全 文 ：生态环境 2007, 16(2): 492-497 http://www.jeesci.com
Ecology and Environment E-mail: editor@jeesci.com
基金项目：国家自然科学基金项目（30470146, 39460011）
作者简介：谢国文（1957－），男，教授，硕士，主要从事植物多样性和保育生态学的研究。Tel: +86-20-31876278；E-mail: xgw168@sohu.com
收稿日期：2006-12-27
国家濒危植物永瓣藤分布的土壤环境特征
谢国文 1，黄娴媛 1，余炼文 1，郑燕玲 1，李海生 2
1. 广州大学生命科学学院，广东 广州 510006；2. 广东教育学院生物系，广东 广州 510303

摘要：永瓣藤（Monimopetalum chinense）是卫矛科（Celastraceae）的一个中国特有单型属植物，被列为国家二级稀有濒危
保护物种。本文对永瓣藤分布区 14 个样地土壤样品的 pH 值、有机质、全氮、水解氮、硝态氮、全磷、速效磷和全钾进行
了检测分析，以期弄清该物种分布与土壤环境因子的关系。结果表明，其 pH值的变化幅度为 4.55～5.57，主要处于强酸性
范围，适应幅度较窄。有机质与氮素非常丰富，相互间具有明显的相关性，有利于永瓣藤的生长与繁衍，但土壤中磷、钾素
较为缺乏。土壤酸碱度和有机质的质量分数在某种程度上对永瓣藤的分布范围具有制约作用。
关键词：永瓣藤；珍稀濒危植物；土壤生态；环境特征
中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）02-0492-05
永瓣藤（Monimopetalum chinense）是卫矛科
（Celastraceae）的中国特有单型属植物，被列为国
家二级稀有濒危保护植物[1]。它分布于江西北部、
安徽和湖北的南部，其分布区的气候为温暖湿润
型，年平均气温15～17.3 ℃，1月平均气温4～5 ,7℃
月平均气温 33～35 ℃，绝对最低气温-10 ℃左右,
绝对最高气温 40 ℃，无霜期 230～250 d，年均降
水量 1 700～2 000 mm，5～6月最多，冬季最少，
空气相对湿度 75%左右[2]。自美国 Rehder[3]发表永
瓣藤新属以来，国外未见有关永瓣藤的研究报道。
国内近年对永瓣藤的研究主要是谢国文和廖军等
在地理分布、生物生态学特性、营养繁殖及种质资
源保存等方面所做的一些工作，基本上属于保育生
态学和经典生物地理学方面的研究[4-8]，有关其分布
区的土壤生态的详细检测分析还未见报道。
土壤作为生态系统中生物与环境相互作用的
产物，贮存着 N、P、K 等营养物质。土壤养分对
于植物的生长起着关键性的作用，直接影响着植物
群落的组成与生理活力，决定着生态系统的结构、
功能和生产力水平。永瓣藤分布区的土壤多为山地
红壤、黄壤和红黄壤，这几种土壤特别是红壤主要
分布在长江中下游及以南，其分布与成分组成有其
局限性与特殊性，这也有可能导致永瓣藤分布的局
限性。因此，通过对永瓣藤生长地土壤样品进行基
本成分检测，探讨永瓣藤分布区的土壤环境特征及
其致濒生态因素，旨在为永瓣藤的保护提供一定的
科学依据。
1 材料与方法
1.1 采样地点和编号
永瓣藤分布区土壤样品的详细采样地点及海
拔、经纬度见表 1。
1.2 土壤分析样品的制备
在永瓣藤整个分布区选取了 14 个样地，以每
个样地随机取地表 0～30 cm深的土壤约 1 kg的原
则，将野外采集的土壤样品，用塑料袋盛装，经登
记编号后，带回实验室内，经过自然风干、除杂、
混合、磨细、过筛等，制成分析样品，然后贮藏于
广口瓶。
1.3 土壤基本成分测试方法
土壤基本成分测试采用前人 [9-10]的方法进行
（见表 2，下页）。
1.4 统计分析方法
各元素的相关性和回归分析利用相关系数[11]
和 EXCEL软件进行统计分析。
表 1 土壤样品采样地点和编号
Table 1 The Location and serial number in the soil samples
编号 采样地点 海拔/m 经度(E) 纬度(N)
1 江西永修 137 115°27′48″ 29°02′29″
2 江西婺源 287 117°37′09″ 29°28′53″
3 江西靖安 1 669 115°17′56″ 29°02′07″
4 江西奉新 524 115°07′13″ 28°50′28″
5 安徽休宁 497 117°43′06″ 29°35′18″
6 湖北通山 620 114°50′19″ 29°25′01″
7 江西玉山 462 117°53′46″ 28°52′10″
8 江西靖安 2 732 115°18′05″ 29°01′50″
9 安徽祁门 198 117°30′42″ 29°58′04″
10 江西浮梁 494 117°39′28″ 29°32′54″
11 江西武宁 1 220 115°20′03″ 29°07′29″
12 江西武宁 2 451 115°20′03″ 29°07′29″
13 江西武宁 3 585 115°20′03″ 29°07′29″
14 江西武宁 4 192 115°03′29″ 29°19′50″
DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2007.02.046
谢国文等：国家濒危植物永瓣藤分布的土壤环境特征 493
2 结果与分析
2.1 土壤样品基本成分测定结果
通过对永瓣藤分布区土壤样品的处理，对 pH
值、全氮、水解氮、硝态氮、全磷、速效磷、全钾、
有机质等土壤基本成分进行理化分析，分析结果见
表 3。
2.2 分析
2.2.1 永瓣藤分布区土壤的 pH值分析
土壤酸碱性（pH 值）是土壤酸碱性强度的主
要指标，也是土壤的许多化学性质特别是盐基本状
况的综合反映，它对土壤的一系列其它性质有深刻
影响。土壤中微生物的活动、有机质的合成与分解、
氮磷等营养元素的转化与释放、微量元素的有效
性、土壤保持养分的能力以及土壤发生过程中元素
的迁移等，都与酸碱性有关。各种植物都有其适宜
的酸碱度范围，超过这个范围时，生长受阻[9]。对
永瓣藤分布区 14个样地所取得的土壤样品进行 pH
值分析，结果(表 3)可知，土壤 pH值的变化幅度不
大，为 4.55～5.57，所取样品的 pH 值的平均值为
4.93，其中 pH值在 5.5～6.5的占 7.14%，4.5～5.5
的占 92.86%（见表 4），即绝大部分土壤样品为强
酸性土[10]。
据资料显示，江西安徽一带的土壤平均 pH 值
约为 5～6[9]，为弱酸性土壤，而这次所测的值也比
以往所测得的值 5.5～6.5[5]偏低，由于土壤酸碱性
易变性较大，并且极易受到人为措施的影响，结合
当地现状，推测这可能是由于人为的活动导致土壤
环境的改变。
2.2.2 永瓣藤分布区土壤主要成分的分析
土壤有机质是土壤的重要组成部分，土壤的许
多属性，都直接或间接地与有机质的存在有关。首
先，它是植物所需的各种养料的源泉，大量的资料
表明，我国主要土壤表土中大约 80%以上的氮素是
以有机态存在，这些有机态氮在一定的耕作条件下，
经过微生物的矿化作用，可以转化成一定量的无机
态氮，供植物生长发育之需。除了氮素之外，土壤
有机质还含有相当部分的有机态磷。对于钾素，土壤
有机质可以吸附一定量的钾离子，使其免于淋失[9]。
因此，通过对土壤中的有机质与氮、磷、钾等元素
的质量分数的测定与分析，对其相互关系的讨论，
表 2 土壤样品分析方法
Table 2 Analysis approach of the soil samples
测试项目 测试方法 测试标准编号
pH值 电位测定法 LY/T 1239-1999
全氮 硒粉-硫酸钼-硫酸消化法 LY/T 1228-1999
全磷 高氯酸-硫酸酸溶-钼锑抗比色法 LY/T 1232-1999
全钾 火焰光度法 LY/T 1270-1999
水解氮 扩散吸收法 LY/T 1229-1999
速效磷 碳酸氢钠法 LY/T 1233-1999
有机质 重铬酸钾法 LY/T 1237-1999
硝态氮 离子色谱检测法 GB/T14642-1993

表 3 土壤元素指标的测定结果
Table 3 The determination results of the soil element index
样品
编号 pH
w(全
氮)
/%
w(水解
氮)
/(mg·kg-1)
w(硝态
氮)
/(mg·kg-1)
w(全磷)
/%
w(速效
磷)
/(mg·kg-1)
w(全
钾)
/%
w(有机
质)
/%
1 4.90 0.26 2.90×102 300.50 6.75×10-2 8.40 1.18 4.43
2 5.24 0.24 2.40×102 92.88 2.41×10-2 2.40 1.02 4.89
3 4.98 0.24 2.50×102 318.40 2.94×10-2 3.20 1.00 5.86
4 5.57 0.02 1.50×10 315.70 2.34×10-2 3.40 1.66 0.37
5 4.96 0.18 1.70×102 55.42 4.91×10-2 3.20 1.34 3.33
6 4.87 0.12 1.20×102 131.30 3.78×10-2 3.40 1.99 2.59
7 5.02 0.18 2.20×102 109.20 2.13×10-2 4.90 2.16 4.72
8 4.73 0.07 5.70×102 15.51 1.12×10-2 2.00 1.17 1.43
9 4.81 0.18 1.50×102 162.90 5.35×10-2 4.50 1.20 2.81
10 4.81 0.28 2.60×102 228.40 4.27×10-2 5.00 0.94 5.31
11 5.08 0.30 2.80×102 421.30 7.71×10-2 6.20 1.38 4.72
12 4.76 0.13 1.00×102 65.04 4.27×10-2 3.70 1.11 1.82
13 4.78 0.24 2.40×102 350.70 5.69×10-2 4.80 0.78 4.31
14 4.55 0.30 2.70×102 545.60 4.44×10-2 12.00 0.73 6.43
平均
值
4.93 0.20 2.27×102 222.35 4.15×10-2 4.79 1.26 3.79
表 4 pH 值酸性分级
Table 4 The acid classification of pH
pH值 样品数 占样品数/% 级别
4.00～4.50 0 0 极强酸
4.50～5.50 13 92.86 强酸
5.50～6.50 1 7.14 弱酸

494 生态环境 第 16卷第 2期（2007年 3月）
进一步揭示永瓣藤分布区土壤的基本特征。
（1）永瓣藤分布区土壤有机质的特征分析
根据检测结果，永瓣藤分布区土壤有机质质量
分数变幅为 0.37%～6.43%，平均值为 3.79%，图 1
显示了永瓣藤分布区土壤样品中有机质的质量分
数状况。根据土壤有机质的分类等级（表 5），在
14个样品中，达到 1级（>4%）的有 8个样品，占
57.14%，土壤样品有机质质量分数在 1%～4%之间
的占 35.71%，有机质总体质量分数很高。根据实地
调查，这是由于永瓣藤的分布区属于较原始的山林，
经过长时间的腐殖质的积累，导致有机质的积累，
使得该地区土壤中的有机质非常丰富，从而更有利
于永瓣藤这种克隆植物采取无性繁殖对策[12]。由此
可见，永瓣藤分布对有机质质量分数要求较高。
（2）永瓣藤分布区土壤氮素的特征分析
氮素是植物必需的大量元素之一，通常植物在
生长过程中吸收的氮要高于其它矿质元素，因而氮
常成为限制植物生长的主要元素。环境中的氮素以
不同形态对植物有效,包括 NH4+、NO3-、N2、挥发性
NH3 以及有机氮等[13]。土壤全氮是土壤氮素肥力的
基础[14]，土壤有效氮包括无机的矿物态氮和部分有
机质中易分解的、比较简单的有机态氮，它是铵态
氮、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质氮的
总和，通常也称为水解氮或碱解氮，它能反映土壤
近期内氮素供应情况。土壤硝态氮(NO3-)能促进根系
的生长，NO3-的吸收导致阳离子/阴离子比率小于 1，
根系会增加 OH-的流出,导致根际 pH的上升[13]。
对永瓣藤土壤样品进行氮元素的测定分析，主
要测定了全氮、水解氮和硝态氮，经过土壤的理化
分析，永瓣藤土壤全氮的质量分数如图 2，从图 2
可以看出土壤样品全氮质量分数均在 0.30%（即
3 000 mg·kg-1）以下，变化幅度 0.02%～0.30%，平
均值为 0.20%，比较符合当地红壤、红黄壤
（0.077%～0.27%）[7]的现状，从结果可以看到在永
0
1
2
3
4
5
6
7
1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14#
样品编号
w
(有
机
质
)/%
有机质

图 1 永瓣藤分布区土壤有机质质量分数的分布
Fig. 1 Distribution of the Organic manure content in soils from the distributed area of M. chinense

表 5 有机质、水解氮、速效磷分级指标
Table 5 The classification index of organic manure,
available N, available P
有机质 水解氮 速效磷
级
别
分级指标
w/%
样品
数
级
别
分级指标
/(mg·kg-1)
样品
数
级
别
分级指标
/(mg·kg-1)
样品
数
1
2
3
4
5
6
>4
3～4
2～3
1～2
0.6～1
<0.6
8
1
2
2
0
1
1
2
3
4
5
6
>150
120-150
90-120
60-90
30-60
<30
9
3
0
0
1
1
1
2
3
4
5
6
>40
20-40
10-20
5-10
3-5
<3
0
0
1
2
9
2

0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14#
样品编号
w
(N
)/(
m
g •k
g-
1 )
硝态氮 水解氮 全氮

图 2 永瓣藤分布区土壤氮素质量分数的分布
Fig. 2 Distribution of the nitrogen content in soils from the distributed area of M. chinense

谢国文等：国家濒危植物永瓣藤分布的土壤环境特征 495
瓣藤的分布区全氮的质量分数处于较高水平。
从图 2可看出，土壤样品水解氮质量分数为 15
mg·kg-1～5.70×102 mg·kg-1，平均质量分数为 2.27×102
mg·kg-1，与土壤样品全氮质量分数相比较，约为全
氮质量分数的 11.35%，水解氮的质量分数可分为 6
个等级（表 5），其中有 9个土壤样品达到了 1级，
占 64.29%，在 2级以上的总共占 85.71%，因此，土
壤样品中的水解氮质量分数是很高的，这有利于植
物利用土壤中的氮素资源，更好地生长与繁衍。
图 2 还显示了永瓣藤分布区土壤硝态氮
（NO3--N）的质量分数，在 14个样品中，土壤硝态
氮的质量分数的变幅为 15.51 mg·kg-1～545.60
mg·kg-1，平均值为 222.35 mg·kg-1。样品中土壤硝态
氮的质量分数相差较大，差额达 400 mg·kg-1，且有
些样方测得的质量分数甚至比水解氮的值略大，这
是因为 NO3-不为土壤胶体所吸附，且易溶于水，很
容易随水在土壤内部移动，在土壤剖面上下层中移
动频繁[10]，因此，造成了实验测得的结果波动较大，
但实验结果仍可以在一定的程度上反应永瓣藤分
布区的硝态氮特征。
（3）永瓣藤分布区土壤磷素的特征分析
磷是植物生长发育的必需营养元素之一,参与
组成植物体内许多重要化合物，是植物体生长代谢
过程不可缺少的。植物所利用的磷素,主要来源于土
壤，植物土壤中磷的总质量分数在 0.02%～0.2%，
与其它大量营养元素相比较低[14]。但是土壤全磷质
量分数并不能作为土壤磷素供应水平的确切指标，
这是因为土壤中的磷素大部分是以迟效性状态存
在的，土壤有效磷才是标志土壤磷素养分供应水平
的指标之一，不过，虽然土壤全磷质量分数高时并
不意味着磷素供应充足，而土壤全磷质量分数低
时，却可能意味着磷素供应不足[15]。
对永瓣藤的主要分布区的土壤样品进行全磷
质量分数分析（见表 3），可知土壤全磷的质量分数
变幅为 0.011 2%～0.077 1%，平均值为 0.042%，处
于相对较低水平。土壤中磷元素的缺乏主要是与 pH
值有关，因为在酸性土壤中，易产生 P、K、Ca、
Mg的缺乏[16]。
土壤的速效磷可以分为 6个等级[17]（表 5），在
14 个样品中，速效磷质量分数变幅（表 3）为 2.0
mg·kg-1～12 mg·kg-1，平均为 4.79 mg·kg-1，处于 5
级水平。其中，处于 3 级到 4 级（5 mg·kg-1～20
mg·kg-1）的土壤样品占了 21.43%，5级（5.0 mg·kg-1）
以下的土壤样品有 11个，达到了 78.57%。因此，
在永瓣藤的分布区中，土壤的速效磷质量分数普遍
偏低，部分地区达到严重缺磷，这是江南酸性土壤
结构所致。
（4）永瓣藤分布区土壤钾素的特征分析
钾是植物生长的必需元素之一，在正常状况
下，植物吸钾量一般超过吸磷量，与吸氮量相近[18]。
土壤全钾含量高低反映了土壤钾素的贮量状况[10]，
我国土壤全钾质量分数为 0.05%～2.5%[18]。在永瓣
藤分布区所采得样品分析（表 3）表明，全钾质量
分数变幅为 0.73%～2.16%，平均值为 1.26%，处于
中等水平。
（5）各元素的相关性和回归分析
利用 EXCEL 软件对永瓣藤分布区土样进行相
关分析[11]，其养分指标之间的单项相关系数计算结
果见表 6。
经检验，土壤 pH值与土壤其他元素之间并没
有明显的相关性，相关关系不显著。土壤全氮与硝
态氮有一定的正相关，其相关系数 r为 0.547 603，
计算其回归方程为 y=1 000.2x–26.592；对土壤有机
质与土壤各元素进行相关分析的结果表明，土壤有
机质与土壤全氮有显著的相关性（r=0.921 869），其
回归方程为 y =19.004x+0.067 7；土壤有机质与土壤
速效磷之间也存在着相关性，其相关系数 r 为
0.546 819，回归方程为 y =0.367 3x+2.026 8。
3 结论
综上所述，可归纳出永瓣藤分布区的土壤生态
有如下特征。
（1）通过对永瓣藤分布区土壤 pH 值的研究发
表 6 永瓣藤分布区土壤养分指标之间的相关系数
Table 6 Correlation coefficient between soil nutrient index in soils from the distributed area of M. chinense
统计因子 pH值 全氮 水解氮 硝态氮 全磷 速效磷 全钾 有机质
pH值
全氮 -0.352 27
水解 -0.437 71 0.223 628
硝态氮 -0.049 8 0.547 603 -0.055 31
全磷 -0.224 05 0.593 107 -0.136 43 0.476 852
速效磷 -0.414 36 0.599 477 0.661 31 0.753 249 0.503 22
全钾 0.433 078 -0.503 37 -0.328 34 -0.359 93 -0.250 05 -0.290 02
有机质 -0.316 48 0.921 869 0.242 579 0.506 838 0.289 706 0.546 819 -0.386 58

496 生态环境 第 16卷第 2期（2007年 3月）
现，永瓣藤属于酸性土植物，大多分布于强酸性土
壤中，说明对 pH 值的要求较为严格，主要分布在
4.55～5.57这一个较小的范围内。
（2）永瓣藤分布区土壤有机质含量丰富，平均
含量达到 3.79%。相关系数分析得知，有机质与土
壤全氮之间存在着明显的相关性。可见，永瓣藤生
长对有机质和氮的要求较高，分布于有机质与含氮
量较高的生境。野外考察发现，永瓣藤主要靠克隆
繁殖扩大种群，必定需要肥沃的土质。
（3）永瓣藤分布区土壤中磷和钾含量较少，特
别是磷素含量较缺乏，这可能是由于其分布区的土
壤主要处于强酸性范围，表现出磷、钾素的缺乏，
这可能对该物种的有性生殖产生影响，以致野外观
察发现永瓣藤通常胚珠败育、结实率偏低[5-7]。
（4）对永瓣藤的保护，首先要保护其生存地，
土壤对其生存更是起着至关重要的生态作用，因此
必须限制人为因素对土壤生态和土壤成分的破坏，
如刀耕火种、炼山造林等。进行迁地保存永瓣藤遗
传多样性时，应注意土壤的肥力和营养元素的充足
供应，可适当根据实际需要进行合理施肥，以提高
存活率和保育的有效性。

致谢：感谢广东省生态环境与土壤研究所的毕鸿亮
主任和刘婷林、张艳玲两位老师在土样测试方面的
指导与帮助。

参考文献：
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谢国文等：国家濒危植物永瓣藤分布的土壤环境特征 497

Environmental characteristics of soils from the distributed of
Monimopetalum chinense, an endangered plant in China

XIE Guowen1, HUANG Xianyuan1, YU Lianwen1, ZHENG Yanling1, LI Haisheng2
1. College of Life Science, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China;
2. Dept. of Biology, Guangdong Education College, Guangzhou 510310, China

Abstract: Monimopetalum chinense (Celastraceae), a rare, endangered and protected species, is a plant of monotypic and endemic
genus in China. This paper deals with the pH、organic manure, total N, available N, Nitrate nitrogen (NO3-－N), total P, available P
and total K in 14 soil samples from the distributed area of M. chinense. The results show that the pH values are from 4.55 to 5.57, in
a strong acid area, indicating a narrow adaptive range of the species. The soil samples contain plenty of organic matter and nitrogen,
and obvious correlates were found between them, which are good to the growth and reproduction of M. chinense. While the soil
samples are short of P and K. This research also shows that pH and organic matter are two limiting factors for survival and multiply
of M. chinense, as well as main environmental reasons that it is on the brink of extinction.
Key words: Monimopetalum chinense; rare and endangered plant; soil ecology; environmental characteristics