端金霞 李海文 李志文 何汝蜜王付民 朱奕秀

（1. 廣東惠東海龜國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，廣東 惠州 516359；2. 嶺南師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524048）

濕地生態(tài)系統(tǒng)是水陸相互影響所形成的特殊復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)，為三大生態(tài)系統(tǒng)之一[1]。兼具陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)的共同特性，具有防風(fēng)固岸、維持生物多樣性和保護(hù)生物棲息地等多方面的生態(tài)服務(wù)價(jià)值[2]。土壤是濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，是濕地物質(zhì)與能量的交換中心。濱海濕地土壤在形成和發(fā)展過程中受到了多重因素的影響，從而形成較為獨(dú)特的土壤條件和理化性質(zhì)，在維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡中起著至關(guān)重要的作用[3]。目前，對(duì)濕地的研究主要集中在合理科學(xué)利用濕地資源和修復(fù)提高濕地生態(tài)系統(tǒng)功能來實(shí)現(xiàn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展等方面[4]。濕地土壤理化性質(zhì)的變化反映了土壤內(nèi)部環(huán)境的變化，濕地土壤理化性質(zhì)的改變又會(huì)引起植被多樣性的變化，久而久之，將會(huì)導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)的改變和退化[5]。通過改善和修復(fù)濕地土壤來提高濕地生產(chǎn)力和服務(wù)功能一直是濕地研究的重點(diǎn)方向[6]。

土壤理化性質(zhì)和植被情況均是評(píng)價(jià)濕地生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo)。眾多學(xué)者認(rèn)為，研究濕地土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建及濕地的可持續(xù)發(fā)展具有指導(dǎo)作用和重要意義。目前，國內(nèi)外研究土壤理化性質(zhì)的指標(biāo)主要集中于土壤容重、水分、密度、質(zhì)地、機(jī)械組成等單個(gè)指標(biāo)的分析[7]。濱海灘涂濕地受潮汐影響，其生境異質(zhì)性程度較高，與潮汐作用相關(guān)的土壤因子主要包括土壤鹽份、濕度、有效成分、pH、以及土壤粒度和容重等，且受高程影響較大[8]。Rokosch 等[9]認(rèn)為濕地土壤理化性質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)、土壤質(zhì)地、土壤養(yǎng)分（速效磷、速效鉀、堿解氮）能夠反映濕地生境條件，是評(píng)價(jià)濕地恢復(fù)程度的重要指標(biāo)。Axt 等[10]認(rèn)為土壤理化性質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)是濕地土壤恢復(fù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。Meyer 等[11]認(rèn)為衡量濕地生態(tài)恢復(fù)的重要指標(biāo)是土壤理化性質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)和容重。指標(biāo)之間相關(guān)性分析研究也可以較好地反映土壤理化性質(zhì)特征[12]。土壤與植被在濕地生態(tài)系統(tǒng)中相伴存在，相互制約，同時(shí)植物多樣性與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性是復(fù)雜的[13]。

惠東港口海龜國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)國際重要濕地是中國18 000 km 海岸線上國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物綠海龜Chelonia mydas唯一的按期洄游產(chǎn)卵地[14]，但隨著該濕地周邊旅游業(yè)和房地產(chǎn)發(fā)展，濕地生態(tài)環(huán)境遭受干擾破壞的可能性增大、面臨生態(tài)功能退化的風(fēng)險(xiǎn)越來越高[15]。前期對(duì)該濕地的研究主要集中在生態(tài)補(bǔ)償制度、海龜保護(hù)體系的完善、海龜?shù)纳鷳B(tài)生物學(xué)特性等方面，缺少對(duì)濕地表層土壤理化性質(zhì)特征以及植被與土壤的相關(guān)性報(bào)道[15-16]。本研究結(jié)果將為該濕地的科學(xué)管護(hù)提供前期數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

惠東港口海龜國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)國際重要濕地（總面積18 km2)位于大亞灣和紅海灣交界處的惠東縣港口濱海旅游度假區(qū)內(nèi)大星山南麓，主要為海拔 25 m 等高線以下丘地與低潮水位線的灘涂，包括沿海海岸的丘崗、沙灘及灘涂水域，屬濱海濕地，主要濕地類型包括沙灘、礫石與卵石灘、灘涂和永久性淺海水域[17]。地貌屬沉降山地溺谷灣。陸地為花崗巖丘陵山地，呈東西走向的不規(guī)則半月形。東部是以花崗巖為主形成的荒山。海岸以花崗巖為主。

1.2 土壤樣品的采集、測(cè)定及指標(biāo)等級(jí)評(píng)定

2021 年5 月27-29 日取12 個(gè)表層土壤取樣點(diǎn)（圖1），編號(hào)為1 到12。每個(gè)樣點(diǎn)設(shè)置1 m ×1 m 的樣方，土壤樣品的采集按照對(duì)角線法在每個(gè)樣方中選取5 個(gè)點(diǎn)（4 個(gè)角和樣方中心）利用100 cm3的環(huán)刀來采集土壤表層0～20 cm 的土壤混合樣品，裝入聚乙烯自封袋運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室用于相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

圖1 濕地表層土壤采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of wetland surface soil sampling points

土壤濕度和含水量采用烘干法，土壤質(zhì)地采用比重計(jì)法，土壤鹽度用鹽度計(jì)法、土壤pH 采用pH 計(jì)法，土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳采用重鉻酸鉀法，土壤堿解氮用擴(kuò)散吸收法，土壤速效磷用紫外分光光度計(jì)法，速效鉀和交接性鈉采用原子吸收光譜儀法（NovAA350，德國耶拿），以上具體操作方法以及土壤容重、比重和孔隙度的測(cè)定參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[18-19]。土壤濕度等級(jí)和土壤質(zhì)地評(píng)定根據(jù)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（HJ/T166 -2004）[19]進(jìn)行評(píng)定。其它指標(biāo)根據(jù)海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB8668-2002）[20]進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)pH 值對(duì)土壤酸堿度強(qiáng)弱進(jìn)行分級(jí)：強(qiáng)酸性pH＜4.5，酸性pH4.5～6.5，中性pH6.5～7.5，堿性pH7.5～8.5，強(qiáng)堿性pH＞8.5[21]。

1.3 植物多樣性調(diào)查

按照國家標(biāo)準(zhǔn)“濱海濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程”（HY/T 080-2005）[18]執(zhí) 行。2021 年2 月24—27日，8 月16—19 日在廣東惠東海龜國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)調(diào)查6 個(gè)喬木樣方（10 m×10m），8 個(gè)灌木樣方（5 m×5 m）和15 個(gè)草本樣方（1 m×1 m）。植物多樣性分析物種豐富度指數(shù)（S），Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）, Shannon-Wiener 指數(shù)（H）和Pielou 均勻度指數(shù)（E）[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 軟件進(jìn)行顯著性分析，Pearson 相關(guān)分析法進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕地表層土壤物理性質(zhì)

2.1.1 土壤質(zhì)地 根據(jù)我國的土粒質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)[19]，濕地研究區(qū)域的土壤質(zhì)地分為砂土和壤土，除8 號(hào)采樣點(diǎn)為壤土外，其余均為砂土。

2.1.2 土壤鹽度 濕地表層土壤鹽度含量變化幅度較大（表1），變化范圍為0.13%～0.26%。其中1、8 和12 號(hào)采樣點(diǎn)表層土壤含鹽量為0.13%，其它采樣地土壤含鹽量均為0.26%。

表1 濕地表層土壤物理性質(zhì)Table 1 The physical properties of wetland surface soil

2.1.3 土壤含水量 研究區(qū)內(nèi)各采樣點(diǎn)的表層土壤濕度均為潮，從表1 中可以看出研究區(qū)的表層土壤含水量有一定差別，波動(dòng)范圍為：1.61%～9.33%。12 號(hào)采樣點(diǎn)的土壤含水量最高，為9.33%，3 號(hào)和11 號(hào)的表層土壤含水量最低，為1.61%。

2.1.4 土壤容重、比重、孔隙度 從表1 中可見，各樣點(diǎn)土壤容重、比重的變化幅度均不大，土壤容重變化在1.14 ～1.57 g· cm-3范圍內(nèi)，土壤比重變化范圍為1.46～2.84；而孔隙度變化幅度較大，變化范圍在1.00% ～54.00%之間。

2.2 濕地表層土壤化學(xué)性質(zhì)

2.2.1 土壤 1～12 號(hào)采樣地表層土壤的pH 均為7.00～7.50，根據(jù)土壤pH 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明該濕地的土壤主要是中性土壤。

2.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量 濕地表層土壤的有機(jī)質(zhì)含量變化范圍為：1.60 ～22.93 g· kg-1，變化幅度比較大（表2）。其中8 號(hào)采樣點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)22.93 g· kg-1，8 號(hào)采樣點(diǎn)的土壤質(zhì)地為壤土，其兼具砂土類土壤和粘土類土壤的特點(diǎn)，不僅有良好的通透性，還有較好的保肥性和肥效性。

2.2.3 土壤有機(jī)碳 研究區(qū)濕地表層土壤的有機(jī)碳的含量的變化范圍為0.88 ～13.30 g· kg-1（表2），其中含量最高的采樣地是8 號(hào)，這與有機(jī)質(zhì)含量分析結(jié)果相一致。

2.2.4 土壤堿解氮、速效磷和速效鉀 從表2 可見，濕地表層土壤堿解氮含量的變化幅度較大，變化范圍為：13.80 ～155.70 mg· kg-1，8 號(hào)采樣點(diǎn)土壤堿解氮含量為155.70 mg· kg-1，顯著高于其它采樣點(diǎn)。速效磷的含量變化范圍為：0.60 ～8.20 mg·kg-1。速效鉀含量變化范圍為：1.17 ～12.24 mg·kg-1，變化幅度較大，8 號(hào)采樣點(diǎn)速效鉀含量為12.24 mg·kg-1，顯著高于其它采樣點(diǎn)。

2.2.5 土壤交換性鈉 表2 所示，濕地表層土壤的交換性鈉的含量變化為：9.12 ～32.31 mg·kg-1。其中砂土采樣點(diǎn)之間的交換性鈉的含量差異也較大。

2.3 濕地表層土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析

對(duì)濕地表層土壤的容重、孔隙度、含水量、土壤養(yǎng)分（氮、磷、鉀）等指標(biāo)進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析如表3 所示?；輺|港口海龜國際重要濕地表層土壤的鹽度與交換性鈉呈極顯著正相關(guān)性。土壤比重與孔隙度呈極顯著正相關(guān)性。土壤容重與有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳、堿解氮、速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)性。有機(jī)碳與有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性。有機(jī)質(zhì)與堿解氮、速效鉀呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性，與速效磷、交換性鈉沒有呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。堿解氮與速效鉀呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性。速效鉀與交換性鈉呈顯著正相關(guān)性。其它指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著。

表 2 濕地表層土壤養(yǎng)分Table 2 The soil nutrients of wetland surface soil

表3 濕地表層土壤理化性質(zhì)Pearson 相關(guān)性分析Table 3 The Pearson correlation analysis of soil physical and chemical properties in wetland

2.4 植被多樣性指數(shù)差異及其與土壤因子的相關(guān)性

惠東港口海龜國際重要濕地植被的喬木層、灌木層和草本層的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)均差異不顯著，但草本層Shannon-Wiener 指數(shù)顯著高于喬木層和灌木層。從豐富度指數(shù)來看，喬木層最高，草本層其次，灌木層最低（表4）。由表 5可知，土壤容重與喬木層均勻度指數(shù)以及草本層Shannon-Wiener 指數(shù)及優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與草本層均勻度指數(shù)呈極顯著正相關(guān)。土壤孔隙度則與灌木層的均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)含量、有機(jī)碳含量與灌木層Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)呈顯著正相關(guān)，但交換性鈉與灌木層多樣性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。速效鉀與草本層多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

表4 濕地植被多樣性指數(shù)Table 4 The plant diversity indices of wetland

表5 濕地表層土壤養(yǎng)分與植物多樣性指數(shù)的Pearson 相關(guān)性分析Table 5 The Pearson correlation analysis of soil nutrients and plant diversity indices in wetland

3 結(jié)論與討論

惠東港口海龜國際重要濕地是國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物綠海龜、玳瑁Eretmochelys imbricata、太平洋麗龜Lepidochelys olivacea、蠵龜Caretta caretta和棱皮龜Dermochelys coriacea的重要棲息地，更是綠海龜在中國大陸架唯一的產(chǎn)卵地，2002 年被列入《拉姆薩爾公約》國際重要濕地名錄[22]。土壤理化性質(zhì)和植被特征是該濕地的重要監(jiān)測(cè)對(duì)象。

在本研究中，8 號(hào)采樣點(diǎn)的各項(xiàng)土壤理化指標(biāo)較明顯地不同于其他采樣點(diǎn)，主要原因是8 號(hào)采樣點(diǎn)的表層土壤為壤土，而其他采樣點(diǎn)的表層土壤質(zhì)地是砂土。從采樣點(diǎn)的位置、地貌特征和生態(tài)環(huán)境情況來看，盡管8 號(hào)采樣點(diǎn)位于巖石海岸區(qū)，但其距離海域較其它采樣點(diǎn)遠(yuǎn)，其上有濱海植物長期覆蓋生長，從而形成了壤土質(zhì)的表層土壤。有植物覆蓋的土壤相比較而言有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，孔隙度相對(duì)發(fā)達(dá)，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定[23]。而同位于巖石海岸區(qū)的9 號(hào)采樣點(diǎn)距離海域較近，其上較少植物生長，表層基本為裸露的由巖石長年風(fēng)化形成的粗砂土，其表層土壤理化性質(zhì)和位于海濱沙灘區(qū)的其它采樣點(diǎn)的性質(zhì)相近。

砂質(zhì)海灘的土壤是海水沖積而成的砂質(zhì)堆積物，以砂粒為主，又常伴有貝殼等物質(zhì)，透水性極強(qiáng)。影響沿海濕地土壤粒度的因素較多且比較復(fù)雜，主要的因素包括地形地貌、水動(dòng)力條件、風(fēng)暴潮、沿岸輸沙方向等[24]。本濕地土壤是以砂土（0.74 mm＞粒徑＞0.063 mm）為主，濕地海龜上岸產(chǎn)卵區(qū)沙灘（1～4 號(hào)采樣點(diǎn)）坡度平緩、沙粒細(xì)小，有利于海龜爬行、挖掘和產(chǎn)卵繁殖，因此維護(hù)保護(hù)區(qū)海龜產(chǎn)卵核心區(qū)沙質(zhì)類型的穩(wěn)定是尤為重要的內(nèi)容。

濱海濕地土壤有機(jī)質(zhì)含量很低，通常為0.05%～0.17%，一般不超過0.2%[25]。本濕地表層土壤的有機(jī)碳和堿解氮、速效磷、速效鉀的含量均較低，有機(jī)質(zhì)很大部分來源于陸生物質(zhì)、養(yǎng)殖廢水、生活污水以及其它人為干擾產(chǎn)生的影響，使得營養(yǎng)元素與其相伴進(jìn)入土壤和水體[26]。同時(shí)，由于是濱海潮汐環(huán)境，必然會(huì)受到海浪的作用，海水中有大量的懸浮物質(zhì)，這些懸浮物質(zhì)對(duì)營養(yǎng)元素能產(chǎn)生很強(qiáng)的吸附作用；另一方面在淺海區(qū)波浪可以攪動(dòng)海底，促使沉積物中的營養(yǎng)元素向海水中釋放[26]。

本濕地表層土壤容重與有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳、堿解氮、速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)性，這與祖元?jiǎng)偟萚27]對(duì)土壤的研究結(jié)論一致，但有部分學(xué)者存在不同的結(jié)論[28]。濕地土壤的有機(jī)碳與有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性，這與祁金虎[29]、張慧東[30]等對(duì)土壤研究的結(jié)論一致。研究區(qū)濕地的土壤有機(jī)質(zhì)與堿解氮、速效鉀表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)性，這與王勇輝[31]、張發(fā)俊[32]等眾多學(xué)者的研究結(jié)論一致。張發(fā)俊[32]、趙云[33]、王倩[34]等研究表明土壤的有機(jī)質(zhì)與速效磷呈顯著正相關(guān)性，而本文中有機(jī)質(zhì)與速效磷相關(guān)性不顯著。本濕地的土壤速效鉀與交換性鈉呈顯著正相關(guān)性。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的基本組成成分以及氮、磷、鉀等元素的重要來源，不但能提供植物生長所需要的肥力基礎(chǔ)，而且能對(duì)土壤進(jìn)行改良，同時(shí)對(duì)土壤的生理特性也有深刻的影響[35]。土壤速效養(yǎng)分（速效磷、速效鉀）和堿解氮是三個(gè)衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，在土壤中能夠被植物直接轉(zhuǎn)化吸收來促進(jìn)生長發(fā)育，通過測(cè)定速效磷、速效鉀和堿解氮的含量，能夠判斷土壤肥力和土壤質(zhì)量的高低[36]。而土壤有機(jī)碳是組成碳庫的重要部分，它的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)碳素的分解和蓄存產(chǎn)生影響，從而進(jìn)一步影響土壤的質(zhì)量和土壤養(yǎng)分的循環(huán)，它的微小波動(dòng)，都會(huì)使氣候發(fā)生變化，從而使得整個(gè)土壤環(huán)境發(fā)生改變[37]。

從該濕地的植被Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)來看，總體偏低，這與調(diào)查點(diǎn)主要是集中在濱海海龜上岸產(chǎn)卵區(qū)以及沿海礁石區(qū)有關(guān)，但同時(shí)也反映出該濕地植被有一定的脆弱性。在一定尺度范圍內(nèi)，植被類型是導(dǎo)致土壤養(yǎng)分變化的關(guān)鍵因子，它既對(duì)土壤異質(zhì)性有影響，又對(duì)土壤的異質(zhì)性作出響應(yīng)[13]。本研究中速效鉀與草本層多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，可能是因?yàn)殁浽叵拗屏瞬荼局参锏纳L，降低了草本植物聚集的趨勢(shì)，但對(duì)于該濕地，草本層是需要重點(diǎn)保護(hù)的植被類型。