ABSTRACT

As a most typical desert ecosystem in China, Alxa desert shrub is not only a significant ecological barrier of North China, but also one of the sic biodiversity centers in China. Therefore, the stabilization of Alxa desert shrub community, which is observably affected by soil salinity, has important effect on ecological security and biodiversity in China. Based on the field survey of Alxa desert shrub resources in 2010-2011, the content, composition and distribution of soil salinity under the shrub community were analyzed. The following conclusions were summarized: 1) There is a salt enrichment effects under the Tamarix chinensis and the content of total salt could be arranged in the following order: Tamarix chinensis > Haloxylon ammodendron > Nitraria tangutorum > Sarcozygium xanthoxylon > Ammopiptanthus mongolicus > Potaninia mongolica > Amygdalus mongolica; 2) The soil negative and positive ion were respectively dominated by, and Na⁺, so that the soil salinity was sodium sulfate type and sodium chloride type; 3) The characteristics of soil salinity distribution pattern was high in northwest and low in southeast, and increased from southeast to northwest, which was mainly affected by the downstream of Heihe river runoff and intense evaporation.

Keywords:Shrub Community, Soil Salinity, Distribution Pattern, Alxa Desert

阿拉善荒漠区灌木群落的土壤盐分特征分析

潘存军¹，谢宗才²，鱼腾飞^3*

¹阿拉善左旗巴彦浩特镇农牧业服务中心，巴彦浩特

²阿拉善盟林业治沙研究所，巴彦浩特

³中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，阿拉善荒漠生态水文试验研究站，兰州

Email: 625417878@qq.com, ^*yutf@lzb.ac.cn

收稿日期：2014年11月15日；修回日期：2014年12月10日；录用日期：2014年12月16日

摘 要

作为中国典型的荒漠生态系统，阿拉善荒漠区灌木群落不仅是中国北方重要的生态屏障，而且也是中国六大生物多样性中心之一。因此，阿拉善荒漠灌木群落的稳定对于我国生态安全与生物多样性保护具有重要意义，而土壤盐分是影响干旱区荒漠植物群落组成与结构、群落动态的决定因素之一。本文以2010~2011年阿拉善荒漠灌木资源野外调查为基础，分析了灌木群落下的土壤盐分含量、类型及分布格局等特征，得到如下结论：1) 就不同群落而言，柽柳灌丛的“盐岛”效应最明显，按总盐量排序依次为：柽柳>梭梭>白刺>霸王>沙冬青>绵刺>蒙古扁桃；2) 土壤中阴离子以和为主，阳离子以Na⁺为主，土壤盐分类型以硫酸钠型和氯化钠型为主；3) 受黑河地表径流和下游强烈蒸发作用影响，土壤盐分分布格局整体表现为西北高东南低的特征，沿东南向西北呈逐级递增的趋势。

关键词 :灌木群落，土壤盐分，分布格局，阿拉善荒漠

1. 引言

灌木作为群落优势植物生活型是荒漠生态系统区别于半干旱草原或草地生态系统的最显著的特征之一[1] 。阿拉善荒漠区地处典型的内陆干旱区，属温带荒漠气候，是亚非大陆戈壁荒漠区的东翼[2] 。这一区域由于特殊的自然生态背景使之成为灌木种类的“天然王国”，拥有23科57属137种灌木、半灌木[3] 。已有研究表明：土壤盐分是影响干旱区荒漠植物群落组成与结构[4] 、生物多样性[5] [6] 、群落动态[7] 的决定因素之一。但是，对于阿拉善荒漠区灌木的研究集中于植物区系特征[3] 、群落生物学特征及生物多样性[8] [9] 等方面，而土壤盐分状况研究相对较少[10] 。因此，本研究以2010~2011年阿拉善荒漠灌木资源野外调查资料为基础，分析灌木群落下的土壤盐分组成、分布、格局等特征，以期为理解阿拉善荒漠区灌木与土壤的关系，解释植被的分布格局提供参考。

2. 数据与方法

2.1. 研究区概况

该区地处亚洲荒漠地区的东部，从地理分布上属于亚洲荒漠植物区最东端中亚荒漠亚区(戈壁荒漠亚区)的阿拉善荒漠省，植被盖度15%~30%[11] 。该区植被稀疏，植物种类少，结构简单，生物量低。大致以巴丹吉林沙漠为界，以西的额济纳绿洲区灌木主要以柽柳(Tamarix chinensis Lour.)和白刺(Nitraria tangutorum Bobr)为主，主要分布于东、西两河，古日乃湖区主要以梭梭(Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge)为主。以东的阿拉善左旗和右旗植被组成主要分布有旱生、超旱生植物组成的灌木林，如梭梭、柠条(Caragana korshinskii Kom.)、绵刺(Potaninia mongolica)、白刺、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus (Maxim. ex Kom.) Cheng f.)、霸王(Sarcozygium xanthoxylon Bunge)、蒙古扁桃(Amygdalus mongolica (Maxim.) Ricker)等，横贯全盟绵延起伏800公里，阻隔着风沙，对于维持荒漠生态平衡起着不可替代的作用。

2.2. 样品采集与分析

本次于2010~2011年在阿拉善荒漠区典型灌木群落内共采集土壤样品80个，采样深度0~20 cm。每个采样点均用GPS精确定位，调查样点在阿拉善荒漠区的分布情况见图1。对所采集的土壤样品在实验室进行风干、研磨，通过1 mm筛选后用于测定土壤各离子含量。土样均制备5:1的水–土比进行抽滤浸提，按常规分析方法确定土壤各离子含量，计算出相应的土壤全盐量，各离子含量按样点计算平均值和标准差。

本次调查的土壤样点按照优势种群落进行采集，其中：梭梭群落采集的土壤样本最多，29个，占总样本的36.25%，在各旗均有分布；其次是绵刺群落16个，占总样本的20.00%，柽柳和白刺各采集样本13个，合计约占总样本数的32.5%；其余各群落土壤调查样点数较少，不足总样本的10%，其中柠条群落只有1个样方(图2)。因此，考虑到样本数的限制，在此主要选择梭梭、柽柳、白刺、绵刺、沙冬青、霸王、蒙古扁桃等7个典型群落进行土壤盐分分析。

3. 结果与分析

阿拉善荒漠典型灌木群落土壤盐分统计值见表1。以柽柳群落为例，离子浓度在0.18~0.54 g/kg之间变化，均值为0.28 g/kg，离子浓度变化范围大，其值于0.01~12.74 g/kg之间，均值为2.19 g/kg，但值得指出的是，离子浓度在0.048~28.16 g/kg之间，均值为6.53 g/kg，标准差为10.14 g/kg，可知柽柳群落土壤中的属较强变异。在阳离子中，Ca²⁺离子浓度在0.04~2.72 g/kg之间变化，均值为0.68 g/kg，标准差为0.88 g/kg，说明Ca²⁺离子浓度分布相对均匀。K⁺离子浓度在0.01~0.68 g/kg之间变化，均值为0.16 g/kg，标准差为0.23 g/kg，变异较小。Na⁺离子浓度在0.02~14.54 g/kg之间变化，均值为2.81 g/kg，标准差为4.60 g/kg，说明Na⁺离子浓度变异程度强。总盐变化幅度更大，其值介于0.42~61.93 g/kg之间，均值为13.22 g/kg，标准差为19.81 g/kg，说明整体上柽柳群落土壤盐分含量普遍较高，存在明显的盐分富集现象。相比于柽柳，梭梭的盐分变化较大，而其他各群落的土壤盐分变化较小。整体而言，不同植物群落的土壤盐分存在显著差异，总盐量以柽柳最高，梭梭次之，白刺、霸王和沙冬青较小，绵刺和蒙古扁桃最小。这说明柽柳灌丛具有明显的“盐岛”效应 [12] ，这主要与柽柳叶片的泌盐过程有关，即叶片将吸收的盐分通过盐腺排出体外进入土壤。

土壤中阴离子以和为主，阳离子以Na⁺为主，即土壤盐分类型多为硫酸钠型和氯化钠型为主(图3)，这与黑河下游地下水的水化学类型较为一致 [13] ，说明土壤盐分主要来自于地下水。但是，由于目前还未见有关阿拉善荒漠区地下水化学的相关报道，因此对于阿拉善荒漠区土壤盐分的来源还有待进一步研究。同时，与其他各地报道的土壤盐分相比较而言，地处干旱区的阿拉善盟植物群落的土壤盐分含量普遍较高 [5] ，这与西北地区干旱少雨的气候特征是密不可分的。

采用ArcGIS的Kinging插值得到土壤各离子的空间分布图，在阴离子中除外，和的空间变异剧烈，出现了明显的高值异常区域，主要分布于黑河下游(额济纳河)以西的戈壁上。就阳离子而言，K⁺和Mg²⁺在额济纳河上段的巴彦宝格德表现为高值区，而K⁺和Mg²⁺的结果与和的空间

图1. 阿拉善荒漠灌木群落土壤调查样点分布

图2. 阿拉善荒漠典型灌木群落土壤样方统计

图3. 阿拉善荒漠典型灌木群落的土壤盐分对比

分布特征比较类似，这一结果基本能反映阿拉善荒漠典型灌木群落的土壤盐分分布特征。就总盐而言，大致以巴丹吉林沙漠为界，巴丹吉林沙漠以西的额济纳旗境内的灌木群落主要以柽柳和梭梭为主，由于柽柳群落表层的盐分富集作用，造成这一区域灌木群落的盐分普遍偏高，而巴丹吉林沙漠以东的阿拉善左旗和右旗的灌木群落主要以梭梭、白刺和绵刺为主，因此这一区域的土壤盐分普遍不高，基本在1 g/kg以下(图4)。总体而言，土壤盐分分布格局表现为西北高东南低的特征，沿东南向西北呈逐级递增的趋势，这主要是黑河下游额济纳绿洲由于强烈的蒸发作用使得将大量盐分运移到土壤表面，即盐随水来。

4. 结论

本文以2010~2012年阿拉善荒漠灌木资源野外调查资料为基础，分析灌木群落下的土壤盐分含量、组成与分布格局等特征，得到如下结论：

1) 阿拉善荒漠灌木群落的土壤盐分存在显著差异，其中：柽柳灌丛的“盐岛”效应最明显，按总盐排序依次为：柽柳>梭梭>白刺>霸王>沙冬青>绵刺>蒙古扁桃；

2) 阿拉善荒漠灌木群落的土壤盐分中阴离子以和为主，阳离子以Na⁺为主，即土壤盐分类型以硫酸钠型和氯化钠型为主；

3) 受黑河地表径流和下游强烈的蒸发作用影响，土壤盐分分布格局整体表现为西北高东南低的特征，

图4. 阿拉善荒漠灌木群落的土壤盐分分布格局

表1. 阿拉善荒漠典型灌木群落土壤盐分统计值

沿东南向西北呈逐级递增的趋势。

文章引用

潘存军,谢宗才,鱼腾飞, (2015) 阿拉善荒漠区灌木群落的土壤盐分特征分析
The Characteristics of Soil Salinity in the Shrubs Community of Alxa Desert. 林业世界,01,7-12. doi: 10.12677/WJF.2015.41002

参考文献 (References)