郗 敏, 孔范龍, 李 悅, 于 雪

(青島大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 山東 青島 266071)

膠州灣濱海濕地土壤的鹽漬化特征

郗 敏, 孔范龍, 李 悅, 于 雪

(青島大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 山東 青島 266071)

膠州灣; 濱海濕地; 鹽漬化; 堿化土

眾所周知，土壤鹽漬化對生態(tài)環(huán)境、水土資源具有顯著的危害作用，已成為世界性的環(huán)境問題之一。鹽漬化土壤廣泛分布在全球100多個國家和地區(qū)，面積達(dá)1.00×109hm2，主要集中在各大洲的干旱、半干旱地區(qū)[1]。中國的鹽漬化土壤，主要分布在干旱、半干旱以及地勢相對低平、地下徑流匯集、出流滯緩的區(qū)域[1]，集中體現(xiàn)在北方干旱區(qū)、西部灌溉區(qū)和東部濱海區(qū)。中國土壤鹽漬化的比例明顯高于世界平均水平，鹽漬化土壤近1.70×107hm2[2]，土壤鹽漬化問題嚴(yán)重，亟待關(guān)注和研究。中國海域遼闊，濱海濕地分布廣泛，擁有較為豐富的生物資源。但是，由于受地下水、成土母質(zhì)、海退、氣候等自然因素和多種人類活動的影響，濱海濕地存在不同程度的土壤鹽漬化現(xiàn)象[3]，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近年來，圍繞濱海濕地土壤鹽漬化特征已有不少研究，無論是機(jī)制的解釋還是技術(shù)方法的探討，從環(huán)渤海、黃海區(qū)域入?？诘綖I海灘涂地都有相關(guān)研究[4-7]。但是，由于區(qū)域環(huán)境的差異，闡明區(qū)域土壤鹽漬化特征及發(fā)生機(jī)理依然是土壤鹽漬化研究的重點(diǎn)。膠州灣為黃海中部的半封閉海灣，其沿岸屬于充填型河口海灣海岸，是膠州灣濕地的主要分布區(qū)域。膠州灣濕地類型以鹽沼和灘涂為主，具有抵御海水入侵、保護(hù)海岸線及維持生物多樣性等多種功能，已被列入“國家重要濕地名錄”。同時膠州灣濕地也是脆弱的生態(tài)敏感區(qū)，土壤鹽漬化問題突出[8]，但是目前該區(qū)域的鹽漬化特征研究還比較缺乏。

本研究選擇膠州灣西北部沿岸潮間帶的蘆葦、堿蓬、光灘及大米草4種典型濱海濕地為對象，通過對研究區(qū)鹽漬土土樣的分析，闡明膠州灣濱海濕地土壤鹽漬化特征，為膠州灣濱海濕地保護(hù)和區(qū)域土壤鹽漬化防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

研究區(qū)域位于山東膠州灣西北部潮間帶，北起大沽河口，南至洋河口。研究區(qū)內(nèi)主要植被有蘆葦(Phragmitesaustralis)、堿蓬(Suaedaglauca)、大米草(Spartinaanglica)、白茅(Imperatacylindrica)、檉柳(Tamarixchinensis)、鹽角草(Salicorniaeuropaea)等，土壤中的沉積物類型主要為砂質(zhì)粉砂，其次為

黏土質(zhì)粉砂[9]。

于2014年8月，根據(jù)濕地水文條件及植被分布狀況選取4種具有代表性的濕地類型(A蘆葦濕地、B堿蓬濕地、C光灘濕地、D大米草濕地)進(jìn)行采樣。每種濕地類型設(shè)定3個采樣區(qū)，每個采樣區(qū)隨機(jī)選取3個采樣點(diǎn)，分別采取0—20 cm，20—40 cm，40—60 cm層土樣，分層均勻混合后代表該樣區(qū)土壤剖面。取土后迅速將土壤裝入密封袋中帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干后，剔除可見的動植物殘?bào)w等，磨細(xì)過100目篩，保存待測。

1.2 樣品測試與分析

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤鹽漬化程度與類型

從圖1可以看出，電導(dǎo)率與全鹽量的變化趨勢相同，二者呈極顯著線性正相關(guān)關(guān)系(R=0.998 2，p<0.01)。

4種濕地類型土壤含鹽量分布呈現(xiàn)出:蘆葦濕地<堿蓬濕地<光灘濕地<大米草濕地(表1)。進(jìn)一步的單因素方差分析，發(fā)現(xiàn)蘆葦濕地與堿蓬濕地，光灘濕地與大米草濕地土壤含鹽量差異不顯著，其他濕地類型間差異顯著(p<0.05)。垂直方向上，大米草濕地鹽分含量在土壤剖面上均表現(xiàn)出表層積鹽特征，蘆葦濕地土壤含鹽量表層稍高，但各剖面層次上差距不大；堿蓬濕地和光灘濕地土壤含鹽量則呈現(xiàn)出下層稍高的趨勢(圖1)。

表1 膠州灣濱海濕地土壤全鹽量均值的水平變化

注：數(shù)值±標(biāo)準(zhǔn)差。

圖1 膠州灣濱海濕地鹽分含量與電導(dǎo)率隨土壤深度的變化

圖2 研究區(qū)pH值與占所有陰離子比值隨土壤深度變化

表2 土壤化學(xué)當(dāng)量比隨土壤深度變化

2.2 土壤堿化程度分析

2.3 土壤鹽離子分布特征

圖3 膠州灣濱海濕地土壤主要陰陽離子含量的變化情況

3 討論與結(jié)論

電導(dǎo)率是目前國際通用的鹽分描述形式，但是國內(nèi)通常用全鹽量評價土壤鹽漬化程度[11-14]。根據(jù)濱海土壤鹽漬化程度和等級評價標(biāo)準(zhǔn)[11]，整個研究區(qū)土壤剖面均屬于極重度鹽化，且呈現(xiàn)自蘆葦濕地向大米草濕地方向呈遞增趨勢，這與以往由陸地向海洋遞增的研究結(jié)論一致[14-15]。究其原因在于濱海濕地土壤鹽分的主要來源為海水，研究區(qū)均處于潮間帶，受周期性海水侵蝕的影響，土壤鹽漬化程度極高。隨著距海越來越近，土壤受海水浸漬控制越大，濕地土壤含鹽量也就越高。垂直分布上，大米草濕地土壤鹽分含量呈表聚性，與天津?yàn)I海濕地也呈一致規(guī)律[12]；蘆葦濕地土壤含鹽量表層稍高，堿蓬濕地和光灘濕地土壤含鹽量則呈現(xiàn)出下層稍高的趨勢，主要與植被類型與覆蓋有關(guān)[16-17]。植被地表覆蓋率不同，會引起地表蒸發(fā)量的差異，從而使得表土層(0—5 cm)土壤鹽分聚積性不同[17]，其實(shí)質(zhì)是在于植被能夠影響到蒸降比，加速水分蒸發(fā)，使得“水去鹽留”，鹽漬土壤逐漸形成。

[1] 王遵親.中國鹽漬土[M].北京:科學(xué)出版社,1993.

[2] 石玉林.西北地區(qū)土地荒漠化與水土資源利用研究[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[3] 徐東霞,章光新.人類活動對中國濱海濕地的影響及其保護(hù)對策[J].濕地科學(xué),2007,5(3):282-288.

[4] 劉婭,潘賢章,王昌昆,等.基于可見—近紅外光譜的濱海鹽土土壤鹽分預(yù)測方法[J].土壤學(xué)報(bào),2012,49(4)：824-829.

[5] 李二煥,沈俊,鞠靖,等.蘇北濱海鹽土區(qū)河流入?？谕寥利}分及養(yǎng)分分布特征[J].中國水土保持科學(xué),2016,14(1):79-88.

[6] 周在明,張光輝,王金哲,等.環(huán)渤海低平原區(qū)土壤鹽漬化風(fēng)險的多元指示克立格評價[J].水利學(xué)報(bào),2011,42(10):1144-1151

[7] 劉衍君,曹建榮,高巖,等.萊州灣南岸海水入侵區(qū)土壤鹽漬化驅(qū)動力分析與生態(tài)對策[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)2012,28(2):209-213.

[8] 李學(xué)剛,華茂,許思思,等.膠州灣濱海濕地鹽漬土壤中重金屬的聚集與分散特性研究[J].海洋科學(xué),2011,35(7):88-95.

[9] 訾園園,郗敏,孔范龍等.膠州灣濱海濕地土壤有機(jī)碳時空分布及儲量[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016,27(7):2075-2083.

[10] 李述剛,王周瓊.荒漠堿土[M].新疆 烏魯木齊:新疆人民出版社,1988.

[11] 白由路,李保國,石元春.基于GIS的黃淮海平原土壤鹽分分布與管理研究[J].資源科學(xué),1999,21(4):66-70.

[12] 馮小平,王義東,陳清,等.天津?yàn)I海濕地土壤鹽分空間演變規(guī)律研究[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(2) 41-48.

[13] 劉慶生,劉高煥,薛凱,等.近代及現(xiàn)代黃河三角洲不同尺度地貌單元土壤鹽漬化特征淺析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2006,22(11):353-359.

[14] 王傳珺,吳英超,王玉廣,等.遼東灣濱海地區(qū)土壤鹽漬化分布及鹽分特征分析[J].海洋環(huán)境科學(xué),2015,34(6):937-941.

[15] 張明志,仇銀豪,何一飛,等. MIKE 21模型在膠州灣紅島濕地植栽中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(16):179-182

[16] 郭全恩,王益權(quán),馬忠明,等.植被類型對土壤剖面鹽分離子遷移與累積的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(13):2711-2720.

[17] 李建國,濮勵杰,朱明,等.土壤鹽漬化研究現(xiàn)狀及未來研究熱點(diǎn)[J].地理學(xué)報(bào),2012,67(9):1233-1245.

[18] 趙秀芳,楊勁松,姚榮江.基于典范對應(yīng)分析的蘇北灘涂土壤春季鹽漬化特征研究[J].土壤學(xué)報(bào),2010,47(3):422-428.

[19] 殷儀華,陳邦本.江蘇省濱海鹽土脫鹽過程pH值上升原因的探討[J].土壤通報(bào),1991,22(1):5-7.

[20] 張芳,熊黑鋼,安放舟,等.基于鹽(堿)生植被蓋度的土壤堿化分級[J].土壤學(xué)報(bào),2012,49(4):665-672.

Analysis on Characteristics of Soil Salinization in Coastal Wetlands of Jiaozhou Bay

XI Min, KONG Fanlong, LI Yue, YU Xue

(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,QingdaoUniversity,Qingdao,Shandong266071,China)

Jiaozhou bay; coastal wetland; salinization; alkaline soil

2016-04-13

2016-05-23

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“膠州灣濱海濕地土壤DOC變化及其對CO2排放的影響機(jī)理”(41101080); 山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2014DQ028；ZR2015DM004)

郗敏(1978—),女(漢族),山東省泰安市人,博士,副教授,主要從事濕地變化及環(huán)境效應(yīng)研究。E-mail:ximin2008@126.com。

A

1000-288X(2016)06-0288-05

S156.4，X53

文獻(xiàn)參數(shù)： 郗敏, 孔范龍, 李悅, 等.膠州灣濱海濕地土壤的鹽漬化特征[J].水土保持通報(bào)，2016,36(6)：288-292.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.06.048