李媛媛 ，朱源山 ，郭長城，尚云濤 ，陳 清 ，薛冬梅 ，李 軍 ，王義東 ，王中良

（1.天津師范大學(xué) 天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室，天津300387；2.天津師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，天津300387）

濕地作為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的過渡地帶，常年或季節(jié)性處于淹水狀態(tài)，土壤通氣性差，物種多樣性高，因此具有較高的土壤有機碳含量，是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的碳庫之一[1].濕地面積約占地球陸地表面積的2%～6%[2]，據(jù)報道，地球土壤碳庫約含2 500 pg 的碳，其中20%～30%的碳被儲存在濕地生態(tài)系統(tǒng)中[3-4].濕地的固碳能力在全球碳循環(huán)中起到舉足輕重的作用，在當(dāng)前氣候變化的背景下，濕地碳循環(huán)正在引起廣泛關(guān)注.

目前對于濕地碳循環(huán)的研究主要集中在碳的積累和儲量[5-6]、碳的分布特征及其影響因子[7-8]等方面.濕地生態(tài)系統(tǒng)在我國分布廣泛，濕地類型在不同區(qū)域差異顯著，關(guān)于濕地碳循環(huán)動態(tài)過程的研究主要集中在三江平原地區(qū)的沼澤濕地、黃河三角洲及杭州灣濱海濕地等地區(qū)[9-10]，如董洪芳等[11]對黃河三角洲濱海潮灘濕地土壤有機碳的空間分布特征的研究表明，平均土壤有機碳含量與沼澤濕地有機碳含量相比較低，蘆葦群落在0～10 cm 土層上有機碳含量最高，而10～20 cm土層上則堿蓬群落有機碳含量最高，表層土壤有機碳含量在不同植物群落下差異顯著，這主要與生長的植被類型及植物根系的生長分布有關(guān)[12-13].王勇輝等[14]選擇干旱區(qū)鹽湖濕地為研究對象，證明艾比湖濕地整體有機碳含量偏低，7 種不同植被覆蓋類型下的土壤有機碳含量分布以鹽化草甸土壤有機碳含量最高，其次為小喬木荒漠，土壤有機碳含量在垂直方向上的分布表現(xiàn)為隨土壤深度的增加而降低.

土壤團聚體被認為是有機碳存在的重要場所，土壤團聚作用被眾多學(xué)者認為是土壤固碳的重要穩(wěn)定機制[15-17].劉興華等[18]采用濕篩法和密度分組法對黃河三角洲濱海土壤進行分組，發(fā)現(xiàn)在無植被裸地過渡到生長鹽生植被濕地的過程中，土壤中大團聚體含量呈增加趨勢，以蘆葦濕地大團聚體的含量最高，其中大團聚體含量與土壤有機質(zhì)含量呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，濕地植被的生長顯著增加了土壤活性碳庫的相對比例，這也與Six 等[19]提出的土壤團聚體周轉(zhuǎn)的概念一致，大團聚體包裹著更多的有機碳，是不穩(wěn)定的碳庫，對外界環(huán)境變化的響應(yīng)更敏感.

華北平原地區(qū)濕地資源豐富，濕地具有蓄水灌溉、補給水源、供給天然物資、維持生物多樣性、調(diào)節(jié)局部氣候和凈化水體等多種生態(tài)功能[20-21].目前，華北濕地的研究主要包括鹽分的變化、植物種群的生物量以及長期墾殖對土壤碳氮的影響等方面[22-24]，對土壤團聚體中有機碳含量分配特征的研究較少.本研究選取位于華北平原的3 個典型濕地為研究對象，分析不同濕地類型下土壤團聚體中有機碳的含量及其分布特征，探討團聚體有機碳對維持土壤碳庫穩(wěn)定性的重要意義，豐富對該地區(qū)濕地碳循環(huán)規(guī)律的研究，為濕地的合理開發(fā)利用及保護提供科學(xué)的理論支撐.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究選取位于華北平原的天津北大港濕地、天津七里海濕地和河北白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)作為研究對象.3 個沼澤濕地基本情況為：

北大港（BDG）濕地位于天津市東南部，地理位置為 117°11′E～117°37′E，38°36′N～38°57′N，總面積348.87 km2，屬蘆葦沼澤濕地.該地區(qū)以暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候為主，年均溫為12 ℃，年均降水量550 mm，年均蒸發(fā)量約為1 121 mm.

七里海（QLH）濕地位于天津市西南部，地理位置為 117°27′E～117°32′E，39°16′N～39°18′N，總面積95km2，屬于蘆葦沼澤濕地.該地區(qū)氣候以暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候為主，年均溫為11.2 ℃，年均降水量為500～600 mm，年均日照時長為2 600～2 800 h，無霜期180～194 d[25].

白洋淀（BYD）濕地地處河北省保定市安新縣境內(nèi)，位于 115°38′E～116°07′E，38°43′N～39°02′N，總面積366 km2，屬淡水湖泊濕地.該地區(qū)位于東部季風(fēng)區(qū)暖溫帶半干旱地區(qū)，以溫帶大陸性季風(fēng)氣候為主要特征，年均溫7.3～12.7℃，年均降水約為560 mm，降水多集中在6～9 月，季節(jié)變化較大，年均蒸發(fā)量為1 369 mm，年均日照時長2 638.3 h，無霜期203 d[26].該地區(qū)植被主要以蘆葦為主，上游各支流中潴龍河為白洋淀濕地主要的供給水源，近幾十年由于生態(tài)退化嚴重，已有證據(jù)表明該地區(qū)正在向沼澤濕地轉(zhuǎn)化[20].

1.2 土壤樣品和植物樣品的采集

土壤樣品采集：選取3 個典型濕地為采樣區(qū)，分別在每個典型濕地內(nèi)設(shè)置4 個采樣重復(fù)小區(qū)（其中北大港采樣區(qū)集中于濕地西部典型蘆葦沼澤區(qū)；七里海濕地采樣區(qū)位于西七里海典型蘆葦沼澤區(qū)；白洋淀采樣區(qū)分別位于濕地東南西北4 個方位），采樣點的具體位置如圖1 所示.每個采樣重復(fù)小區(qū)的土壤樣品由其附近3 個隨機土樣混合而成，利用土壤采樣器分別于2017 年11 月在北大港和七里海濕地、2018 年4 月在白洋淀濕地采集0～15 cm 和15～30 cm 土層的土壤樣品，共計采集24 個土壤樣品.樣品采集完畢后迅速裝入密封袋中密封并進行編號，帶回實驗室置于通風(fēng)處自然風(fēng)干，剔除樣品中的動植物殘體和石塊，在風(fēng)干的過程中小心地用手將土塊掰成直徑約1 cm 左右的小土塊，將樣品混勻，密封保存，備用.

圖1 采樣點位置示意圖Fig.1 Schematic diagram of sample point position

植物樣品的采集：在北大港和七里海濕地均隨機選取6 個采樣點，采用樣方收獲法齊地面收割樣方內(nèi)的植株，樣方面積為0.5 m×0.5 m，分別裝入已編號的塑料袋內(nèi).利用根鉆（直徑約為8 cm）法獲取植物根系樣品，裝入孔徑為0.4 mm 的尼龍網(wǎng)中，將采集到的植物樣品帶回實驗室進行后續(xù)的測定.白洋淀濕地的生物量數(shù)據(jù)引用自文獻[27].

1.3 土壤團聚體篩分與有機碳測定

土壤樣品風(fēng)干后采用濕篩法進行團聚體分組.具體步驟為：稱取100 g 土樣，均分成4 組，每組約25 g，自上而下分別通過孔徑為2.000、0.250 和0.053 mm 的套篩，將套篩置于桶中，加水至沒過套篩頂端的土樣，通過土壤團聚體分析儀（XY-100 型，北京）上下震蕩6 min，將各級篩網(wǎng)上和桶內(nèi)的團聚體小心轉(zhuǎn)移至鋁盒中，得到＞2.000 mm、0.250～2.000 mm、0.053～0.250 mm和＜0.053 mm 共4 個不同粒徑大小的團聚體.將所得團聚體置于60 ℃烘箱內(nèi)烘干，分別稱重，記錄不同組分團聚體的質(zhì)量，將烘干的各粒級團聚體經(jīng)研磨后過100目的篩網(wǎng)，裝入密封袋中做好標記，用于后續(xù)測定.

土壤有機碳（SOC）含量測定前，首先應(yīng)先對土壤樣品進行酸化，以去除土壤無機碳的干擾，具體步驟為：取研磨過的土樣置于離心管內(nèi)，加入40 mL 濃度為1 mol/L 的稀鹽酸，用玻璃棒攪拌使稀鹽酸與土樣均勻混合，靜置一夜后，離心，再用蒸餾水沖洗，反復(fù)3～4 次直至土壤混合液呈中性，將處理后的土樣置于60 ℃的烘箱中烘干.酸洗后的土樣經(jīng)研磨后過100 目的篩網(wǎng)，裝入密封袋中做好標記，待測.土壤中各團聚體的有機碳含量采用元素分析儀（PerkinElmer2400，美國）進行測定.

1.4 土壤植物生物量和鹽度的測定

地上生物量的測定：采集回來的蘆葦樣品與其他物種經(jīng)區(qū)分后，分別測定蘆葦?shù)母叨群椭陻?shù)，再將蘆葦莖、葉及其他物種分別裝入信封中，放入烘箱，65 ℃恒溫烘干，48 h 后稱重.

地下生物量的測定：將采集回來的根系樣品經(jīng)水漂洗后，分為死根系、活根系、死根莖和活根莖，放入65 ℃的烘箱內(nèi)恒溫烘干，48 h 后稱重.

鹽度的測定：根據(jù)《土壤農(nóng)化分析》的要求，采用5 ∶1 的水土比，測定土壤鹽度.稱取干重為6 g 的土樣置于50 mL 的離心管中，加入30 mL 超純水，震蕩3 min，離心后取上清液，用孔徑為0.45 μm 的濾膜進行過濾，用鹽度計測定土壤的鹽度.

1.5 數(shù)據(jù)分析

實驗所得數(shù)據(jù)均用Excel 2010 和SPSS 20 進行統(tǒng)計和分析，顯著性分析采用獨立樣本T 檢驗（independentsamples T Test）和單因素方差分析（one-way ANOVA），選擇Origin Pro 2017 軟件做圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機碳（SOC）總量

不同濕地全土的有機碳含量如圖2 所示.

圖2 3 個咸化濕地土壤總有機碳含量和比值（n=4）Fig.2 Total soil organic carbon content and ratio in three wetlands（n=4）

由圖 2（a）可以看出，在表層土壤（0～15 cm）中，北大港濕地土壤有機碳總量顯著高于七里海和白洋淀濕地（P ＜ 0.05），亞表層（15～30 cm）土壤全土有機碳含量：七里海（13.5 g/kg）＞北大港（10.1 g/kg）＞白洋淀（9.3 g/kg），其中七里海濕地土壤有機碳總量顯著高于白洋淀濕地（P ＜0.05），北大港濕地土壤有機碳總量雖高于白洋淀濕地，但未表現(xiàn)出顯著差異（P ＞0.05）.

3 個濕地全土有機碳含量的變化范圍為9.3～30.6 g/kg，且均表現(xiàn)為表層大于亞表層，但在白洋淀濕地未表現(xiàn)出顯著性差異（P ＞ 0.05）.由圖 2（b）可知，北大港濕地表層全土有機碳含量為亞表層全土有機碳含量的3.14 倍，顯著高于七里海和白洋淀濕地，七里海和白洋淀濕地表層與亞表層SOC 總量的比值并無顯著差異（P ＞ 0.05）.

2.2 土壤團聚體分布特征

3 個濕地不同土層中各粒級團聚體所占比例如圖3 所示.由圖 3（a）可以看出，在 0～15 cm 土層中，3 個濕地大團聚體（＞2 mm）占比顯著不同，北大港濕地土壤大團聚體占比最高（39.5%），其次為七里海濕地（26.0%）.白洋淀濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）占比顯著高于七里海和北大港濕地（P ＜0.05），中間團聚體（0.25～2.00 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）所占比例在3 個濕地間并無顯著差異.此外，七里海濕地表層土壤微團聚體（0.053～0.250 mm）占比顯著低于大團聚體（＞2 mm）、中間團聚體（0.25～2.00 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的占比（P ＜0.05）.北大港濕地表層土壤大團聚體（＞2 mm）占比顯著高于中間團聚體（0.25～2.00 mm）、微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的占比. 白洋淀濕地表層土壤中間團聚體（0.25～2.00 mm）占比顯著高于大團聚體（＞2 mm）的占比.

圖3 3 個咸化濕地不同土層中各粒級土壤團聚體的含量（n=4）Fig.3 Content of different particle size soil aggregates in different soil layers of three wetlands（n=4）

由圖 3（b）可以看出，在 15～30 cm 土層中，七里海濕地大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）的占比顯著高于北大港和白洋淀濕地二者的占比（P ＜0.05），白洋淀濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）的占比顯著高于七里海和北大港濕地微團聚體的占比（P ＜0.05），北大港濕地礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的占比顯著高于七里海和白洋淀濕地的.此外，七里海亞表層土壤中間團聚體（0.25～2.00 mm）的占比為52.1%，顯著高于其他3 種團聚體所占比例.北大港濕地亞表層土壤礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的占比顯著高于大團聚體（＞2mm）、中間團聚體（0.25～2.00mm）和微團聚體（0.053～0.250 mm）所占比例（P ＜0.05）. 白洋淀濕地亞表層土壤中間團聚體（0.25～2.00 mm）和微團聚體（0.053～0.250 mm）的占比顯著高于大團聚體（＞2 mm）所占比例.

2.3 土壤團聚體有機碳（SOC）含量分布特征

不同土層中各粒級團聚體的有機碳含量如圖4 所示.

圖4 不同土層土壤中各粒級團聚體的有機碳含量（n=4）Fig.4 Organic carbon content of different particle size aggregates in different soil layers（n=4）

由圖 4（a）可知，在 0～15 cm 土層中，3 個濕地間大團聚體（＞2 mm）有機碳含量顯著不同，以北大港濕地大團聚體SOC 含量最高（31.0 g/kg），北大港濕地中間團聚體（0.25～2.00 mm）、微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）SOC 含量顯著高于七里海和白洋淀濕地土壤的SOD 含量（P＜0.05）.由圖 4（b）可知，在 15～30 cm 土層中，北大港濕地大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）SOC 含量顯著高于七里海和白洋淀濕地土壤團聚體SOC 含量，七里海濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）土壤SOC 含量顯著高于北大港和白洋淀濕地土壤團聚體 SOD 含量（P ＜ 0.05）.

由圖4（a）還可知，北大港濕地表層土壤中間團聚體SOC 含量最高，其次為大團聚體SOC 含量，七里海濕地表層土壤各粒級團聚體有機碳含量隨粒徑的降低而減少.其中，北大港和白洋淀濕地土壤大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）土壤 SOC 含量顯著高于微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的 SOC 含量（P ＜ 0.05）.由圖 4（b）可知，在亞表層土壤中，北大港濕地各粒級土壤團聚體SOC 含量隨粒徑的減小而降低（P ＜0.05），其中大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）土壤 SOC 含量顯著高于微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分的SOC 含量（＜0.053 mm）.七里海和白洋淀濕地亞表層土壤中各粒級土壤團聚體SOC 含量均未表現(xiàn)出顯著差異（P ＞ 0.05）.

不同土層中各粒級團聚體與礦質(zhì)顆粒組分所含SOC 的比值如5 所示.

圖5 不同土層土壤中各粒級團聚體與礦質(zhì)顆粒組分所含SOC 的比值（n=4）Fig.5 RatioofSOCcontentofdifferentparticlesizeaggregates to mineral particle component in different soil layers（n=4）

圖 5（a）和圖 5（b）為各粒級土壤團聚體 SOC 含量分別與礦質(zhì)顆粒組分SOC 含量之比.由圖5（a）可以看出，北大港濕地表層土壤大團聚體（＞2 mm）與礦質(zhì)組分（＜0.053 mm）SOC 的比值顯著高于七里海和白洋淀濕地的比值（P ＜0.05），白洋淀濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）與礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）SOC比值顯著低于北大港和七里海濕地的比值（P ＜0.05）.3 個濕地表層土壤各團聚體與礦質(zhì)組分所含SOC 之比均表現(xiàn)為大團聚體（＞2 mm）＞中間團聚體（0.25～2.00 mm）＞微團聚體（0.053 ～0.250 mm），說明在表層土壤中，SOC 向大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）富集.由圖 5（b）可以看出，在亞表層土壤中，北大港濕地土壤大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）與礦質(zhì)顆粒組分的 SOC 含量之比均顯著高于七里海和白洋淀濕地的比值（P ＜0.05）.白洋淀濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）與礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）的比值顯著低于北大港濕地的比值（P ＜ 0.05）.

各團聚體表層與亞表層SOC 的比值如圖6 所示.

圖6 各粒級團聚體表層與亞表層SOC 的比值（n=4）Fig.6 Ratio SOC content of different particle size aggregate in the surface to subsurface layer（n=4）

由圖6 可知，除北大港表層微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）與亞表層之比顯著高于七里海和白洋淀濕地（P ＜0.05）外，其他粒級土壤團聚體SOC 含量之比在3 個濕地間并未表現(xiàn)出顯著性差異（P ＞ 0.05）.北大港濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）表層與亞表層SOC 之比顯著高于大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）表層與亞表層 SOC 之比，七里海濕地中間團聚體（0.25～2.00 mm）表層與亞表層SOC 之比顯著高于微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）表層與亞表層 SOC 之比（P ＜ 0.05），而白洋淀濕地各粒級團聚體SOC 含量表層與亞表層的比值并無顯著性差異.

不同土層土壤中各粒級團聚體有機碳含量在全土中的占比如圖7 所示.

圖7 不同土層土壤中各粒級團聚體有機碳含量在全土中所占比重（n=4）Fig.7 Proportion of organic carbon content of different particle size aggregates in whole soil of different soil layers（n=4）

由圖7 可以看出，北大港濕地表層土壤大團聚體（＞2 mm）土壤有機碳占全土比重顯著高于七里海和白洋淀濕地的占比（P ＜0.05），微團聚體（0.053～0.250 mm）土壤有機碳占全土比重順序為七里海（1.6%）＜北大港（2.8%）＜白洋淀（3.1%），其中，七里海濕地微團聚體（0.053～0.250 mm）占全土比重顯著低于北大港和白洋淀濕地的占比（P ＜ 0.05）. 中間團聚體（0.25～2.00 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）有機碳占全土比重在3 個濕地間并無顯著差異（P ＞0.05）.在亞表層土壤中，大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）有機碳含量占全土的比重為七里海＞北大港＞白洋淀，其中白洋淀濕地大團聚體（＞2 mm）有機碳含量占全土的比重顯著低于北大港和七里海濕地，七里海濕地中間團聚體（0.25～2.00 mm）有機碳含量占全土比顯著高于白洋淀濕地（P ＜0.05）. 北大港微團聚體（0.053～0.250 mm）有機碳占全土比重最低且顯著低于白洋淀濕地，而礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）有機碳占全土比重顯著高于七里海和白洋淀濕地所占比重.

在0～15 cm 土層中，七里海和北大港濕地大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）SOC 占全土比重顯著高于微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜ 0.053 mm）占全土的比重（圖 7（a）），白洋淀濕地各粒級團聚體SOC 占全土比重未表現(xiàn)出顯著性差異（P ＞0.05）.七里海和北大港濕地亞表層土壤中間團聚體（0.25～2.00 mm）占全土比重顯著高于大團聚體（＞2 mm）、微團聚體（0.053～0.250 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）占全土比重（P ＜0.05）.白洋淀濕地亞表層土壤中間團聚體（0.25～2.00 mm）SOC 占全土比重顯著高于大團聚體（＞2 mm）和礦質(zhì)顆粒組分（＜0.053 mm）SOC 占全土比重（圖 7（b））.

2.4 鹽度、生物量與土壤團聚體有機碳的關(guān)系

不同土層土壤中總生物量、根生物量和鹽度與全土及團聚體有機碳的關(guān)系如圖8 所示.

圖8 不同土層土壤中生物量和鹽度與全土和各粒級團聚體有機碳（SOC）含量的關(guān)系Fig.8 Relationship between biomass and salinity in SOC content of bulk soil and different particle size aggregates in different soil layers

圖8 的研究結(jié)果表明，在表層土壤中，隨著總生物量和根系生物量的增加，表層濕地全土及各粒級團聚體有機碳含量呈現(xiàn)降低趨勢，且均表現(xiàn)出顯著性.對于下層土壤來說，大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）有機碳含量隨著生物量的增加而減少（P ＜0.05），而其他粒級團聚體并未呈現(xiàn)出明顯的線性變化（圖 8（b）和圖 8（d））.表層土壤全土及各粒級團聚體有機碳含量隨著鹽度的增加呈現(xiàn)顯著升高的趨勢（圖 8 e），而對于下層土壤，大團聚體（＞2 mm）和中間團聚體（0.25～2.00 mm）有機碳含量隨鹽度的增加而增加（P ＜0.05），其他粒級團聚體有機碳含量并未表現(xiàn)出線性增加的趨勢.

3 討論

3.1 濕地土壤團聚體有機碳含量空間分異特征

濱海濕地屬于退海地，土壤類型主要為鹽土和鹽化潮土，其土壤質(zhì)地黏實，通氣性較差，一般情況下積累的有機碳平均含量較低[28]，但本研究結(jié)果顯示3 個濕地土壤有機碳總量北大港最高（40.7 g/kg），其次為七里海（30.7 g/kg），最后為白洋淀（22.3 g/kg）.由濕地總生物量和根系生物量與全土和各粒級團聚體有機碳含量的關(guān)系可以看出，雖然蘆葦作為3 個濕地的優(yōu)勢種群，且其具備高生物量及凋落物歸還量[23，29]，但SOC 的含量并不隨蘆葦生物量的增加呈現(xiàn)增加趨勢（圖8），這可能是因為濱海濕地土壤鹽分和pH 值較高，相關(guān)研究表明高鹽分會限制植物的生長，鹽分也會通過影響土壤微生物的活性間接控制土壤有機碳的礦化速率，降低土壤有機碳的礦化分解，從而有利于有機碳的積累.馮小平等[22]對天津濱海濕地鹽分空間分布特征的研究發(fā)現(xiàn)，北大港濕地SO42-離子的含量最高，處于重度鹽化狀態(tài)，濱海濕地因受到潮汐作用使得鹽度上升，過高的鹽度不利于SOC 的礦化分解，因此在鹽堿化嚴重的區(qū)域，濕地土壤SOC 得到積累.此外，水分條件的變化對濕地土壤碳循環(huán)具有重要意義，七里海和白洋淀濕地處于季節(jié)性淹水狀態(tài)，且白洋淀濕地由于近年來人為活動的影響導(dǎo)致入淀水量減少，蒸發(fā)量大于降雨量，濕地面積不斷縮減[30-31]，這將導(dǎo)致濕地土壤有機碳暴露在大氣中，從而被礦化分解，加速土壤有機碳的流失[26，32]. 表層與亞表層全土SOC 含量的比值結(jié)果表明北大港濕地表層土壤SOC總量是亞表層的3 倍，顯著高于七里海和白洋淀濕地（圖2（b））.這一結(jié)果與敦煌陽關(guān)草本沼澤濕地和杭州灣濱海濕地的相關(guān)研究結(jié)果[7，9]一致，表層土壤有機碳的含量受植被生長的影響，通常情況下，植物根系廣泛分布在土壤表層，隨著深度的增加根系分布量減小，且植物凋落物回歸土壤時優(yōu)先積累在土壤表層，導(dǎo)致亞表層土壤有機碳含量較低[24].

本研究結(jié)果顯示北大港濕地表層各粒級團聚體包裹的有機碳含量均顯著高于七里海和白洋淀濕地，而亞表層則是大團聚體和中間團聚體包含的有機碳含量顯著高于七里海和白洋淀.首先，北大港濕地蘆葦群落分布廣泛，其地上植被的凋落物和地下分布的根系可以為土壤微生物提供豐富的碳源，其次，3 個濕地的水分條件不同，北大港濕地處于常年積水的狀態(tài)，微生物的分解活動減弱[23].此外，研究表明，鹽漬化土壤的土壤結(jié)構(gòu)差，不利于微生物利用SOC，從而有利于保存和積累SOC[28].七里海濕地亞表層微團聚體和礦質(zhì)顆粒組分包含的有機碳含量顯著高于北大港和白洋淀濕地.團聚體形成理論也進一步證實了該觀點，微團聚體形成在大團聚體的內(nèi)部，土壤大團聚體包裹微團聚體，使有機碳受到強烈的物理保護，從而降低了其分解速率[39].濕地土壤底泥中的碳、氮和磷等營養(yǎng)元素會對植物的生長起促進或抑制作用，碳氮比會影響土壤微生物的分解活動[40].微生物正常利用、分解土壤有機質(zhì)的最佳碳氮比為25，而相關(guān)研究表明七里海蘆葦型濕地土壤底泥中的碳氮比遠小于25，腐殖化程度較高，土壤礦化作用更加明顯，加之土層較深，更有利于礦質(zhì)顆粒組分中有機碳的固持[41].由本研究結(jié)果可知，大團聚體和中間團聚體包裹的SOC 含量高于全土SOC 的含量，且各粒級團聚體與礦質(zhì)顆粒組分的SOC 之比也進一步證實這兩類團聚體對土壤SOC具有一定的富集作用[42-43].

3.2 濕地土壤團聚體空間分布特征

土壤團聚體的分布在3 個濕地間具有顯著差異，主要表現(xiàn)在北大港濕地表層土壤以大團聚體和中間團聚體為主，且大團聚體占比顯著高于七里海和白洋淀濕地.劉興華等[18]對黃河三角洲鹽生植被濕地土壤團聚體分布特征的結(jié)果顯示，隨著鹽生植被的生長，土壤大團聚體含量呈現(xiàn)增加趨勢，以蘆葦濕地土壤大團聚體含量最高.Six 等[19]提出的團聚體周轉(zhuǎn)概念說明，微生物以新鮮的植物殘體或凋落物為碳源，其代謝產(chǎn)物和植物根系的分泌物等形成穩(wěn)定性不同的膠結(jié)物質(zhì)，通過與土壤有機質(zhì)的相互作用，優(yōu)先結(jié)合成大團聚體.七里海濕地亞表層土壤中間團聚體占比顯著高于北大港和白洋淀.這一結(jié)果與馬雪瑩等[33]的研究結(jié)果一致，這可能是因為蘆葦濕地含水量高，生物量大，歸還土壤的有機質(zhì)多，在長期淹水的條件下，有利于團聚體的形成.白洋淀濕地微團聚體占比顯著高于七里海和北大港濕地，白洋淀濕地團聚體占比以中間團聚體和微團聚體占比為主，而大團聚體占比僅為6.52%～7.37%（圖3（a）和圖3（b）），這主要是因為近幾十年白洋淀濕地降水量減少，蒸發(fā)量增加，濕地出現(xiàn)季節(jié)性干涸，導(dǎo)致大團聚體破碎分離出粒徑更小的中間團聚體和微團聚體[31-34].七里海濕地亞表層土壤大團聚體和中間團聚體占比顯著高于北大港和白洋淀濕地.而北大港濕地亞表層礦質(zhì)顆粒組分占比顯著高于七里海和白洋淀濕地.鹽度是影響團聚體穩(wěn)定的重要因子[35]，土壤溶液中的陰陽離子可以通過交換作用或鍵橋作用影響土壤團聚體的形成，研究表明，Ca2+可以通過鍵橋作用使黏粒與土壤有機碳緊密結(jié)合，促進團聚體的形成[36].

北大港濕地亞表層土壤大團聚體和中間團聚體占比表現(xiàn)出不同程度的降低，這可能是因為濱海濕地土壤容重較高，土壤孔隙度低，微生物利用土壤有機質(zhì)的能力較弱，且隨著土層深度的降低，微生物活性減弱[28]，土壤中膠結(jié)物質(zhì)減少，大團聚體和中間團聚體的穩(wěn)定性降低，微團聚體進一步被釋放出來[15，34].此外，鹽分含量的增加也會導(dǎo)致微生物的代謝活動減慢，不利于大團聚體的穩(wěn)定[37-38].研究發(fā)現(xiàn)北大港濕地土壤礦質(zhì)顆粒組分從表層占比14.36%增加到亞表層占比48.32%.Six[5]提出的團聚體化學(xué)穩(wěn)定機制也進一步說明，土壤黏粒自身的特性決定其可以與有機質(zhì)緊密結(jié)合，形成較為穩(wěn)定的有機無機復(fù)合體，濱海濕地因長期受到海水的潮汐作用，土壤中黏粒豐富，有利于礦質(zhì)顆粒組分的穩(wěn)定.

4 結(jié)論

本研究選擇津冀3 個典型鹽漬化濕地，分析了土壤不同粒徑團聚體組成及其有機碳含量空間分布特征，得到以下結(jié)果：

（1）北大港鹽漬化最嚴重，但其濕地土壤全土和各粒級團聚體的有機碳含量最高，3 個濕地土壤有機碳總量均表現(xiàn)為表層大于亞表層.

（2）3 個濕地土壤中，粒徑＞0.25 mm 的團聚體的分配比例及有機碳含量均最高.

（3）津冀地區(qū)鹽漬化梯度盡管抑制了植物生長，但增加了有機碳含量，這可能是因為該鹽度梯度抑制了微生物對有機質(zhì)的礦化分解，有利于濕地土壤有機碳的累積.因此，鹽漬化影響該區(qū)咸化濕地土壤有機碳庫分異過程的內(nèi)在機理亟需深入研究.