鹽地堿蓬覆被對濱海灘涂土壤理化性質(zhì)的影響

陳立華，張 歡，姚宇闐，張 弛，鄭金海，張風(fēng)革

(1.河海大學(xué)：a.農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，b.港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.江蘇省沿海開發(fā)集團有限公司，江蘇 南京 210013；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210095)

濱海灘涂作為陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)間的過渡帶，具有碳匯、防潮護岸和提供生物棲息地等功能[1-2]。近年來，受沿海圍墾、生物入侵、污染物排放和灘涂開發(fā)等方面的影響，濱海灘涂環(huán)境承載能力明顯下降[3]。灘涂植被具有抗風(fēng)消浪、保持水土、維護生物多樣性和維持灘涂生態(tài)系統(tǒng)等功能[4]，灘涂植被的恢復(fù)與建設(shè)對濱海灘涂生態(tài)系統(tǒng)的保護十分重要。

土壤理化特性是影響植物生長發(fā)育及其分布格局的重要因子之一[5-6]，盡管濱海濕地植被具有一定的特殊性，但其與土壤因子仍具有同樣的關(guān)系。Angiolini等[7]的研究結(jié)果表明：田間持水量、土壤pH值和土壤有機質(zhì)含量等指標(biāo)與地中海海岸帶植被分布格局密切相關(guān)；郝翠等[8]認(rèn)為，土壤含水量和含鹽量是形成濱海新區(qū)濕地植物分布格局的重要因子；高鑫等[9]的研究結(jié)果表明：黃河三角洲灘涂的堿蓬、蘆葦〔Phragmitesaustralis(Cav.)Trin.ex Steud.〕和檉柳(TamarixchinensisLour.)等植物群落的土壤有機質(zhì)含量和分布存在差異。從上述研究結(jié)果可見：濱海濕地植物分布和生長與土壤理化性質(zhì)間相互影響，且這種影響效應(yīng)因植物種類不同而異。但目前相關(guān)研究涉及的土壤理化性質(zhì)指標(biāo)不全面，導(dǎo)致人們對濱海濕地植物生長與土壤因子間的互作關(guān)系缺乏深入了解。

傳統(tǒng)的圍墾開發(fā)對濱海灘涂的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)功能和生物多樣性有一定的負面影響[10]，導(dǎo)致灘涂植被多樣性減少，因而，在濱海灘涂植被建設(shè)過程中，需要發(fā)展能夠耐受高鹽度和潮水淹沒的植被[11-12]。鹽地堿蓬〔Suaedasalsa(Linn.)Pall.〕隸屬于藜科(Chenopodiaceae)堿蓬屬(SuaedaForssk.ex J.F.Gmel.)，為一年生草本植物，能夠耐受含鹽量高達10 g·kg-1的鹽土，是濱海灘涂高鹽土壤生長的“先鋒植物”[13]。為探討鹽地堿蓬覆被對濱海灘涂土壤理化特性的影響，揭示鹽地堿蓬對灘涂高鹽土壤的適應(yīng)性，作者在對鹽地堿蓬生長狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上，對不同覆被區(qū)的土壤理化指標(biāo)進行分析和比較，明確鹽地堿蓬覆被度與灘涂土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性，以期為濱海灘涂植被建設(shè)和土壤改良提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)自然概況和研究方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于江蘇省東臺市條子泥墾區(qū)的黃海堤內(nèi)灘涂，地理坐標(biāo)為東經(jīng)120°57′53″、北緯32°50′52″，海拔0 m。屬于亞熱帶和暖溫帶過渡區(qū)，季風(fēng)顯著；年均溫14.6 ℃，年均日照時數(shù)2 130 h；降水集中在6月至9月，年均降水量1 050 mm，年均蒸發(fā)量882.8 mm；年均風(fēng)速3.3 m·s-1，平均空氣相對濕度80%。

研究區(qū)自然植被種類較為單一，以鹽地堿蓬為主，分布少量的檉柳和蘆葦?shù)饶望}植物，多為單優(yōu)勢種群落。研究區(qū)土壤為粉砂質(zhì)潮鹽土，土壤板結(jié)，透氣性差，水分和養(yǎng)分易流失，鹽分離子以Na+、K+和Cl-為主，地下水位約0.5～1.0 m。研究區(qū)內(nèi)光灘區(qū)土壤理化性質(zhì)如下：土壤容重1.62 g·cm-3，總孔隙度38.10%，田間持水量18.19%，pH 8.72；水溶性鹽、有機質(zhì)和全氮的平均含量分別為14.68、2.32和0.69 g·kg-1，速效鉀和速效磷的平均含量分別為373.94和14.69 mg·kg-1。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置 2019年8月，在研究區(qū)內(nèi)劃定未經(jīng)人工開發(fā)利用、地形平坦、除鹽地堿蓬外無其他植物生長的區(qū)域為樣地，并根據(jù)文獻[14]，以鹽地堿蓬的覆被度(VC，即植被的垂直投影面積占樣地面積的百分比)為標(biāo)準(zhǔn)劃定光灘區(qū)(0%≤VC≤30%)和鹽地堿蓬覆被區(qū)(30%

在上述各樣地內(nèi)分別劃定3個面積10 m×10 m的大樣方，記為3次重復(fù)；在每個大樣方內(nèi)按對角線等距設(shè)置3個面積1.0 m×1.0 m的小樣方，共計36個小樣方，進行植物和土壤樣品的采集和分析。

1.2.2 植物生長指標(biāo)測定 除光灘區(qū)外，記錄每個小樣方內(nèi)鹽地堿蓬的植株數(shù)量，并根據(jù)公式“植株密度=植株數(shù)量/樣方面積”計算植株密度。在每個樣方內(nèi)隨機選擇鹽地堿蓬15株，用鋼卷尺(精度0.1 cm)測量株高(地面到葉片自然伸長時最高處的距離)，用電子游標(biāo)卡尺(精度0.01 cm)測量莖直徑(莖基部的直徑)。挖取每個小樣方內(nèi)全部完整植株，用刷子除去表面泥土，用電子秤(精度0.01 kg)稱量鮮質(zhì)量，之后將完整植株帶回實驗室，用蒸餾水洗凈，置于烘箱中于85 ℃烘干至恒質(zhì)量，根據(jù)公式“總生物量=干質(zhì)量/樣方面積”計算不同覆被區(qū)鹽地堿蓬的總生物量。各指標(biāo)均重復(fù)測定3次，結(jié)果取平均值。

1.2.3 土壤理化指標(biāo)測定 用不銹鋼土鉆在各樣方中采集0～20、20～40和40～60 cm深度的土樣，用環(huán)刀(100 cm3)采集植株根際土層(0～20 cm深度)的原狀土樣，用于土壤理化指標(biāo)分析。

采用環(huán)刀法[15]13-14測定土壤容重、最大持水量和孔隙度(包括總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度)，采用電位法[15]266-271測定土壤pH值，采用烘干法[16]22-24測定土壤含水量，采用電導(dǎo)法[16]183-187測定水溶性鹽含量，采用重鉻酸鉀氧化法[16]30-34測定有機質(zhì)含量，采用凱氏定氮法[16]44-49測定全氮含量，采用0.5 mol·L-1NaHCO3法[16]81-83測定速效磷含量，采用乙酸銨浸提-火焰光度法[16]106-108測定速效鉀含量。各指標(biāo)均重復(fù)測定3次，結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

使用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，使用Duncan’s測驗進行顯著性分析，使用EXCEL 2019軟件制表，使用CanoDraw for Windows軟件繪圖；采用冗余分析(RDA)方法分析鹽地堿蓬生長狀況與土壤因子的相關(guān)性。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同覆被區(qū)鹽地堿蓬生長狀況比較

濱海灘涂不同覆被區(qū)鹽地堿蓬生長狀況的比較結(jié)果見表1。結(jié)果顯示：高覆被區(qū)鹽地堿蓬的生長狀況最佳。在高覆被區(qū)，鹽地堿蓬的總生物量分別為中覆被區(qū)和低覆被區(qū)的2.49和5.12倍，植株密度分別為中覆被區(qū)和低覆被區(qū)的1.21和1.54倍，株高分別為中覆被區(qū)和低覆被區(qū)的1.26和1.70倍，莖直徑分別為中覆被區(qū)和低覆被區(qū)的1.11和1.18倍；隨覆被度的增大，鹽地堿蓬的各項生長指標(biāo)依次升高?？傮w上看，不同覆被區(qū)鹽地堿蓬的總生物量、植株密度和株高均有顯著(P<0.05)差異，但莖直徑則無顯著差異。

表1 濱海灘涂不同覆被區(qū)鹽地堿蓬生長狀況的比較

2.2 鹽地堿蓬覆被區(qū)土壤理化性質(zhì)的變化

2.2.1 土壤物理性質(zhì)的變化 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)土壤物理指標(biāo)的比較結(jié)果見表2。由表2可見：高覆被區(qū)和中覆被區(qū)的土壤容重較光灘區(qū)(對照)分別降低了17.79%和9.20%，且差異均達顯著(P<0.05)水平，而低覆被區(qū)的土壤容重與光灘區(qū)無顯著差異。高覆被區(qū)、中覆被區(qū)和低覆被區(qū)的土壤最大持水量較光灘區(qū)分別升高了121.82%、54.04%和55.00%，總孔隙度較光灘區(qū)分別升高了87.68%、48.17%和40.69%，毛管孔隙度較光灘區(qū)分別升高了82.63%、39.97%和51.99%，且差異均達顯著水平。高覆被區(qū)和中覆被區(qū)的土壤通氣孔隙度較光灘區(qū)分別升高了106.67%和78.76%，且差異均達顯著水平；而低覆被區(qū)的土壤通氣孔隙度與光灘區(qū)無顯著差異。

表2 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)的土壤物理指標(biāo)比較

總體上看，各鹽地堿蓬覆被區(qū)的土壤容重顯著低于光灘區(qū)，土壤的最大持水量、總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度則顯著高于光灘區(qū)，其中，高覆被區(qū)的土壤物理性質(zhì)變化最明顯，土壤結(jié)構(gòu)相對較好，通氣和持水能力更佳。

2.2.2 土壤pH值的變化 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)不同土層土壤pH值、含水量和水溶性鹽含量的比較結(jié)果見表3。由表3可見：在鹽地堿蓬覆被區(qū)，0～20 cm土層的土壤pH值均較低，而40～60 cm土層的土壤pH值均較高；其中，中覆被區(qū)和低覆被區(qū)各土層間的土壤pH值無顯著差異，而高覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤pH值顯著低于40～60 cm土層。在光灘區(qū)，0～20 cm土層的土壤pH值顯著低于其他土層，但20～40 cm土層的土壤pH值與40～60 cm土層無顯著差異。

高覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤pH值較光灘區(qū)無顯著變化，而中覆被區(qū)和低覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤pH值較光灘區(qū)分別升高了3.46%和4.04%，且差異均達顯著水平；高覆被區(qū)、中覆被區(qū)和低覆被區(qū)20～40 cm土層的土壤pH值較光灘區(qū)分別降低了4.96%、2.37%和1.72%，且差異均達顯著水平；高覆被區(qū)、中覆被區(qū)和低覆被區(qū)40～60 cm土層的土壤pH值較光灘區(qū)分別降低了4.10%、1.84%和1.30%，且差異均達顯著水平。

總體上看，各樣地的土壤pH值隨土層加深呈升高的趨勢，而隨鹽地堿蓬覆被度增大呈降低的趨勢，表明高覆被區(qū)土壤降堿效果更為明顯。

2.2.3 土壤含水量的變化 由表3可見：不同樣地土壤含水量總體表現(xiàn)出隨土層加深而降低的趨勢，其中，中覆被區(qū)和低覆被區(qū)各土層間的土壤含水量無顯著差異，高覆被區(qū)僅0～20 cm土層的土壤含水量與40～60 cm土層間有顯著差異，而光灘區(qū)0～20 cm土層的土壤含水量顯著高于其他土層。

表3 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)不同土層土壤的pH值、含水量和水溶性鹽含量比較

從高覆被區(qū)、中覆被區(qū)到低覆被區(qū)，各土層土壤含水量依次遞減，各覆被區(qū)間0～20和20～40 cm土層的土壤含水量差異顯著。其中，高覆被區(qū)0～20和20～40 cm土層的土壤含水量較光灘區(qū)分別增加了10.53%和13.97%，而低覆被區(qū)0～20和20～40 cm土層的土壤含水量較光灘區(qū)分別減少了16.32%和11.51%，且差異均達顯著水平；而中覆被區(qū)0～20和20～40 cm土層的土壤水分含量與光灘區(qū)無顯著差異，各覆被區(qū)40～60 cm土層的土壤含水量與光灘區(qū)也無顯著差異。

總體上看，濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)土壤含水量隨土層加深呈降低的趨勢，其中，高覆被區(qū)土壤水分含量相對較高。

2.2.4 土壤水溶性鹽含量的變化 由表3可見：不同樣地土壤水溶性鹽含量表現(xiàn)出隨土層加深而降低的趨勢，其中，各樣地0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量均顯著高于20～40和40～60 cm土層。此外，光灘區(qū)0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量高達13.48 g·kg-1，在所有樣地和所有土層中均最高。

各覆被區(qū)不同土層的土壤水溶性鹽含量總體無顯著差異；其中，從高覆被區(qū)、中覆被區(qū)到低覆被區(qū)，20～40和40～60 cm土層的土壤水溶性鹽含量依次遞減，而0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量則表現(xiàn)出高覆被區(qū)和低覆被區(qū)較高、中覆被區(qū)較低的現(xiàn)象。各覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量較光灘區(qū)均不同程度降低，其中，僅中覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量與光灘區(qū)有顯著差異，降低了29.15%；而各覆被區(qū)20～40和40～60 cm土層的土壤水溶性鹽含量與光灘區(qū)無顯著差異。

總體上看，濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)土壤水溶性鹽含量隨土層加深呈降低的趨勢，其中，低覆被區(qū)各土層的土壤水溶性鹽含量均低于光灘區(qū)，中覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤水溶性鹽含量顯著低于光灘區(qū)，而高覆被區(qū)20～40和40～60 cm土層的土壤水溶性鹽含量均高于光灘區(qū)，表明適度降低覆被度對土壤的脫鹽效果相對較好。

2.2.5 土壤養(yǎng)分含量的變化 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)不同土層土壤養(yǎng)分含量的比較結(jié)果見表4。由表4可見：不同樣地土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)出不同的變化趨勢，但各覆被區(qū)不同土層間的土壤有機質(zhì)含量均無顯著差異。從光灘區(qū)、低覆被區(qū)、中覆被區(qū)到高覆被區(qū)，不同土層的土壤有機質(zhì)含量依次遞增，其中，低覆被區(qū)各土層的土壤有機質(zhì)含量顯著低于高覆被區(qū)，而光灘區(qū)各土層的土壤有機質(zhì)含量均顯著低于各覆被區(qū)。

表4 濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)不同土層的土壤養(yǎng)分含量比較

不同樣地各土層的土壤全氮含量表現(xiàn)出不同的變化趨勢，但40～60 cm土層的土壤全氮含量總體最高；其中，中覆被區(qū)和光灘區(qū)的土壤全氮含量表現(xiàn)出隨土層加深而升高的趨勢，而高覆被區(qū)和低覆被區(qū)的土壤全氮含量則隨土層加深表現(xiàn)出“高—低—高”的變化趨勢。高覆被區(qū)、中覆被區(qū)和低覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤全氮含量較光灘區(qū)分別升高了217.65%、86.27%和125.49%，且差異均達顯著水平；高覆被區(qū)和低覆被區(qū)20～40 cm土層的土壤全氮含量較光灘區(qū)分別降低了58.74%和48.95%，且差異均達顯著水平，而中覆被區(qū)20～40 cm土層的土壤全氮含量則高于光灘區(qū)，但二者無顯著差異；各覆被區(qū)間40～60 cm土層的土壤全氮含量與光灘區(qū)均無顯著差異。

各覆被區(qū)的土壤速效磷含量均表現(xiàn)出隨土層加深而升高的趨勢，其中，僅高覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤速效磷含量顯著低于其他土層；而光灘區(qū)的土壤速效磷含量則隨土層加深表現(xiàn)出“高—低—高”的變化趨勢，其中，0～20 cm土層的土壤速效磷含量顯著高于其他土層。光灘區(qū)各土層的土壤速效磷含量均不同程度高于各覆被區(qū)，僅光灘區(qū)0～20 cm土層的土壤速效磷含量與各覆被區(qū)差異顯著；各樣地間20～40和40～60 cm土層的土壤速效磷含量均無顯著差異。

不同樣地土壤速效鉀含量隨土層加深表現(xiàn)出不同的趨勢，光灘區(qū)土壤速效鉀含量隨土層加深呈降低的趨勢，中覆被區(qū)和低覆被區(qū)土壤速效鉀含量隨土層加深波動變化，而高覆被區(qū)土壤速效鉀含量隨土層加深呈升高的趨勢；其中，光灘區(qū)、中覆被區(qū)和低覆被區(qū)不同土層間的土壤速效鉀含量均無顯著差異，而高覆被區(qū)僅0～20 cm土層的土壤速效鉀含量顯著低于其他土層。各樣地間0～20 cm土層的土壤速效鉀均無顯著差異，但20～40和40～60 cm土層的土壤速效鉀含量均以高覆被區(qū)最高，較光灘區(qū)分別升高了18.58%和20.92%，且差異均達顯著水平；而中覆被區(qū)和低覆被區(qū)20～40和40～60 cm土層的土壤速效鉀含量與光灘區(qū)無顯著差異。

總體上看，鹽地堿蓬覆被區(qū)土壤有機質(zhì)含量顯著高于光灘區(qū)，各覆被區(qū)0～20 cm土層的土壤全氮含量顯著升高、土壤速效磷含量顯著降低，且高覆被區(qū)20～40和40～60 cm土層的土壤速效鉀含量也顯著升高，表明高覆被區(qū)土壤養(yǎng)分水平總體上高于中覆被區(qū)和低覆被區(qū)。

2.3 鹽地堿蓬生長狀況與土壤理化指標(biāo)的關(guān)系

濱海灘涂鹽地堿蓬覆被區(qū)的鹽地堿蓬生長指標(biāo)與土壤理化指標(biāo)的RDA排序圖見圖1。RDA第1排序軸解釋了植被與土壤關(guān)系的77.7%，第2排序軸解釋了植被與土壤關(guān)系的20.9%，二者共同解釋了植被與土壤關(guān)系的98.6%。

由圖1可見：鹽地堿蓬的總生物量、植株密度和株高與土壤的容重、pH值、速效磷含量和速效鉀含量呈負相關(guān)，與土壤的總孔隙度、含水量、有機質(zhì)含量和全氮含量呈正相關(guān)，與土壤水溶性鹽含量的相關(guān)性較弱；鹽地堿蓬莖直徑與土壤的容重、pH值和速效鉀含量呈負相關(guān)，與其他土壤因子均呈正相關(guān)，但相關(guān)性均較弱。

BDS：土壤容重Soil bulk density；TPS：土壤總孔隙度Soil total porosity；pHS：土壤pH值Soil pH value；WCS：土壤含水量Soil water content；SSS：土壤水溶性鹽含量Soil water soluble salt content；OMS：土壤有機質(zhì)含量Soil organic matter content；TNS：土壤全氮含量Soil total nitrogen content；APS：土壤速效磷含量Soil avaliable phosphorus content；AKS：土壤速效鉀含量Soil avaliable potassium content；TB：總生物量Soil total biomass；PD：植株密度Plant density；H：株高Height；SD：莖直徑Stem diameter.

相關(guān)性分析結(jié)果表明：RDA第1排序軸與土壤的容重和pH值呈極顯著(P<0.01)負相關(guān)，與總孔隙度和含水量呈極顯著正相關(guān)，與有機質(zhì)含量和全氮含量呈顯著(P<0.05)正相關(guān)；RDA第2排序軸與土壤因子無顯著相關(guān)性?？傮w上看，濱海灘涂鹽地堿蓬的生長指標(biāo)與土壤的容重、pH值、總孔隙度、含水量、有機質(zhì)含量和全氮含量顯著相關(guān)。

3 討論和結(jié)論

植物生長對土壤理化性質(zhì)影響顯著，同時土壤理化性質(zhì)的改變對植物生長有反饋作用[11-12]。鹽地堿蓬根系主要分布在0～20 cm土層，對根際土壤物理性質(zhì)影響較大，對深層土壤的物理性質(zhì)影響較小。本文中，鹽地堿蓬覆被可降低其根際土壤容重，提高土壤的最大持水量、總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度。土壤容重反映了土壤結(jié)構(gòu)和持水能力[17]，土壤孔隙反映了土壤疏松程度[18]，因此，鹽地堿蓬的生長可以優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤持水能力，促進土質(zhì)疏松透氣，總體上顯著改善了其根際土壤的物理性質(zhì)。

尚輝等[24]認(rèn)為，灘涂土壤鹽分的聚集效應(yīng)主要受降水和地表蒸發(fā)影響。在本研究區(qū)內(nèi)，光灘區(qū)土壤板結(jié)，降水入滲難，土壤水分蒸發(fā)量遠大于降水量，導(dǎo)致地表持續(xù)積鹽，表層土壤水溶性鹽含量高；而在鹽地堿蓬的高覆被區(qū)和中覆被區(qū)，淺層(0～40 cm土層)土壤含水量增加，可能與鹽地堿蓬的覆被增加了地表覆被度、抑制土壤返鹽、改善土壤結(jié)構(gòu)，提高了土壤持水能力有關(guān)；低覆被區(qū)淺層土壤含水量顯著低于光灘區(qū)，可能與低覆被區(qū)覆被度低、土壤結(jié)構(gòu)無明顯改善、土壤持水能力較差，而鹽地堿蓬的生長和代謝加劇了土壤水分的散失有關(guān)。

鹽地堿蓬是吸鹽植物[25]，可從土壤中吸收鹽分并積累在體內(nèi)，從而轉(zhuǎn)移土壤鹽分，促進土壤脫鹽。但在本研究中，高覆被區(qū)的表層土壤水溶性鹽含量與光灘區(qū)無顯著差異，而中覆被區(qū)表層土壤水溶性鹽含量則顯著低于光灘區(qū)，這可能是因為高覆被區(qū)的鹽地堿蓬密度大，枝葉凋落物積累量大，凋落物中的大量鹽分返回土壤[26]，增加了表層土壤水溶性鹽含量。這一現(xiàn)象也提示在高鹽環(huán)境中高密度定植耐鹽植物短期內(nèi)脫鹽效果不顯著。

鹽地堿蓬的生長改善了區(qū)域小環(huán)境，影響其凋落物的轉(zhuǎn)化，促進有機質(zhì)累積，并間接影響氮、磷、鉀元素的循環(huán)。土壤有機質(zhì)含量是土壤重要的養(yǎng)分指標(biāo)之一[27]，其含量高低取決于生物量產(chǎn)生與分解的平衡狀態(tài)，以及土壤儲存有機質(zhì)的能力[28]。本研究中，鹽地堿蓬的覆被顯著增加了土壤有機質(zhì)含量，但鹽地堿蓬植株矮小，根系短而細，土壤有機質(zhì)的來源以根系新陳代謝和枯枝落葉形成的腐殖質(zhì)為主，因而表層土壤有機質(zhì)含量最高。但各覆被區(qū)不同土層間的土壤有機質(zhì)含量無顯著差異，可能原因是研究區(qū)分布在海堤邊緣且地勢較低，受海水倒灌和潮汐漲落的影響，有機質(zhì)隨潮水淋溶至土壤深處，表層部分有機質(zhì)隨退潮流失，加之深層土壤中還可能含有泥沙淤積攜帶的陸源生物和海洋生物等生物源有機質(zhì)，導(dǎo)致覆被區(qū)表層土壤與深層土壤有機質(zhì)含量差異不大。

植物需從土壤中不斷吸收氮、磷、鉀等元素維持自身生長發(fā)育[29]。土壤氮元素的輸入途徑主要有植物殘體的歸還、生物固氮和少量大氣氮沉降[11，30]。氮元素先在土壤表層聚集[31]，后隨水分向下層緩慢擴散，而植物根系也會吸收深層土壤中氮元素并向根際土層轉(zhuǎn)運，用于其生長發(fā)育，這也是鹽地堿蓬覆被區(qū)表層土壤全氮含量顯著高于光灘區(qū)的原因。高覆被區(qū)和低覆被區(qū)20～40 cm土層的土壤全氮含量低于光灘區(qū)，且各覆被區(qū)40～60 cm土層的土壤全氮含量與光灘區(qū)無顯著差異，可能與土壤中氮元素的遷移速率和鹽地堿蓬的生長年限等因子有關(guān)。中覆被區(qū)和低覆被區(qū)20～60 cm土層的土壤速效鉀含量與光灘區(qū)無顯著差異，而高覆被區(qū)20～60 cm土層的土壤速效鉀含量顯著高于光灘區(qū)，可能與高覆被區(qū)的土壤通透性大幅增強，土壤微生物活動加劇，促進了鉀鹽分解和溶出有關(guān)。鹽地堿蓬在生長發(fā)育過程中需要從土壤中吸收大量磷素，導(dǎo)致表層土壤速效磷含量迅速降低，而鹽地堿蓬覆被區(qū)20～60 cm土層的土壤速效磷含量與光灘區(qū)無顯著差異，可能是因為土壤磷元素的固定和吸收多在植物根系密度較大、水分含量較高的淺層土壤進行[32]，且磷元素在土壤中沿剖面向下淋溶的可能性不大且淋溶量少[33]，故鹽地堿蓬覆被區(qū)較深的土壤中速效磷水平無明顯變化。

冗余分析結(jié)果表明：鹽地堿蓬的生長指標(biāo)與土壤的容重、pH值、總孔隙度、含水量、有機質(zhì)含量和全氮含量顯著相關(guān)，其中，鹽地堿蓬的生長指標(biāo)與土壤容重呈極顯著(P<0.01)負相關(guān)，與總孔隙度呈極顯著正相關(guān)，表明鹽地堿蓬的覆被使濱海灘涂高鹽土壤的容重降低、孔隙度增加，優(yōu)化了土壤結(jié)構(gòu)，同時，優(yōu)化的土壤使植物根系伸展阻力減小[34]，有利于鹽地堿蓬生長。土壤pH值對土壤微生物活動、土壤養(yǎng)分的有效性和形態(tài)、植物根系酶活性等都有顯著影響[35]，鹽地堿蓬的生長指標(biāo)與土壤pH值呈極顯著負相關(guān)，可能與強堿環(huán)境可抑制植物對養(yǎng)分的吸收[36]，進而抑制鹽地堿蓬生長發(fā)育有關(guān)。鹽地堿蓬生長指標(biāo)與土壤含水量呈極顯著正相關(guān)，表明土壤水分是維持植物生長和種群穩(wěn)定的重要水源和主要驅(qū)動力[37-38]。

植物對限制性環(huán)境因子的適應(yīng)，很大程度上影響著植物的生理生態(tài)特性，從而影響植物生物量的積累[39]。濱海灘涂區(qū)域的土壤有機質(zhì)和全氮匱乏，為植物分布和生長的限制性環(huán)境因子，而在鹽地堿蓬覆被區(qū)，生物量增大，凋落物分解增加[40]，促進了土壤中有機質(zhì)和氮素的積累，從而為鹽地堿蓬生長發(fā)育提供養(yǎng)分。因此，鹽地堿蓬生長指標(biāo)與土壤的有機質(zhì)含量和全氮含量呈顯著正相關(guān)。

綜上所述，相較于光灘區(qū)，濱海灘涂有鹽地堿蓬覆被的區(qū)域土壤結(jié)構(gòu)明顯改善，土壤的持水能力以及有機質(zhì)和全氮含量均不同程度升高，各覆被區(qū)土壤理化性質(zhì)總體上變化顯著；鹽地堿蓬生長指標(biāo)與土壤的容重和pH值呈極顯著負相關(guān)，與總孔隙度、含水量、有機質(zhì)含量和全氮含量呈極顯著或顯著正相關(guān)。鹽地堿蓬的生長對濱海灘涂土壤理化性質(zhì)有改良作用，其中，高覆被區(qū)土壤理化性質(zhì)的改善程度最明顯。通過植被建設(shè)進行濱海灘涂生態(tài)保護或土壤改良是一個長期的過程，未來需長期跟蹤鹽地堿蓬生長發(fā)育過程中濱海灘涂土壤結(jié)構(gòu)和肥力等理化性質(zhì)的變化，從而為濱海灘涂植被建設(shè)提供理論支撐。