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海南島的紅樹林鹽土
廖金鳳
紅樹林鹽土又稱紅樹林潮灘鹽土、紅樹林沼澤土、酸性硫酸鹽土。紅樹林鹽土是潮灘鹽土生長紅樹後發育而成的,其分佈與紅樹林的分佈有關,華南沿海許多鹹酸田大多發育於紅樹林鹽土。海南島是我國紅樹林鹽土分佈最廣的地區,據統計,1956年有林面積約1萬ha[1],目前有林面積僅剩約0.5萬ha。紅樹林鹽土用途較廣泛,可發展海水水産養殖,其上的紅樹林可防風固岸。研究紅樹林鹽土,對開發利用海岸帶自然資源,改良鹹酸田,均有重要意義。
1 樣品和方法
樣品1987年採自海南瓊山縣演豐、塔市和文昌縣頭苑。
觀察記載的土壤剖面有6個,由於紅樹林鹽土剖面層次大多不明顯,故采用分段採樣,自下而上每隔20cm採一個樣品。每一土樣風乾處理後,首先通過20目篩,然後逐級處理,分别得到通過20目、60目、100目篩的釋晶。
樣品測試項目有全量SiO2,AI2O3,Fe203,K2O、CaO、MgO、TiC2、Mo、P2O5、水溶性離子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO2-4、pH值、有機質、陽離子交换量和機械組成,共19個項目。
水溶性離子的提取水土比爲5∶1,振盪30min,測定pH值水土比爲2.5∶1。陽離子交换量測定用BaCl2-H2SO4。交换法,機械組成用甲種比重計法,測定土壤有機質用通過100目篩的樣品,其他項目的測定用常規方法[2]。
2 結果和討論
2.1 土壤剖面性質和特徵
2.1.1 低潮位的土壤(每天受潮進潮退影響的土壤)
剖面1,瓊山縣演豐,優勢植物秋茄
0-20cm:棕灰色,質地較粘,根系少,pH6.06,有機質1.25%。
20~40cm:黑灰色,較粘·有少量細根,夾有約3cm厚的泥炭和半分解的植物殘體, pH4.08,有機質3.70%。
40~60cm 深灰色,粘,多根系,pH3.96,有機質3.54%。
60cm以下:灰色,較粘且緊實,根系較少,pH3.61,有機質2.86%。
剖面2,瓊山縣塔市,優勢植物紅海欖
0~20cm 深灰色,輕粘,有少量根系,有少量銹紋銹斑,pH4.47,有機質1.61%。
20~40cm:灰色,重壤,根系中等,有少量銹紋斑,pH3.67,有機質1.0%。
40~60cm:灰色,重壤,根系中等,pH3.55,有機質1.26%。
60cm以下:深灰,壤土,根系較少,pH3.72,有機質0.26%。
2.1.2 中潮位的土壤(低潮時不能被淹没,中潮時能被淹没的土壤)
剖面3,瓊山縣演豐,優勢植物木欖
0~20cm: 灰黑色,較粘,根系較少,有臭味,pH5.27,有機質5.67%。
20~40cm:黑灰色,較粘,根系較多,pH4.35,有機質4.81%。
40~60cm:灰色,較粘,根系較多,pH3.26,有機質3.57%。
60cm以下:灰色,較粘,根系較少,pH3.20,有機質3.93%。
剖面4,文昌縣頭苑,優勢植物海桑
0~20cm:灰黑色,輕粘,很多鬚根,pH3.24,有機質14.97%。
20~40cm:灰色,重壤,粗根較多,pH2.93,有機質11.70%。
40~60cm:黄灰色,輕壤土,稍緊實,根系極少,pH2.80,有機質6.43%。
60cm以下 黄灰色,重砂土,較緊實,無根系,pH3.10,有機質6.12%。
2.1.3 高潮位的土壤(中潮時不能被淹没,大潮時才被淹没)
剖面5,瓊山演豐,優勢植物海漆
0-20cm 褐灰色,粘,無根系,pH6.10.有機質1.75%。
20~40cm:灰色,粘,根系中等,有臭味,pH3.60,有機質2.98%。
40~60cm: 灰色,較粘,根系較多,有臭味,pH3.60,有機質2.71%。
60cm以下灰色,粘且較緊實,有少量根系,pH3.52,有機質1.32%。
剖面6,文昌縣頭苑,優勢種欖李、瓶花木
0~10cm:灰色,稍緊,根很少。
20~40cm:黄灰,較鬆,根系較多。
40cm以下:灰黄色,砂土,較鬆散,無根系。
2.2 土壤化學組成
2.2.1 有機質
紅樹林鹽土有機質含量普遍較高。大多數在2.5%以上,甚至高達10%以上,平均4.48%。每年有大量殘落物進入土壤,由於海水的浸漬作用,土壤常呈還原狀態,有機質分解較慢,易於積累。又由於海洋沉積的影響,紅樹殘落物常被埋藏,甚至産生泥炭化層或半分解的有機質層,致使有機質含量在剖面中變化不定。除了泥炭層外,似有一種趨勢,即根系多的層次,有機質含量相對較高。
2.2.2 pH值
紅樹林鹽土的pH值普遍較低,pH值爲2.80~6.10,這是紅樹林鹽土與潮灘鹽土的顯著區别。潮灘鹽土是呈碱性反應的。紅樹林鹽土表層(0~20cm)的pH值比其下層明顯高些,在20cm以下,pH值變化較緩。
紅樹林鹽土呈强酸性和酸性與紅樹植物密切相關。紅樹植物富含單寧,其含量爲1.27~4.09%[3],單寧具有多元酚基和羧基,略帶酸性。紅樹又是富硫植物,含硫0.2%~ 0.95%,平均0.43%[4]。硫在氧化條件下,可氧化生成亞硫酸和硫酸。在還原狀態下,有機物分解産生多種有機酸和硫化物。這是紅樹林鹽土酸度較高的重要原因。土壤剖面中出現的臭味主要是極度還原環境産生的大量硫化氫。
2.2.3 土壤陽離子交换量
海南島紅樹林鹽土的陽離子交换量爲2.2~20me/100g土,平均9.58me/l00g土,表 層陽離子交换量是下層的1.5~5倍。雖然紅樹林鹽土的有機質含量較高,但由於還原環境,粗有機質含量較高,其吸附、絡合陽離子的能力並不强,陽離子交换量與有機質含量的關系不明顯,而與粘粒含量的關系較密切些,粘粒含量高的,陽離子交换量較高。
2.2.4 土壤礦質全量
土壤礦質全量測定結果如表1。
土壤中SiO2含量與陸源物質和土壤的物質組成有關,而與土壤離海岸的距離關系不密切。陸源物質較砂的,SiO2含量明顯較高。在有機質含量較高,尤其在夾有泥炭層的土層中,SiO2的含量往往較低。在土壤剖面中,Fe、Mn、Ca有自表層下移的趨勢,P在表層明顯積累,K和Ti在全剖面中分布較均匀。
2.2.5 水溶性鹽分
紅樹林鹽土水溶性鹽分含量較高,尤以水溶性Cr和Na+的含量較突出。水溶性Cl-含量爲2.1-21.6me/100g土,平均11.75me/100g土。水溶性Na+是2.39~12019.00me/100g土,平均11.40me/100g土。水溶性Cl-與Na+含量顯著相關,若用x和y分别代表水溶性Na+和c1-的含量,兩者關系式如下,相關系數R爲0.978。
Y=1.091x-0.682
水溶性SO2-2含量爲0.47~10.82me/l00g土,平均3.70me/l00g土。水溶性Ca2+是0.43~4.64me/l00g土,平均1.45me/100g土。水溶性Mg2+爲0.14-8.85me/100g土,平均2.69me/l00g土。紅樹林鹽土水溶性Mg2+/Ca2+大多在1.5-4.5之間,其比值平均爲1.86。當地磚紅壤中水溶性Ca2+含量往往高於Mg2+,與紅樹林鹽土有明顯區别。
紅樹林鹽土水溶性SO2-4含量與Ca2+, Mg2+總量有一定關系(圖1),若用x和y分别代表水溶性Ca2+,Mg2+總量和水溶性SO2-4含量,則有如下關系式,其相關系數R爲0.878。
y=0.145+0.852x
由此看來,在土壤溶液中,Ca2+和Mg2+對SO2-4的關系,在一定程度上有互補關系。在土壤 溶液中,也可能Ca2+,Mg2+,SO2-4是以CaSO4,MgS4絡合物的形式出現,而不以氯化物的形式存在。
紅樹林鹽土中水溶性K+的含量很低,爲0.01-0.16me/100g土。水溶性K+含量與粘粒含量有密切關系。粘粒含量較多的表層,水溶性K+含量相應較高。
2.3 土壤機械組成
紅樹林鹽土顆粒大小較均匀,絶大多數顆粒小於1mm,在風乾土樣的處理過程中,很容易通過20目篩。紅樹林鹽土幾乎無礫石,這是其與當地磚紅壤的差别之一。從機械組成分析結果看,0.05~0.01mm的大多占5~15%,0.01~0.005mm的約占5%,0.005~0.001mm的大多占10%~15%,小於0.001mm的大多在10%~15%。從顆粒組成看,海南島紅樹林鹽土大多屬壤土類和輕粘土類,此與物質來源有關,但土壤質地除了與顆粒大小、物質組成有關外,還與土壤水分有關。紅樹林鹽土常處在一定的濕狀,因此在剖面觀察時,又常給人以似有粘重的感覺。
紅樹林鹽土一般分佈在河口、港灣,其顆粒組成並非離岸越遠顆粒越細.紅樹林鹽土處在低、中、高潮位範圍内,均可有不同類型機械組成的土壤分佈,如剖面1、3、5土壤的質地較粘,而剖面2、4、6土壤的質地較砂。〖JP〗
3 結語
(1)紅樹林鹽土剖面層次不明顯,有一些層次常夾有數厘米厚的泥炭層或半分解的有機質層。紅樹林鹽土含硫量較高,由於海水浸漬,土壤氧化還原電位較低,其中硫常被還原成硫化氫,産生臭味。紅樹林鹽土全剖面大多以灰色爲主,在一些表層中由於氧化還原交替,也會出現一絲銹紋斑。
(2)紅樹林鹽土的顯著特點是土壤酸度較大,這與紅樹植物富含單寧和硫有關,其殘落物分解産生有機酸、H2SO4、H2S等是引起土壤酸性的重要因素。在還原狀况下,土壤酸化似更强烈,導致表層pH值較高,下層較低。〖JP〗
(3)紅樹林鹽土中的植物根系大多集中分佈在土表以下40~60m範圍内。由於土壤常呈嫌氣狀况,有機質分解緩慢,容易積累,有機質含量較高,而且在土壤剖面中變化不定,大多數土壤在60cm以下,仍然有一定量有機質存在。除了泥炭層外,往往在根系發達的層次中,有機質含量相對較高些。
(4) 海南島紅樹林鹽土大多屬輕粘土和壤土類。粘粒含量和陽離子交换量一般隨深度有所减小,陽離子交换量與粘粒關系較密切,有機質對其影響不明顯。
(5)在紅樹林鹽土剖面中,P常在表層積累,Fe、Mn、Ca有下移現象,K、Ti分布較均匀,Si、Al含量時常與泥炭層或半分解的殘落物層有關。
(6)紅樹林鹽土鹽分含量較高,水溶性離子含量是Cl->Na′>SO2-4>Mg2++>Ca2+>K+。水溶性離子Cl-與Na+含量,水溶性SO2-4與Ca2+Mg2+總量有一定相關性。
原載:範航清,樑士楚主編,中國紅樹林研究與管理.北京:科學出版社,1995:1-5