艾比湖濕地典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的空間異質(zhì)性

杜改俊，李艷紅，張小萌，趙明亮

1. 新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2. 新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“新疆干旱區(qū)湖泊環(huán)境與資源實(shí)驗(yàn)室”，新疆 烏魯木齊 830054

艾比湖濕地典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的空間異質(zhì)性

杜改俊1,2，李艷紅1,2，張小萌1,2，趙明亮1,2

1. 新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2. 新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“新疆干旱區(qū)湖泊環(huán)境與資源實(shí)驗(yàn)室”，新疆 烏魯木齊 830054

荒漠鹽生植物作為艾比湖濕地廣泛分布的植物類群，其影響下的土壤養(yǎng)分和鹽分的變化特征，對(duì)于研究鹽生植物適應(yīng)鹽漬化環(huán)境的機(jī)理有著重要意義?；?012和2013年對(duì)艾比湖濕地3種不同生境（灌叢生境、草甸生境、稀疏喬木生境）進(jìn)行野外調(diào)查，采用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對(duì)土壤養(yǎng)分和鹽分特征進(jìn)行了初步探究。結(jié)果表明：（1）灌叢生境-草甸生境-喬木生境，隨湖距和海拔高度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量顯著升高（P<0.05）；（2）表層0～5 cm土壤聚鹽和聚養(yǎng)現(xiàn)象極為顯著（P<0.01），且呈上高下底分層結(jié)構(gòu)；（3）灌叢生境-草甸生境-稀疏喬木生境，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽均具有明顯的空間結(jié)構(gòu)特征，且空間分布不均，其空間異質(zhì)性主要由結(jié)構(gòu)性因素如微地形、湖面積波動(dòng)、成土母質(zhì)、氣候變化等引起，以條帶狀和斑塊狀鑲嵌分布；（4）通過對(duì)3種不同生境土壤養(yǎng)分和鹽分的回歸分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量的變異性是影響土壤全氮變異性分布的重要因子，而土壤鹽分異質(zhì)性的存在，在一定程度上又是引起土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮異質(zhì)性的重要因素。

土壤養(yǎng)分；土壤鹽分；空間異質(zhì)性；相關(guān)性；艾比湖濕地

干旱區(qū)濕地主要以咸水類湖泊濕地為主，在調(diào)節(jié)氣候、蓄水、土壤保持和凈化環(huán)境等方面扮演著重要角色，維持著干旱區(qū)“山地-荒漠-綠洲-湖泊（MODELS）”特有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定（李靜等，2003）。干旱區(qū)土壤資源的空間異質(zhì)性作為干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，對(duì)群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程都具有重要的影響（張鳳杰等，2009）。土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤養(yǎng)分的重要組成物質(zhì)，是決定土壤肥力最重要的因素之一，對(duì)土壤的物理、化學(xué)和生物特性都有著深刻的影響。與土壤有機(jī)質(zhì)相比，土壤全氮作為診斷土壤肥力水平和指導(dǎo)作物精確施肥所需的重要信息，在一定范圍內(nèi)，土壤氮素更容易得到迅速補(bǔ)充，因此土壤全氮可以代表土壤的短期肥力（陳開華等，2009）。在干旱、半干旱區(qū)，由于自然和人為因素的影響，導(dǎo)致土壤鹽分含量過高，土壤鹽漬化廣布，致使土地退化和土壤肥力下降，也是干旱、半干旱地區(qū)最突出的生態(tài)與環(huán)境問題之一。因此，分析區(qū)域土壤養(yǎng)分和鹽分的變化特征，對(duì)于探討生態(tài)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

艾比湖濕地作為干旱區(qū)內(nèi)陸湖泊濕地的典型代表，是天山北坡地區(qū)綠洲與荒漠化共軛演進(jìn)的中心，荒漠鹽生植物作為該區(qū)域廣泛分布的植物類群，對(duì)維持區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的平衡起著積極的作用（李文化等，2000）。不同的荒漠鹽生植物，不僅反映了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的差別，同時(shí)也影響著發(fā)育在其周圍的土壤性質(zhì)。近年來，許多學(xué)者對(duì)荒漠鹽生植物的探討開展了廣泛的研究（劉加珍等，2010；楊帆等，2012；弋良朋等，2007；郗金標(biāo)等，2004；吐爾遜·吐爾洪等，2009；馬玉娥等，2012；楊曉東等，2010a；王合玲等，2013；袁月等，2008；楊曉東等，2010b；），一定程度上為了解鹽生植物的種類和性狀提供了科學(xué)依據(jù)，但由于艾比湖是內(nèi)陸封閉鹽湖，降水稀少，蒸發(fā)旺盛，再加之人為因素的干擾，土壤的次生鹽漬化廣泛分布，致使植物群落退化，土壤肥力下降，因此了解荒漠鹽生植物在適應(yīng)強(qiáng)鹽堿、干燥、貧瘠等不同生長環(huán)境下，對(duì)土壤特性產(chǎn)生的不同影響至關(guān)重要，對(duì)植被修復(fù)及鹽塵沙塵的防治都有積極作用。

精河作為艾比湖主要補(bǔ)給河流之一，其變化牽動(dòng)著艾比湖流域乃至整個(gè)北疆地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，研究不同生境典型植物群落覆蓋下的土壤養(yǎng)分和鹽分的特征，能夠?qū)υ摿饔蚍里L(fēng)固沙及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)提供一定的科學(xué)依據(jù)。因此，本文綜合傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了精河下游河岸帶3種不同生境（灌叢生境、草甸生境、稀疏喬木生境）典型植物群落影響下土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鹽的空間分布特征及其相關(guān)關(guān)系，可為荒漠生態(tài)系統(tǒng)土地資源開發(fā)和利用、植物資源管理和保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

新疆艾比湖地處亞歐大陸腹地，博爾塔拉蒙古自治州境內(nèi)，是準(zhǔn)噶爾盆地西南緣最低洼地和水鹽匯集中心。自25 ka BP以來，湖面積從3000 km2縮減到21世紀(jì)初的468 km2，裸露的干涸湖底面積達(dá)1500 km2，成為危害新疆北部的最大沙塵源區(qū)，湖水以硫酸鈉亞型水為主，礦化度高，是新疆第一大咸水湖（吉力力·阿不都外力等，2007；李磊等，2014）。該流域?qū)俚湫偷臏貛Т箨懶愿珊禋夂?，年均氣?～8 ℃，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈。濕地西部阿拉山口是全國著名的風(fēng)口，盛行西北風(fēng)。濕地保護(hù)區(qū)內(nèi)典型的地帶性土壤有灰漠土、灰棕土和風(fēng)沙土，隱域性土壤為鹽漬土和草甸土。自然條件下，流域植被以荒漠植物為主，并由濕生、中生向旱生、超旱生和鹽生、耐沙生種類演替。

本文研究區(qū)位于艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)境內(nèi)，精河流域下游河岸帶，地勢南高北低，高差53 m，地貌類型由沖洪積平原、湖岸濕地向鹽漠過渡。根據(jù)地貌及植被情況，將研究區(qū)劃分為以下3種生境類型：位于艾比湖湖岸（44°50′N，82°49′E），以鹽節(jié)木（Halocnemum strobilaceum）、檉柳（Tamarix chinensis Lour.）等鹽生灌叢為優(yōu)勢物種，簡稱“灌叢”生境；位于距艾比湖5 km范圍內(nèi)（44°47′N，82°49′E），以蘆葦（Phragmites australis）為優(yōu)勢物種，并伴生有花花柴（Karelinia caspica Less）、狗尾草（Setaria viridis）等多年或一年生草本，簡稱為“草甸”生境；以距艾比湖約10～15 km左右（44°42′N，82°50′E），以胡楊（Populus euphratica Oliv.）、梭梭（Haloxylon ammodendron）為主的荒漠河岸林，簡稱“稀疏喬木”生境。

圖1 研究區(qū)土壤采樣點(diǎn)分布Fig. 1 The sampling point of the study area

2 研究方法

2.1 樣品采集

2012年10月，對(duì)艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行野外調(diào)查（如圖1），本文采樣點(diǎn)主要分布在精河古河道附近，其左支是人工修建的河道，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，人為干擾較強(qiáng)。研究區(qū)地勢南高北低，加之該區(qū)域常年干旱，湖水以硫酸鈉亞型水為主，礦化度高，主要以耐鹽堿強(qiáng)的植被為主，且植物群落呈地帶性分布。因此，綜合該流域自然環(huán)境、地形地貌及植被分布情況的不同，沿精河流域南北方向布設(shè)樣地（表1），考慮到植物群落對(duì)土壤環(huán)境的影響范圍，2013年5月和10月分別對(duì)樣地進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，由于研究區(qū)坡度較大，為保證立地條件的可比性，分別在相對(duì)平坦的樣地設(shè)置大小為100 m×100 m的大樣方，每個(gè)大樣方中采用五點(diǎn)法布設(shè) 5個(gè) 10 m×10 m小樣方，并在每個(gè)樣方中分別測量植物的株高、冠幅、基徑、高度等指標(biāo)，并記錄當(dāng)?shù)亟?jīng)緯坐標(biāo)、海拔高度及地形地貌等小環(huán)境因素。土壤樣品采集時(shí)，根據(jù)研究區(qū)小生境分布特點(diǎn)，選取具有代表性的樣地，先將土體表面凋落物等雜質(zhì)除去，再分別挖取土壤剖面，按0～5、5～20、20～40和40～60 cm，4個(gè)垂直深度分層采集土樣，并裝入密封袋中標(biāo)記保存。其中，灌叢生境采集土壤樣品 21個(gè)，草甸生境采集土壤樣品 20個(gè)，稀疏喬木生境采集土壤樣品18個(gè)，采樣點(diǎn)間距1～2 km，共236個(gè)土壤樣品，用于測定土壤理化性質(zhì)。

表1 樣地基本情況Table 1 Basic properties of study plots

2.2 實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)分析

土壤經(jīng)自然風(fēng)干后撿去石塊殘根等雜物，碾碎過 2和 0.149 mm篩。土壤有機(jī)質(zhì)（soil organic matter，TOM）采用重鉻酸鉀容量法測定；土壤全氮（soil total nitrogen，STN）采用凱氏定氮法測定；土壤全鹽量采用水土比（5∶1）殘?jiān)娓煞y定。本文數(shù)據(jù)處理和分析采用SPSS 17.0、GS+7.0等地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤養(yǎng)分、鹽分描述性統(tǒng)計(jì)特征

經(jīng)單樣本K-S檢驗(yàn)方法對(duì)研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和鹽分含量數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，將不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，經(jīng)自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后使其呈正態(tài)分布（郭旭東等，2000）。由表2可知：土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量從高到低依次為：稀疏喬木生境>草甸生境>灌叢生境。根據(jù)Nielsen對(duì)土壤特性的變異系數(shù)進(jìn)行的分類（Nielsen et al.，1985），若變異系數(shù)≤10%，表示具有弱變異性；若10%<變異系數(shù)<100%，表示具有中等強(qiáng)度的變異；若變異系數(shù)≥100%，則表示具有強(qiáng)變異性。故灌叢生境、草甸生境和稀疏喬木生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量均具有中等強(qiáng)度變異性。

表2 土壤養(yǎng)分和鹽分含量的描述性統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Statistical feature values of soil nutrient and total salt

圖2 土壤養(yǎng)分和鹽分含量垂直分布特征Fig. 2 Soil nutrient and total salt of different plant communities in different biotopes

3.2 土壤養(yǎng)分和鹽分含量的垂直分布特征.

由圖2可知，3種不同生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量的垂直分布既存在一定差異又表現(xiàn)出一定的規(guī)律性：灌叢生境、草甸生境和稀疏喬木生境垂直剖面土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量整體呈下降趨勢，且上高下低分層結(jié)構(gòu)顯著（P<0.01）；3種不同生境在0～60 cm土層中土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和鹽分含量均呈稀疏喬木生境>草甸生境>灌叢生境，且各生境最大值均出現(xiàn)在0～5 cm土層，20 cm以下土層差異不顯著（P>0.05）；土壤垂直剖面有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽含量存在局部波動(dòng)性，灌叢生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和鹽分含量在20～40 cm土層均略有升高，草甸生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽在垂直剖面上整體呈下降趨勢，稀疏喬木生境土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量在40～60 cm土層略有上升，而鹽分含量在40～60 cm明顯降低。

3.3 不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分、鹽分的異質(zhì)性

運(yùn)用半方差函數(shù)模型分析3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的空間變異特征（如圖3）。結(jié)果顯示，3種不同生境典型植物群落各土壤參數(shù)均具有明顯空間結(jié)構(gòu)特征。其中，灌叢生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽符合球狀模型，草甸生境和稀疏喬木生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽均符合高斯模型。

塊金值（C0）表示區(qū)域化變量內(nèi)部隨機(jī)性因素引起的空間變異的可能程度?；_(tái)值(C0+C)表示系統(tǒng)內(nèi)的總變異。塊金系數(shù)[C0/(C0+C)]表示由隨機(jī)部分引起的空間異質(zhì)性所占的比例，若C0/(C0+C)<0.25，說明具有強(qiáng)的空間相關(guān)性；若0.250.75，則說明具有弱的空間相關(guān)性（Schlesinger et al，1998）。由表3可知，3種不同生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽的塊金系數(shù)均小于0.25，具有強(qiáng)空間相關(guān)性，且空間差異主要由結(jié)構(gòu)性因素引起。

圖3 土壤特征的變異函數(shù)曲線Fig. 3 Semivariograms of vegetation and soil properties

表3 研究區(qū)土壤養(yǎng)分和鹽分的半方差函數(shù)模型及其參數(shù)Table 3 Parameters fitted by semi variogram medels for soil nutrient and total salt in study area

變程（A0）是指半方差函數(shù)達(dá)到基臺(tái)值所對(duì)應(yīng)的距離，反映土壤性狀的空間相關(guān)有效距離（李哈濱等，1998；盛建東等，2005）。由表3可知，3種不同生境典型植物群落土壤各參數(shù)變程存在明顯差異，其中，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的變程均在稀疏喬木生境最大，草甸生境次之，灌叢生境最??；土壤全鹽含量的變程呈現(xiàn)灌叢生境最大，稀疏喬木生境次之，草甸生境最小。分維數(shù)D值是衡量各指標(biāo)空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性程度的大小，一般 D值越小，空間異質(zhì)性程度越強(qiáng)，反之則空間分布趨于同質(zhì)。當(dāng)D值等于2時(shí)，則說明整個(gè)區(qū)域化變量空間不相關(guān)，表現(xiàn)為純塊金效應(yīng)（王政權(quán)，1999）。由表3可知，3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分均具有較強(qiáng)的空間相關(guān)性，模型擬合度較高。

圖4 3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的空間分布Fig. 4 Spatial distribution of soil nutrient and salinity under three kinds of typical plant communities and different habitats

3.4 不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分、鹽分的空間分布特征

為了更直觀地反映研究區(qū)土壤養(yǎng)分和鹽分的空間分布狀況，根據(jù)半方差函數(shù)模型，利用克里格（kriging）最優(yōu)內(nèi)插法，繪制3種不同生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽等值線圖。由圖4可知，3種不同生境典型植物群落土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鹽的空間分布主要呈高值點(diǎn)和低值點(diǎn)鑲嵌分布，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、鹽分含量空間分布的高值點(diǎn)斑塊在灌叢生境、草甸生境和稀疏喬木生境中呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢，且土壤鹽分高值點(diǎn)區(qū)域在土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的空間分布中為低值點(diǎn)區(qū)。3種不同生境等值線以草甸生境分布最為密集，表明草甸生境土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鹽的變異性最強(qiáng)，與上述結(jié)果一致；其中，有機(jī)質(zhì)和全氮的空間分布在3種不同生境均較為相似，表明3種不同生境土壤有機(jī)質(zhì)和全氮具有明顯空間相關(guān)性。

3.5 不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分、鹽分的相關(guān)性

從表4可以看出，通過對(duì)研究區(qū)3種不同生境典型植物群落土壤全鹽和養(yǎng)分（土壤有機(jī)質(zhì)、全氮）回歸分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量呈顯著正相關(guān)。同時(shí)，在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)與全氮之間也呈極顯著正相關(guān)，回歸方程為：y=1.235x+0.032（R2=0.719，P<0.01）。表明土壤有機(jī)質(zhì)是影響艾比湖濕地3種不同生境土壤全氮分布的重要因子。

表4 不同生境土壤有機(jī)質(zhì)與土壤全氮的關(guān)系Table 4 Relationship between soil organic matter and soil total nitrogen at different habitats

由圖5可知：通過對(duì)3種不同生境土壤鹽分與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮的進(jìn)行趨勢模擬，結(jié)果表明，土壤鹽分與有機(jī)質(zhì)和全氮之間顯著相關(guān)。其中，灌叢生境土壤鹽分與有機(jī)質(zhì)和全氮的經(jīng)驗(yàn)回歸方程分別為：Y=2.717x3-4.917x2+2.463x+0.0932（R2=0.513，P=0.02），Y=-1.213x2+1.371x+0.039（R2=0.508，P=0.001）；草甸生境鹽分與有機(jī)質(zhì)和全氮的經(jīng)驗(yàn)回歸方程分別為：Y=0.796logx+0.234（R2=0.861，P<0.001），Y=0.366logx+1.129（R2=0.651，P<0.001）；灌叢生境鹽分與有機(jī)質(zhì)和全氮的經(jīng)驗(yàn)回歸方程分別為：Y=-0.053x3+0.153x2+0.96x+0.308（R2=0.861，P<0.001），Y=-0.361x3+1.424x2+0.46x+0.591（R2= 0.684，P<0.001）；6個(gè)模型均通過了F檢驗(yàn)，達(dá)到極顯著水平，模型具有可靠性。其中，稀疏喬木生境土壤鹽分與土壤有機(jī)質(zhì)和全氮呈顯著負(fù)相關(guān)，當(dāng)鹽分含量達(dá)到 3%～4%時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量隨土壤鹽分含量的增加而降低，在灌叢生境和草甸生境當(dāng)土壤鹽分增加到一定量時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮含量呈緩慢增加或下降趨勢。由此可知，土壤鹽漬化過程在一定程度上制約著土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的積累和轉(zhuǎn)化。

圖5 3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的相關(guān)曲線Fig. 5 The correlation curves between soil nutrient and salinity under different habitats of typical plant communities

4 結(jié)論

通過對(duì)3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分含量的對(duì)比分析，由灌叢生境—草甸生境—稀疏喬木生境，水平分布上表現(xiàn)為：隨湖距和海拔高度的增加，土壤養(yǎng)分和鹽分含量升高。這與王勇輝等（2013）研究指出靠近湖岸的地方鹽分含量較高，距離艾比湖較遠(yuǎn)的地方鹽分含量相對(duì)偏低的結(jié)果不一致。這主要與研究區(qū)特殊的地理環(huán)境及鹽生植被分布狀況密切相關(guān)。離湖較近的灌叢生境，地下水礦化度高埋深較淺，植被覆蓋度不足 5%，主要以耐鹽堿的檉柳（Tamarix chinensis Lour.）、鹽節(jié)木（Halocnemum strobilaceum）為優(yōu)勢物種，由于艾比湖水位年內(nèi)存在周期性變化，一年中 3─4月份水位最高，7─9月份水位最低，本文主要是在10月初進(jìn)行采樣，艾比湖水位退去，使得離湖較近處鹽分含量較低；隨著湖距和海拔高度的增加，地下水位降低，植被蓋度和植物多樣性顯著增加，出現(xiàn)以蘆葦（Phragmites australis Trin.）為優(yōu)勢物種，并伴生有花花柴（Karelinia caspica Less）、狗尾草（Setaria viridis）等多年或一年生草本，同時(shí)出現(xiàn)了胡楊（Populus euphratica）、沙棗樹（Calligonum klem entzii）等喬木，而檉柳（Tamarix chinensis Lour.）、鹽節(jié)木（Halocnemum strobilaceum）等灌木數(shù)量明顯降低，但在 10月前后，多數(shù)草本死亡或干枯，鹽分在植物根系及周圍大量聚集；離湖最遠(yuǎn)和海拔較高的喬木生境，地下水位大于4 m，植物多樣性顯著降低，植被蓋度不足10%，主要以深根系植物胡楊（Populus euphratica）為優(yōu)勢物種，相對(duì)優(yōu)勢度為 43%，并伴生抗旱耐鹽堿的檉柳（Tamarix chinensis Lour.）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）等小灌木，植被蓋度較低，地表裸露，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)及常年鹽塵吹蝕下，土壤鹽分含量較高。3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的垂直分布上表現(xiàn)為，表土存在顯著的“聚鹽”和“聚養(yǎng)”現(xiàn)象，以及上高下低的分層結(jié)構(gòu)（P<0.05），且土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的垂直變化趨勢相似。其中，土壤鹽分的表聚現(xiàn)象主要在0～5 cm土層，與徐莉等（2013）研究結(jié)果相同，與金海龍等（2010）提出的土壤鹽分主要聚集于0～20 cm土層研究結(jié)果不同。這可能與地表形成的鹽結(jié)皮及植物根系對(duì)土壤水鹽遷移機(jī)理有關(guān)。

不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的不均勻分布，是分析艾比湖濕地土壤空間異質(zhì)性形成機(jī)制不可忽視的因素。本文通過地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究表明，3種不同生境典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分均具有較強(qiáng)的空間自相關(guān)性，其空間異質(zhì)性主要由結(jié)構(gòu)性因素如微地形、湖面積波動(dòng)、距湖距離、海拔高度等引起，其結(jié)構(gòu)上的差異，也是引起土壤養(yǎng)分和鹽分含量在空間分布上顯著差異性的原因。另外，3種不同生境灌叢種在植被組成中的存在，又是導(dǎo)致研究區(qū)空間異質(zhì)性的重要原因，由此可知，植物群落根系分布、生長狀況、微生物數(shù)量、地下生物量、生物活性等隨機(jī)因素在區(qū)域分布的不同，增強(qiáng)了土壤養(yǎng)分和鹽分含量在空間分布上差異。同時(shí)，也反映了土壤屬性對(duì)環(huán)境因子變化的敏感性。

通過對(duì)不同生境下典型植物群落土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮的相關(guān)分析，表明該區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響土壤全氮波動(dòng)性分布的重要因子。同時(shí)運(yùn)用趨勢分析法探討土壤養(yǎng)分對(duì)土壤鹽分變化的響應(yīng)機(jī)制，得出離湖較近的灌叢生境土壤鹽分可解釋土壤有機(jī)質(zhì)變異性達(dá)51.3%，全氮達(dá)50.8%，且土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮隨土壤鹽分的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。表明，灌叢生境土壤鹽分在一定程度上限制土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的增加；距湖10 km左右的草甸生境土壤鹽分能夠解釋土壤有機(jī)質(zhì)變異性達(dá)86%，全氮達(dá)65.1%，表明草甸生境對(duì)鹽漬化區(qū)域具有較好的適應(yīng)性；稀疏喬木生境下的土壤鹽分和土壤有機(jī)質(zhì)能夠解釋土壤有機(jī)質(zhì)變異性達(dá)86.1%，全氮達(dá)68.4%。說明在稀疏喬木生境下該區(qū)域土壤鹽分和有機(jī)質(zhì)含量與惡劣生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定的適應(yīng)性。由此可知，土壤鹽分含量的異質(zhì)性存在可作為不同生境下土壤有機(jī)質(zhì)和全氮空間異質(zhì)性分布的限制性因素，在一定程度上反映出植物群落對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性演替，進(jìn)而表明胡楊等抗旱耐鹽堿型喬木對(duì)艾比湖惡劣生態(tài)環(huán)境具有更好適應(yīng)性。

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Spatial Heterogeneity of the Soil Nutrient and Salinity of the Typical Plant Communities in Ebinur Lake Wetland

DU Gaijun1,2, LI Yanhong1,2, ZHANG Xiaomeng1,2, ZHAO Mingliang1,2
1. College of Geography and Tourism, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China; 2. Key Laboratory of lake environment and Resources in arid area of Xinjiang, Urumqi 830054, China

Desert halophytes are the plant groups which are widely distributed in Ebinur Lake Wetland. Under their influence, the change features of soil nutrient and salinity are of important significance to researching the mechanism that halophytes adapt to salinization environment. Based on the field survey on 3 different habitats (shrub habitat, meadow habitat, sparse arbor habitat) in Ebinur Lake Wetland in 2012 and 2013, elementary exploration was carried out on soil nutrient and salinity by using traditional statistical method and geostatistic method. The results showed that: (1) soil nutrient and salinity had significant elevated with increasing of the altitude and the distance from the lake under three different types of habitats. (2) the salt and nutrient accumulation in topsoil at the depth of 0～5cm were extremely significant, and the hierarchy was formed with higher high and lower low. (3)The soil organic matter, total nitrogen and total salt had the significant spatial structure feature and the uneven spatial distribution. The reason mainly lied in the micro topography, Fluctuation in Ebinur Lake Area ,Parent material and climate changes and so on and distribution in the form of Strip and Patch; And (4) the regression analysis of the nutrition and salt in three different environmental soils displayed that, on the one hand, the variability of soil organic carbon was the key factor for the influence of soil total nitrogen, on the other hand, to some degree, the variability of soil salt was the important factor to effect the soil organic matter and soil total nitrogen.

soil nutrient; soil salinity; spatial heterogeneity; correlation analysis; Ebinur Lake Wetland

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.08.007

X144；S153.6＋1

A

1674-5906（2015）08-1302-08

杜改俊，李艷紅，張小萌，趙明亮. 艾比湖濕地典型植物群落土壤養(yǎng)分和鹽分的空間異質(zhì)性[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(8): 1302-1309.

DU Gaijun, LI Yanhong, ZHANG Xiaomeng, ZHAO Mingliang. Spatial Heterogeneity of the Soil Nutrient and Salinity of the Typical Plant Communities in Ebinur Lake Wetland [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(8): 1302-1309.

國家自然科學(xué)地區(qū)基金項(xiàng)目（41171036）；自治區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（201433115）；新疆師范大學(xué)地理學(xué)博士點(diǎn)支撐學(xué)科開放課題基金項(xiàng)目（XJNU-DL-201411）

杜改?。?988年生），女，碩士研究生，主要從事生態(tài)退化和景觀地球化學(xué)方面的研究。E-mail: 395637980@qq.com *通信作者：李艷紅（1977年生），女，教授，主要從事干旱區(qū)湖泊濕地生態(tài)水文過程方面的研究。E-mail: lyh0704@126.com

2015-04-29