组分（＜0.053 mm）有机碳占全土比重显著高于七里海和白洋淀湿地所占比重.

在0～15 cm 土层中，七里海和北大港湿地大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）SOC 占全土比重显著高于微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜ 0.053 mm）占全土的比重（图 7（a）），白洋淀湿地各粒级团聚体SOC 占全土比重未表现出显著性差异（P ＞0.05）.七里海和北大港湿地亚表层土壤中间团聚体（0.25～2.00 mm）占全土比重显著高于大团聚体（＞2 mm）、微团聚体（0.053～0.250 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）占全土比重（P ＜0.05）.白洋淀湿地亚表层土壤中间团聚体（0.25～2.00 mm）SOC 占全土比重显著高于大团聚体（＞2 mm）和矿质颗粒组分（＜0.053 mm）SOC 占全土比重（图 7（b））.

2.4 盐度、生物量与土壤团聚体有机碳的关系

不同土层土壤中总生物量、根生物量和盐度与全土及团聚体有机碳的关系如图8 所示.

图8 不同土层土壤中生物量和盐度与全土和各粒级团聚体有机碳（SOC）含量的关系Fig.8 Relationship between biomass and salinity in SOC content of bulk soil and different particle size aggregates in different soil layers

图8 的研究结果表明，在表层土壤中，随着总生物量和根系生物量的增加，表层湿地全土及各粒级团聚体有机碳含量呈现降低趋势，且均表现出显著性.对于下层土壤来说，大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）有机碳含量随着生物量的增加而减少（P ＜0.05），而其他粒级团聚体并未呈现出明显的线性变化（图 8（b）和图 8（d））.表层土壤全土及各粒级团聚体有机碳含量随着盐度的增加呈现显著升高的趋势（图 8 e），而对于下层土壤，大团聚体（＞2 mm）和中间团聚体（0.25～2.00 mm）有机碳含量随盐度的增加而增加（P ＜0.05），其他粒级团聚体有机碳含量并未表现出线性增加的趋势.

3 讨论

3.1 湿地土壤团聚体有机碳含量空间分异特征

滨海湿地属于退海地，土壤类型主要为盐土和盐化潮土，其土壤质地黏实，通气性较差，一般情况下积累的有机碳平均含量较低[28]，但本研究结果显示3 个湿地土壤有机碳总量北大港最高（40.7 g/kg），其次为七里海（30.7 g/kg），最后为白洋淀（22.3 g/kg）.由湿地总生物量和根系生物量与全土和各粒级团聚体有机碳含量的关系可以看出，虽然芦苇作为3 个湿地的优势种群，且其具备高生物量及凋落物归还量[23，29]，但SOC 的含量并不随芦苇生物量的增加呈现增加趋势（图8），这可能是因为滨海湿地土壤盐分和pH 值较高，相关研究表明高盐分会限制植物的生长，盐分也会通过影响土壤微生物的活性间接控制土壤有机碳的矿化速率，降低土壤有机碳的矿化分解，从而有利于有机碳的积累.冯小平等[22]对天津滨海湿地盐分空间分布特征的研究发现，北大港湿地SO42-离子的含量最高，处于重度盐化状态，滨海湿地因受到潮汐作用使得盐度上升，过高的盐度不利于SOC 的矿化分解，因此在盐碱化严重的区域，湿地土壤SOC 得到积累.此外，水分条件的变化对湿地土壤碳循环具有重要意义，七里海和白洋淀湿地处于季节性淹水状态，且白洋淀湿地由于近年来人为活动的影响导致入淀水量减少，蒸发量大于降雨量，湿地面积不断缩减[30-31]，这将导致湿地土壤有机碳暴露在大气中，从而被矿化分解，加速土壤有机碳的流失[26，32]. 表层与亚表层全土SOC 含量的比值结果表明北大港湿地表层土壤SOC总量是亚表层的3 倍，显著高于七里海和白洋淀湿地（图2（b））.这一结果与敦煌阳关草本沼泽湿地和杭州湾滨海湿地的相关研究结果[7，9]一致，表层土壤有机碳的含量受植被生长的影响，通常情况下，植物根系广泛分布在土壤表层，随着深度的增加根系分布量减小，且植物凋落物回归土壤时优先积累在土壤表层，导致亚表层土壤有机碳含量较低[24].

本研究结果显示北大港湿地表层各粒级团聚体包裹的有机碳含量均显著高于七里海和白洋淀湿地，而亚表层则是大团聚体和中间团聚体包含的有机碳含量显著高于七里海和白洋淀.首先，北大港湿地芦苇群落分布广泛，其地上植被的凋落物和地下分布的根系可以为土壤微生物提供丰富的碳源，其次，3 个湿地的水分条件不同，北大港湿地处于常年积水的状态，微生物的分解活动减弱[23].此外，研究表明，盐渍化土壤的土壤结构差，不利于微生物利用SOC，从而有利于保存和积累SOC[28].七里海湿地亚表层微团聚体和矿质颗粒组分包含的有机碳含量显著高于北大港和白洋淀湿地.团聚体形成理论也进一步证实了该观点，微团聚体形成在大团聚体的内部，土壤大团聚体包裹微团聚体，使有机碳受到强烈的物理保护，从而降低了其分解速率[39].湿地土壤底泥中的碳、氮和磷等营养元素会对植物的生长起促进或抑制作用，碳氮比会影响土壤微生物的分解活动[40].微生物正常利用、分解土壤有机质的最佳碳氮比为25，而相关研究表明七里海芦苇型湿地土壤底泥中的碳氮比远小于25，腐殖化程度较高，土壤矿化作用更加明显，加之土层较深，更有利于矿质颗粒组分中有机碳的固持[41].由本研究结果可知，大团聚体和中间团聚体包裹的SOC 含量高于全土SOC 的含量，且各粒级团聚体与矿质颗粒组分的SOC 之比也进一步证实这两类团聚体对土壤SOC具有一定的富集作用[42-43].

3.2 湿地土壤团聚体空间分布特征

土壤团聚体的分布在3 个湿地间具有显著差异，主要表现在北大港湿地表层土壤以大团聚体和中间团聚体为主，且大团聚体占比显著高于七里海和白洋淀湿地.刘兴华等[18]对黄河三角洲盐生植被湿地土壤团聚体分布特征的结果显示，随着盐生植被的生长，土壤大团聚体含量呈现增加趋势，以芦苇湿地土壤大团聚体含量最高.Six 等[19]提出的团聚体周转概念说明，微生物以新鲜的植物残体或凋落物为碳源，其代谢产物和植物根系的分泌物等形成稳定性不同的胶结物质，通过与土壤有机质的相互作用，优先结合成大团聚体.七里海湿地亚表层土壤中间团聚体占比显著高于北大港和白洋淀.这一结果与马雪莹等[33]的研究结果一致，这可能是因为芦苇湿地含水量高，生物量大，归还土壤的有机质多，在长期淹水的条件下，有利于团聚体的形成.白洋淀湿地微团聚体占比显著高于七里海和北大港湿地，白洋淀湿地团聚体占比以中间团聚体和微团聚体占比为主，而大团聚体占比仅为6.52%～7.37%（图3（a）和图3（b）），这主要是因为近几十年白洋淀湿地降水量减少，蒸发量增加，湿地出现季节性干涸，导致大团聚体破碎分离出粒径更小的中间团聚体和微团聚体[31-34].七里海湿地亚表层土壤大团聚体和中间团聚体占比显著高于北大港和白洋淀湿地.而北大港湿地亚表层矿质颗粒组分占比显著高于七里海和白洋淀湿地.盐度是影响团聚体稳定的重要因子[35]，土壤溶液中的阴阳离子可以通过交换作用或键桥作用影响土壤团聚体的形成，研究表明，Ca2+可以通过键桥作用使黏粒与土壤有机碳紧密结合，促进团聚体的形成[36].

北大港湿地亚表层土壤大团聚体和中间团聚体占比表现出不同程度的降低，这可能是因为滨海湿地土壤容重较高，土壤孔隙度低，微生物利用土壤有机质的能力较弱，且随着土层深度的降低，微生物活性减弱[28]，土壤中胶结物质减少，大团聚体和中间团聚体的稳定性降低，微团聚体进一步被释放出来[15，34].此外，盐分含量的增加也会导致微生物的代谢活动减慢，不利于大团聚体的稳定[37-38].研究发现北大港湿地土壤矿质颗粒组分从表层占比14.36%增加到亚表层占比48.32%.Six[5]提出的团聚体化学稳定机制也进一步说明，土壤黏粒自身的特性决定其可以与有机质紧密结合，形成较为稳定的有机无机复合体，滨海湿地因长期受到海水的潮汐作用，土壤中黏粒丰富，有利于矿质颗粒组分的稳定.