全 文 ：林业科学研究　２０１６，２９（１）：１１７ １２３
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
　　文章编号：１００１１４９８（２０１６）０１０１１７０７
和田河上游不同植物群落土壤理化性质及
酶活性分析
吕瑞恒１，２，周正立１，２，于　军１，２，梁继业１，２，葛留威１，２，王夏楠１，２
（１．新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆阿拉尔　８４３３００；
２．新疆塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔　８４３３００）
收稿日期：２０１５０６２５
基金项目：“十二·五”科技支撑计划专题（２０１４ＢＡＣ１４Ｂ０５１），国家自然科学基金（３１３６０１０９），兵团博士点基金（２０１１ＢＢ０２１）
作者简介：吕瑞恒，博士，副教授，研究方向：森林生态学，Ｅｍａｉｌ：ｌｖｒｈ５１４７２３＠１２６．ｃｏｍ．
 通讯作者．
摘要：［目的］通过调查分析不同植物群落土壤理化性质、土壤酶活性的空间分布，了解生境变化过程中植物群落与
土壤变化特征，为塔里木盆地西南地区荒漠生态脆弱区植被的恢复和管护提供理论参考。［方法］以和田河上游垂
直河岸带４种植物群落类型（Ⅰ－灰叶胡杨＋多枝柽柳＋芦苇＋胀果甘草；Ⅱ－灰叶胡杨＋胡杨＋多枝柽柳＋芦苇
＋胀果甘草；Ⅲ－黑果枸杞 ＋盐穗木 ＋芦苇 ＋胀果甘草；Ⅳ －花花柴 ＋芦苇 ＋胀果甘草）土壤为研究对象，采用分
层取样方法，分析比较不同植物群落土壤理化性质、土壤酶活性空间分布特征，揭示制约荒漠河岸植物群落生存发
展的关键因子。［结果］表明：４种植物群落类型土壤含水率、全盐量、碱解氮垂直分布异质性较为明显。同一土层
之间含水率、全盐量差异性显著（Ｐ＜０．０５），群落Ⅳ各层土壤含水率均为最低，而全盐量在群落Ⅰ中最低，群落Ⅲ最
高。４种植物群落土壤均呈碱性，ｐＨ值介于８．４０ ８．８９，而全磷波动范围在０．５３ ０．８６ｇ·ｋｇ－１之间，两种指标在
各植物群落之间均没有显著性差异（Ｐ＜０．０５）。有机质、全氮、脲酶在群落Ⅰ各土层均为最高，而过氧化氢酶、碱性
磷酸酶活性在群落Ⅲ最高。［结论］土壤含水率、土壤密度权重系数较大，对外界环境变化比较敏感，可以作为评价
该地区荒漠植被土壤肥力的首要指标。
关键词：和田河；植物群落；土壤；土壤理化性质；土壤酶
中图分类号：Ｓ７１４ 文献标识码：Ａ
ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＥｎｚｙｍａｔｉｃＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＤｉｆｅｒｅｎｔ
ＰｌａｎｔＣｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅＵｐＲｅａｃｈｅｓｏｆＨｏｔａｎＲｉｖｅｒ
ＬＵＲｕｉｈｅｎｇ１，２，ＺＨＯＵＺｈｅｎｇｌｉ１，２，ＹＵＪｕｎ１，２，ＬＩＡＮＧＪｉｙｅ１，２，ＧＥＬｉｕｗｅｉ１，２，ＷＡＮＧＸｉａｎａｎ１，２
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＴａｒｉｍＢａｓｉｎ，ＸｉｎｊｉａｎｇＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｒｐｓ，
Ａｌａｒ　８４３３００，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｅｇｅｏｆＰｌａｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴａｒｉｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｌａｒ　８４３３００，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｅｓｅｒｔｒｉｐａｒｉａｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ，
ｔｈｅｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｏｕｒｋｉｎｄｓ
ｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｒｉｐａｒｉａｎｚｏｎｅｏｆｕｐｓｔｒｅａｍｏｆＨｏｔａｎＲｉｖｅｒｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓａｍｐｌｉｎｇ．
Ｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｒｅ：（Ⅰ）．ＰｏｐｕｌｕｓｐｒｕｉｎｏｓａＳｃｈｒｅｎｋ＋ＴａｍａｒｉｘｒａｍｏｓｉｓｉｍａＬｅｄｅｂ．＋Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓ
ｃｏｍｍｕｎｉｓＴｒｉｎ．Ｆｕｎｄ．Ａｇｒｏｓｔ．＋ＧｌｙｃｙｒｈｉｚａｉｎｆｌａｔａＢａｔａｌｉｎ；（Ⅱ）．ＰｏｐｕｌｕｓｐｒｕｉｎｏｓａＳｃｈｒｅｎｋ＋Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉ
ｃａＯｌｉｖ．＋Ｔ．ｒａｍｏｓｉｓｉｍａＬｅｄｅｂ．＋ＰｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓＴｒｉｎ．Ｆｕｎｄ．Ａｇｒｏｓｔ．＋Ｇ．ｉｎｆｌａｔａＢａｔａｌｉｎ；（Ⅲ）．Ｌｙ
ｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍＭｕｒａｙ＋ＨａｌｏｓｔａｃｈｙｓｃａｓｐｉｃａＣ．Ａ．Ｍｅｙ．ｅｘＳｃｈｒｅｎｋ ＋ＰｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓＴｒｉｎ．Ｆｕｎｄ．
Ａｇｒｏｓｔ．＋Ｇ．ｉｎｆｌａｔａＢａｔａｌｉｎ；（Ⅳ）．Ｋａｒｅｌｉｎｉａｃａｓｐｉａ（Ｐａｌ．）Ｌｅｓｓ＋ＰｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓＴｒｉｎ．Ｆｕｎｄ．Ａｇｒｏｓｔ．＋
Ｇ．ｉｎｆｌａｔａＢａｔａｌｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｐａｔｉａｌｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｏｔａｌｓａｌｔ
林　业　科　学　研　究 第２９卷
ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｗｅｒｅｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｔｈａｎｔｈｅｏｔｈｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｉｎｄｅｘｅｓｉｎｔｈｅｆｏｕｒｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ．
Ｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｏｔａｌｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｏｆｔｈｅ
ｆｏｕｒｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ（Ｐ＜０．０５）．ＴｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｅｖｅｒｙｓｏｉｌｌａｙｅｒｏｆｃｏｍｍｕｎｉｔｙⅣ，
ｔｈｅｔｏｔａｌｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｅｖｅｒｙｓｏｉｌｌａｙｅｒｏｆｃｏｍｍｕｎｉｔｙⅠ，ｂｕｔｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｃｏｍｍｕｎｉｔｙⅢ．ＴｈｅｐＨ
ｖａｌｕｅｓｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ８．１５ｔｏ９．１７ｉｎｔｈｅｆｏｕｒｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ，ｔｈｅｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｅｄｆｒｏｍ０．５３ｇ
·ｋｇ－１ｔｏ０．８６ｇ·ｋｇ－１，ｂｏｔｈｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｓａｎｄｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈａｄｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ（Ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｉｎｖｅｒｔ
ａｓｅｗｅｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｆｉｖｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｏｆｃｏｍｍｕｎｉｔｙⅠ．Ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｃａｔａｌａｓｅａｎｄｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅｗｅｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ
ｉｎｅｖｅｒｙｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｏｆｃｏｍｍｕｎｉｔｙⅢ．Ｔｈｅｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｈａｄａｓｔｒｏｎｇｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒ
ｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｄｅｘｅｓ，ｔｈｅｙｗｅｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｏｉｌ
ｑｕａｌｉｔｙａｓｔｈｅｐｒｅｆｅｒｅｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍａｒｅａｓｏｆＨｏｔａｎＲｉｖｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｏｔａｎＲｉｖｅｒ；ｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ；ｓｏｉｌ；ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌ；ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅ
荒漠河岸植被是荒漠环境条件下的重要森林资
源，作为西北干旱地区的主要天然生态屏障，对于
维持和保存物种多样性、抑制荒漠化进程起着非常
积极的作用［１－２］。新疆南疆区域独特的生态地理环
境，形成以胡杨（ＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａＯｌｉｖ．）、灰胡杨
（ＰｏｐｕｌｕｓｐｒｕｉｎｏｓａＳｃｈｒｅｎｋ）、柽柳（ＴａｍａｒｉｘＳｐｐ．）等
植物为主的荒漠植被景观。近年来，由于自然水资
源和生态平衡受到严重人为干扰，导致植被退化、荒
漠化、盐渍化成为塔里木盆地面临的主要生态问
题［［３－５］。针对荒漠河岸植被，诸多学者主要集中于
塔里木河流域进行研究，包括自然植被状况［６］，生态
输水过程中植被群落、土壤水文特征的响应［７］，以及
主要荒漠植物种的适应机制等［８－１０］，缺乏对植物群
落与土壤之间相互作用关系的研究。
和田河是塔里木河主要源流之一，位于新疆维
吾尔自治区塔里木盆地南部，发源于昆仑山和喀喇
昆仑山，横穿塔克拉玛干大沙漠，汇入塔里木河。本
研究以和田河上游垂直河岸带不同植物群落为研究
对象，通过调查分析不同植物群落土壤理化性质、土
壤酶活性空间分布特征，明确生境变化过程中植物
群落与土壤的变化特征，为塔里木盆地西南地区荒
漠生态脆弱区植被的恢复和管护提供理论参考。
１　研究区概况
研究区位于塔里木盆地西南缘，南接昆仑山，北
连塔克拉玛干大沙漠，属暖温带极端干旱荒漠气候，
具有光热资源丰富、昼夜温差大、降水稀少、蒸发强
烈、无霜期长等特点。年平均温度１１．６℃，≥１０℃
积温４２００℃，无霜期１７０ ２０１天；年降水量１３．１
４８．２ｍｍ，年蒸发量２４５０ ３１３７ｍｍ，干燥度大
于２０；四季多风沙，每年浮尘天气２２０天以上，其中
浓浮尘（沙尘暴）天气在６０天左右。土壤类型为风
沙土，森林群落结构简单，植物种类较为单一，主要
有灰胡杨（ＰｏｐｕｌｕｓｐｒｕｉｎｏｓａＳｃｈｒｅｎｋ）、胡杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ
ｅｕｐｈｒａｔｉｃａＯｌｉｖ．）、多枝柽柳（Ｔａｍａｒｉｘｒａｍｏｓｉｓｉｍａ
Ｌｅｄｅｂ．）、芦苇 （ＰｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓＴｒｉｎ．Ｆｕｎｄ．
Ａｇｒｏｓｔ．）、胀果甘草（ＧｌｙｃｙｒｈｉｚａｉｎｆｌａｔａＢａｔａｌｉｎ）、铃
铛刺（Ｈａｌｉｍｏｄｅｎｄｒｏｎｈａｌｏｄｅｎｄｒｏｎ（Ｐａｌ．）Ｖｏｓｓ）、黑
果枸杞（Ｌｙｃｉｕｍ ｂａｒｂａｒｕｍ Ｍｕｒａｙ）、盐穗木（Ｈａ
ｌｏｓｔａｃｈｙｓｃａｓｐｉｃａＣ．Ａ．Ｍｅｙ．ｅｘＳｃｈｒｅｎｋ）、花花柴
（Ｋａｒｅｌｉｎｉａｃａｓｐｉａ（Ｐａｌ．）Ｌｅｓｓ）等。
２０１３年７月，在和田河上游，垂直于河岸方向
设置样方，跨度２ｋｍ，具体位置见图１－Ａ，样方大小
３０ｍ×３０ｍ，共设置样方２３个。同时测定各样方地
下水位埋深，见图１－Ｂ。通过野外调查分析，结合
植物群落优势种组成变化和地下水位变化确定主要
植物群落类型，具体优势种组成变化见表１。
２　研究方法
２．１　土样采集与处理
２０１３年７月初，按照上述所确定的４种植被群
落，对同种植物群落进行土壤取样。在每个样方中
心地带设置剖面，土壤层次设置为０ ２０、２０ ４０、
４０ ６０、６０ ８０、８０ １００ｃｍ，每个剖面进行环刀、
铝盒取样，分别测定土壤密度和含水量。同时，对土
壤剖面５个层次进行鲜土取样，去除土样中的石块、
根系和土壤动物，将３个样带中同一植被类型同一
层次土壤进行混合。取回的土壤样品经风干后，碾
碎过１ｍｍ、０．２５ｍｍ土筛，标记贮存于广口瓶中，于
４℃储藏备用。
８１１
第１期 吕瑞恒，等：和田河上游不同植物群落土壤理化性质及酶活性分析
图１　研究区位置及概况
表１　不同植物群落优势种组成
植物群落类型 主要优势种组成
Ⅰ（１ ７号样方） 灰叶胡杨（４４．２１）＋多枝柽柳（３．０５）＋芦苇（３４．１０）＋胀果甘草（１４．０８）
Ⅱ（８ １２号样方） 灰叶胡杨（１５．５３）＋胡杨（９．９６）＋多枝柽柳（４．９５）＋芦苇（５０．６３）＋胀果甘草（１０．５６）
Ⅲ（１３ １６，１９ ２１号样方） 黑果枸杞（１９．９３）＋盐穗木（１３．６５）＋芦苇（４２．９６）＋胀果甘草（１２．２６）
Ⅳ（１７、１８、２２、２３号样方） 花花柴（２９．０７）＋芦苇（４８．０８）＋胀果甘草（１６．２７）
　　注：“主要优势种组成”部分植物种名后括号中为植物种重要值。
２．２　土壤样品分析方法
土壤理化性质采用鲍士旦［１１］测定方法：土壤密
度采用环刀法，含水率采用烘干法，全盐量采用电导
率法测定，ｐＨ采用电位法，有机质采用重铬酸钾氧
化－外加热法，全氮采用硒粉 －硫酸铜 －硫酸消化
法，全磷采用高氯酸－硫酸法，碱解氮采用扩散吸收
法。土壤酶活性测定方法［１２］：过氧化氢酶采用高锰
酸钾滴定法；脲酶采用靛酚比色法，土样在３８℃下
培养２４ｈ；蔗糖酶采用硫代硫酸钠滴定法，土样在
３８℃下培养２４ｈ；碱性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色
法，土样在３７℃下培养２４ｈ。
２．３　数据处理方法
对每个土壤样品所测指标进行３次平行测定，结
果取其平均值。应用 ＳＰＳＳ２０．０软件，对不同植物群
落同一土层理化性质、土壤酶指标采用ＳＮＫ法进行
单因素多重比较，明确不同植物群落同一土层之间各
指标的差异性；对不同植物群落土壤酶与土壤理化性
质指标采用Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数进行相关性分析，之后
进行主成分分析［１２］，明确各测定指标之间相关性，寻
求制约荒漠河岸植被生长发育的主要因子。
３　结果与分析
３．１　不同植物群落类型土壤理化性质
４种植物群落土壤理化性质空间变化特征见表
２，土壤含水率、全盐量、碱解氮垂直空间变异系数较
大，异质性较强。不同植物群落土壤剖面含水率、有
机质均值变化规律一致，均表现出Ⅰ ＞Ⅱ ＞Ⅲ ＞Ⅳ
的变化趋势，而全盐量、碱解氮均值则以植物群落Ⅲ
最大，其他指标均值规律并不明显。
土壤密度随着土层加深在不同植物群落中表现
出不同的变化规律，群落Ⅰ表现出先升后降再升的
趋势，群落Ⅱ逐渐增大，群落Ⅲ则先下降后上升再下
降，群落Ⅳ先增加后降低。在４种植物群落中，４０
６０、８０ １００ｃｍ土层之间土壤密度无差异，其它土
层均有不同程度的差异。
土壤含水率随着土层加深，群落Ⅰ、Ⅲ则表现出
先增加后降低再增加的变化趋势，群落Ⅱ先增加后
降低，群落Ⅳ则逐渐增大。群落Ⅰ、Ⅱ土壤全盐量随
土层加深逐渐降低，群落Ⅲ则先增加后降低，而群落
Ⅳ表现出先降低后增加再降低的变化趋势。全盐含
量表现出表层“聚集”效应，同一土层之间含水率、
全盐量４种植物群落类型中差异性较为显著，群落
Ⅳ各层土壤含水率均为最低，而全盐量在群落Ⅰ各
层中最低，群落Ⅲ最高。
４种植物群落土壤均呈碱性，ｐＨ值波动范围为
８．４０ ８．８９，全磷波动范围在０．５３ ０．８６ｇ·ｋｇ－１
之间。ｐＨ值在各植物群落同一土壤层之间均没有
显著性差异，磷元素也表现出相同的特点。
９１１
林　业　科　学　研　究 第２９卷
表２　不同植物群落土壤理化性质
植物
群落
土层／
ｃｍ
土壤密度／
（ｇ·ｃｍ－３）
含水率／
％
全盐量／
（ｇ·ｋｇ－１）
ｐＨ值
有机质／
（ｇ·ｋｇ－１）
全氮／
（ｇ·ｋｇ－１）
碱解氮／
（ｍｇ·ｋｇ－１）
全磷／
（ｇ·ｋｇ－１）
Ⅰ ０ ２０ １．３６±０．０２ｂ １４．４２±０．７７ｃ ４．１１±０．０１ａ ８．８９±０．１２ １５．１０±０．３５ ０．９４±０．０９ｂ １９．９５±１．６０ ０．５９±０．０２
２０ ４０１．３７±０．０３ｂ １９．０７±０．９１ｃ １．６４±０．００４ａ ８．７６±０．０７ １９．３２±０．１３ｂ ０．８３±０．０８ｂ ９．８０±１．２１ａ ０．６７±０．０５
４０ ６０１．４２±０．０３ ２１．１９±０．０２ｂ １．３１±０．１０ａ ８．５４±０．１６ ３９．１４±０．３５ｂ ０．９９±０．０９ｂ ２．１０±１．２１ａ ０．６３±０．０３
６０ ８０１．２７±０．０３ａ ７．９８±０．６１ａ １．００±０．０６ａ ８．５５±０．０２ ７０．４９±０．５８ｂ １．１５±０．１２ｂ ６．７７±１．６２ ０．６５±０．１１
８０ １００１．３７±０．０５ １５．３１±１．１８ｂ ０．２９±０．００３ａ ８．４６±０．０５ ２０．５７±０．３４ｂ ０．７９±０．０８ｃ ８．６３±０．８３ ０．６６±０．０４
均值
１．３６
（３．９３％）
１５．５９
（３２．５１％）
１．６７
（８６．８９％）
８．６４
（２．０８％）
３２．９２
（６９．６８％）
０．９４
（１５．０２％）
９．４５
（６９．４４％）
０．６４
（４．６３％）
Ⅱ ０ ２０ １．２３±０．０３ａ ５．１４±０．４４ｂ ３０．５９±１．９０ｂ ８．７０±０．０７ １１．５０±０．１３ ０．３１±０．０４ａ １４．４７±０．６６ ０．８１±０．０８
２０ ４０１．３３±０．０４ａｂ１１．９１±２．６９ｂ １０．９６±３．２０ｂ ８．６２±０．２０ １７．９９±０．２７ｂ ０．３３±０．０６ａ １２．３７±０．８１ａ ０．８２±０．１０
４０ ６０１．３９±０．０６ １１．２５±２．６０ａ ７．４１±２．０６ａ ８．５７±０．０４ １３．６２±０．４０ａ ０．３３±０．０９ａ ７．００±０．３７ａｂ０．８３±０．１１
６０ ８０１．３９±０．０５ｂ ９．９２±１．８０ａ ２．６７±０．２７ａ ８．６２±０．１０ １０．８４±０．９３ａ ０．４１±０．０１ａ ７．４７±０．４２ ０．８４±０．１５
８０ １００１．４０±０．０５ ８．６９±１．４０ａ ２．４０±０．４０ｂ ８．５６±０．２２ ７．１８±０．１３ａ ０．２３±０．０２ａ ３．９７±０．７６ ０．８６±０．１５
均值
１．３５
（５．２０％）
９．３８
（２８．５２％）
１０．８１
（１０７．４９％）
８．６１
（０．６３％）
１３．１２
（５１．４０％）
０．３２
（１９．７５％）
９．０５
（４７．１５％）
０．８２
（２．３３％）
Ⅲ ０ ２０ １．３２±０．１１ｂ ２．８１±０．７９ａｂ ５０．３９±３．８６ｃ ８．５７±０．１０ １３．２８±０．３５ ０．４０±０．０２ａ ２３．６８±１．８４ ０．６５±０．０４
２０ ４０１．２６±０．１７ａ ６．４７±０．８１ａｂ ５４．１１±５．５４ｄ ８．６１±０．２５ ８．３３±０．２７ａ ０．３３±０．０２ａ １７．５０±１．０２ａ ０．５７±０．０７
４０ ６０１．３８±０．０３ ６．４１±２．３４ａ ３１．５７±３．３２ｂ ８．６９±０．１５ １２．７０±０．２３ａ ０．２８±０．０２ａ ２０．７７±０．５２ｃ ０．６０±０．０４
６０ ８０１．３８±０．０３ｂ１３．０３±２．１２ａ ２３．１８±２．６８ｃ ８．６０±０．３１ １７．４３±０．３５ａ ０．３６±０．０１ａ ９．１７±０．７２ ０．５９±０．０６
８０ １００１．３４±０．０６ １４．４４±１．７５ａｂ ７．７６±０．７０ｃ ８．５９±０．２０ １４．１３±０．５３ａｂ０．３７±０．０４ｂ ９．０１±０．１７ ０．５３±０．１０
均值
１．３３
（３．８９％）
８．６３
（５６．９３％）
３３．４０
（５７．６５％）
８．６１
（０．５１％）
１１．５５
（２０．２７％）
０．３６
（８．５５％）
１６．０３
（４１．８１％）
０．５９
（７．４９％）
Ⅳ ０ ２０ １．３７±０．０３ｂ ０．３７±０．１４ａ ２９．２６±２．６８ｂ ８．５５±０．３５ １１．２７±１．３３ ０．３４±０．０６ａ １９．０２±１．４２ ０．７４±０．１３
２０ ４０１．４０±０．０５ｂ ４．５０±０．２１ａ １７．８８±２．２５ｃ ８．４０±０．４３ ９．０９±１．３０ａ ０．５２±０．０１ａ ２８．８９±０．９４ｂ ０．７９±０．２２
４０ ６０１．３９±０．０６ ５．５５±０．３４ａ ２６．６２±３．６０ｂ ８．６５±０．２９ ９．２８±２．３０ａ ０．４２±０．０４ａ １３．７７±０．４０ｂｃ０．５３±０．１２
６０ ８０１．３９±０．０３ｂ ５．７４±１．４２ａ ８．３０±０．４５ｂ ８．６８±０．３６ １２．８０±３．９８ａ ０．４４±０．０５ａ ４．５０±０．６３ ０．６６±０．１４
８０ １００１．３７±０．０３ ７．２９±１．３２ａ ７．８８±０．４５ｃ ８．６２±０．３３ ９．８９±２．３０ａ ０．４０±０．０４ｂ ２．５７±０．２５ ０．７０±０．３０
均值
１．３８
（１．１０％）
４．６９
（５５．６６％）
１７．９９
（５５．４１％）
８．５８
（１．３０％）
１０．４７
（１４．９３％）
０．４２
（１５．３４％）
１３．７３
（７８．５２％）
０．６８
（１４．８１％）
　　注：ａ、ｂ、ｃ、ｄ表示不同植物群落同一土壤层进行单因素多重比较，无字母标注表示不同植物群落同一土层无显著性差异，Ｐ＜０．０５，下同；均
值一行括号内表示同一植物群落不同土层各指标变异系数。
群落Ⅰ土壤有机质含量随着土层加深先升高后降
低，群落Ⅲ则表现出相反的变化趋势，群落Ⅱ逐渐降
低，群落Ⅳ表现出先降低后升高再降低的趋势。４种
植物群落类型土壤垂直空间全氮、碱解氮含量分布变
化各不相同，群落Ⅰ土壤全氮，群落Ⅱ、Ⅲ碱解氮含量随
着土层加深表现出先降后升再降的趋势。群落Ⅱ全
氮、群落Ⅳ碱解氮先升后降，群落Ⅲ全氮、群落Ⅰ碱解氮
则表现出相反的变化趋势。与其它群落类型相比，群
落Ⅰ各土层有机质、全氮含量均为最高。
３．２　不同植物群落类型土壤酶活性
４种植物群落类型土壤蔗糖酶活性垂直空间分
布并不一致，由图２可知：群落Ⅰ随着土层加深表现
出先降后升再降的趋势，在６０ ８０ｃｍ土层达到最
大。群落Ⅱ则表现出先升后降的趋势，而群落Ⅲ变
化趋势与群落Ⅱ相反。群落Ⅳ随着土层加深蔗糖酶
活性逐渐增大。不同群落类型同一土层蔗糖酶变化
特点：除２０ ４０ｃｍ土层以外，群落Ⅰ蔗糖酶活性
在其它各土层均为最大，随着土层深度的变化，各群
落类型同一土层蔗糖酶活性呈现出不同的差异性。
不同植物群落类型脲酶表现出不同的变化趋
势：群落Ⅰ、Ⅳ土壤脲酶活性随着土层加深表现出先
增加后减少的趋势，在 ４０ ６０ｃｍ土层均达到最
大。群落Ⅱ表现出增大－减小－增大－减小的变化
方式，而群落Ⅲ土壤脲酶活性则表现出逐渐增大的
趋势。４种群落类型土壤脲酶活性以群落Ⅰ最大，
与其它群落类型差异性显著，群落Ⅳ最小。
过氧化氢酶活性越高，越有利于土壤养分的积
累，４种群落类型过氧化氢酶变化趋势，群落Ⅰ、Ⅲ
土壤过氧化氢酶活性随着土层加深先增加后减少，
分别在６０ ８０、２０ ４０ｃｍ活性达到最大。群落Ⅱ
土壤过氧化氢酶活性变化特征为减小 －增加 －减
小，而群落Ⅳ表现出相反的变化趋势。不同植物群
落同一土层之间过氧化氢酶活性呈不同差异，群落
Ⅲ各土壤层过氧化氢酶活性最高，群落Ⅰ最低。
碱性磷酸酶活性在群落Ⅱ、Ⅳ随着土层加深表
现出先增后减再增的趋势，群落Ⅲ则表现出相反的
０２１
第１期 吕瑞恒，等：和田河上游不同植物群落土壤理化性质及酶活性分析
图２　不同植物群落土壤酶活性分析
变化特征，群落Ⅰ则表现出先增后减波动变化。群
落Ⅲ各土层碱性磷酸酶活性均为最大，群落Ⅰ最小，
与过氧化氢酶变化一致。
３．３　不同植物群落土壤测定指标相关性分析
针对不同植物群落类型土壤理化性质、土壤酶
测定指标进行相关性分析可知（表３），土壤密度与
全盐量、过氧化氢酶呈显著负相关，含水率与全盐
量、脲酶呈极显著相关，与全氮、碱解氮呈显著相关
性。全盐量与土壤密度、全氮、蔗糖酶、脲酶呈显著
相关，与含水率、碱解氮过氧化氢酶、碱性磷酸酶极
显著相关。除土壤密度、ｐＨ值、碱解氮、全磷以外，
全氮与其它指标呈不同程度显著相关，尤其与有机
质、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶呈极显著相关性。蔗
糖酶与脲酶、过氧化氢酶与碱性磷酸酶呈极显著负
相关，脲酶与碱性磷酸酶呈显著相关。ｐＨ值、全磷
与其他指标均没有显著相关性。
表３　不同植物群落土壤理化性质与土壤酶活性相关性分析
项目 土壤密度 含水率 ｐＨ值 全盐量 全氮 碱解氮 有机质 全磷 蔗糖酶 脲酶 过氧化氢酶 碱性磷酸酶
土壤密度 １
含水率 ０．２９０ １
ＰＨ值 －０．１４８ ０．１９３ １
全盐量 －０．４６２ －０．６２１ －０．０２５ １
全氮 ０．０２６ ０．５２２ ０．１０８ －０．４８１ １
碱解氮 －０．２０９ ０．４８６ －０．００８ ０．６３９ －０．１４０ １
有机质 －０．３１６ ０．２５６ －０．１１１ －０．３３１ ０．７６０ －０．２８６ １
全磷 ０．０６９ －０．１９８ －０．２６１ －０．２５２ －０．３０９ －０．０８８ －０．１１８ １
蔗糖酶 －０．２４３ ０．３８０ －０．１４５ －０．５５５ ０．７２１ －０．４３０ ０．８２５－０．０１９ １
脲酶 －０．０６３ ０．７３０ －０．００５ －０．５４５ ０．８４６ －０．３７０ ０．７９６－０．１５７ ０．７８８ １
过氧化氢酶 －０．４４５ －０．２０２ ０．０３５ ０．６５０ －０．５５０ ０．２６７ －０．２６０ －０．１７３ －０．３７７ －０．３２７ １
碱性磷酸酶 －０．２６０ －０．３３７ －０．２３６ ０．５８７ －０．６８５ ０．１７８ －０．３３４ －０．０１０ －０．４３６ －０．４６９ ０．８１６ １
　　注：表示相关系数在Ｐ＜０．０１时达显著水平，表示相关系数在Ｐ＜０．０５时达显著水平。
１２１
林　业　科　学　研　究 第２９卷
３．４　荒漠河岸植被土壤肥力指标的筛选
通过对和田河上游不同植物群落土壤理化性
质、土壤酶１２个指标进行主成分分析（表４、５），主
成分 １贡献率为 ５３．５７％，主成分 ２的贡献率为
２９２３％，基本上保留了土壤肥力特征的绝大部分信
息。第一主成分中含水率权重系数较大，第二主成
分中土壤密度权重系数较大，可以作为表征该地区
土壤肥力的首选指标。
表４　和田河上游不同植物群落土壤信息
系统主成分分析
项目 第一主成分 第二主成分
特征根 ７．５０ ２．８６
方差贡献率／％ ５３．５７ ２９．２３
累计贡献率／％ ５３．５７ ８２．７９
表５　和田河上游不同植物群落土壤各因子主成分分权系数
项目 土壤密度 土壤含水率 ｐＨ值 全盐量 全氮 碱解氮 有机质 全磷 蔗糖酶 脲酶 过氧化氢酶 碱性磷酸酶
１ －０．３０６ ０．９９６ ０．９５８ －０．５８５ ０．８５７ －０．５２９ ０．９４３ －０．２３４ ０．９１８ ０．９８６ －０．２５２ －０．４９３
２ －０．９５２ ０．０４６ ０．２６２ ０．５９５ －０．４７３ ０．２８９ －０．３３１ －０．０４２ －０．３３５ －０．１５５ ０．９４７ ０．８５１
４　结论与讨论
新疆干旱区荒漠河岸植被生态环境脆弱，异质
性强，受到局部地形地貌、水分状况、盐分条件的影
响而形成不同的植物群落类型［４，１３］。本研究中，结
合图１（Ａ、Ｂ）、表１可知，随着远离河岸的过程中植
物群落类型发生变化，土壤环境条件也相应发生变
化，整体表现出土壤含水量、有机质在远离河岸的过
程中逐渐降低，地下水位先升高后降低，而全盐量则
表现出先增大后减小的趋势。４种植物群落土壤含
水率、全盐量、碱解氮垂直空间变异性表现尤为突
出，变异系数在 ２８．５２％ １０７．４９％范围内波动。
荒漠河岸土壤成土母质多为冲积物［１４］，不同深度土
壤层质地类型多变，导致土壤水分、盐分、养分具有
很大的空间变异性，从而影响植物群落分布格局。
水分条件是新疆干旱区域制约荒漠河岸植被生
存和发展的首要因子，地下水位深度与土壤湿度则
是干旱区荒漠河岸植被存活、分布的关键因
素［１５－１６］。刘加珍等［１７］对塔里木河下游植物群落研
究表明地下水位变化影响植物群落的结构与组成。
郝新民等［１８］认为，水分的有效性和持续性对维持和
发展荒漠植被至关重要。地下水位埋深与植被状况
之间的关系较为复杂，而群落结构外貌是地下水位、
土壤、植被之间动态平衡的体现，三者之间的关系正
是当前干旱区荒漠植被恢复与保护研究的核心问
题［１９－２０］。土壤作为联系植被－水分之间的媒介，其
基本属性必然影响两者之间的关系，土壤水分有效
性决定于质地、孔隙度等土壤结构属性，有机质与养
分含量等都是通过土壤水分的携带与迁移被植物吸
收利用，进而影响土壤生物化学特性［２１］。受水分条
件与土壤质地的影响，土壤盐分变化也是影响植物
群落分布和演替的重要影响因素［２２－２３］，杨红梅
等［２４］对塔里木河下游土壤研究表明离河道越远，盐
分越低，地下水埋深逐渐加深，物种组成和植被盖
度分别表现出与之相应的递减趋势。经相关分析、
主成分分析表明土壤含水率、土壤密度对环境变化
较为敏感，可作为该地区荒漠植被土壤肥力评价主
要指标，土壤结构特征对荒漠河岸植物群落分布格
局有较大影响，这与其它学者研究较为一致［２５］。
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（责任编辑：彭南轩）
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