華國棟 莊禮鳳 李家祥 張雪娜王丹楓 吳林芳

（1.廣東省林業(yè)調查規(guī)劃院，廣東 廣州 510520；2.廣州林芳生態(tài)科技有限公司，廣東 廣州 510520；3.廣東臺山鎮(zhèn)海灣紅樹林國家濕地公園管理中心，廣東 江門 529200；4.中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650）

海岸帶“藍碳”是指固定在海岸帶濕地生態(tài)系統(tǒng)中的碳[1]，它們對緩解氣候變暖以及溫室氣體的排放具有重要作用[2-3]。由于紅樹林具有生產力高和儲碳量大的特點，其在全球的碳循環(huán)中具有重要位置[4]。在全球的范圍內，盡管紅樹林占海洋面積不足2%，但它們卻貢獻了10%～15%的沉積物碳[5]。紅樹林群落中土壤碳儲量通常占生態(tài)系統(tǒng)中一半以上（49%～90%）[6]，這部分土壤中的碳主要來源于凋落物和根系的分解[7]，因此植物群落的組成將極大地影響土壤碳庫。

本研究以廣東省江門紅樹林為研究區(qū)，對該區(qū)域內桐花樹Aegiceras corniculatum群落、秋茄Kandelia candel群落、海欖雌Avicennia marina群落、無瓣海桑Sonneratia apetala群落、鹵蕨Acrostichum aureum群落及老鼠簕Acanthus ilicifolius群落0～40 cm 的土壤碳儲量進行分析，研究不同群落與土壤碳含量之間的關系，為進一步研究紅樹林碳循環(huán)和有機碳儲量提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究位于廣東臺山鎮(zhèn)海灣紅樹林國家濕地公園（21°54′～21°59′ N，112°22′～112°24′ E），位于江門市西南部，琴溪河與深井河入?？诤佣危睾拥莱蕳l帶狀分布。公園總面積5.492 km2，其中濕地面積5.154 km2，濕地率為93.8%。江門市紅樹林資源在廣東省地級市排名第二[8]，臺山鎮(zhèn)海灣紅樹林是珠三角非常珍貴的“海上森林”，對維持沿海地區(qū)生態(tài)平衡、保持生物多樣性等起著重要作用。

該區(qū)域屬于亞熱帶海洋性季風氣候，降雨充沛，氣候常年溫和且濕潤，平均溫度為21.8 ℃，年平均降水量為1 963 mm，年日照時間達2 006 h，無霜期333～363 d[9]。區(qū)域地貌包括盆地、平原、丘陵、高山和灘涂等[10]。潮汐為不規(guī)則半日潮，平均潮差1.24 m。臺山紅樹林的主要群落類型包括桐花樹群落、秋茄群落、海欖雌群落、無瓣海桑群落、鹵蕨群落及老鼠簕群落等。該區(qū)域紅樹林以天然紅樹林樹種為主，其中，天然紅樹林主要樹種為海欖雌、桐花樹、秋茄；人工栽培的樹種是無瓣海桑、桐花樹等[11]。

1.2 研究方法

1.2.1 采樣地設置 在該濕地公園內，選擇桐花樹、秋茄、海欖雌、無瓣海桑、鹵蕨及老鼠簕等6種具有代表性人工種植群落類型設置樣地，在每個類型植被內設置3 個10 m × 10 m 固定樣方作為重復，具體樣地信息見表1。采樣地分布情況如圖1 所示。

圖1 廣東臺山紅樹林采樣圖Fig. 1 Map of the study sites in Taishan, Guangdong

表1 采樣地基本信息Table 1 Basic information of the sampling sites

1.2.2 樣品采集及測定 在每個樣方內，隨機設置3 個采樣點。采樣前，移除土壤表層的凋落物層，用內徑為5 cm 的采樣器分別采集0～10 cm，10～20 cm 和20～40 cm 層的土壤樣品，共采集了162 份土壤樣品。將土壤混合均勻后，帶回實驗室。在實驗室內挑出根系、石粒等雜物，風干后研磨過篩待測。采用電位法，測定土壤的pH。采用重鉻酸鉀外加測法測定土壤內有機碳含量。采用DDS-307 電導率儀測定電導率。土壤含水量采用烘干法測定；土壤容重采用土壤環(huán)刀法現場測定。

1.2.3 數據處理 采用單因素方差分析和LSD 多重比較的方法，分析各群落有機碳含量及其他指標之間的差異，并采用Pearson 相關性分析方法，分析各群落有機碳含量與其它理化性質的關系。利用SPSS 13.0 進行單因素方差分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同群落有機碳含量與土壤理化特征

不同紅樹林群落下0～10 cm 層土壤有機碳含量差異顯著（P＜0.05）（表2），秋茄群落和海欖雌群落下土壤有機碳含量顯著高于桐花群落、無瓣海桑群落和鹵蕨群落（P＜0.05），秋茄群落有機碳含量最大，為3.18%；而在10～20 cm 層土層，海欖雌群落下土壤有機碳含量最大，為3.08 %，秋茄群落、老鼠簕群落、桐花樹群落、無瓣海桑群落和鹵蕨群落土壤有機碳含量依次減少（表2）；在20～40 cm 層土層中，各群落土壤有機碳含量與10～20 cm 層基本一致。

土壤理化性質方面，海欖雌群落土壤含水率顯著高于大部分群落（P＜0.05）。對于土壤容重，結果顯示其與土壤含水率呈顯著負相關（P＜0.05）（表3）。無瓣海桑和鹵蕨群落僅在0～10 cm的土層中容重顯著高于其余群落（P＜0.05），其余土層不同群落容重差異性均不顯著。不同群落土壤pH 值隨土壤層變化差異不大；在0～10 cm 土層中，海欖雌和無瓣海桑群落的pH 值顯著高于其他群落（P＜0.05）；在10～20 cm 土層各群落間pH 值差異不顯著，但在20～40 cm 層土層中，無瓣海桑的pH 值顯著高于其他群落（P＜0.05），為7.4。對于土壤電導率，桐花樹和秋茄群落在0～10 cm 和10～20 cm 的土層顯著高于其他群落（P＜0.05）。

2.2 不同群落土壤有機碳密度

如圖2 所示，海欖雌群落土壤有機碳密度最高，為103.875 mg·hm-2，并顯著高于除秋茄外所有群落（P＜0.05）。其中，桐花樹群落、無瓣海桑群落、鹵蕨以及老鼠簕群落土壤有機碳密度分別為75.299、78.457、70.472、63.716 mg·hm2。

圖2 不同群落40 cm 層土壤有機碳密度Fig. 2 Total soil organic carbon density down to 40 cm at different sites

2.3 不同群落土壤有機碳含量與其它理化指標的關系

不同群落地0～40 cm 層土壤有機碳與土壤電導率和含水率顯著正相關（P＜0.05），與土壤容重顯著負相關（P＜0.05）（表3）。土壤有機碳與pH 值不相關。

表3 土壤有機碳與其它土壤理化指標的相關系數Table 3 Correlation coefficients between organic carbon contents and other physical and chemical indexes of the soil

3 結論與討論

桐花樹群落、秋茄群落、海欖雌群落、無瓣海桑群落、鹵蕨和老鼠簕群落的0～40 cm 層土壤有機碳密度分別為75.299，89.320，103.875，63.717，70.472 mg·hm-2，其中海欖雌群落土壤的有機碳密度最大，鹵蕨群落土壤的最小。土壤容重、電導率、含水率是影響紅樹林群落0～40 cm層土壤有機碳的主要因素。

紅樹林中的土壤有機碳主要來源于植被地上凋落物，地下部分根系以及海水中懸浮的有機質[12]。在本研究中，秋茄群落和無瓣海桑的有機碳平均含量分別為2.93%和1.92%，高于廣西壯族自治區(qū)珍珠灣和福建九龍江口紅樹林秋茄和其他類型的紅樹林[13-14]。秋茄林群落有機碳含量在土壤表層（0～10 cm）含量最高，而無瓣海桑的有機碳含量在土壤層20～40 cm 層最高，造成這樣的原因可能是紅樹林的根系主要分布在20～40 cm 土壤層[12，15]，而且作為較高大喬木的無瓣海桑具有更深層次的根系。本研究中其他群落如海欖雌的土壤有機碳平均含量與劉美齡[16]在海南東南港同類型群落有機碳含量相似。

臺山紅樹林群落下土壤有機碳儲量均稍低于同緯度地區(qū)下紅樹林群落土壤有機碳含量[17]。除無瓣海桑外，其余群落的土壤有機碳儲量呈現隨土壤層深度增加而降低的趨勢，這與辛琨等[12]對海南紅樹林群落的研究相類似，原因可能是這兩個地方土壤質地粘重，土壤表層的有機質通過淋溶作用轉移到下層的速度較慢[12]。

不同土層紅樹林群落土壤有機碳含量的差異不僅來源于植物種類的差異，也受到其他因素例如潮汐升降、降雨和河流等外界條件影響。區(qū)別于陸地森林，紅樹林生長于海陸交接的灘涂區(qū)域，在此環(huán)境中生物因素和非生物（環(huán)境）因素較為復雜，這些條件共同影響土壤有機碳的輸入與輸出，從而導致紅樹林土壤有機碳含量具有一定的不確定性[19-20]。因此，不同研究區(qū)域，不同植物群落和不同土壤層都導致紅樹林土壤有機碳密度差異。周慧杰[21]對廣西壯族自治區(qū)欽州灣桐花群落研究發(fā)現，有機碳在0～10 cm 達到最大值，而在海南省文昌市，桐花群落卻在20～40 cm 達到最大值[12]，此外還有研究者發(fā)現紅樹林群落中土壤層3 m 的有機碳含量還是很豐富[22]。

土壤理化性質主要通過影響土壤內部的微觀環(huán)境，從而影響其有機碳固定速率，同時土壤有機碳的積累也會對土壤理化性質產生影響[12]。一般地，土壤鹽度和土壤電導率呈現顯著正相關關系[23]。在本研究中使用電導率代替鹽度進行分析發(fā)現，土壤有機碳含量與電導率呈顯著正相關關系，主要原因可能是較高的土壤鹽度可以抑制土壤有機碳的降解，從而促進土壤有機碳的保存[24]。土壤有機碳與含水率成顯著正相關關系，與前人之前的研究相一致[25-26]。同時，土壤有機碳含量與土壤容重呈顯著負相關，與王麗紅等[27]對崇明島濕地土壤有機碳和土壤含水率關系分析的結果相似，主要原因可能是隨著土壤容重的變大，土壤的水分和空氣等發(fā)生變化，從而導致土壤孔隙度降低，結構性下降，導致土壤變得緊實，最終影響土壤有機碳含量。

本研究僅對臺山紅樹林40 cm 層的土壤有機碳含量的分布情況及理化指標進行分析，但是除了群落類型，潮位、溫度和緯度等都會對紅樹林土壤有機碳含量產生影響，這些因素對無瓣海桑群落下土壤有機碳含量的影響還需要深入研究。