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互花米草是一种多年生禾本科植物,适于生长在沿海滩涂的潮间带及受潮汐影响的河滩上。因其具有保滩护岸、促淤造路、控制污染、优化滨海环境等方面的价值而被引入世界各地。自20世纪90年代末互花米草被成功引入天津滨海滩涂以来,该物种表现出快速扩散的趋势。同时海岸带滩涂是具有高生产力的自然生态系统之一,其重要的生态功能和社会价值不可忽视,但由于沿海滩涂土壤含盐量高,绿色植被种类较少,对于外界环境的干扰相对较敏感。本文通过对天津滨海滩涂光滩区和米草区土壤容重、pH值、含盐量、有机碳、全氮、微生物碳和微生物氮季节动态变化的研究,揭示了互花米草生长的不同季节对天津滨海滩涂土壤状况的影响。本研究主要内容及结果如下:
(1)天津滨海滩涂土壤容重的变化范围为1.41 g·cm-1.59 g·cm-3。表层(0-10 cm)土壤容重最低,随着土壤深度的增加容重也随之增加;米草区土壤容重显著低于光滩处土壤容重,个别样点除外。
(2)天津滨海滩涂土壤pH值在7.92-8.24之间,属于偏碱性的土壤。其中6—8月份pH值偏低,9—11月份以及1月份pH值偏高;米草区土壤pH值偏低,与光滩pH值差异极显著(p<0.01)。
(3)天津滨海滩涂土壤含盐量在0.49%-1.28%之间,其中大部分样点的土壤含盐量在0.5%-1.0%之间,属于重盐土,而在光滩处中9-11月及1月有部分土壤含盐量>1.0%,属于极重盐土;米草区土壤含盐量整体上低于光滩的土壤含盐量。
(4)天津滨海滩涂土壤有机碳含量在6.14 g/kg-12.73 g/kg之间,有机碳含量偏低。随着季节的变化,有机碳含量呈规律性的变化,在7—8月土壤有机碳在各个月份中含量最低,9、10及1月份土壤有机碳含量较高。不同土壤深度有机碳变化规律是随着土壤深度增加有机碳含量减少。在水平距离上有机碳含量的变化是随着距堤岸距离的增加有机碳含量也随之增加,主要与互花米草生长年数有关。米草区各样点有机碳含量明显高于光滩处的有机碳含量。土壤全氮含量在0.47 g/kg-1.16 g/kg之间,全氮含量的季节动态变化和水平距离变化与有机碳含量变化基本一致;另外,米草区各样点全氮含量也明显高于光滩处的全氮含量。
(5)土壤有机碳与全氮和容重呈线性极显著正相关关系(p<0.01)。土壤有机碳、全氮与碳氮比之间呈线性负相关关系,全氮与碳氮比相关性较大,说明碳氮比的大小主要决定于全氮含量。
(6)天津滨海滩涂土壤微生物碳、氮随季节动态变化。在7~8月微生物碳、氮含量最低,9、10以及1月份微生物碳、氮含量较高。微生物量碳、氮随着土壤深度的增加呈逐渐减少的趋势。米草处的微生物碳、氮含量高于光滩处的微生物碳、氮含量。水平距离上微生物碳、氮含量随距堤岸距离增加而增加。
(7)土壤微生物碳与有机碳,土壤微生物氮与全氮均呈线性极显著相关关系(p<0.01)。