欒樹喬灌草混合栽植對濱海鹽堿地的生態(tài)改良效果

盧興霞+楊靜慧+黃俊軒

摘要：比較了欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合在不同季節(jié)對濱海鹽堿地的改良效果。結(jié)果表明：2013年秋季，欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合對土壤含水量、pH值、鹽分含量、HCO3-含量的改良效果不明顯，但可以明顯降低土壤容重、Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量，增加土壤總孔隙度和有機質(zhì)含量，總體上秋季欒樹純林對鹽堿地的改良效果好于欒樹+金銀木喬灌組合。2014年春季，欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合除對土壤含水量、HCO3-含量的改良效果不明顯外，可以明顯降低土壤容重、pH值、鹽分含量以及可溶性離子（Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+）含量，增加土壤總孔隙度和有機質(zhì)含量，總體上春季以欒樹+草木樨喬草組合對鹽堿地理化性質(zhì)的改良效果最佳，其次為欒樹+金銀木喬灌組合，最后為欒樹純林。試驗結(jié)果也表明，欒樹與其他植物組合栽植后，對鹽堿地的改良效果在不同季節(jié)有顯著差異。

關(guān)鍵詞：欒樹；金銀木；草木樨；濱海鹽堿地；生態(tài)改良

中圖分類號： S156.4+2 文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0460-04

目前，應(yīng)用生物措施進行鹽堿地改良被普遍認(rèn)為是鹽堿地開發(fā)、利用和改良最有效的途徑，其改良效果持久、穩(wěn)定，還可以保持水土、維護生態(tài)平衡[1]。關(guān)于生物措施改良鹽堿地主要是通過種植耐鹽的草本、木本植物[2-5]，林木混交[6]，林草間作[7]等來改善土壤的理化性質(zhì)，但關(guān)于應(yīng)用喬木純林、喬灌組合、喬草組合栽植對鹽堿地改良效果比較方面的研究尚未見報道。本試驗選用天津市常見綠化樹種欒樹、金銀木灌木以及優(yōu)良牧草草木樨進行混植，組成欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合進行鹽堿地改良試驗，系統(tǒng)研究喬木純林、喬灌組合、喬草組合栽植對鹽堿地理化性質(zhì)的改良效果，并就其改良效果進行比較，為改良鹽堿地篩選最佳生物改良模式，也為林木在鹽堿地的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為天津靜海梁頭鎮(zhèn)鹽堿地栽植的欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合。其中，欒樹純林的株行距為3 m×3 m；欒樹+金銀木喬灌組合中欒樹的株行距為4 m×4 m、金銀木的株行距為1.4 m×4 m；欒樹+草木樨喬草組合中欒樹的株行距為3 m×3 m，草木樨于2013年11月播種在欒樹林的樹行中。

試驗土樣分別于2013年秋季（10月16日）、2014年春季（6月6日）進行取樣。在每種林地內(nèi)隨機選擇0.067 hm2，采用對角線法，每個樣點用土鉆采集0～50 cm的土壤樣品，5個樣點均勻混合，每種林地3次重復(fù)。樣品采回后置于室內(nèi)通風(fēng)處陰干，過1 mm篩用于土壤化學(xué)性質(zhì)的分析。物理性質(zhì)的取樣深度為15～25 cm，具體方法為先用鍬挖去15 cm的表層土，然后采用環(huán)刀法取樣進行物理性質(zhì)的測定分析，3次重復(fù)，每次重復(fù)為5個樣點。所有土樣基本均在欒樹樹冠外圍邊緣的圓周處進行采集，欒樹+金銀木喬灌組合樣點基本在欒樹與金銀木之間，欒樹+草木樨樣點基本在欒樹與草木樨之間稍微偏向草木樨的冠幅外緣處。

1.2 試驗方法

土壤理化性質(zhì)采用如下方法測定[8]：土壤容重、總孔隙度采用環(huán)刀法測定，含水量采用烘干法測定，土壤pH值采用酸度計測定，土壤鹽分含量用電導(dǎo)法測定，土壤有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，土壤K+、Na+ 含量采用火焰光度法測定，Ca2+、Mg2+ 采用EDTA-滴定法測定，Cl-采用硝酸銀滴定法測定，CO32-、HCO3-采用雙指示劑-中和滴定法測定。土壤浸出液采用水土比5 mL ∶1 g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進行方差分析。

土壤脫鹽率=（撂荒地鹽分含量-林地鹽分含量）/ 撂荒地鹽分含量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 對土壤物理性質(zhì)的改良效果

由表1可知，2013年秋季、2014年春季各林木對鹽堿地含水量的改良效果與對照比均未達到顯著效果，改良效果不明顯，但對容重和總孔隙度的改良效果比較明顯。就鹽堿地容重和總孔隙度而言，2013年秋季欒樹林地容重和總孔隙度均與對照達到了顯著性差異，容重比對照降低24%，總孔隙度比對照升高38%；而2014年春季欒樹林地對鹽堿地容重和總孔隙度改良作用與對照相比均未達到顯著水平。欒樹+金銀木喬灌組合春、秋季對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果與欒樹純林的相反，2013年秋季對對鹽堿地容重和總孔隙度改良作用與對照相比均未達到顯著水平；2014年春季對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果均達到了顯著性水平，容重比對照下降24%，總孔隙度比對照升高29%。欒樹+草木樨喬草組合對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果均達到了顯著水平，使鹽堿地容重下降17%，總孔隙度比對照升高19%。

2013年秋季欒樹純林和欒樹+金銀木喬灌組合間、2014年春季三塊林地間（欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合）對鹽堿地容重、總孔隙度、含水量的改良效果均未達到顯著性差異?？傮w上，2013年秋季欒樹純林的改良效果好于欒樹+金銀木喬灌組合；2014年春季，欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合的改良效果均好于欒樹純林，喬灌與喬草組合之間的改良效果差異不明顯。

2.2 對土壤化學(xué)性質(zhì)的改良效果

2.2.1 對土壤pH值和可溶性鹽的改良效果

由表2可知，2014年春季林木對鹽堿地pH值和鹽分含量的改良效果顯著好于2013年秋季。2013年秋季，欒樹純林使鹽堿地pH值、鹽分含量顯著增加，其中pH值增加了0.7，鹽分含量增加了131.25%；欒樹+金銀木喬灌組合也使鹽堿地pH值顯著增加，但鹽分含量與撂荒地差異不顯著，與欒樹純林的含量達到顯著性水平，其中pH值較撂荒地增加0.6，鹽分含量較撂荒地增加了12.5%。

2014年春季，欒樹純林及其喬草組合對鹽堿地pH值的改良效果均達到顯著性水平，分別使pH值降低0.4、0.3，且二者之間對鹽堿地pH值的改良效果差異不顯著，欒樹+金銀木喬灌混交林對土壤pH值基本無改良效果，表明欒樹純林和欒樹+草木樨組合對土壤pH值的改良效果比較好。欒樹純林及其喬灌組合、喬草組合對鹽堿地鹽分含量的改良效果較撂荒地均達到了顯著水平，且脫鹽率均在50%以上。其中，欒樹純林的脫鹽率為69.57%，欒樹+金銀木混交林的脫鹽率為52.17%，欒樹+草木樨間作的脫鹽率達到了73.91%，表明欒樹+草木樨間作對鹽堿地鹽分的降低效果更顯著，其次為欒樹純林。總體而言，欒樹+草木樨喬草間作對鹽堿地pH值和鹽分含量的改良效果最好，其次為欒樹純林，最后為喬灌組合。

2.2.2 對土壤主要離子含量的改良效果

由表3可知，2013年秋季各林地土壤除K+ 和HCO3-的含量與撂荒地?zé)o顯著差異，其他離子含量（喬灌組合Na+含量除外）[HJ1.3mm]基本較撂荒地有顯著降低。欒樹純林除使K+ 和HCO3-的含量有所增加外，其他離子（Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-）含量較撂荒地均顯著降低；欒樹+金銀木除使HCO3-含量有所增加外，其他離子含量較撂荒地均有一定程度降低，其中，Ca2+、Mg2+ 含量與撂荒地含量達到了顯著性差異，其他Cl-、Na+、K+ 含量與撂荒地含量的差異均未達到顯著性水平。綜合比較認(rèn)為，2013年秋季欒樹純林對鹽堿地可溶性離子含量的降低效果顯著高于欒樹+金銀木喬灌組合。

表4顯示，2014年春季欒樹及其不同栽植組合對鹽堿地不同陰、陽離子的改良效果差異較大。各林地土壤的K+、Na+含量均比撂荒地顯著下降，其中K+含量降低最多的是欒樹+金銀木喬灌組合，比撂荒地下降了0.033 g/kg，與欒樹純林和欒樹+草木樨喬草組合的降低效應(yīng)相比也達到了顯著性水平，欒樹純林和欒樹+草木樨喬草組合二者之間對K+ 的改良效果差異不顯著；3種林地土壤Na+ 含量與撂荒地含量相比均顯著降低了，其中，使土壤Na+ 含量降低最多的是欒樹+草木樨喬草組合，降低了0.3 g/kg，其與欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合的降低效果相比也達到了顯著性差異，后二者間的改良效果差異不顯著。對于Ca2+ 的含量，除欒樹+金銀木喬灌組合與撂荒地的含量差異不顯著外，其他2塊林地Ca2+ 含量與撂荒地相比均顯著降低0.17、0.15 g/kg且二者之間對土壤Ca2+含量的改良效果不顯著。對于Mg2+ 含量，除欒樹+草木樨喬草組合與撂荒地的含量差異未達顯著性水平外，其他2塊林地土壤Mg2+ 含量與撂荒地相比均下降0.07、0.12 g/kg，且二者之間的差異也達到了顯著性水平，欒樹+金銀木喬灌組合使土壤Mg2+ 含量下降得最多。

由表4可以看出，不同林地對土壤Cl-含量與撂荒地的含量相比均未達顯著性水平，表明各林地對土壤Cl-含量的改良效果不明顯，但各林地之間，欒樹純林與其喬灌組合和喬草組合Cl-含量的差異均達到了顯著性水平，喬灌組合、喬草組合的Cl-含量均顯著低于欒樹純林，但喬灌、喬草組合Cl-含量差異不顯著。各林地HCO3-含量與撂荒地的含量相比均顯著提高，但各林地之間的含量差異并不顯著，表明栽植欒樹、欒樹+金銀木和欒樹+草木樨后的土壤HCO3-含量顯著增加。

天津濱海鹽堿地土壤中主要鹽堿離子是Na+ 和Cl-，以各林木對鹽堿地土壤Na+ 和Cl-的改良效果為依據(jù)，由表3、表4可以得出，欒樹在2013年秋季分別使Na+ 和Cl-降低25.19%和60%，在2014年春季使Na+ 降低19.78%，使Cl-升高15.63%；欒樹+金銀木喬灌組合在2013年秋季分別使Na+ 和Cl-降低7.34% 和48.57%，2014年春季分別使Na+ 和Cl-降低14.29%和21.88%；2014年春季，欒樹純林、欒樹+金銀木喬灌組合、欒樹+草木樨喬草組合三者對鹽堿地可溶性離子的改良效果以欒樹+草木樨喬草組合最好。由表3、表4綜合分析得出，欒樹純林2013年秋季對鹽堿地可溶性離子的綜合改良效果較2014年春季好，欒樹+金銀木對K+、Na+、HCO3-三種可溶性離子改良效果2014年春季較2013年秋季好；2014年春季欒樹3種栽培模式中，以欒樹+草木樨喬草組合對鹽堿地可溶性離子的改良效果最好。

2.3 對土壤有機質(zhì)含量的改良效果

由圖1可知，2013年秋季欒樹純林使土壤有機質(zhì)含量增加最多，比撂荒地增加了0.28百分點，與撂荒地及欒樹+金銀木組合達到顯著性差異；欒樹+金銀木的有機質(zhì)含量與撂荒地差異不顯著。2014年春季，欒樹+草木樨喬草組合使土壤有機質(zhì)含量增加最多，比撂荒地增加了0.28百分點，與撂荒地及欒樹、欒樹+金銀木組合的含量差異達到了顯著性水平；欒樹純林及其喬灌混交林組合對鹽堿地有機質(zhì)含量的改良效果不明顯且改良結(jié)果相近，且與撂荒地有機質(zhì)含量差異不顯著。

3 討論

3.1 對土壤容重和總孔隙度的改良效果

關(guān)于木本植物對鹽堿地物理性質(zhì)改良效果的報道甚少，本研究對這方面進行了探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2013年秋季欒樹純林對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果好于2014年春季的效果，但與金銀木組合栽植后，其改良效果卻出現(xiàn)春季好于秋季的效應(yīng)。表明樹種在不同季節(jié)對鹽堿地的改良效果會因樹種的栽植組合模式不同而有明顯的差異。2014年春季，欒樹與金銀木或草木樨組合栽植后對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果均好于其純林的效果，表明春季應(yīng)用喬灌或喬草復(fù)層栽培模式對鹽堿地容重和總孔隙度的改良效果好于其單一樹種。

3.2 對土壤化學(xué)性質(zhì)的改良效果

2013年秋季林地土壤pH值和鹽分含量總體上均高于撂荒地，2014年春季則均低于撂荒地。表2、表3顯示，2013年秋季欒樹及欒樹+金銀木2塊林地土壤的HCO3-含量較高且明顯高于Cl-含量，在各陽離子含量中Na+ 含量最高并明顯高于其他陽離子含量，土壤可溶性鹽分以NaHCO3為主，因此土壤pH值較高；表4顯示，2014年春季3塊林地（欒樹、欒樹+金銀木、欒樹+草木樨）土壤的HCO3-含量少且明顯低于Cl-，各陽離子含量中Na+ 含量最高并明顯高于其他陽離子含量，土壤可溶性鹽分以NaCl為主，因此土壤pH值接近中性。一般鹽堿地土壤溶液pH值受土壤可溶性鹽分組成影響較大，當(dāng)土壤可溶性鹽成分以Na2CO3或NaHCO3為主時，pH值一般為堿性或強堿性，當(dāng)鹽化土壤中的鹽分以氯化物和硫酸鹽為主時，土壤pH值一般是中性[9]，本研究結(jié)果與此結(jié)論一致。此外，欒樹純林土壤鹽分含量在2013年秋季顯著高于撂荒地，春季顯著低于撂荒地，欒樹+金銀木林地土壤鹽分含量春季顯著地低于撂荒地，秋季與撂荒地含量差異不大，且春、秋季含量變化也不大，表明欒樹+金銀木喬灌組合栽植對鹽分的控制效果比較穩(wěn)定，且可以有效地控制秋季的返鹽現(xiàn)象，而欒樹純林土壤在秋季的返鹽現(xiàn)象比較嚴(yán)重。有研究表明，林分的抑鹽效果與其郁閉度有密切的相關(guān)性，一般郁閉度越大，其抑鹽效果越明顯[10]，本研究結(jié)果與其研究結(jié)果一致。

3.3 對土壤有機質(zhì)的改良效果

2013年秋季，欒樹對鹽堿地有機質(zhì)的改良效果好于欒樹+金銀木，二者之間的差異達到了顯著性水平。理論上，欒樹+金銀木組合栽植后由于其根系的深淺不同，在其生長發(fā)育過程中因根系的自疏作用會使不同土層有機質(zhì)含量有所增加，其改良效果應(yīng)好于欒樹純林，但試驗結(jié)果卻與之相反，是否與2種樹栽植在一起的互作效應(yīng)有關(guān)，具體原因有待進一步研究。2014年春季，欒樹+草木樨栽植組合對鹽堿地有機質(zhì)的改良效果與欒樹及欒樹+金銀木組合均達到了顯著性差異，且改良效果最好，這到底是與草木樨是豆科植物，在春季生長時其根瘤菌能夠進行固氮從而明顯增加土壤中的有機質(zhì)有關(guān)，還是喬草組合可以充分發(fā)揮其互作效應(yīng)而使土壤有機質(zhì)含量明顯增加有關(guān)，仍須繼續(xù)進一步研究。

4 結(jié)論

綜上所述，欒樹及其不同的喬灌、喬草栽植組合在不同季節(jié)除對土壤含水量和HCO3-含量改良效果不明顯外，對其他10項理化性質(zhì)均有明顯的改良效果。

2013年秋季，欒樹純林可以顯著降低土壤容重以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-含量，增加土壤總孔隙度和有機質(zhì)含量；欒樹+金銀木喬灌組合對土壤容重、總孔隙度、Na+含量、Ca2+含量、Mg2+含量、Cl-含量有明顯的改良作用，對其他理化性質(zhì)的改良效果不明顯；總體上，2013年秋季欒樹純林對鹽堿地理化性質(zhì)的改良效果好于欒樹+金銀木喬灌組合。

2014年春季，欒樹純林可以明顯降低土壤容重、pH值、鹽分含量以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量，但土壤總孔隙度和有機質(zhì)含量與撂荒地相近；欒樹+金銀木喬灌組合除對土壤pH值、Ca2+和有機質(zhì)含量的改良效果不明顯外，對土壤容重、總孔隙度、鹽分含量以及K+、Na+、Mg2+、Cl-含量的改良效果均達到了顯著性水平；欒樹+草木樨喬草組合可以顯著降低土壤容重、pH值、鹽分含量以及K+、Na+、Ca2+、Cl-含量，增加土壤總孔隙度和有機質(zhì)含量；2014年春季欒樹+草木樨喬草組合對鹽堿地理化性質(zhì)的綜合改良效果最佳，欒樹+金銀木喬灌組合次之，最后為欒樹純林。

此外，同一林地在不同的季節(jié)對鹽堿地的改良效果也明顯不同。欒樹純林除對pH值和鹽分含量的改良效果春季好于秋季外，其他8項理化性質(zhì)（土壤容重、總孔隙度以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、有機質(zhì)含量）均表現(xiàn)出秋季的改良效果好于春季；欒樹+金銀木喬灌組合除對有機質(zhì)含量的改良效果春、秋季相近外，其他9項理化性質(zhì)（土壤容重、總孔隙度、pH值、鹽分含量以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-含量）均表現(xiàn)為春季的改良效果好于秋季。

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