盐生植物单叶蔓荆对盐碱地的修复效应研究

盐生植物单叶蔓荆对盐碱地的修复效应研究（精选2篇）

盐生植物单叶蔓荆对盐碱地的修复效应研究 第1篇

盐生植物单叶蔓荆对盐碱地的修复效应研究

以盐生植物单叶蔓荆为研究对象,在威海高区海水浴场的沙滩边缘提取实验组与对照组土样,然后分别测定几组能够描述土壤质量的数据,如土壤颗粒中空气的体积、贮水能力、有机质含量以及pH值等,最后通过比较实验组和对照组中土壤颗粒的空气体积、贮水能力、有机质含量以及pH值的不同,从所得实验结果中分析得出盐生植物单叶蔓荆对盐碱土具有修复效应的结论,并结合威海的`实际情况讨论了在海边盐碱地上种植单叶蔓荆的意义.

作 者：关洪斌 王晓兰 杨岚 作者单位：山东大学威海分校,海洋学院,山东,威海,264209刊 名：资源开发与市场英文刊名：RESOURCE DEVELOPMENT & MARKET年，卷(期)：25(11)分类号：X171.4关键词：盐生植物 单叶蔓荆 盐碱地 修复效应

盐生植物单叶蔓荆对盐碱地的修复效应研究 第2篇

单叶蔓荆 (Vitex trifolia var.simplicifolia) 又名蔓荆子, 系马鞭草科、牡荆属落叶小灌木, 其自然植物群落覆盖能力强并广泛分布在山东、浙江、福建、广东等地的沿海沙地, 是优良的地被植物。它们不但具有生长快、抗逆性强、繁殖容易的特点, 而且有很强的抗风、抗旱、抗盐碱能力, 特别适宜生长在沙地和碱性土壤地区。在盐碱地上种植单叶蔓荆可增加地面覆盖, 减少土壤蒸发, 吸收带走土壤中的盐分, 从而减少耕作层盐分的累积。此外, 单叶蔓荆还具有改良盐碱土的作用, 如增加土壤有机质含量、改善土壤结构、降低土壤盐度、增加土壤的孔隙率、提高土壤的生物活性等。利用单叶蔓荆的这些特性, 我们可在滨海沿岸沙滩上栽植单叶蔓荆, 这样既可以达到观赏的目的, 又可以改良滨海盐碱土壤, 并起到防风固沙的作用。因此, 利用生物改良措施, 把盐碱地作为一种可利用的资源, 科学合理地治理盐碱地, 并利用盐生植物单叶蔓荆对盐碱地和滨海盐渍土进行生物修复, 从而发挥地球上丰富的盐生植物资源对盐碱土壤的优化改良, 其生物学意义非常重大。

1 实验材料和实验方法

1.1 土样的采集

采样时间为2009年3月15日下午2:00—5:00, 采样地点在山东省威海市高区山东大学威海分校西门外国际海水浴场沙滩边缘。采样方法主要是采用根系 (0—40cm) 的土壤为实验组, 以附近空白地的土壤作为对照组。

本课题主要选取的目标植物是在山东省威海市高区国际海水浴场沙滩上自然分布的单叶蔓荆。在所选择的代表性地段任选3株正常生长的单叶蔓荆标记为第1、2、3组, 分别在其根部设计一个30cm×30cm的样方, 并把从样方中所取的土壤样品设为实验组1、2、3。然后分别在距这3株单叶蔓荆约5m处无单叶蔓荆的裸露地面上设计一个30cm×30cm的样方, 在该样方内所取的土壤样品设为对照组1、2、3。在每个样方中提取土样均采用多点混合的方法分层取样, 上层为0—10cm、中层为10—20cm、深层为20—40cm, 带回实验室后再将每个样方内同一深度的3个土样充分混匀, 待土壤样品风干之后测定每一样品的各项数据。

1.2 研究方法

群落特点的分析与观察:在取土样前先观察盐生植物单叶蔓荆的自然群落特点, 用植物学方法判断单叶蔓荆的生物学特征, 以便分析单叶蔓荆在此地的栽种优势以及观赏价值;在取土样的同时注意观察单叶蔓荆根部的生长情况, 分析在盐碱土上种植单叶蔓荆后对土壤所造成的影响。

土壤中空气体积的测定:测量土壤中空气体积所利用原理是水可用来占据土样中的空气, 那么所加入水的体积就是空气的体积。首先称量底部有洞的试管重量, 然后在试管中装入20ml土样并称量, 两者差值即为试管中的土壤质量;把装土的试管直立慢慢放入装有足够水的大烧杯中让其充分浸润, 10min后将其取出试管, 待试管中水下降至20ml刻度处用食指堵住小孔, 将试管移至小量筒的上端放开手指让水充分流经小量筒。当试管中的水流尽时, 读取小量筒中水的体积, 所读取的数值就是土壤中空气的体积。

土壤储水能力的测定:土壤颗粒的贮水能力是评价植被水分保持与水源涵养功能的重要指标, 其大小与土壤厚度和土壤孔隙状况密切相关。计算 (湿土质量—干土质量) /干土质量, 即可得到土壤的储水能力。所以, 测定土壤贮水能力时只要确定湿土质量和干土质量即可。那么, 在完成土壤中空气体积的测定后, 称量水流尽后试管与湿土的重量, 然后减去试管的重量即得到湿土的重量, 再引用测定土壤中空气体积时所测的干土质量, 即可计算土壤的贮水能力。

土壤含有机物质量比的测定:利用土壤中有机质在高温加热的情况下会被分解的原理测定土壤中有机物的质量。先称量坩锅的质量, 加入50.0g干土, 然后在加热套上加热灼烧土样直至不冒火星、不冒气体后冷却再称量, 所得数据减去坩锅的质量就得到灼烧后的土样质量。再计算 (灼烧前土样质量—灼烧后土样质量) /灼烧前土样质量, 所得数据即为土壤含有机物的质量比。

土壤pH值的测定:首先在小烧杯中加入2—3药匙的土样, 再加入pH=7的NaCl溶液至土样被完全浸润, 然后用精密的pH试纸测定各土壤样品的pH值。

2 结果与分析

盐生植物单叶蔓荆的根系十分发达, 其主根可深达2.4m, 有固定树体和扩繁新枝的作用。植株成活后, 匍匐茎着地部分都生须根, 分布在地表10—30cm的沙土层中, 充分吸收营养, 满足树体生长发育的需要。多年栽植的单叶蔓荆对土壤具有明显的改良作用, 无论从土壤颗粒空隙度、土壤颗粒的贮水能力还是从土壤中的有机质含量、土壤pH值而论, 单叶蔓荆对沿海盐碱性土壤都具有改良作用。

2.1 单叶蔓荆对土壤颗粒中空气体积的影响

实验结果表明, 盐生植物单叶蔓荆对滨海盐碱土壤中空气的体积具有一定的影响。由表1中的实验结果可见, 在盐生植物单叶蔓荆的根系所提取的实验组土样中空气体积所占百分比比非根际的空白土壤即对照组中空气体积所占的百分比在一定程度上有所增加。但就每一层土壤而言, 由于上层土壤 (0—10cm) 主要是流动性较大的沙土, 而且大部分都是被海风吹来的, 所以在实验组与对照组中上层土壤中空气体积的差异并不十分明显。而中层土壤 (10—20cm) 和下层土壤 (20—40cm) 的稳定性比上层土壤强, 所以在盐生植物单叶蔓荆的长期作用下, 中下层土壤样品中空气体积有明显的增加, 实验结果见图1。

从图1所见, 经过盐生植物单叶蔓荆作用的土壤, 即实验组土壤的通气效果比没有被单叶蔓荆作用的对照组好。同时, 从不同深度的土壤颗粒中空气体积所占百分比的比较可见, 经过单叶蔓荆的长期作用, 下层土壤土质好, 土壤颗粒中空气体积所占的百分比有所增加, 说明土壤通气状况好;而一旦土壤的通气状况有所改善, 那么土壤中微生物的数量就会随之增加, 这样就更有利于单叶蔓荆以及其他植物的生长, 最终有利于滨海盐碱土的修复。图1中这3个实验组与对照组土壤颗粒以及不同深度土壤颗粒中空气体积所占的百分比对比表明, 在沿海沙滩上种植耐盐植物后, 由于植物根系的穿插作用, 盐生植物单叶蔓荆能促进土壤的通气性, 增加盐碱土壤的孔隙度, 这就意味着增加了微生物的含量, 进而促进滨海盐碱土的改良。

2.2 单叶蔓荆对土壤颗粒贮水能力的影响

土壤颗粒的贮水能力是评价植被水分保持与水源涵养功能的重要指标, 其大小与土壤厚度和土壤孔隙状况密切相关。在一定土壤厚度条件下, 土壤的贮水特征取决于土壤孔隙的大小及其数量特征, 或取决于植被对土壤孔隙状况改善作用的大小。按照实验方法测定土壤颗粒的贮水能力, 结果见图2。

实验结果表明, 盐生植物单叶蔓荆在某种程度上对滨海盐碱土壤颗粒的贮水能力也产生了一定的影响。从图2中实验组与对照组有关土壤颗粒贮水能力的比较中可见, 从盐生植物单叶蔓荆的根系所提取的实验组土样的土壤颗粒贮水能力比对照组中土壤颗粒的贮水能力明显较强。从图2这3组对照实验的对比中也可见, 每一实验组中土壤颗粒的贮水能力都比对照组中土壤颗粒的贮水能力强。同时, 无论实验组还是对照组, 表层土壤的贮水能力都比中层和下层低, 而下层 (20—40cm) 的土壤颗粒贮水能力最强。发生这一现象主要是因为上层的土壤是由海风吹过来的流动性沙土, 所以贮水能力较低;而中下层比较稳定, 较长时间受分布在地表10—40cm沙土层中单叶蔓荆须根的作用, 所以贮水能力相对较高, 因此在0—40cm土层中土壤颗粒的贮水能力大小依次为上层<中层<下层。实验结果说明, 盐生植物单叶蔓荆庞大的根系对沿海海岸沙滩上盐碱土壤的贮水能力有一定的改良作用。它不仅为单叶蔓荆的存活保留了必需的水分, 保证其生长旺盛, 同时也为其他植物的存活带来了更多的可能性。此外, 土壤颗粒贮水能力的增加还可增加土壤中微生物的含量以提高土壤的养分和有机质的含量, 这样更有利于对滨海盐碱性土壤的修复。

2.3 单叶蔓荆对土壤颗粒中有机物含量的影响

土壤中有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志。它和矿物质紧密地结合在一起, 土壤内有机质对增进土壤团聚、改善土壤物理性质起着积极的作用。从表3中的实验结果可见, 盐生植物单叶蔓荆对沿海盐碱性土壤中的有机物含量产生了很大的影响, 见图3。

在这3个对照实验中, 无论是上层还是中下层, 实验组土壤颗粒中有机物的含量都比对照组高。在盐生植物单叶蔓荆的作用下, 滨海盐碱性土壤中有机质含量之所以会明显增加, 主要是因为单叶蔓荆在沙滩上为匍匐生长, 且枝叶茂盛。在单叶蔓荆的枯枝落叶及死根茬的腐殖作用下, 土壤有机质增加, 促进了土壤微生物的生长和繁殖, 改善了土壤养分状况和化学性状, 提高了土壤肥力。对多年栽植的单叶蔓荆来说, 这种效果则更为明显。同时, 从图3还可看出, 在0—40cm土层中, 实验组中上层和下层的土壤有机质含量较高。这主要是因为在上层土壤中, 单叶蔓荆的枯枝落叶直接落在表层, 从而对上层土壤中有机质含量有较大的影响。同时, 下层土壤主要是受单叶蔓荆庞大根系的影响, 许多根系微生物在下层将不断积累在该土层中的枯枝烂叶和腐烂的根部分解, 从而造成下层土壤的有机质含量比对照组大大增加。这一结果足以说明, 在沿海的盐碱性土壤上栽植单叶蔓荆不仅可起到增加土壤孔隙度和贮水能力的作用, 还可增加盐碱性土壤中有机物的含量, 增加土壤的肥力, 从而为其他生物的生存提供了一个良好的环境, 形成一个良性循环的环境。

2.4 单叶蔓荆对土壤颗粒pH值的影响

土壤酸碱性是土壤理化性质的综合反应, 一般在自然土壤中比较稳定。根据实验方法中描述的步骤完成土壤pH值的测定, 结果见图4。图4的实验结果表明, 在这3组对照实验中, 3个实验组中土样的pH值依次为5.3、5.1、5.2, 而与之对应的3个对照组中土样的pH值依次为5.7、5.6、5.7。从图4还可看出, 在不同的土层中实验组的土壤pH值都比对照组的pH值低。可见, 在盐生植物单叶蔓荆的长期作用下, 滨海盐碱性土壤的pH值有所降低。由于靠近海域, 海岸线上的沙土长时间受海水侵蚀, 所以威海高区国际海水浴场沙滩上的土壤是呈微酸性的。在盐生植物单叶蔓荆的作用下, 盐碱性土壤的pH值降低, 可能是因为单叶蔓荆在生长过程中会分泌某种酸性物质, 所以可通过在盐碱性土壤上种植单叶蔓荆来降低其pH值, 从而有利于其他植被的生存, 以减小修复滨海盐碱性土壤的难度。

3 讨论

综上所述, 在滨海地区的盐碱土壤上种植这种高度抗盐碱、抗海风海雾并在沙滩上匍匐生长的盐生植物单叶蔓荆, 不但可作为绿化的一种好植物, 而且可修复沿海盐碱性土壤, 如增加土壤中空气的体积、提高盐碱性土壤的贮水能力、增加土壤中有机质含量以及降低盐碱性土壤的pH值。从这些结果来看, 盐生植物单叶蔓荆对威海滨海盐碱土确实有很大的修复作用。作为一种匍匐生长在沿海沙滩上的绿色植物, 单叶蔓荆同样也是一种可用来防风固沙的好植物。