康滿萍,趙成章,白 雪

西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,甘肅省濕地資源保護與產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程研究中心, 蘭州 730070

濕地生態(tài)系統(tǒng)是濕地生物和非生物要素間物質(zhì)循環(huán)和能量流動相互作用的空間區(qū)域[1],土壤是濕地生態(tài)過程的重要參與者和載體,土壤全鹽含量的空間異質(zhì)性是土壤鹽分運移對環(huán)境因子的響應(yīng)[2],對認(rèn)識土壤全鹽含量與群落環(huán)境、生態(tài)水文之間的響應(yīng)機制具有重要意義[3]。土壤全鹽含量能夠反映耕作層土壤鹽漬化的程度和狀態(tài)[4],控制著土壤的性狀和發(fā)育方向,影響生態(tài)水文環(huán)境的穩(wěn)定性及生物多樣性[5],是地質(zhì)地貌、氣候、土壤質(zhì)地、群落環(huán)境和生態(tài)水文過程等一系列地理環(huán)境因子共同作用的結(jié)果[6]；“鹽隨水來,鹽隨水去”,水分是土壤鹽分運移的載體,地下水位埋深的變化直接關(guān)系到土壤水帶和毛管水帶的連接狀態(tài),影響土壤中鹽基離子隨地下水帶運移積累至土壤表層的過程[7-8]；植被覆蓋度作為植被生長狀況直觀量化的指標(biāo),不僅反映了植物群落的外貌和性質(zhì),而且能夠通過改變地表水分蒸發(fā)和植被蒸騰作用,影響鹽基離子隨水分蒸發(fā)運移,進而影響土壤全鹽含量的表聚性和異質(zhì)性[9]；土壤理化屬性的空間異質(zhì)性特征與生態(tài)水文過程和群落學(xué)環(huán)境間的相互作用對于維持內(nèi)陸鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義。

內(nèi)陸鹽沼濕地是干旱半干旱氣候條件下地表過濕或季節(jié)性積水、土壤鹽漬化并發(fā)育多種鹽生植物的沼澤濕地[10],是生態(tài)水文過程特殊、環(huán)境高度異質(zhì)的濕地生態(tài)系統(tǒng)[11],土壤鹽分一定程度上決定鹽沼濕地植被群落生長、分布格局及濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能穩(wěn)定性,在較小尺度上植被生長狀況和地下水位的動態(tài)變化共同作用影響土壤全鹽含量非均質(zhì)性特征,體現(xiàn)了土壤鹽分、植被和地下水相互作用共同維持內(nèi)陸鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性機制。因此,探討內(nèi)陸鹽沼濕地土壤全鹽含量空間分布及其對地下水位埋深、植被覆蓋度的響應(yīng)機制,對于深入理解濕地特殊的生態(tài)水文過程及其維持濕地生態(tài)系統(tǒng)功能具有十分重要意義。

蘇干湖濕地是我國典型鹽漬土分布且濕地生態(tài)序列基本保持原始狀態(tài)的鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng),具有特殊的生態(tài)水文過程、土壤理化空間系統(tǒng)的非均質(zhì)性特征和濕地植被呈斑塊化分布,體現(xiàn)了蘇干湖內(nèi)陸鹽沼濕地的復(fù)雜性。目前,地統(tǒng)計學(xué)已廣泛地應(yīng)用于干旱區(qū)土壤鹽分特征[12]、鹽分與植被[13]、地下水的關(guān)系[14]等方面開展了廣泛研究,許多學(xué)者圍繞內(nèi)陸鹽沼濕地的研究集中在生物量分配[15]、種群分布格局[16]及其性狀對環(huán)境的適應(yīng)[17]等方面,對蘇干湖濕地的群落組成[18]、鳥類多樣性[19]、生態(tài)脆弱性評價[20]、水循環(huán)的影響[21]等方面做了大量的研究,但針對內(nèi)陸鹽沼濕地土壤全鹽含量空間分布的隨機性、結(jié)構(gòu)性特征及其對生態(tài)水文環(huán)境響應(yīng)方面的研究相對較少,特別是對內(nèi)陸鹽沼濕地土壤全鹽含量的空間分布格局及其與地下水位埋深、植被覆蓋度間的相互作用機理認(rèn)識尚不清晰。鑒于此,本研究采用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)、地統(tǒng)計學(xué)和Kriging插值等方法研究了蘇干湖鹽沼濕地淺層剖面0—50 cm土層全鹽含量的空間異質(zhì)性,并探討了土壤全鹽含量與地下水位埋深、植被覆蓋度間的相關(guān)性,試圖明晰蘇干湖內(nèi)陸鹽沼濕地淺層土壤全鹽含量的空間分布格局及其對地下水位埋深、植被覆蓋度間的關(guān)系,旨在能夠更好的理解內(nèi)陸鹽沼濕地土壤鹽分含量的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)及其與地下水位埋深、植被覆蓋度間相互響應(yīng)機制的認(rèn)識,對濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持機制提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

蘇干湖濕地位于甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣阿勒騰鄉(xiāng)境內(nèi)(93°47′53″—94°04′26″E,38°50′07″—38°56′27″N),處于阿爾金山、黨河南山與賽什騰山之間的花海子-蘇干湖盆地的西北端,海拔2795—2808 m,屬內(nèi)陸高寒半干旱氣候,年平均氣溫3—6℃,年均降水量35.5—70.6 mm,蒸發(fā)量1228—2495 mm,大風(fēng)天氣盛行,沙塵暴發(fā)生頻率高。濕地面積約100500 hm2,其水系屬于柴達(dá)木內(nèi)流水系中西北端的一個獨立水系,發(fā)源于黨河南山的大、小哈爾騰河出山口潛流于地下,在海子盆地成泉涌露,匯成河網(wǎng),流入大、小蘇干湖,消耗于泉水溢出帶和湖面的蒸發(fā)蒸騰,地下水位埋深在0—7 m間。土壤以草甸土、草甸沼澤土、鹽土、草甸鹽土和沙土等為主,受地理環(huán)境因素的影響,土壤鹽漬化嚴(yán)重,植被為應(yīng)對寒冷、干旱和土壤鹽漬化等生境條件,形成了獨特的區(qū)域性生態(tài)特征,如植株矮小、多叢生長且有泌鹽功能,主要植物有賴草(Leymussecalinus)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、堿地風(fēng)毛菊(Saussurearuncinata)、鹽角草(Salicorniaeuropaea)、西伯利亞蓼(Polygonumsibiricum)、苦豆子(Sophoraalopecuroides)、水麥冬(Triglochinmaritimum)等。

1.2 研究方法

1.2.1土壤樣品采集與分析

1.2.2地下水位埋深和植被覆蓋度數(shù)據(jù)獲取

圖1 蘇干湖濕地野外調(diào)查數(shù)據(jù)采樣點 Fig.1 Sampling points of field survey data of wetland in Sugan Lake

在采集土壤樣品的采樣點上用鐵鏟挖至地下水流出,待水位穩(wěn)定后測量地下水埋深[23](圖1),在ArcGIS 10.3軟件下將101個點位的地下水埋深值進行空間插值,通過數(shù)據(jù)掩膜剪取蘇干湖濕地地下水位埋深的柵格圖像。

選取蘇干湖濕地2017年9—10月云量小于10%的Landsat- 8衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),其空間分辨率為15 m×15 m。利用ENVI 5.1對原始影像進行輻射定標(biāo)、FLAASH大氣校正和標(biāo)準(zhǔn)假彩色波段的融合等預(yù)處理,計算歸一化植被指數(shù)(NDVI),采用像元二分模型計算蘇干湖濕地的植被覆蓋度,結(jié)合ArcGIS中點提值工具提取對應(yīng)101個土壤采樣點的植被覆蓋度值,然后應(yīng)用克里金插值進行空間插值。

1.2.3研究方法與數(shù)據(jù)處理

半方差函數(shù)是地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)解釋土壤特性空間變異結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ),是解釋變量空間分布的隨機性和結(jié)構(gòu)性特征的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法[24]。在地統(tǒng)計學(xué)中,為避免存在比例效應(yīng),數(shù)據(jù)處理分析采用Kolmogorov-Semirnov(K-S)檢驗所測數(shù)據(jù),符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行地統(tǒng)計學(xué)分析(P>0.05),應(yīng)用GS+9.0對不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)源進行對數(shù)轉(zhuǎn)換,利用GS+軟件進行半方差值計算、模擬與檢驗,得出的半方差函數(shù)模型。半方差函數(shù)的計算公式為:

式中,r(h)為變異函數(shù)；h為步長,即樣點空間距離,n(h)是樣點距離為h時的點對總數(shù),Z(xi)和Z(xi+h)分別是區(qū)域化變量Z(x)在空間位置xi和xi+h處的實測值。變異函數(shù)(半方差函數(shù))主要由理論模型、塊金值、基臺值、變程和塊金值效應(yīng)值等參數(shù)組成,是地統(tǒng)計學(xué)中研究空間變異性的關(guān)鍵函數(shù),反映了變量的空間格局或空間相關(guān)類型、范圍等[25]。

2 結(jié)果分析

2.1 土壤全鹽含量的統(tǒng)計特征

蘇干湖濕地土層0—50 cm全鹽含量特征參數(shù)均表現(xiàn)出明顯差異性(表1),土壤全鹽均值、變化幅度隨著土層深度的增加呈減小趨勢。0—10 cm土壤全鹽含量值較高,其值介于15.81—485.83 g/kg,變化值為470 g/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為118.75,10—30 cm土層的全鹽含量值介于2.06—58.76 g/kg,變化值為56.7 g/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為9.25,30—50 cm土層的全鹽含量值介于1.68—39.9 g/kg,變化值為38.22 g/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為8.1,其中0—10 cm土壤鹽分含量高,變化幅度、標(biāo)準(zhǔn)差值相對較大,其離散程度較大,空間分布變化復(fù)雜,10—30 cm和30—50 cm土層土壤鹽分的含量值較低,變化幅度相對較小,其空間積聚漸趨穩(wěn)定。

土壤作為時間和空間上的連續(xù)體,其自然屬性的變異是多因素相互作用的結(jié)果,變異系數(shù)Coefficient of Variation(CV)可以反映一組變量的離散程度,運用變異系數(shù)(CV)的大小判定變異的強弱,CV≤10%為弱變異性；10%

表1 蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量的統(tǒng)計特征值

2.2 土壤全鹽含量的空間異質(zhì)性

2.2.1土壤全鹽含量的變異函數(shù)理論模型

在地統(tǒng)計學(xué)中,為避免存在的比例效應(yīng),采用SPSS軟件的樣本K-S檢驗(顯著水平α=0.05)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布或近似正態(tài)分布。結(jié)果表明,研究區(qū)土壤全鹽含量服從正態(tài)分布(表1),滿足地統(tǒng)計學(xué)對于二階平穩(wěn)假設(shè)條件的要求,可直接進行地統(tǒng)計學(xué)分析。各層土壤全鹽含量的變異函數(shù)理論模型及參數(shù)(表2),蘇干湖濕地0—10 cm土壤全鹽含量的半方差函數(shù)符合球狀模型,10—30 cm、30—50 cm符合指數(shù)模型；各層土壤全鹽含量的決定系數(shù)在0.62—0.72間,殘差值較小,其值介于0.06—2.56間,根據(jù)決定系數(shù)和殘差值,研究區(qū)各層土壤全鹽含量的理論模型達(dá)到顯著性水平,模型的擬合程度較好。

2.2.2土壤全鹽含量的空間異質(zhì)性分析

塊金值是(C0)由測量誤差和空間變異共同作用引起的,反映區(qū)域化變量的隨機異質(zhì)性程度；基臺值(C0+C)包括結(jié)構(gòu)性變異和隨機性變異在內(nèi)的系統(tǒng)總變異,表示變量空間異質(zhì)性的強弱。根據(jù)蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量的變異函數(shù)理論模型及相應(yīng)參數(shù)如表2所示,0—10 cm土壤全鹽含量的塊金值和基臺值偏大,其值分別為430和14030,土壤全鹽含量的隨機變異程度和系統(tǒng)總變異程度較強,隨土層深度的增加塊金值和基臺值呈減小變化；10—30 cm和30—50 cm土壤全鹽含量的塊金值和基臺值相對較小且相差不大,塊金值分別為4.7和6.3間,基臺值為64.5和82.56,空間異質(zhì)性相對較弱且空間變異趨于穩(wěn)定。

塊金效應(yīng)值(C0/C0+C)表示自相關(guān)部分導(dǎo)致的空間變異在總空間異質(zhì)性中的貢獻比例,反映其空間結(jié)構(gòu)特征,當(dāng)塊金效應(yīng)值>75%、25%—75%、<25%時,分別表明系統(tǒng)的空間相關(guān)性較弱、中等、較強[27]。蘇干湖內(nèi)陸鹽沼濕地各層土壤全鹽含量的塊金效應(yīng)值均<25%,(表2),表明在研究尺度上土壤全鹽含量具有較強的空間自相關(guān),在不同土層由空間自相關(guān)引起的空間異質(zhì)性所占的比例有所差異,隨土層深度的增加呈倒U型。

2.2.3土壤全鹽含量的尺度效應(yīng)

變程是土壤全鹽含量空間異質(zhì)性的尺度函數(shù),是衡量最大變異程度的空間距離,代表土壤鹽分空間相關(guān)范圍,在變程之內(nèi)具有空間自相關(guān)性,反之則是獨立的[28],其大小決定著空間異質(zhì)性的尺度。蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量的變程值介于5.2—8.49 km間,變程值隨土層深度增加逐漸增大,各層土壤鹽分空間自相關(guān)的尺度存在差異性,0—10 cm土壤全鹽含量異質(zhì)性的變程相對較大,在5.2 km的范圍之內(nèi)具有空間自相關(guān)性,自相關(guān)引起的空間變異性強；土層10—30 cm、30—50 cm全鹽含量的變程介于6.73—8.49 km間,空間自相關(guān)尺度隨深度增加呈增大趨勢；本實驗土壤全鹽含量的設(shè)計尺度為5 km,介于各層土壤全鹽含量的變程范圍內(nèi),所以符合地統(tǒng)計學(xué)取樣的要求,能夠反映土壤全鹽含量的空間格局信息。

表2 蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量的變異函數(shù)理論模型及相關(guān)參數(shù)

2.2.4土壤全鹽含量的各向異性

各向異性是空間異質(zhì)性程度的重要部分,各向異性較高,空間異質(zhì)性程度也較強,空間異質(zhì)性不僅與尺度有關(guān),還與方向有關(guān)[29],為進一步分析土壤全鹽含量空間變異的方向性,對0—50 cm全鹽含量在 0°、45°、90°、135°四個方向上的變異函數(shù)分析發(fā)現(xiàn)(圖2),0—10 cm土壤全鹽含量的半方差函數(shù)具有明顯的方向性,表現(xiàn)為在135°方向上的變異函數(shù)值低于其他3個方向,且隨著距離的增大,其他3個方向上的變異函數(shù)值與135°方向上的變異函數(shù)值的比值逐漸增大,意味著土壤全鹽含量步分析土壤全鹽含量空間變異的方向性,對0—50 cm各層土壤全鹽含量在0°、45°、90°、135°的空間異質(zhì)性程度也較高；10—30 cm土層的全鹽含量在90°方向上的變異函數(shù)值高于其他3個方向,135°方向上的變異函數(shù)值低于其他3個方向,且隨著距離的增大,其他3個方向上的變異函數(shù)值與135°方向上的變異函數(shù)值的比值逐漸減小,30—50 cm土層的全鹽含量在4個方向的函數(shù)值比值呈波動變化,基本接近于1,表現(xiàn)為各向同性(圖2)。

圖2 蘇干湖濕地土壤全鹽含量的各項異性比Fig.2 the different ratios of soil total salt content in Sugan lake wetland

2.3 土壤全鹽含量、植被覆蓋度和地下水位埋深的空間分布格局

2.3.1土壤全鹽含量的空間分布圖

在變異函數(shù)理論及結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上,利用克里金插值方法繪制土壤全鹽含量的空間分布(圖3)。蘇干湖鹽沼濕地0—50 cm土壤全鹽含量均值介于8—168 g/kg,高值和低值中心呈斑狀鑲嵌分布,高值中心主要分布在小蘇干湖周邊及小蘇干湖以南泉水出露的局部地帶,低值中心主要分布在大蘇干湖以東及水鴨子河流下游的灘地(圖1、圖3)；各層土壤全鹽含量的空間分布存在差異性,0—10 cm土壤全鹽含量值介于15—485.8 g/kg,高、低值區(qū)域差值較大,空間分布同0—50 cm均值的空間分布存在相似性；10—30 cm、30—50 cm土壤全鹽含量的差值相對較小,高值和低值中心呈斑狀鑲嵌分布,空間連續(xù)性較差,空間破碎化程度較高。

2.3.2植被覆蓋度和地下水位埋深的空間分布

研究區(qū)植被覆蓋度由濕地中心向南北方向逐漸降低,在局部地帶高值和低值中心呈斑塊狀鑲嵌分布(圖4),低植被覆蓋度主要在濕地邊緣地帶和大、小蘇干湖周邊的積水洼地,多以戈壁和裸地為主,鹽生植被植株矮小稀疏,高植被覆蓋區(qū)主要分布在小蘇干湖以南的泉水出露地帶和水鴨子河下游的灘地(圖1、圖4)。地下水位埋深值介于0—6 m間,其空間分布呈條帶狀分布(圖5),東-西方向變化相對平穩(wěn),南-北方向變化較大,地勢較低的濕地中心是地表水和地下水的匯集中心,泉水出露,水位埋深介于0—3 m間,在地勢相對較高的濕地南、北邊緣地帶水位埋深介于3—6 m。

2.4 土壤全鹽含量與植被覆蓋度和地下水位埋深的相關(guān)性分析

通過相關(guān)分析方法得到蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量與地下水位埋深、植被覆蓋度間的相關(guān)系數(shù)圖(圖6),本研究發(fā)現(xiàn),全鹽含量與植被覆蓋度間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)值介于0.61—0.79,隨土層深度的增加兩者間的相關(guān)性減弱,高植被覆蓋區(qū)域,土壤全鹽含量較低,低植被覆蓋區(qū)域,土壤全鹽含量較高。各層土壤全鹽含量與地下水埋深與間呈正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)介于0.34—0.37,地下水位埋深對土壤全鹽含量的影響存在閾值,在地下水位埋深0—1 m的范圍內(nèi),各層土壤全鹽含量隨地下水位埋深的增加呈增加趨勢；在1—3 m的范圍內(nèi),土壤全鹽含量既有高值值亦存在低值；當(dāng)?shù)叵滤宦裆畲笥? m,各層土壤全鹽含量隨地下水位埋深的增加呈減少趨勢。

圖3 蘇干湖濕地土壤全鹽含量空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of soil total salt content in Sugan Lake

圖4 蘇干湖濕地植被覆蓋度空間分布圖 Fig.4 Spatial distribution of vegetation coverage in Sugan Lake

圖5 蘇干湖濕地地下水位埋深空間分布圖 Fig.5 Spatial distribution of groundwater table depth in Sugan Lake

圖6 土壤全鹽量與植被覆蓋度、地下水位埋深間的相關(guān)系數(shù)圖Fig.6 Correlation between vegetation coverage and groundwater table depth and soil salinity in wetland content

3 討論

空間異質(zhì)性是土壤全鹽量空間分布格局的本質(zhì)屬性,包括空間組成、空間構(gòu)型和空間關(guān)系的異質(zhì)性,反映了空間系統(tǒng)的復(fù)雜性和變異程度[30]。土壤全鹽含量的空間異質(zhì)性受結(jié)構(gòu)性因素和隨機性因素綜合作用形成的,其結(jié)構(gòu)性因素使同一層面的空間相關(guān)性增強,隨機性因素使其空間相關(guān)性減弱,并朝同質(zhì)化、均一化方向發(fā)展[31- 32]。研究發(fā)現(xiàn),蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量空間上具有非均質(zhì)性和表聚性特征,受結(jié)構(gòu)性因素的影響,各向異性較高,由自相關(guān)引起的空間變異程度較強(表2),土壤全鹽含量的均值、變化幅度和變異強度隨土層深度的增加呈減少趨勢,且0—10 cm土壤全鹽含量受結(jié)構(gòu)性影響因素更顯著,其空間隨機變異程度和自相關(guān)引起的異質(zhì)性較10—30 cm、30—50 cm土層更強(表2)。主要原因有：(1)蘇干湖濕地干旱少雨,蒸發(fā)量大于降水量,土壤母質(zhì)含鹽重,土壤鹽漬化特點顯著,低洼封閉的地勢、地形條件致使鹽分隨地表水和地下徑流匯集到盆地中心無法移出,以鹽基離子形式集聚土層包氣帶中,成為鹽分存儲區(qū),在強烈蒸發(fā)作用下,土壤包氣帶及地下水中的可溶性鹽在土壤毛細(xì)管作用下隨上升水流蒸發(fā)、濃縮、積累于地表,呈現(xiàn)出土壤鹽分“表聚”現(xiàn)象,長期積累在地表形成厚約3—5 cm的鹽殼和大小各異的鹽坑,土壤全鹽含量大,這與我們采樣調(diào)查時所觀察到的現(xiàn)象相一致,土壤鹽分受多重因素的影響具有表聚性和非均質(zhì)性特征；(2)采樣時正值秋季(枯水期),持續(xù)的蒸發(fā)作用增強了表層土壤鹽分的聚積,這可能也是導(dǎo)致表層積鹽現(xiàn)象比較重要的因素之一,這與張海威[33]的研究相一致。

水、鹽是鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是影響植被生長狀況和分布格局的關(guān)鍵因子[14],植被的正向演替改善土壤的理化性狀,其分布格局和冠層結(jié)構(gòu)通過對光照資源的截獲能力和對地表的遮陰、覆蓋作用來降低局部環(huán)境的溫度,減弱地表水分蒸發(fā),進而影響土壤全鹽含量的表聚性和異質(zhì)性[34]。研究發(fā)現(xiàn),蘇干湖濕地各層土壤全鹽量受植被蓋度的影響較為顯著,兩者間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),高植被覆蓋區(qū)域,土壤全鹽含量較低,低植被覆蓋區(qū)域,土壤全鹽含量較高(圖6),這與植被的聚集分布格局和冠層結(jié)構(gòu)對蒸發(fā)作用的影響相關(guān)。主要原因有：(1)在大、小蘇干湖周邊和濕地中心的淡水泉出露地帶,地下水位埋深適宜植被的生長,濕地植被生長較好呈斑塊狀集群狀分布,受植被蓋度的遮陰作用,地表蒸發(fā)作用較弱,0—10 cm積鹽相對較輕,鹽分以鹽基離子的形式存在土層包氣帶中,10—50 cm土層鹽分含量存在高值區(qū)(圖1、圖3)；(2)在小蘇干湖周邊受季節(jié)性水淹和高鹽環(huán)境脅迫影響下植被生長期縮短,生長期完成之后,鹽生植物體內(nèi)的大量鹽基離子回歸土壤,增加了土壤全鹽含量；另一方面,由于研究區(qū)植株普遍矮小,覆蓋度相對較低(圖4),地表裸露面積較大,在強烈的蒸發(fā)作用下可溶性鹽隨土壤毛細(xì)管水向上運動,在表層積聚鹽分含量增加,這與郭文聰?shù)难芯肯嘁恢耓35]；(3)鹽生植被耐鹽力強,植被根系發(fā)達(dá),從深層土壤或地下水中吸取水分的同時伴隨大量的水溶性鹽類進入到植物體內(nèi),當(dāng)植被死亡后堆積于地表,水溶性鹽類便累積于土壤表層,從而引起表層土壤全鹽量的增加；部分泌鹽植物在生長過程中將體內(nèi)的鹽分分泌出來,就地積累在植株附近,斑塊化尺度上的鹽生植被其冠層結(jié)構(gòu)和植株泌鹽性共同導(dǎo)致0—10 cm土壤全鹽含量的表聚性和非均質(zhì)性特征,而10—50 cm土層鹽分含量相對較高,該范圍內(nèi)其變異性還有可能受植被本身的生物學(xué)特性(根系深淺)、土壤質(zhì)地等因素的影響,使不同土層結(jié)構(gòu)存在差異,導(dǎo)致不同土層的土壤鹽分空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

水分是土壤鹽分運移的載體,地下水位的動態(tài)變化通過土層中毛細(xì)管作用,進而對土壤中鹽基離子在土層中的運移積累產(chǎn)生影響[36]。研究發(fā)現(xiàn),蘇干湖濕地各層土壤全鹽含量高值和低值中心呈斑狀鑲嵌分布,地下水位埋深呈條帶狀分布(圖5),土壤全鹽含量與地下水埋深與間呈正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)介于0.34—0.37,不同地下水位埋深對土壤全鹽含量的影響存在差異性。(1)大蘇干湖以東,小蘇干湖以南的濕地中心泉出露地帶,地下水位埋深范圍介于0—1 m(圖5),低洼的地勢條件是水鹽的匯集中心,受水淹和河流的淋溶、攜帶作用的影響,土壤全鹽含量相對較低(圖1、圖3)；局部地帶,地下水位埋深大于1 m,土壤水帶與毛管水帶連接,水鹽運移路徑暢通,在強烈的蒸發(fā)作用下,土壤中的基鹽離子和可溶性鹽隨地下水運移至地表積聚,導(dǎo)致0—10 cm全鹽含量相對較高,該區(qū)域土壤全鹽含量隨地下水位埋深增加呈增大趨勢；(2)在濕地南、北部邊緣地帶,地勢相對較高,埋深范圍介于4—6 m(圖1、圖5),土壤水帶和毛管水帶處于斷裂狀態(tài),通過土壤空隙間的毛管力輸送的水分逐漸減少,水鹽運移相對困難,土壤鹽分較低(圖3),該區(qū)域土壤全鹽含量隨著地下水埋深變化的增加呈減少的趨勢(圖6)；(3)在小蘇干湖周邊區(qū)域,地下水位埋深值介于3—6 m間,豐水期受水淹及周邊山地積雪融水?dāng)y帶的鹽分堆積,枯水期,水去鹽留,在強烈的蒸發(fā)作用下淺層剖面的基鹽離子和可溶性鹽隨地下水運移至地表積聚,土壤全鹽含量較高(圖3)；總體而言,蘇干湖鹽沼濕地地下水位埋深對土壤全鹽含量的影響存在閾值,其變化增加了土壤全鹽含量空間分布變異的復(fù)雜性,這與丁建麗等[37]的研究相一致。

4 結(jié)論

蘇干湖內(nèi)陸鹽沼濕地各層土壤全鹽含量相對較高,具有非均質(zhì)性和表聚性特征,且受結(jié)構(gòu)性因素的影響,具有各向異性特征,且其值相對較高,空間變異程度較強,其空間分布呈斑狀鑲嵌分布,土壤全鹽含量的空間異質(zhì)性主要受植被覆蓋度的影響,兩者間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與地下水埋深間呈正相關(guān)關(guān)系,地下水位埋深對土壤全鹽含量的影響存在閾值,增加了其空間變異的復(fù)雜性,但各層間全鹽含量的變化特征、分布格局及與覆蓋度間、地下水位埋深的相關(guān)性存在差異性。今后的研究將進一步綜合考慮將土壤質(zhì)地、水帶的分布情況和鹽生植被群落的生長特性、功能性狀等諸多因子對土壤全鹽含量的影響,進一步認(rèn)識干旱區(qū)鹽沼濕地特殊的生態(tài)水文過程、復(fù)雜的土壤理化屬性和群落環(huán)境對濕地生態(tài)演替的影響。