The impact of saline soil amelioration on recovery of Suaeda glauca and soil physicochemical properties in degraded coastal wetlands

Li Donglin; Zhang Jiaojiao; Xing Wei; He Dongmei

doi:10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240057

2025 , Vol. 23 >Issue 2: 298 - 308

DOI: https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240057

The impact of saline soil amelioration on recovery of Suaeda glauca and soil physicochemical properties in degraded coastal wetlands

Li Donglin ^,1 ,
Zhang Jiaojiao 1 ,
Xing Wei 1 ,
He Dongmei 1^,2

Expand

Received date: 2024-03-01

Revised date: 2024-04-02

Online published: 2026-03-12

Copyright

Fold

Abstract

In order to investigate the effects of aligned soil improvement on the recovery of Suaeda glauca and the enhancement of soil quality, four treatments were set up in Yancheng, Jiangsu. Including (Ⅰ) ploughing+fertilization-ploughing 25 cm and fertilizing, application rate was 0.125 kg/m², (Ⅱ) ploughing-only ploughing 25 cm, (Ⅲ) ploughing+covering-ploughing 25 cm and covering straw, the amount of the straw was 0.5 kg/m², and (Ⅳ) ploughing+sawdust-ploughing 25 cm and improving with sawdust, the amount of the sawdust was 1 kg/m². The study investigated the effects of various treatments on the growth index of Suaeda glauca, as well as the physicochemical properties and soil enzyme activities. Additionally, a comparison was made regarding how these treatments influenced the regulation of wetland soil structure, enhancement of soil fertility, and reduction of salinity. The results showed that the treatments had a significant promoting effect on the recovery of Suaeda glauca. There was no significant difference in the single plant growth index of Suaeda glauca among the four different treatments, but the number of plants per unit area and the biomass per unit area were significantly higher than that under the control (n=3, p<0.05). The treatments significantly enhanced soil looseness and reduced bulk density(BD) at a depth of 0-10 cm. In comparison to the control group, the total porosity (TP) of the soil increased by 5.77%, 8.32%, 11.62%, and 9.88%, respectively; but had little effect on the soil physical properties at the depth of 10-30 cm. Under improvement treatments, the content of soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN) and effective phosphorus(AP) of soil at the depth of 0-10 cm layer increased, with ploughing+fertilization treatment (I) demonstrating the most significant fertilizer effect. The organic carbon, total nitrogen and available phosphorus content increased by 21.90%, 23.15% and 60.29% compared to the control group, while soil salinity was significantly reduced. However, the effective potassium content in the soil at all depths did not change significantly. Four improved treatments significantly increased soil urease (SUE) and alkaline phosphatase (ALP) activities at a depth of 0-10 cm. Specifically, SUE activity was found to be 1.40 times, 1.05 times, 1.72 times and 1.43 times that of the control group, and ALP activity was recorded as being 1.13 times, 1.04 times, 1.09 times and 1.06 times that of the control group. Similar trends were observed in the soil at 10-20 cm depth, but the two enzyme activities at 20-30 cm depth did not show significant differences. Correlation analysis revealed that ALP activity had a significant positive correlation with TP, SOC, TN, and AP (n=3, p<0.05), and significantly negatively correlated with potassium content (n=3, p<0.05). SUE activity was significantly positively correlated with TP, SOC and TN (n=3, p<0.05). Both enzyme activities showed a significant negative correlation with soluble salt content (n=3, p<0.05). Among the four improved methods tested, ploughing+covering treatment (III) significantly enhanced both pore conditions and enzyme activity within saline soils ,with this improvement effect being particularly pronounced.

Cite this article

Li Donglin , Zhang Jiaojiao , Xing Wei , He Dongmei . The impact of saline soil amelioration on recovery of Suaeda glauca and soil physicochemical properties in degraded coastal wetlands[J]. Wetland Science, 2025 , 23(2) : 298 -308 . DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240057

滨海湿地是陆地与海洋生态系统之间的过渡带，具有水源涵养^[1]、促淤造陆^[2]、固碳增汇^[3]和维持生物多样性^[4]等多种重要功能。滨海湿地大面积滩涂为鸟类提供了丰富的食源和广域的栖息地，是各种水鸟的活动空间和迁徙场所，是世界各国生物多样性保护的重要自然资源^[5]。同时，滨海湿地也是自然界最脆弱的生态资源，湿地环境的细微变化都将对全球物种的生态安全产生重要影响。20世纪以来，世界各国经济往来日益频繁，旅游业和海洋渔业蓬勃发展，城市扩张、围网养殖、围海造田等人类活动对滨海湿地造成威胁，湿地植被趋于退化。尤其是20世纪70年代，互花米草(Spartina alterniflora)大量入侵，使中国滨海湿地生态系统遭受严重干扰，以碱蓬(Suaede glauca)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)为优势种的土著植物种群受到竞争和排挤，湿地植被呈现单一化，给海洋水鸟和底栖动物的栖息带来不利的影响^[6-7]。因此，以提升滨海湿地生物多样性为目标的土著植被恢复显得尤为重要。

碱蓬和盐地碱蓬是江苏省滨海湿地广泛分布的土著植物，为藜科(Chenopodiaceae)碱蓬属(Suaede)2种近缘盐生物种，均为一年生草本植物^[8]。碱蓬属植物的种子可以榨油，是一种优质油料作物^[9]；枝叶营养丰富，富含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质和黄酮类化合物，是人类和家畜良好的食源，其对盐碱土壤和受污染土壤具有很强的改良功能，因此在滨海湿地开展碱蓬恢复工作具有生态修复和经济收益的双重价值^[10]。目前，关于碱蓬属植物的研究主要涉及碱蓬覆被度与土壤理化的关系^[11]，盐度、水淹深度和践踏胁迫对盐地碱蓬种子萌发和幼苗生长的影响^[12]，盐旱互作对盐地碱蓬种子萌发和幼苗生长的影响^[13]，以及水盐胁迫下盐地碱蓬幼苗生长和抗氧化酶活性的变化^[14]等，而对滨海退化湿地应当采取怎样的土壤改良措施，以及改良措施对植被恢复及湿地土壤理化性质的影响研究较少。

本研究以江苏省盐城黄海滨海湿地为例，通过运用翻耕、施肥、混屑和覆盖等人为辅助措施，研究盐土改良对滨海湿地碱蓬恢复及土壤理化性质的影响，以期为滨海退化湿地土著植被的恢复与湿地生境改善提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验区

试验区位于江苏大丰麋鹿国家级自然保护区内，行政区域位于江苏省东台市弶港镇，试验区中心坐标为32°59′47"N，120°51′22"E，为典型的滨海滩涂湿地。土壤为粉砂质壤土，pH为7.5~8.5。该区受海洋性、大陆性气候的双重影响，四季分明，雨量集中，年平均气温为14.5 ℃，年降水量为1 058.4 mm，无霜期为230 d，太阳年辐射总量为476.5 kJ/(cm²·a)^[15]。由于互花米草入侵及野放麋鹿(Elaphurus davidianus)的影响，该区湿地植被趋于退化，分布的植物种类主要为互花米草，零星分布的主要有碱蓬、白茅(Imperata cylindrica)和獐毛(Aeluropus sinensis)等，平均盖度约为5%。

1.2 试验材料与试验设计

试验材料碱蓬来自当地上一年度正常生长且自然成熟的母株。当年种实采集后，自然风干储藏越冬，立春人工揉搓获得纯净的种子(千粒质量为1.226 7 g)。试验地经适当平整后，布设试验小区。

采用单因素随机区组试验设计，共设置3个区组(即3次重复)，15个试验小区，不同处理均立牌标记。每个试验小区为南北走向，长20 m，宽10 m，小区之间布设25 cm宽的步道。设置4种试验处理：深翻+施肥(处理Ⅰ，即在深翻25 cm深度土壤的基础上按照0.125 kg/m²的用量增施Biom有机肥，土壤有机质含量≥40%，N+P₂O₅+K₂O≥5%，有效活菌数≥0.2亿/g)、深翻(处理Ⅱ，仅深翻25 cm深度土壤)、深翻+覆草(处理Ⅲ，即在深翻25 cm深度土壤的基础上播种后覆盖稻草，用量为0.5 kg/m²)、深翻+碎屑(处理Ⅳ，即在翻耕25 cm深度土壤的基础上按照1 kg/m²的用量混施锯末)，同时设置不做任何处理试验组为对照。

2023年3月中旬，将碱蓬种子混沙播种，每个小区种子用量为0.25 kg。按照试验设计要求完成播种后，适量覆土、盖草(仅处理Ⅲ)后，自然生长，确保不同处理间的环境影响一致。

1.3 样品采集与测定

2023年12月，在各小区中分别采集植物和土样，调查试验地的植物和土壤状况。每个小区设置3个面积为1 m×1 m的典型植物样方。在每个样方内，挑选20株生长状况良好的碱蓬植株，测定生长指标。采用卷尺，测定株高；采用数显游标卡尺，测定地径；采用围框计数法，统计单位面积株数；采用实验室烘干法，测定单位面积生物量(干质量)。

采用混合法，采集土样。在每个小区内，“Z”字形布置采样点3个，每个采样点用土钻分3层(0~10 cm、>10~20 cm、>20~30 cm)采集土样(每个土样混和后约0.5 kg)，同时用环刀(容积100 cm³)分别取原状土，重复3次。将所有土样带回江苏省林业科学研究院中心实验室，分析土壤理化性质及土壤酶活性。采用高温外热重铬酸钾容量法^[16]，测定土壤有机碳含量；采用元素分析仪法^[17]，测定土壤全氮含量；采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗分光光度法^[18]，测定有效磷含量；采用火焰光度法^[16]，测定有效钾含量；采用电导法^[19]，测定可溶性盐含量；采用烘干法^[20]，测定土壤含水率；采用环刀法^[21]，测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度。土壤酶活性的测定参考林先贵^[22]的方法，脲酶活性以24 h内每g土产生的NH₃-N的质量(mg)数表示；碱性磷酸酶活性测定以24 h内每g土产生P₂O₅的质量(mg)数表示。各指标均重复测定3次，结果取平均值。

1.4 数据处理

所有数据结果均采用平均值±标准差(Mean±SD)的形式表示。利用SPSS17.0软件，进行方差分析和相关分析。采用最小显著极差法(LSD法)，进行多重比较。冗余分析(RDA)借助Canoco5.0软件完成。利用Excel 2003软件作图。

2 结果与分析

2.1 盐土改良对湿地碱蓬恢复的影响

由表1可以看出，不同改良处理下碱蓬的单株生长存在一定的差异。处理Ⅰ碱蓬株高最小，为(1.79±0.10) cm；处理Ⅲ的最大，为(1.98±0.08) cm。不同处理的地径和单株生物量也呈现类似的变化，但是不同处理间株高、地径和单株生物量均无显著差异(p>0.05)，说明盐土改良措施对碱蓬单株生长指标的影响不大。不同改良试验处理下，处理Ⅳ的碱蓬单位面积株数最多，为(103.00±8.0) 株/m²，为处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ和对照的1.47倍、1.60倍、1.60倍和1.93倍，并显著大于对照(n=3，p<0.05)。方差分析结果表明，不同改良处理间的单位面积生物量差异显著(p<0.05)，但多重比较结果表明处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ之间的差异不显著(p>0.05)。

**1 Variation of growth and biomass of Suaed glauca under different improvement treatments**

不同改良处理下碱蓬生长及生物量指标的变化

处理	株高/cm	地径/cm	单株生物量/g	单位面积株数/(株/m²)	单位面积生物量/(g/m²)
注：表中数据为(平均值±标准误)；同列数据右上角小写字母完全不同, 表示数据间差异显著(n=3， p<0.05)。
深翻+施肥(处理Ⅰ)	(1.79±0.10)^a	(0.94±0.04)^a	(0.05±0.01)^a	(69.67±6.22)^b	(3.48±0.31)^b
深翻(处理Ⅱ)	(1.96±0.07)^a	(1.09±0.02)^a	(0.08±0.02)^a	(64.33±7.11)^b	(5.15±0.57)^a
深翻+覆草(处理Ⅲ)	(1.98±0.08)^a	(1.21±0.09)^a	(0.08±0.02)^a	(64.00±7.33)^b	(5.12±0.75)^a
深翻+碎屑(处理Ⅳ)	(1.97±0.07)^a	(0.99±0.04)^a	(0.05±0.01)^a	(103.00±8.00)^a	(5.15±0.40)^a
对照	(1.95±0.20)^a	(1.00±0.15)^a	(0.05±0.01)^a	(53.33±7.56)^c	(2.67±0.38)^c

单位面积生物量是评价湿地植被恢复状态的重要参数，间接地表征碱蓬恢复的程度^[14]。由表1可知，不同改良试验处理间碱蓬单位面积生物量显著差异(n=3，p<0.05)，说明改良对碱蓬恢复具有明显影响。多重比较结果表明，处理Ⅱ、处理Ⅳ和处理Ⅲ对碱蓬恢复的促进作用最明显，单位面积生物量十分接近，且无显著差异，但是均显著大于对照(n=3，p<0.05)。处理Ⅰ的对碱蓬恢复的促进作用次之，其单位面积生物量为(3.48±0.31) g/m²，也显著大于对照(n=3，p<0.05)。以上结果说明盐土改良措施改善了碱蓬的生长条件，对滨海湿地碱蓬的恢复具有显著的正面影响。

2.2 盐土改良对湿地土壤物理性质的影响

由表2可知，不同试验处理下3种不同土层的土壤含水率有一定的差异，但都未达显著水平，且不同改良处理之间土壤含水率变化也不显著，说明改良措施对盐土含水率的影响不明显。各试验处理下0~10 cm深度土壤容重显著小于>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤容重(n=3， p<0.05)，说明土壤翻耕提高了0~10 cm深度土壤的疏松度，降低了土壤容重，但是在>10~20 cm和>20~30 cm深度，不同处理下土壤容重差异较小，且与对照均无显著差异(p>0.05)，说明改良措施改善了表层土壤的疏松度，但对深层土壤的影响相对较小。

2 Variation of main soil physical indexes under different improvement treatments

不同改良处理下主要土壤物理指标的变化

处理	土壤深度/cm	土壤含水率/%	土壤容重/(g/cm³)	毛管孔隙度/%	非毛管孔隙度/%	总孔隙度/%
注：表中数据为(平均值±标准误)。同列数据右上角小写字母不同表示不同处理间差异显著(n=3，p<0.05)；大写字母不同表示不同深度土壤间差异显著(n=3，p<0.05)。
深翻+施肥(处理Ⅰ)	0~10	(1.97±0.36)^Aa	(1.26±0.03)^Cb	(44.03±3.82)^Aa	(1.59±0.27)^Ba	(45.62±4.09)^Aa
	>10~20	(1.77±0.10)^Aa	(1.51±0.05)^Ba	(41.20±0.73)^Ba	(1.64±0.12)^Ba	(42.84±0.61)^Ba
	>20~30	(1.49±0.20)^Aa	(1.52±0.05)^Aa	(40.80±0.80)^Ca	(1.69±0.22)^Aa	(42.49±0.98)^Ba
深翻(处理Ⅱ)	0~10	(1.70±0.19)^Aa	(1.25±0.06)^Cb	(43.80±1.33)^Aa	(1.55±0.30)^Ba	(46.72±1.28)^Aa
	>10~20	(1.96±0.31)^Aa	(1.48±0.10)^Ba	(40.03±1.16)^Ba	(1.55±0.34)^Ba	(41.82±1.49)^Ba
	>20~30	(1.68±0.03)^Aa	(1.56±0.01)^Aa	(40.47±0.71)^Ba	(1.84±0.22)^Aa	(41.84±0.89)^Ba
深翻+覆草(处理Ⅲ)	0~10	(1.64±0.15)^Aa	(1.23±0.06)^Cb	(47.07±0.58)^Aa	(2.01±0.15)^Aa	(48.14±1.05)^Aa
	>10~20	(2.44±0.95)^Aa	(1.49±0.05)^Ba	(42.20±1.16)^Ba	(2.09±0.25)^Aa	(43.29±1.37)^Ba
	>20~30	(1.42±0.24)^Aa	(1.56±0.01)^Aa	(38.57±0.04)^Ca	(2.10±0.19)^Aa	41.27±0.69)^Ba
深翻+碎屑(处理Ⅳ)	0~10	(1.71±0.41)^Aa	(1.30±0.04)^Bb	(45.80±1.80)^Aa	(1.59±0.08)^Ba	(47.39±1.75)^Aa
	>10~20	(1.67±0.04)^Aa	(1.58±0.05)^Aa	(39.90±0.60)^Ba	(1.57±0.25)^Ba	(41.47±0.70)^Ba
	>20~30	(1.52±0.35)^Aa	(1.45±0.05)^Aa	(40.77±1.69)^Ba	(1.48±0.12)^Aa	(42.25±1.81)^Ba
对照	0~10	(2.35±0.25)^Aa	(1.35±0.03)^Ba	(41.47±0.62)^Ab	(1.66±0.23)^Ba	(43.13±0.47)^Ab
	>10~20	(2.48±0.42)^Aa	(1.56±0.02)^Aa	(39.07±0.96)^Aa	(1.78±0.11)^Aa	(40.85±1.00)^Bb
	>20~30	(2.03±0.22)^Aa	(1.49±0.05)^Aa	(40.10±1.07)^Aa	(1.81±0.04)^Aa	(41.91±1.11)^Ba

在不同试验处理下(表2)，都以0~10 cm深度土壤的毛管孔隙度最大，且与>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤毛管孔隙度差异显著(n=3，p<0.05)，表明土壤改良显著增加了0~10 cm深度土壤的毛管孔隙度，但是>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤的毛管孔隙度在不同试验处理下无显著差异；除处理Ⅲ外，其他试验处理0~10 cm深度土壤的非毛管孔隙度都小于>10~20 cm和>20~30 cm深度，而在不同试验处理下，>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤非毛管孔隙度变化不显著。在不同试验处理下，都以0~10 cm深度土壤总孔隙度最大，与对照相比，4种改良处理下0~10 cm深度土壤总孔隙度分别提高了5.77%、8.32%、11.62%、9.88%，且均显著大于对照(n=3，p<0.05)，说明土壤改良显著改善了0~10 cm深度土壤的孔隙状况。

2.3 盐土改良对湿地土壤养分含量的影响

由表3可知，在4种改良试验处理下，都是0~10 cm深度土壤有机碳含量最大，并显著大于>10~20 cm和>20~30 cm深度(n=3，p<0.05)，说明改良后表层土壤有机碳含量明显增大。在不同改良处理下土壤有机碳含量的变化可以看出，改良措施显著增大了表层有机碳含量，并与对照差异显著(n=3，p<0.05)，但>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤有机碳含量与对照差异均不显著。土壤全氮含量也呈现与土壤有机碳含量相似的变化规律。

3 Variation of soil nutrient parameters under different improvement treatments

不同改良处理下土壤养分指标的变化

处理	土壤深度/ (cm)	有机碳质量比/ (g/kg)	全氮质量比/ (g/kg)	有效磷质量比/ (mg/kg)	有效钾质量比/ (mg/kg)	可溶性盐质量比/ (mg/kg)
注：表中数据为(平均值±标准误)。同列数据右上角小写字母不同表示不同处理间差异显著(n=3，p<0.05)；大写字母不同表示不同深度土壤间差异显著(n=3，p<0.05)。
深翻+施肥(处理Ⅰ)	0~10	(7.38±1.09)^Aa	(1.33±0.14)^Aa	(27.01±9.84)^Aa	(207.42±34.75)^Aa	(1.45±0.39)^Bc
	>10~20	(6.15±1.19)^Ba	(1.15±0.14)^Aa	(10.57±1.91)^Ba	(201.57±15.78)^Aa	(2.14±0.34)^Ab
	>20~30	(1.66±0.32)^Ca	(0.64±0.02)^Ba	(2.01±1.41)^Cb	(202.15±13.08)^Aa	(1.85±0.48)^Ba
深翻(处理Ⅱ)	0~10	(6.23±0.40)^Ab	(1.11±0.08)^Aa	(17.72±3.15)^Ab	(233.15±23.15)^Aa	(2.44±0.68)^Bb
	>10~20	(4.12±1.40)^Ba	(0.97±0.18)^Aa	(6.68±1.02)^Ba	(206.45±9.50)^Aa	(2.98±0.60)^Ab
	>20~30	(2.17±0.28)^Ca	(0.80±0.11)^Ba	(2.24±0.78)^Cb	(217.64±11.71)^Aa	(1.74±0.93)^Ca
深翻+覆草(处理Ⅲ)	0~10	(7.04±0.63)^Ab	(1.27±0.06)^Aa	(20.71±3.21)^Ab	(220.89±14.81)^Aa	(1.53±0.54)^Ac
	>10~20	(6.88±1.79)^Aa	(1.16±0.20)^Aa	(10.57±1.71)^Ba	(194.45±9.50)^Aa	(1.70±0.53)^Ac
	>20~30	(2.28±0.95)^Ba	(0.82±0.12)^Ba	(3.76±1.37)^Ca	(196.35±14.42)^Aa	(1.77±0.24)^Ba
深翻+碎屑(处理Ⅳ)	0~10	(6.62±0.94)^Ab	(1.24±0.11)^Aa	(17.86±5.93)^Ab	(222.44±21.92)^Aa	(1.67±0.64)^Bc
	>10~20	(5.41±0.23)^Ba	(1.14±0.07)^Aa	(9.73±1.77)^Ba	(187.63±11.71)^Aa	(1.62±0.55)^Bc
	>20~30	(1.95±0.14)^Ca	(0.71±0.02)^Ba	(2.65±1.32)^Cb	(204.14±12.73)^Aa	(2.34±0.81)^Aa
对照	0~10	(6.03±0.34)^Ac	(1.08±0.01)^Ab	(16.85±1.19)^Ac	(230.60±11.15)^Aa	(3.28±0.47)^Aa
	>10~20	(4.89±0.11)^Ba	(1.02±0.08)^Aa	(11.96±1.09)^Ba	(219.93±12.53)^Aa	(3.17±0.27)^Aa
	>20~30	(1.71±0.26)^Ca	(0.68±0.05)^Ba	(0.98±0.16)^Cb	(224.94±4.22)^Aa	(1.55±0.83)^Ba

在4种改良试验处理下，0~10 cm深度土壤有效磷含量分别是>10~20 cm深度土壤的2.55倍、2.65倍、1.96倍、1.84倍，是>20~30 cm深度土壤的13.43倍、7.91倍、5.50倍、6.74倍, 而且差异均显著(n=3，p<0.05)。从各深度土壤的变化来看，不同处理下土壤有效磷含量呈现一定的波动，0~10 cm深度土壤在处理Ⅰ下有效磷质量比最高，为27.01 mg/kg，处理Ⅳ次之(17.86 mg/kg)，处理Ⅱ最低(17.72 mg/kg)，并显著高于对照(n=3，p<0.05)，但是>10~20 cm和>20~30 cm深度土壤有效磷含量差异不显著。不同处理下土壤有效钾含量出现了一定的变化，但各深度土壤的含量差异均不显著，说明各种改良处理没有使土壤有效钾含量显著增大。

2.4 盐土改良对湿地土壤可溶性盐含量的影响

可溶性盐含量的分析是研究滨海盐土盐分状况的重要部分，分析评价盐土含盐量对农林业生产及植被恢复效果的影响也十分重要^[16]。由表3可知，对照处理的0~10 cm深度土壤含盐量最高，可溶性盐质量比达3.28 mg/kg，是>10~20 cm深度的1.03倍，是>20~30 cm深度的2.11倍，说明研究区盐土中的盐分主要积聚在0~20 cm深度土壤中。在4种改良处理下，0~10 cm深度土壤可溶性盐含量分别下降到对照的44.20%、74.39%、46.64%、50.90%，>10~20 cm深度土壤可溶性盐含量分别下降到对照的67.50%、93.71%、53.63%、51.10%，并与对照差异显著(n=3，p<0.05)，而>20~30 cm深度土壤可溶性盐在4种不同处理下与对照之间差异均不显著，说明土壤改良能够显著降低0~20 cm深度盐土的含盐量，而对>20~30 cm深度盐土的降盐效果不显著。

2.5 盐土改良对湿地碱性磷酸酶和脲酶活性的影响

土壤酶活性是评价土壤生产力和土壤质量的重要指标^[23]，碱性磷酸酶、土壤脲酶一般与土壤中有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量关系紧密^[24]。由图1可知，各改良处理下，0~10 cm深度土壤碱性磷酸酶活性增强，并显著高于对照(n=3，p<0.05)，但是不同处理之间其活性差异不显著；在>10~20 cm深度，除处理Ⅱ外，其他处理下土壤碱性磷酸酶活性均显著高于对照(n=3，p<0.05)，这表明深翻对土壤碱性磷酸酶活性的影响不明显；>20~30 cm深度土壤碱性磷酸酶活性与对照均无显著差异。

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT

1 Variation of soil alkaline phosphatase(a) and soil urease (b) activity under different improvement treatments

不同改良处理下土壤碱性磷酸酶(a)和脲酶(b)活性的变化

在不同改良处理下，土壤脲酶也呈现与碱性磷酸酶类似的规律(图1)。在4种改良处理下，0~10 cm深度土壤脲酶活性分别为对照的1.40倍、1.05倍、1.72倍、1.43倍，且显著高于对照(n=3，p<0.05)，说明盐土改良可以有效地提升0~10 cm深度土壤脲酶活性；>10~20 cm深度土壤脲酶活性分别为对照的1.18倍、0.82倍、1.79倍、1.26倍，处理Ⅱ对土壤脲酶活性的改善作用也较弱，且与对照间的差异不显著，而处理Ⅰ、处理Ⅲ、处理Ⅳ与对照间土壤脲酶活性差异显著(n=3，p<0.05)，说明施肥+深翻、碎屑+深翻处理、深翻+覆草处理对>10~20 cm深度土壤脲酶活性有明显的促进作用，并以深翻+覆草处理的影响最明显。在各改良处理下，>20~30 cm深度土壤脲酶活性与对照无显著差异，说明土壤改良对深层土壤脲酶活性的影响不明显。

2.6 碱蓬生长指标与土壤理化指标的冗余分析

为了更好地揭示土壤因子与碱蓬生长指标之间的关系，采用冗余分析，将碱蓬的5个生长指标看作因变量，将11个土壤环境因子作为自变量，把两个变量组进行冗余分析，结果见图2。土壤因子与碱蓬生长指标相关性前2轴的累积解释率占特征值的总和均达到99%以上。其中， 0~10 cm深度冗余分析排序图第一排序轴的解释率为76.10%，第二排序轴为23.05%；>10~20 cm深度第一排序轴的解释率为76.09%，第二排序轴为23.05%；>20~30 cm深度第一排序轴的解释率为76.09%，第二排序轴为23.05%。说明冗余分析很好地反映了环境因子与碱蓬生长之间关系的大部分信息。

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT

**2 Redundancy analysis ordination diagram of growth indexes of Suaed glauca and soil physicochemical indexes**

碱蓬生长指标与土壤理化指标的冗余分析排序

由图2可知，碱蓬的单位面积生物量与0~10 cm深度土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、脲酶活性正相关，与土壤容重、土壤含水率、可溶性盐含量负相关，>10~20 cm深度土壤呈现与0~10 cm深度类似的变化规律。对>20~30 cm深度来说，碱蓬的单位面积生物量与土壤毛管孔隙度、总孔隙度、土壤含水率负相关，说明>20~30 cm深度土壤的通透性与土壤水分状况限制了碱蓬的恢复效果。

相关分析结果表明(表4)，土壤有机碳含量与全氮含量、碱性磷酸酶活性极显著正相关(n=3， p<0.01)，与有效磷含量、脲酶活性显著正相关(n=3，p<0.05)，与可溶性盐含量显著负相关(n=3，p<0.05)。土壤碱性磷酸酶活性与土壤总孔隙度、有机碳含量、全氮含量显著正相关(n=3，p<0.05)，与有效磷含量显著正相关(n=3，p<0.05)，与有效钾含量显著负相关(n=3，p<0.05)。土壤脲酶活性与土壤总孔隙度、有机碳含量、全氮含量显著正相关(n=3，p<0.05)。土壤可溶性盐含量与脲酶和碱性磷酸酶活性以及有机碳和全氮含量显著负相关(n=3，p<0.05)。

**4 Correlation coefficient between growth indexes of Suaed glauca and soil physicochemical indexes**

碱蓬生长指标与土壤理化指标的相关系数

	单位面积株数	单位面积生物量	土壤含水率	土壤容重	土壤毛管孔隙度	土壤非毛管孔隙度	土壤总孔隙度	土壤有机碳含量	土壤全氮含量	土壤有效磷含量	土壤有效钾含量	土壤可溶性盐含量	土壤碱性磷酸酶活性	土壤脲酶活性
注：表中^表示在0.05 水平(双侧)上显著相关, ^*表示在0.01水平(双侧)上显著相关。n=3。
单位面积株数	1.000
单位面积生物量	0.518	1.000
土壤含水率	−0.529	−0.955^*	1.000
土壤容重	−0.006	−0.661	0.790	1.000
土壤毛管孔隙度	0.511	0.799	−0.912^*	−0.701	1.000
土壤非毛管孔隙度	−0.270	0.216	−0.311	−0.389	0.575	1.000
土壤总孔隙度	0.515	0.937^*	−0.995^**	−0.786	0.947^*	0.393	1.000
土壤有机碳含量	0.216	0.134	−0.420	−0.615	0.588	0.315	0.455	1.000
土壤全氮含量	0.413	0.207	−0.479	−0.537	0.658	0.271	0.515	0.976^**	1.000
土壤有效磷含量	−0.038	−0.195	−0.085	−0.467	0.194	0.049	0.100	0.900^*	0.819	1.000
土壤有效钾含量	−0.241	0.145	0.144	0.328	−0.337	−0.094	−0.175	−0.938^*	−0.930^*	−0.931^*	1.000
土壤可溶性盐含量	−0.543	−0.530	0.750	0.706	−0.833	−0.269	−0.770	−0.893^*	−0.938^*	−0.656	0.760	1.000
土壤碱性磷酸酶活性	0.152	0.170	−0.445	−0.705	0.537	0.221	0.463	0.979^**	0.929^*	0.928^*	−0.899^*	−0.874^*	1.000
土壤脲酶活性	0.365	0.574	−0.764	−0.693	0.946^*	0.675	0.818^*	0.774^*	0.810^*	0.432	−0.561	−0.883^*	0.706	1.000

3 讨　论

3.1 改良对促进滨海湿地生态修复的必要性

土壤改良是滨海湿地改善土壤结构、提升土壤质量最主要的技术措施^[25]。农业生产中的盐碱地改良多是以提高农业收入为目的，采取了工程措施降低盐分(如环渤海地区滨海盐碱地的台田降盐^[26]、江苏省如东县应用的地下隔离隔盐与石膏处理^[27]等)，取得了较明显的改良效果，并提高了农作物的产量和质量。这种工程措施往往需要生产单位每年实施，具有成本高昂、持续性不良的缺点，用于滨海湿地的修复具有一定局限性。对于以湿地生态修复为主要目的滨海湿地而言，改良的重点是湿地植被的再生，通过湿地植物与土壤的互相作用来实现湿地生态修复的目标。辽河三角洲^[28]采用土地平整和淡水灌溉的方法，显著改善了滨海土壤的理化性质，恢复了芦苇(Phragmites australis)植被；对天津滨海新区^[29]5个不同吹填年限的围海吹填区植被特征以及土壤主要理化性质的研究表明，随着吹填年限的增加，植被逐渐恢复，植被盖度、地上生物量、植被种类等逐渐增加，植被对于改善滨海吹填土壤理化性质具有最直接影响；黄河三角洲滨海湿地^[30]则通过微地形改造营造生境岛构建的方式加快了滨海盐碱地生态修复，同时也实现了滨海盐碱地的高效利用。这些成功的案例表明，针对滨海湿地的生境特点，因地制宜地采取合理的改良措施是必要的，也是符合当前中国开展湿地生态修复的技术要求^[31]。

在本研究中，以深翻、施肥、碎屑、覆盖为主要方式的改良技术显著改善了滨海湿地的生境状况，尽管碱蓬的株高和地茎变化不明显，但是显著提高了碱蓬单位面积生物量和单位面积株数，促进了碱蓬的正向恢复和进展演替，从而加快了滨海湿地的生态修复进程，对沿海地区互花米草除治后土著植被的恢复也具有一定的参考价值。

3.2 改良对滨海湿地土壤理化性质的影响

一般而言，改善土壤结构是盐土改良的首要目标，进而促进湿地植被恢复，两者为相互促进的关系^[32-33]。在本研究中，在不同改良处理下，尽管土壤含水量变化不显著，但0~20 cm深度土壤疏松度增加，毛管孔隙度和总孔隙度显著提高，非毛管孔隙度变化不显著，这与李凤霞等^[34]和王启龙^[35]的研究结果基本一致，说明土壤改良是改善土壤孔隙状况的有效措施。反之，碱蓬植被恢复又可以促进土壤质地与土壤性质的改善^[32]。在本研究中，不同改良处理显著增加了0~10 cm深度土壤有机碳、全氮和有效磷含量，尤其以施肥+深翻处理的增肥效应最显著(有机碳、全氮和有效磷含量比对照分别提高了21.90%、23.15%、60.29%)，土壤含盐量显著降低，土壤有机碳、全氮和有效磷含量与土壤溶解性盐含量显著负相关。这些土壤指标的改变都为湿地碱蓬的恢复起到重要的正向影响。4种改良处理下，各深度土壤有效钾含量变化均不显著，这可能是由于试验区土壤中有效钾含量整体偏高，而改良也没有为湿地土壤提供大量的外源钾元素。同时，在本研究中，>20~30 cm深度土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、容重，以及土壤有机碳、全氮、有效磷含量等指标变化都不显著，说明改良对深层土壤的影响不大。从试验现场碱蓬的地下部分挖掘来看，碱蓬的根系多分布于0~20 cm深度土壤，该深度的根系生物量占比在75%以上，但是仍有近25%的根系生物量分布在>20~30 cm深度土壤，所以从提高改良有效性的角度来看，土壤翻耕深度应达到30 cm以上最理想。

3.3 改良对滨海湿地土壤酶活性的影响

土壤酶活性是反映土壤环境质量的重要生物学指标，可以用来评价土壤退化程度及管理措施的效果和可持续性^[36-37]。土壤酶活性可以直接判断土壤养分的转化速率和有效性^[38-39]。在本研究中，不同改良处理下脲酶和碱性磷酸酶活性都明显提高，并显著高于对照，说明改良处理对两种酶活性都有明显的促进作用。相关分析结果表明，土壤碱性磷酸酶活性与总孔隙度、有机碳、全氮、有效磷含量显著正相关，与有效钾含量显著负相关；脲酶活性与总孔隙度、有机碳、全氮、有效磷含量也显著正相关，说明两种酶活性与土壤有机碳、全氮和有效磷含量关系密切，起正向促进作用，与有效钾的关系不大。这一结果与邱莉萍等^[39]、杨瑒等^[40]的研究结果基本一致，表明土壤脲酶和碱性磷酸酶活性受到土壤肥力指标的影响。另外，两种酶活性都与土壤可溶性盐含量显著负相关，说明土壤酶活性受到土壤盐分的限制，适当降低盐分有利于盐土土壤酶活性的提高，进而有利于土壤肥力的改善，这与李凤霞等^[34]的研究结果一致。

3.4 本研究的局限性

在实践中，植被恢复与土壤改良往往是相互作用和相互影响的^[41]。土壤改良促进植被恢复，植被的恢复又反作用于土壤，在提高土壤酶活性的同时降低土壤盐碱化程度，进而有利于土壤质量提高和功能的稳定^[42]。但是，对于滨海湿地来说，由于立地条件的限制，加上入侵物种的竞争，以碱蓬为代表的土著植物的恢复仍面临着诸多困难，在后期的植被持续恢复工作中还受到许多不确定性因素的影响，植被演替的长远结果如何还有待于时间来验证。本研究仅仅对改良措施下滨海湿地碱蓬恢复的短期效应进行了探索，试验时间短、受外界影响的因素决定了本研究结果的局限性。改良处理下滨海湿地碱蓬恢复后的土壤碳汇动态、土壤微生物及底栖生物的多样性变化有待于后期进一步深入研究。

4 结　论

通过设置深翻+施肥(Ⅰ，深翻25 cm+0.125 kg/m²用量增施有机肥)、深翻(Ⅱ，深翻25 cm)、深翻+覆草(Ⅲ，深翻25 cm+0.5 kg/m²用量覆盖稻草)、深翻+碎屑(Ⅳ，深翻25 cm+1 kg/m²用量混施锯末)4种处理，研究各处理下碱蓬的生长指标以及土壤理化性质和土壤酶活性。盐土改良改善了滨海湿地碱蓬的生长条件，对盐地碱蓬的恢复具有显著的促进作用。改良处理增加了0~10 cm深度土壤的通透性，毛管孔隙度和总孔隙度显著提高。4种改良处理下0~10 cm深度土壤有机碳、全氮、有效磷含量均显著增加，有效钾含量变化不显著，含盐量显著降低，土壤生境趋于好转。改良处理提高了0~20 cm深度土壤脲酶和碱性磷酸酶活性，促进了土壤养分的转化和盐分降低，促进了土壤生境改善。比较而言，深翻+覆草处理可以明显改善湿地土壤的通透性，显著提高土壤酶脲酶与碱性磷酸酶活性，土壤肥力得以提升，对湿地的改良效果最显著。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within

Options

Outlines

模态框（Modal）标题