陳虹伊, 夏雯雯, 肖孟陽, 徐馳, 劉茂松

灘涂禾草鑲嵌群落植物斑塊與土壤因子的對應(yīng)分析

陳虹伊, 夏雯雯, 肖孟陽, 徐馳, 劉茂松*

南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 南京 210023

為研究鑲嵌群落植物斑塊特征與土壤性質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系, 以江蘇省鹽城市的江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)內(nèi)互花米草()-蘆葦()-白茅()-獐茅()鑲嵌群落為研究對象, 于2018年4月24日及25日, 分別采集各植物斑塊0—10 cm、10—30 cm和30—60 cm深度的土壤樣品, 測定土樣的鹽度、總有機碳含量、全氮含量、全磷含量、容重和平均粒徑等理化指標(biāo), 并對其與不同植物斑塊結(jié)構(gòu)特征的對應(yīng)關(guān)系進行了典范對應(yīng)分析。研究結(jié)果顯示：（1）植物斑塊類型間土壤特征的主要差異體現(xiàn)在表中層, 其中鹽度差異最顯著, 其次為全氮、容重、總有機碳、土壤含水率、平均粒徑, 全磷在植物斑塊類型間、不同土壤層次間差異不顯著; （2）土壤因子與植物斑塊類型的對應(yīng)關(guān)系隨著土壤深度增加而減弱, 顯著相關(guān)的土壤因子數(shù)量也逐漸減少; （3）典范對應(yīng)分析顯示, 與植物斑塊特征的對應(yīng)關(guān)系, 不同土層間總有機碳、含水率、容重、鹽度具一致性, 而全氮、平均粒徑、全磷層次間有較大差異。總體上，各指標(biāo)在土壤層次間的分布特征往往因植物斑塊類型而異，表淺層土壤總有機碳、鹽度、容重以及含水率是植物斑塊特征的主要影響因子。

鑲嵌群落; 土壤深度; 典范對應(yīng)分析; 互花米草

0 前言

在植物群落內(nèi)部, 由于微地形變化、土壤濕度和鹽漬化程度的差異以及人與動物的活動影響等環(huán)境因子的不均勻性, 群落中可形成若干相對均質(zhì)的植物斑塊,植物斑塊相間特征明顯的群落也可稱之為鑲嵌群落,灌叢化草原、灌叢化荒漠草原等都是典型的鑲嵌群落[1]。鑲嵌群落微生境土壤的異質(zhì)性影響植物斑塊的形成, 植物斑塊也會影響微生境土壤的理化性質(zhì)。烏云娜等[2]研究發(fā)現(xiàn), 呼倫貝爾克氏針茅草原退化演替過程伴隨著土壤養(yǎng)分在微生境斑塊上的富積與遷移; 陳正勇等[3]對鹽城灘涂濕地交錯區(qū)群落研究發(fā)現(xiàn), 與堿蓬()斑塊、蘆葦()斑塊相比, 互花米草()斑塊能顯著提高其斑塊內(nèi)土壤的含水率并有效降低鹽度, 改變土壤理化性質(zhì), 而土壤水分、鹽度也會影響互花米草與堿蓬、蘆葦?shù)母偁庩P(guān)系。

植物群落或植物斑塊與微生境土壤特征間往往存在一定的對應(yīng)關(guān)系, 但對應(yīng)關(guān)系可能因?qū)哟?、指?biāo)而異。一般認(rèn)為, 表層土壤特征與植物群落組成結(jié)構(gòu)關(guān)系密切, 對土壤與植物群落特征相關(guān)關(guān)系的研究也多集中于0—20 cm深度土壤[4-7]; 或?qū)^深層次土壤特征給予較小權(quán)重[8-9]; 但也有研究顯示, 不同深度土壤特征與植物群落的相關(guān)關(guān)系存在一定差異。在黃河三角洲河口濕地, 鹽地堿蓬多生長在表層鹽度較高、深層鹽度較低的鹽分表聚型土壤中, 而白茅()和蘆葦則多生長在深層鹽度較高、表層鹽度較低的鹽分底聚型土壤中[10]。

植物群落的演替過程伴隨植物斑塊與微生境土壤的相互作用, 在快速淤積的灘涂土壤中, 不同深度土壤性質(zhì)因沉積過程而存在較大差異, 研究灘涂植物斑塊與不同深度土壤因子的相關(guān)關(guān)系, 有助于分析群落演替的動力學(xué)機制。在灘涂濕地, 特別是潮灘交錯帶, 經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)多種植物斑塊在幾米到數(shù)百米空間尺度上交錯分布, 形成較典型的灘涂鑲嵌群落。本研究以江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)內(nèi)的互花米草-蘆葦-白茅-獐茅()鑲嵌群落為研究對象, 對植物斑塊特征與不同層次土壤因子的對應(yīng)關(guān)系進行了比較研究, 期以(1)辨識不同層次影響植物斑塊特征的主要土壤因子, (2)分析土壤理化性質(zhì)與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系的層次差異及成因機制。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)

研究區(qū)位于江蘇省鹽城市的江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)(32°56′N—33°36′N, 120°42′E—120°51′E)第III核心區(qū), 為潮溝末尾端的淤泥質(zhì)鹽沼濕地, 地勢低平, 為由互花米草、蘆葦、白茅、獐茅等植物斑塊構(gòu)成的禾草鑲嵌群落, 樣地面積為1.37×104m2, 樣地總蓋度82.78%。研究地屬濕潤的季風(fēng)氣候, 年平均氣溫為14.1 ℃, 年降水量為1 068.0 mm, 全年無霜期達(dá)217.1 d。研究地濕地類型為淤泥質(zhì)鹽沼, 土壤為粉砂土。

1.2 樣品采集及測定

于2018年4月24日及25日, 在對研究區(qū)全面調(diào)查的基礎(chǔ)上, 在江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)第III核心區(qū)的白茅、獐茅、蘆葦和互花米草4種斑塊中, 分別設(shè)置3個1 m×1 m的小樣方, 進行植物樣方調(diào)查和土壤采樣。

現(xiàn)場記錄每個樣方內(nèi)植物的組成、蓋度和株高(表1)。在每個樣方, 設(shè)置4個采樣點, 在每個采樣點, 利用土鍬分層挖土, 分別采集0—10 cm、10—30 cm和30—60 cm深度的土壤樣品, 用塑料袋密封后, 帶回實驗室。

在實驗室中, 將采集的土壤樣品分為兩部分。其中一部分土樣用于測定土壤容重、土壤含水量、土壤平均粒徑和土壤中的可溶性鹽含量; 另一部分土樣經(jīng)過風(fēng)干、研磨、過100目篩后, 測定土壤總有機碳、全氮和全磷含量。

采用環(huán)刀法[11], 測定土壤容重。采用烘干法[12], 測定土壤含水量。利用BT-9300Z激光粒度分布儀(丹東百特), 測定土壤平均粒徑; 利用TZS-ECW-G土壤鹽度計(托普云農(nóng)), 測定土壤鹽度(水: 土=5:1)[13]。

表1 各植物斑塊的基本特征

表中平均蓋度為目測法; 平均株高數(shù)值為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE); ** 0.01水平顯著相關(guān), * 0.05水平顯著相關(guān)(=4)。

采用堿熔—鉬銻抗分光光度法[14], 測定土壤中的全磷含量; 采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法[11], 測定土壤中的總有機碳含量; 采用半微量凱氏定氮法[15], 測定土壤中的全氮含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

綜合優(yōu)勢比(Summed Dominance Ratio, SDR)[1]是一種綜合數(shù)量指標(biāo), 包括兩因素、三因素、四因素和五因素。本研究選用三因素的綜合優(yōu)勢比(3)(即選取蓋度、頻度和高度), 來計算4種植物斑塊在鑲嵌群落中的綜合優(yōu)勢比, 其計算公式為:

3=(′+′+′)/3×100% (1)

公式(1)中,′為某種植物的蓋度與群落中蓋度最大植物的蓋度比;′為某種植物的頻度與群落中頻度最大植物的頻度比;′為某種植物的高度與群落中高度最大物種的高度之比。

對所有土壤因子進行冗余分析, 篩選并舍去變異膨脹因子大于20、與其它因子有多重共線性的土壤因子。進行去趨勢對應(yīng)分析時, 其第一軸的長度為0.819, 應(yīng)優(yōu)先采用冗余分析, 但考慮到物種數(shù)據(jù)中0值較多, 基于線性模型的冗余分析在這種情況下易產(chǎn)生問題。對于典范對應(yīng)分析可能存在弓形效應(yīng)的問題, 在兩個或兩個以上有明顯共線性的環(huán)境變量中, 只保留一個, 弓形效應(yīng)就會消失[16]。因此, 采用典范對應(yīng)分析方法, 研究鑲嵌群落植物斑塊結(jié)構(gòu)特征與土壤因子的關(guān)系, 并篩選出對植物斑塊結(jié)構(gòu)影響較大的土壤因子。在典范對應(yīng)分析中, 物種矩陣選擇白茅、獐茅、蘆葦和互花米草4種植物斑塊在鑲嵌群落中的綜合優(yōu)勢比; 環(huán)境矩陣由土壤全磷含量、土壤總有機碳含量、土壤全氮含量、土壤鹽度、土壤含水量、土壤容重和土壤平均粒徑組成。采用蒙特卡羅置換檢驗, 綜合檢驗7個土壤因子與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系的顯著性, 模擬次數(shù)選擇999次。利用Canoco 5.0軟件, 完成典范對應(yīng)分析。

利用SPSS 19.0軟件, 顯著性水平按照a<0.05, 進行統(tǒng)計分析。采用單因素方差分析法, 用最小顯著差法(Least-significant difference)進行多重比較, 比較4種植物斑塊不同深度土壤的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物斑塊的土壤理化性質(zhì)

比較幾類植物斑塊主要土壤理化指標(biāo)在各3個土壤層次中的相對大小發(fā)現(xiàn), 總磷在不同植物斑塊間、不同土壤層次間均無顯著差異, 其他指標(biāo)在不同土壤層次間的相對大小多存在差異, 并因植物斑塊類型而異(圖1)。

在0—10 cm深度土層中, 互花米草斑塊中土壤鹽度最大(11.92 ‰), 白茅斑塊中最小(1.61 ‰); 互花米草斑塊中土壤中總有機碳含量、全氮含量和含水量都最大, 分別為19.82 g·kg-1、7.43 g·kg-1和49.40%, 土壤容重和土壤平均粒徑都最小, 分別為0.87 g·cm-3和16.47 μm。在10—30 cm深度土層中, 互花米草斑塊中土壤鹽度最大, 為8.97 ‰, 白茅斑塊中最小, 為1.8 ‰; 互花米草斑塊中土壤總有機碳、全氮和含水量同樣都最大, 分別為7.11 g·kg-1、2.69 g·kg-1和37.40%, 土壤容重最小, 為1.26 g·cm-3, 土壤平均粒徑無顯著差異。在30—60 cm深度土層中, 互花米斑塊中土壤總有機碳含量和含水量都最大, 分別為5.50 g·kg-1和36.42%, 獐茅斑塊中土壤含水量最小, 為28.94%, 其它土壤指標(biāo)無顯著差異。

在互花米草斑塊中, 隨著土壤深度增加, 土壤鹽度、土壤總有機碳含量和土壤全氮含量都減小, 土壤容重逐漸增大。在白茅斑塊中, 隨著土壤深度增加, 土壤鹽度和含水量土壤全氮含量在表層最高。在獐茅斑塊中, 只有土壤鹽度隨著土壤深度增加而減小, 其它土壤指標(biāo)都無顯著差異。在蘆葦斑塊中, 土壤容重在10—30 cm深度最大, 土壤平均粒徑在0—10 cm深度最小, 其它土壤指標(biāo)都無顯著差異。

不同植物斑塊間, 在0—10 cm土層中, 土壤鹽度在互花米草斑塊中最高、白茅斑塊最低, 總有機碳、總氮、含水率在互花米草斑塊中最高, 容重、平均粒徑在互花米草斑塊最低; 在10—30 cm土層中, 鹽度在互花米草斑塊中最高、白茅斑塊中最低, 總有機碳、總氮、含水率在互花米草斑塊最高, 容重在互花米草斑塊最低。30—60 cm土層中, 總有機碳在互花米斑塊中最高, 含水率在互花米草斑塊中最高、獐茅斑塊最低, 其余土壤指標(biāo)無顯著差異。

總體上, 在各土壤因子中, 鹽度在不同植物斑塊間、各斑塊不同土壤層次間的差異均較大, 其次為總氮、容重、總有機碳、含水率、平均粒徑, 而總磷在各植物斑塊間、不同土壤層次間均無顯著差異。

DS, 鹽度; TOC, 總有機碳; TN, 全氮; TP, 全磷; BD, 容重; SW, 含水率; Mz, 平均粒徑。圖中數(shù)值為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE); 不同小寫字母表示同一深度不同植物斑塊間差異顯著(n=3, P<0.05), 不同大寫字母表示同類植物斑塊不同深度間差異顯著(n=3, P<0.05)。

Figure 1 Changes of soil factors in different plant mosaics by layers

2.2 植物斑塊與土壤因子的典范對應(yīng)分析

對0—10 cm、10—30 cm和30—60 cm的土壤因子與植物斑塊特征的對應(yīng)關(guān)系進行典范對應(yīng)分析, 其前兩個排序軸的特征值之和分別占總特征值的81.2%、76.7%和60.4%，可僅保留典范對應(yīng)分析的前兩軸(表2)。在0—10 cm深度土層, 同種植物斑塊間的距離較小, 不同種植物斑塊之間的距離比較大, 即白茅斑塊、獐茅斑塊、蘆葦斑塊和互花米草斑塊被明顯分開(圖2)。隨著土壤深度增加, 同種植物斑塊在排序圖上分布逐漸分散。顯示土壤因子對鑲嵌群落植物斑塊結(jié)構(gòu)的影響在表層最大, 隨著土壤深度增加, 其影響逐漸減弱。

在0—10 cm深度土層,具有高含量的鹽度、總有機碳、全氮、含水率以及低容重、低平均粒徑的土壤條件與互花米草的分布對應(yīng), 獐茅則與之相反; 白茅和蘆葦?shù)姆植寂c土壤鹽度、總有機碳含量、全氮含量和土壤含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 與土壤容重和土壤平均粒徑呈正相關(guān)關(guān)系。在10—30 cm深度土層, 具有高含量的總有機碳、全氮、含水率以及低容重、低平均粒徑的土壤條件與互花米草的分布對應(yīng), 其它3種植物斑塊則與之相反, 4種植物對土壤鹽度的適宜度依次為互花米草、獐茅、蘆葦和白茅。在30—60 cm深度土層, 具有高含量的總有機碳、含水率以及低容重的土壤條件與互花米草的分布對應(yīng), 具有高容重以及低含水率的土壤條件與獐茅的分布對應(yīng), 具有低含量的總有機碳以及高平均粒徑的土壤條件與白茅和蘆葦對應(yīng)。

表2 不同深度土壤與植物斑塊的典范對應(yīng)分析前兩軸的特征值、物種—環(huán)境相關(guān)性和累計百分比方差

單獨解釋率為單獨使用該土壤指標(biāo)所獲得的解釋率(R2)。典范對應(yīng)分析顯示，各土壤因子的單獨解釋率隨土壤深度的增加呈下降趨勢, 但在不同層次其相對解釋率有較大差異(表3)。比較發(fā)現(xiàn), 隨土壤深度增加, 土壤鹽度、總氮、總重的單獨解釋率排名呈下降趨勢, 而土壤總有機碳、含水率、平均粒徑和總磷呈上升趨勢。

蒙特卡羅置換檢驗結(jié)果顯示, 在土壤0—10 cm層與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系極顯著的有鹽度、總有機碳、總氮、含水率以及容重(<0.01), 顯著相關(guān)的有平均粒徑(<0.05); 在土壤10—30 cm層與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系呈極顯著的土壤因子有鹽度、總有機碳、總氮以及容重(<0.01), 顯著相關(guān)的有含水率、平均粒徑(<0.05); 在土壤30—60 cm層與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系顯著的有總有機碳、容重和含水率(<0.05)。結(jié)果顯示，影響植物斑塊組成結(jié)構(gòu)的土壤主導(dǎo)因子在層次間有較大差異, 表層的顯著相關(guān)因子最多, 隨土壤深度增加而顯著相關(guān)因子逐漸減少。

在3個土層土壤總有機碳含量、含水量和容重都顯著影響植物斑塊組成結(jié)構(gòu)。土壤鹽度在3個深度土層與各植物斑塊的對應(yīng)關(guān)系相對一致, 其中0—10 cm和10—30 cm深度土層對應(yīng)關(guān)系的顯著性較高。土壤全氮含量和平均粒徑在0—10 cm和10—30 cm深度土層對各植物斑塊的對應(yīng)關(guān)系一致且影響較強?？傮w上, 土壤總有機碳含量、含水量、容重和鹽度對植物斑塊結(jié)構(gòu)特征的影響具一致性。

3 討論

3.1 灘涂鑲嵌群落植物斑塊不同土壤因子的分布特征

植物群落與土壤條件密切相關(guān), 同時也受溫度、濕度、海拔、沉積環(huán)境等因素的影響。在面積較小、相對均質(zhì)的較小空間尺度上, 由于其生境特征相對一致, 更能體現(xiàn)植物—土壤的相互關(guān)系[17]; 而由于鑲嵌群落在某種程度上具有更強的“動態(tài)”特征, 植物斑塊與土壤條件的對應(yīng)關(guān)系往往處于非平衡狀態(tài), 表征植物群落-土壤因子的互作過程。

a, 0-10 cm層; b, 10-30 cm層; c, 30-60 cm層。DS, 鹽度; TOC, 總有機碳; TN, 全氮; TP, 全磷; BD, 容重; SW, 含水率; Mz, 平均粒徑。, 白茅斑塊;, 獐茅斑塊;, 互花米草斑塊;, 蘆葦斑塊。

Figure 2 Canonical correspondence analysis of plant mosaics with soil factors for different layers

表3 不同深度土壤理化指標(biāo)的單獨解釋率

一般認(rèn)為, 土壤鹽度和水分是影響濱海濕地植物生長、繁殖和空間分布的關(guān)鍵影響因子[18]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn), 在濱海濕地, 蘆葦和白茅多生活在低鹽、相對高程高而不易淹水的地方[19-20], 而獐茅在高鹽土壤中競爭力強[21], 多生活在鹽度較高的地方；互花米草具有很強的水鹽耐受性, 使它比其它植物具有更強的種間競爭力[22], 相對高程低、淹水深度大且土壤可溶性鹽含量高的生境有利于互花米草的生長和擴張[23], 互花米草群落土壤鹽度和有機碳含量也高于白茅群落和蘆葦群落[6,20]。

本研究中, 鑲嵌群落不同植物斑塊之間土壤鹽度、總有機碳含量和全氮含量差異較大, 而土壤物理性質(zhì)平均粒徑差異不顯著, 其中, 互花米草斑塊土壤的鹽度、總有機碳含量和全氮含量顯著高于蘆葦和白茅斑塊; 同時, 互花米草斑塊土壤鹽度、總有機碳含量和全氮含量在0—10 cm深度最大, 呈明顯的表聚型分布, 白茅斑塊土壤鹽度呈底聚型分布, 蘆葦斑塊土壤鹽度分布均勻。與相關(guān)研究中與植物斑塊對應(yīng)的植物群落的土壤特征[10,24-25]，植物斑塊0—30 cm深度土壤特征與相應(yīng)植物群落的土壤特征有較高的相似性, 土壤中鹽分和水分差異在植物斑塊間差異也最大; 但本研究結(jié)果也顯示，0—30 cm土層土壤因子的異質(zhì)性顯著影響灘涂濕地植物斑塊的組成特征, 而較深層次土壤條件對植物斑塊特征的影響相對較小, 且不同土壤因子間存在較大差異。

不同層次土壤因子在斑塊水平和群落水平其與群落特征對應(yīng)關(guān)系的差異性，一定程度可反映不同土壤因子對群落特征的作用性質(zhì)或相對重要性。對地中海鹽沼不同植物群落土壤的研究發(fā)現(xiàn)，除了鹽度梯度，堿度梯度和土壤質(zhì)地梯度也顯著影響植物的分布[4]；而膠州灣濱?；セ撞萑郝渲饕c0—20 cm深度土層土壤氮、磷含量相關(guān)[26]。在本研究中，植物斑塊間土壤平均粒徑和土壤全磷含量差異較小，顯示土壤質(zhì)地與全磷含量在較小尺度的植物嵌塊間影響相對較小，與相關(guān)研究結(jié)果有所不同，可能由于土壤平均粒徑等指標(biāo)更多反映了沉積環(huán)境，直接作用相對較小，而全磷含量則可能因植物群落影響了再分配過程所致。

3.2 不同層次土壤特征與灘涂鑲嵌群落植物斑塊的對應(yīng)性

一般地, 隨著土壤與植物長期的相互作用, 土壤與植物間可以形成相對穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系, 在表層土壤中尤其明顯, 在森林和草原生態(tài)系統(tǒng)的研究中, 有些研究僅取表層土壤分析植物—土壤關(guān)系[27-28]。但在濱海濕地, 由于復(fù)雜的近岸水文和沉積過程, 土壤處于頻繁快速的沖淤演變過程中[17], 沉積物層層淤積, 不同深度土壤特征既反映了不同時期的成土條件和植被特征, 可能與當(dāng)時植物斑塊結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系存在較大差異。

在本研究中, 隨著土壤深度增加, 與植物斑塊組成結(jié)構(gòu)顯著相關(guān)的土壤因子減少, 同時不同土壤因子在不同深度土層與植物斑塊特征的對應(yīng)關(guān)系不同。其中, 土壤總有機碳在3個深度土層都與植物斑塊類型顯著相關(guān)，全氮含量只在表層和中層顯著相關(guān),總磷在各層次相關(guān)性均極弱，土壤容重和含水量在3個深度土層都顯著相關(guān)，土壤鹽度和平均粒徑只在表層和中層顯著相關(guān)。

土壤總有機碳主要來源于植物地上凋落物的腐解[29]和根際代謝[30], 植物的根系分布影響總有機碳含量的垂直分布[31], 體現(xiàn)了植物生長對土壤的改造作用; 隨著入侵時間延長, 互花米草可顯著提高土壤中的總有機碳含量[32]。全氮含量與不同層次土壤代謝環(huán)境差異相關(guān), 如土壤深層的厭氧環(huán)境會抑制反硝化作用[33]; 全磷一般在土壤中遷移速率相對較低[34]。 鹽分易隨土壤水分的運動而遷移，研究地地勢較高易發(fā)生鹽分表聚作用，其0—10 cm和10—30 cm深度土層對植物斑塊影響也較強；容重與植物生長條件及養(yǎng)分狀況相關(guān)[35-36]，一般容重較高的土壤的鐵、錳含量也較高，可促進硫化物沉淀并降低根際土壤毒性[37]，有利于植物生長[38]；而土壤平均粒徑較少因植物生長而改變，不同層次平均粒徑主要與相應(yīng)時期的沉積過程相關(guān)，應(yīng)是其在不同土壤層次中與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系不同的重要原因。

不同層次土壤因子在斑塊水平與群落水平其與群落特征對應(yīng)關(guān)系的差異性，一定程度可反映不同土壤因子對群落特征的作用性質(zhì)或要對重要性?；诟魍寥酪蜃优c植物斑塊的對應(yīng)關(guān)系的差異性，本文研究結(jié)果顯示，改變表淺層土壤關(guān)鍵土壤因子，如通過微地貌或水文條件改變土壤的鹽份、水份狀態(tài)，應(yīng)可影響或誘導(dǎo)灘涂濕地植被的演替趨勢，促進退化灘涂濕地的生態(tài)修復(fù)。

4 結(jié)論

應(yīng)用典范對應(yīng)分析研究植物斑塊組成結(jié)構(gòu)與土壤條件層次間的相關(guān)關(guān)系, 初步揭示了對植物斑塊組成結(jié)構(gòu)特征起主導(dǎo)作用的土壤因子。本研究可得到以下幾個結(jié)論:

(1)鹽度、總有機碳、全氮、含水率、粒徑、容重在同一土壤層次的不同植物斑塊間以及同種植物斑塊的不同土壤層次間差異均較大。不同植物斑塊的土壤因子在土壤表淺層差異最大, 這種差異隨著土壤深度增加而逐漸降低。

(2)通過典范對應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，總有機碳、鹽度、容重以及含水率與植物斑塊對應(yīng)關(guān)系顯著性水平較高，全氮、平均粒徑以及全磷較小，不同土壤因子與植物斑塊的對應(yīng)關(guān)系存在較大差異；同時，各因子對應(yīng)關(guān)系的顯著性水平總體上在土壤表層最大，隨土壤深度增加而減弱。

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Canonical correspondence analysis of plant mosaics and soil features in a tidal Gramineae mosaic community

CHEN Hongyi, XIA Wenwen, XIAO Mengyang, XU Chi, LIU Maosong*

School of Life Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China

.To investigate the relationship between plant mosaic and soil propertiesdepended on edaphic factors, we investigated the mosaic soil features (salinity, total organic carbon, total nitrogen, total phosphorus, water content, mean grain size and bulk density) in 3 layers (0-10 cm, 10-30 cm and 30-60 cm) in amosaic community in a Yancheng coastal wetland in April 24 and 25, 2018. The relationship between soil factors and plant mosaics was analyzed with canonical correspondence analysis. The results showed that: (1) The main differences in soil characteristics by layer were observed between 0-10 cm and 10-30 cm in depth. The largest difference by layer and mosaics was found for salinity, followed by total nitrogen, bulk density, total organic carbon, water content and mean grain size. Total phosphorus had no significant differences for every plant mosaic and layers. (2) The relationship between soil factors and plant mosaics was weakened and the number of the significant correlative factors was decreased with the increase of soil depth. (3) The correspondence relationship of plant mosaics and soil features at different depths were inconsistent for total nitrogen, mean grain size and total phosphorus, while for the total organic carbon, water content, bulk density, salinity were consistent. Comparatively, soil total organic carbon, salinity, bulk density and water content in 0-30 cm depth had more impacts and might work as the main influential factors for the feature of plant mosaics.

mosaic community; soil layer; canonical correspondence analysis;

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.04.005

陳虹伊, 夏雯雯, 肖孟陽, 等. 灘涂禾草鑲嵌群落植物斑塊與土壤因子的對應(yīng)分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(4): 33–40.

CHEN Hongyi, XIA Wenwen, XIAO Mengyang, et al. Canonical correspondence analysis of plant mosaics and soil features in a tidal Gramineae mosaic community[J]. Ecological Science, 2020, 39(4): 33–40.

Q948.2

A

1008-8873(2020)04-033-08

2019-11-18;

2020-01-04

國家重點研發(fā)計劃(2017YFC0506200)

陳虹伊(1994—), 女, 中國臺灣嘉義人, 碩士, 主要從事濕地生態(tài)學(xué)研究, E-mail: chygo_2017@163.com

劉茂松, 男, 博士, 副教授, 主要從事濕地生態(tài)學(xué)研究, E-mail: msliu @nju. edu. cn