时 林，冯若昂，靖淑慧，张天举

(聊城大学环境与规划学院，山东 聊城 252059)

黄河三角洲不同植被类型下土壤pH与盐分差异分析

时 林，冯若昂，靖淑慧，张天举

(聊城大学环境与规划学院，山东 聊城 252059)

在土壤样品资料的基础上，分析了黄河三角洲柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植被类型下土壤pH与全盐的差异，结果表明：①土壤垂直剖面上，柽柳、碱蓬全盐为表聚型，其中，柽柳群落土壤盐分明显高于碱蓬；而pH在0～10cm的土层上表现为碱蓬>棉田地>芦苇>柽柳，柽柳群落土壤表现出全盐含量越高，pH越小的趋势。②土壤全盐、pH表层与深层差异显示出两种状态，一种是表层低于深层，如碱蓬、芦苇群落；另一种是表层高于深层，如柽柳群落、棉田地；而pH以棉田地为代表表层高于深层，其它3个群落土壤表层pH均低于深层。③变异系数表明，水平分布的表层土中全盐强变异类群是芦苇群落，这是因为芦苇群落生境的异质性较高，其pH变异相对较低；而在垂直土壤剖面上，土壤全盐及pH都以柽柳群落变异性较高，属于强变异类群，这与柽柳灌木的根际微生物活动有密切关系。

黄河三角洲湿地；不同植被；盐分；pH；差异

黄河三角洲位于渤海西岸的渤海湾与莱州湾之间，以山东省垦利县宁海为顶点，北起套尔河口，南至淄脉沟口，陆地面积约5400km2[1]。受海洋和黄河河道摆动、径流侧渗等因素的影响，黄河三角洲形成了我国暖温带地区最年轻、最广阔、生物多样性最丰富的河口滨海湿地[2,3]。该区域土壤以潮土为主，且成土的时间较短，土壤质地疏松，养分含量少，加之地势低，地下水位高，使得盐分向地表聚集，导致湿地土壤盐渍化较严重[4]。突出的盐渍化问题已引起众多学者的重视，有研究表明，在黄河三角洲高水位高盐分地区,以柽柳、碱蓬为优势种的群落为主,低水位低盐分地区,以芦苇为优势种的群落为主[5]，其潮间带和潮上带土壤盐分及养分在不同群落间也存在着明显差异[6]，表现为土壤全氮与全盐之间存在明显的倒数关系[5]。本文将运用统计学方法，分析典型植被群落的盐分及pH空间分布差异，探讨不同植物类型影响下土壤盐分及pH空间差异特征，为黄河三角洲湿地盐渍化土壤改良提供一定的理论基础。

1 数据采集与方法

1.1 土壤样品的采集和制备

分别于柽柳群落、碱蓬群落、芦苇群落、棉田群落，设置典型土壤剖面，每个采样剖面按0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm等进行分层采样直至地下水埋深处，同时，每个群落采集表层0～5cm的土样6个，采样总数50个，带回实验室分析。野外采回的土壤经自然风干后，剔除石块、植物根茎、人为侵入物等杂物，经过磨细，然后过100目的筛，装入聚乙烯袋，然后进行土壤pH和全盐含量的测定。

1.2 样品测定与数据分析

土壤pH在1∶5土水比浸提后，采用哈希Sension+PH1型号pH测定仪进行测定；土壤全盐采用离子加和法计算得出；文中的土壤变异系数用标准差与平均值的比值表示；全盐变异系数的等级的划分以<10%(弱性变异)，10%～100%(中等变异)，>100%(强性变异)3个等级[12]，pH变异系数的等级的划分以<1%(弱性变异)，1%～5%(中等变异)，>5%(强性变异)3个等级。实验数据采用Excel、SPSS18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤全盐与pH的垂直变化特征

在0～10cm土壤层上(图1A)，柽柳群落的全盐含量最高，碱蓬仅次于柽柳，而芦苇群落与棉田地的全盐含量相对要低的多；在土层10cm以下，除碱蓬外其它3种群落土壤全盐都有较明显的下降趋势，碱蓬在垂直剖面上盐分的波动性较大，这是因为柽柳、碱蓬群落可溶性盐分布具有较强的表聚性[7]，且碱蓬为真盐生植物，对Na+、Cl-吸收能力尤为突出[8]，故碱蓬群落土壤表层含盐量低于柽柳的全盐含量，垂直分布波动较大。

土壤pH则表明(图1B)，0～10cm的土层上碱蓬群落pH最高，棉田地、芦苇次之，柽柳群落pH值最小;在10～20cm土层，柽柳pH值却相对较大，土层20cm以下，4种植被类型土壤pH都有较明显的下降趋势。这是因为碱蓬生长的土壤含有较高的可交换型钠，其不断进入土壤胶体，可使土壤呈较强的碱性[8]；柽柳整体表现为pH值越小，土层全盐含量越高，这是柽柳根系与土壤微生物共同作用的结果[9]，柽柳的根际微生物呼吸作用会产生CO2，植物残体经微生物分解会产生有机酸[10]，且植物根系呼吸作用也会产生CO2，这些酸性物质会使得土壤碱性降低，增加土壤中盐分的可溶性，使得土壤中可溶性盐分的含量升高。

2.2 表层与深层全盐及pH差异

由图2(A)可知，柽柳群落土壤表层与深层差异最大且表层的盐分明显高于深层，棉田表层、深层的差异规律与柽柳相同，这是因为柽柳灌丛间较稀疏，棉田裸露的地面也较多且地下水埋深较浅，强烈的蒸发作用使表层土壤的盐分含量相对增加；另一方面，柽柳属于泌盐植物，根系吸收盐分，但灌木根系相对较深，所吸收盐分的土层不是土壤表层而是较深土层，加之其含盐分的枯枝叶，掉落在灌丛周边，使得表层含盐量升高。碱蓬是草本植物，土壤表层覆盖度较低，强烈的蒸发作用使表层积盐，但碱蓬对Na+、Cl-吸收能力较强，从而降低了表层土壤的盐分；芦苇群落覆盖度较高，表层有积累多年的枯枝落叶，从而有效地减少了地面的蒸发作用，致使表层盐分含量略低于深层。

由图2(B)可知，柽柳、碱蓬、芦苇3种群落的土壤表层pH均低于深层，而棉田地土壤表层pH明显高于深层。分析原因可知，原生自然植被因为不受翻耕、施肥的影响，植物根际微生物呼吸作用会产生CO2，加之植物残体经微生物分解会产生有机酸，这些酸性物质会使得土壤碱性降低，从而使自然植被表层pH值低于深层。然而，棉田属于耕作田地，距离黄河较近，有定期的淡水补给，使土壤表层的碳酸氢根离子被稀释，加之棉田的种植会使土壤中碱解氮含量升高[11]，从而使得土壤表层碱性增强，明显高于深层。

2.3 变异分析

不同植被在土壤0～5cm土层的全盐具有明显的空间变异性(表1)，变异系数为0.20～1.21，其中芦苇的变异系数最大，为1.21，属于强变异群落，棉田变异系数仅次于芦苇，柽柳群落的最小；这是因为芦苇根系发达，有横向根状茎，地上部分对地面覆盖度较大，但局部生境存在盐斑裸地，故0～5cm土层全盐具有较大变异性。而0～5cm表层土壤的pH以棉田地变异系数最大，为0.05，碱蓬群落pH变异系数次之，芦苇群落的最小；这是因为棉田属于耕作田地，其在田地是成行的有规律分布，作物生长过程能使土壤中碱解氮含量升高，同时有定期的黄河淡水灌溉，易在裸露土壤与作物之间形成不均匀酸碱值，故其pH具有较大变异性。

土壤垂直剖面上(表2)，不同植物群落的土壤全盐变异系数在0.19～0.52，以柽柳群落的变异系数最大，为0.52，棉田地土壤变异性次之，芦苇的最小；而土壤垂直剖面pH变异系数在0.02～0.06，其中，柽柳群落变异系数最大，为0.06，属于强变异群落，碱蓬群落次之，芦苇群落的最小；这由于柽柳的根际微生物易产生CO2，植物残体经微生物分解会产生有机酸，这些物质造成柽柳群落土壤垂直剖面上的pH强变异。

表1 不同植被0～5cm表层全盐及pH统计分析

表2 不同植被垂直剖面全盐及pH统计分析表

3 小结

(1)从土壤全盐与pH的垂直变化来看，在0～10cm土壤全盐含量柽柳>碱蓬>芦苇>棉田，在土层10cm以下，碱蓬群落垂直分布波动较大，其它3种群落土壤全盐含量均有下降趋势；在0～10cm的土层pH表现为碱蓬>棉田>芦苇>柽柳，土层20cm以下，4种植被类型土壤pH都有下降趋势，这与植被对可溶性盐吸收及其根系作用有关。

(2)从土壤全盐、pH表层与深层差异来看，碱蓬、芦苇表层的盐分低于深层，柽柳群落、棉田地土壤表层高于深层，这是因为柽柳群落、棉田地覆盖度较低且地下水埋深较浅，强烈的蒸发作用使表层土壤的盐分含量相对增加；柽柳、碱蓬、芦苇群落的土壤表层pH均低于深层，棉田地表层高于深层，这是因为棉田属耕作田地，有淡水补给，碳酸氢根离子被稀释，加之棉田的种植会使土壤中碱解氮含量升高，从而使得土壤表层碱性增强。

(3)从变异性来看，芦苇群落表层土壤全盐属于强变异，与生境的异质性较高有关，表层土全盐空间变异大小为芦苇>棉田>碱蓬>柽柳，而表层土的pH变异大小顺序为棉田>碱蓬>柽柳>芦苇；但在土壤垂直剖面上，全盐空间变异性为柽柳>棉田>碱蓬>芦苇，而土壤pH变异性为柽柳>碱蓬>棉田>芦苇，柽柳群落属于强变异群落，pH变异系数为0.06。

[1]李元芳. 废黄河三角洲的演变 [J]. 地理研究, 1991,10(4)：29-39.

[2]陆建建.中国湿地[M].上海：华东师范大学出版社， 1990：25-36.

[3]赵焕庭, 王丽荣. 中国海岸湿地的类型 [J]. 海洋通报, 2000,19(6):72-82.

[4]杨敏, 孙涛, 刘世梁, 等. 黄河三角洲湿地景观边界变化及其对土壤性质的影响 [J]. 湿地科学, 2009, 7(1): 67-74.

[5]刘加珍，李卫卫, 陈永金, 等. 黄河三角洲湿地水盐影响下灌草群落的物种多样性研究[J]. 生态科学, 2015, 34(5): 135-141.

[6]陈永金，刘加珍，刘亚琦，董芝. 黄河河口湿地潮汐作用下土壤盐分异质响应研究[J].聊城大学学报, 2014, 4(12)：72-77.

[7]陈永金, 靖淑惠, 杜婷婷, 刘加珍, 徐梦辰, 刘亚琦. 滨海湿地原生灌草群落土壤养分与盐分关系[J]. 南水北调与水利科技, 2015,5(10)：895-900.

[8]韦玮，李胜男，朱耀军，郭嘉，于一雷. 湿地植物在盐胁迫下的生理代谢响应研究[J]. 林业资源管理, 2005,2(4)：125-129.

[9]王立艳, 潘杰, 肖辉, 等. 不同耐盐植物对滨海盐土可溶性盐分运移的影响 [J]. 中国农学通报, 2012, 28(20): 250-254.

[10]王玉珍, 刘永信, 魏春兰, 等. 6种盐生植物对盐碱地土壤改良情况的研究 [J]. 安徽农业科学, 2006, 34(5): 951- 952, 957.

[11]刘建国，张伟，李彦斌，孙艳艳，卞新民.新疆绿洲棉花长期连作对土壤理化性质与土壤酶活性的影响[J].中国农业科学，2009,42(2):725-733.

[12]孙艳伟，李生宇，徐新文，等. 流动沙漠人工绿地土壤盐分空间分异特征 [J]. 土壤通报，2012, 41(3):700-705.

Characteristics of Soil pH and Salinity under the Different Vegetation Types in Yellow River Delta

SHI Lin, FENG Ruo-ang, JING Shu-hui, ZHANG Tian-ju

(School of Environment and Planning, Liaocheng University, Liaocheng Shandong 252059, China)

The differences of soil pH and salts in the soil sample were analyzed among tamarixchinensis, suaeda salsa, phragmitescommunis, and cotton fields. The results showed thattamarixchinensis and suaeda salsa were accumulated in the soil surface on the vertical soil profile. And the soil salts of tamarixchinensis were significantly higher than that of suaeda salsa. While pH value in 0～10cm soil layer showed as follows, suaeda salsa> cotton field>phragmitescommunis>tamarixchinensis. The soil salts of tamarixchinensis showed that the more total salts, the less pH. Two states of total salt and pH of soil between the surface and the deep layer were revealed. One is that they arelowerinsurface than in deep layer like suaeda salsa and phragmitescommunis. The other is that they are higher in surfacethan in deep layer like tamarixchinensis and cotton fields. However, pH showed that apart from the cotton fields, the soil pHinsurface is lower than the deepinother three communities. Coefficients of variation showed that the horizontal distribution surface of soil total salt of phragmitescommunis had the strongest variability due to the high heterogeneity of habit with relatively low variability of pH. On the vertical soil profile, the soil total salt and pH of tamarixchinensis were higher with strong variation, which had close relations with the tamarix shrub rhizosphere microbial activities.

Yellow River Delta; the differences of plant communities; salts; pH

2016-11-15

聊城大学基金：黄河三角洲湿地“柽柳肥岛”效应研究(318011407)与大学生创新项目(26312151007)资助。

刘加珍(1974-)，女，四川遂宁人，教授，从事与陆面生态过程相关的教学与科研工作。

X171.1

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1673-9655(2017)03-0014-04