徐寧偉,陳 強,朱鑫俁,包羚彤,陳 圓,趙書偉,徐興友,路丙社*
(1.河北農業(yè)大學園林與旅游學院,河北 保定 071001; 2.唐山學院藝術系,河北 唐山 063000;3.河北科技師范學院海洋資源與環(huán)境學院,河北 秦皇島 066600)
葉底珠(Securinega suffruticosa (Pall.) Rehd.)為大戟科(Euphorbiaceae)一葉萩屬(Securinega Juss.)多年生灌木,產河北秦皇島、遷安、遷西、承德、圍場、赤城、淶源、易縣、武安等地[1]。葉底珠適應能力強,耐貧瘠耐干旱,是荒山綠化、公路護坡、水土保持、園林造景的優(yōu)選樹種;葉底珠的嫩枝葉及根部可入藥,具有活血舒筋、健脾益腎等功效[2]。 課題組前期對分布于燕山東段碣石山葉底珠的種子組分、種子萌發(fā)過程中貯藏物質的變化、幼苗耐旱的解剖與生理特性等進行了研究[3-11];一些學者對葉底珠的栽培管理、苗木培育、成分測定與鑒定等做了報道[12-16],但還未見對葉底珠資源分布與生態(tài)環(huán)境相關性的研究。 本研究對河北燕山地區(qū)葉底珠群落的土壤環(huán)境進行調查,分析葉底珠分布與土壤環(huán)境的關系,以期探索燕山地區(qū)葉底珠資源的地理信息,為后續(xù)開發(fā)與利用提供參考。
燕山位于河北省北部,東經115°—119°47',北緯39°40'—41°20',西連黃土高原,東至山海關,北接壩上高原,南臨華北平原,是中國北部著名山脈之一。 燕山東西長約420 km,南北約200 km,東猴頂是其最高峰,海拔為2392 m。 燕山處于暖溫帶大陸性季風氣候區(qū),夏季炎熱多雨,冬季干燥少雨,年降水量700 mm 左右。燕山山脈年均溫6~10℃,1月均溫-12~-6℃,7月均溫20~25℃,10℃以上持續(xù)期為195~205 d, 活動積溫約2600~3800℃。 主要土壤類型為棕壤和褐土[17-19]。
調查于2020年6月至9月進行,重點為河北燕山山脈所轄的秦皇島、唐山和承德地區(qū),調查地點包括北戴河、山海關、撫寧、昌黎、盧龍、青龍、遷安、遷西、灤州、豐潤、寬城、平泉、承德、隆化、圍場、豐寧、灤平、興隆等30 個樣地(表1)。
表1 葉底珠采樣點地理位置及生境信息Table 1 Sampling sites of Securinega suffruticosa
采用路線調查和典型樣地調查法,每一調查地在葉底珠分布點選擇面積10 m × 10 m 的樣方3 個,樣方間距15 m 以上,每個樣方采用對角線五點法取葉底珠根際周圍10 cm 范圍的土用于化學性質測定。 剝除土壤表層腐殖土,將0~10 cm 土層混合土樣去雜,室內風干過2 mm 篩,采用電位法測定土壤pH 值,重鉻酸鉀-硫酸消化法測定有機質含量,高氯酸-硫酸硝化凱氏定氮法測定全氮含量,鉬銻抗比色法測定全磷含量,火焰光度法測定全鉀含量,堿解擴散法測定堿解氮含量,碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定有效磷含量,火焰光度法測定速效鉀含量[20-21]。
應用Excel 軟件進行數據統(tǒng)計,采用SPSS 軟件進行相關性分析。
河北燕山地區(qū)葉底珠生境土壤化學性質見表2。 土壤pH 值是土壤重要的化學性質指標,影響著土壤養(yǎng)分的有效性。 河北燕山地區(qū)葉底珠30 個樣地土壤pH 值介于5.45~7.86 之間,其中有18 個樣地屬于酸性土壤 (P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P11、P12、P13、P15、P25、P27、P28、P29、P30), 占總樣地數的60.0%,其pH 值介于5.45~6.77 之間;12 個樣地屬于堿性土壤(P10、P14、P16、P17、P18、P19、P20、P21、P22、P23、P24、P26),占總樣地數的40.0%,其pH 值介于7.01~7.86 之間。
表2 燕山葉底珠生境土壤化學性質Table 2 Soil chemical properties of S.suffruticosa ecological environments in Yanshan area
土壤有機質含量介于15.66~75.66 g·kg-1之間,其中大于40.00 g·kg-1的高有機質含量土壤有10 個(P2、P4、P6、P9、P11、P13、P14、P16、P28、P30),占總樣地數的33.3%;介于20.00~40.00 g·kg-1的中有機質含量土壤有16 個(P1、P3、P5、P7、P8、P10、P12、P18、P19、P21、P22、P23、P24、P25、P27、P29),占總樣地數的53.3%;介于10.00~20.00 g·kg-1的低有機質含量土壤有4 個(P15、P17、P20、P26),占總樣地數的13.3%;沒有有機質含量小于10.00 g·kg-1的相對貧乏的土壤。
土壤全氮含量介于0.85~4.36 g·kg-1之間,其中大于2.00 g.kg-1的高氮肥力土壤有12 個(P1、P2、P4、P6、P8、P9、P11、P13、P14、P16、P19、P28), 占總樣地數的40.0%; 在1.00~2.00 g·kg-1之間的中氮肥力土壤有15個(P3、P5、P7、P10、P12、P17、P18、P20、P21、P22、P23、P24、P25、P27、P30),占總樣地數的50.0%;在0.00~1.00 g·kg-1之間的低氮肥力土壤有3 個(P15、P26、P29),占總樣地數的10.0%。
土壤全磷含量介于0.25~1.79 g·kg-1之間,有2 個樣地(P12、P26)在1.00~2.00 g·kg-1之間,占總樣地數的6.7%,其余28 個樣地均小于1.00 g·kg-1,占總樣地數的93.3%。
土壤全鉀含量介于13.49~23.01 g·kg-1之間, 其中大于20.00 g·kg-1的樣地有7 個(P4、P5、P6、P8、P15、P16、P21),占總樣地數的23.3%,其余23 個樣地均在10.00~20.00 g·kg-1之間,占總樣地數的76.7%,30 個調查樣地的土壤全鉀含量均處于較高水平。
土壤堿解氮含量介于26.54~158.60 mg·kg-1之間, 其中大于100.00 mg·kg-1的樣地有6 個(P2、P4、P6、P11、P13、P19),除19 號樣地外,其余5 個樣地均屬于高有機質、高全氮的土壤。
土壤有效磷含量介于2.26~11.86 mg·kg-1之間,其中大于10.00 mg·kg-1的樣地有2 個(P14、P18),占總樣地數的6.7%, 其余28 個樣地的土壤有效磷含量均在2.00~10.00 mg·kg-1之間, 占總樣地數的93.3%。
土壤速效鉀含量介于40.00~288.00 mg·kg-1之間,差異很大,其中在200.00~300.00 mg·kg-1之間的樣地有5 個(P2、P6、P13、P14、P29),占總樣地數的16.7%;在100.00~200.00 mg·kg-1之間的樣地有18 個(P1、P3、P4、P5、P7、P8、P11、P15、P16、P18、P19、P21、P22、P23、P24、P25、P28、P30), 占總樣地數的60.0%; 在40.00~100.00 mg·kg-1之間的樣地有7 個(P9、P10、P12、P17、P20、P26、P27),占總樣地數的23.3%。
通過對土壤化學成分相關性分析發(fā)現(表3),土壤pH 值與有機質含量在0.01 水平上顯著負相關,與全氮、堿解氮含量在0.05 水平上顯著負相關;有機質與全氮、堿解氮、速效鉀含量在0.01 水平上顯著正相關;全氮與堿解氮、速效鉀含量在0.01 水平上顯著正相關;全磷與速效鉀含量在0.05 水平上顯著負相關;堿解氮與速效鉀含量在0.01 水平上顯著正相關。 其他土壤化學成分之間相關性不大。
表3 土壤化學成分相關性分析Table 3 Correlation of soil chemical properties
河北燕山地區(qū)葉底珠30 個樣地土壤pH 值介于5.45~7.86 之間,60.0%的樣地屬酸性土壤,40.0%的樣地屬堿性土壤;土壤有機質含量介于15.66~75.66 g·kg-1之間,中高有機質含量土壤占86.7%,低有機質含量土壤占13.3%;全氮含量介于0.85~4.36 g·kg-1之間,中高氮肥力土壤占90.0%,低氮肥力土壤占10.0%;全磷含量介于0.25~1.79 g·kg-1之間,其中小于1.00 g·kg-1的樣地占93.3%;全鉀含量介于13.49~23.01 g·kg-1之間,均處于較高水平;堿解氮含量介于26.54~158.60 mg·kg-1之間;有效磷含量介于2.26~11.86 mg·kg-1之間,其中93.3%在2.00~10.00 mg·kg-1之間; 速效鉀含量介于40.00~288.00 mg·kg-1之間, 差異很大,60.0%在100.00~200.00 mg·kg-1之間。
植物的種類及數量是各立地環(huán)境因子(氣候、地形、土壤性質等)綜合影響的結果,地形與土壤養(yǎng)分是決定植物群落結構的主要因素[22-24]。 全氮、全磷、全鉀含量體現了土壤中營養(yǎng)元素的供給潛力,速效氮、速效磷、速效鉀則反映出其現實供給能力,是植物體健康生長的必要元素[24-25]。 植物生長過程中對土壤pH 值的需求是在漫長的自然選擇里逐漸定型的[25],有機質是土壤系統(tǒng)正常運轉的核心動力,是土壤中大部分有機體賴以生存的不可替代的物質,作用無可替代[24,26]。 燕山地區(qū)葉底珠生境土壤pH 值范圍較寬,有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量的變化幅度比較大;土壤pH 值越大,有機質、全氮和堿解氮含量越??;有機質含量越大,全氮、堿解氮和速效鉀含量越大;全氮與堿解氮、速效鉀含量呈極顯著正相關;全磷與速效鉀含量呈顯著負相關;堿解氮與速效鉀含量呈極顯著正相關。 生境土壤的多樣性表明燕山地區(qū)葉底珠的生態(tài)適應性較強,這非常有利于葉底珠的引種栽培,有關不同生境葉底珠果實和種子的表型多樣性、一年生苗生長性狀的地理變異、不同種源葉底珠種子萌發(fā)及其耐鹽差異等相關研究正在進行中。