全 文 ：Vol. 34 No. 9
Sep. 2014
第 34 卷 第 9期
2014年 9月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期：2013-12-10
基金项目：国家自然科学基金项目 (41176084)和广州市林业和园林局项目“广州南沙湿地效应监测”
作者简介：张晓君（1987-），女，河南长葛人，硕士研究生，从事城市林业与湿地方向的研究；E-mail：625242664@qq.com
通讯作者：朱宁华（1964-），男，河南中牟人，副教授，博士，硕士研究生导师，主要从事森林培育教学及研究工作；
E-mail：zhuninghua@yahoo.com
近年来全球气候的变化主要表现为温室效应，
伴随着极端气象事件的发生，植物遭受极端气温
变化所造成的严重伤害越来越受到人们的重视。
而红树林作为沿海滩涂重要的湿地植物群落，在经
历 2008年的南方低温雨雪冰冻灾害之后，出现了
大面积不同程度的枯黄、落叶，甚至死亡现象 [1]。
因此温度是调节红树植物生长最重要的因子，气
温的变化可能影响红树林的分布，改变红树林的
物种组成以及滩涂土壤的沉积速率和侵蚀状况 [2]。
本文以广州南沙红树植物海桑属红树植物为研究
对象，主要分析红树植物群落在经受一次严重寒
害后不同林分在恢复过程中的群落变化特征和土
壤动态变化特征，为比较在相近的生态环境条件
下，人工红树林在遭受寒害后生态恢复方面的指
广州南沙人工林海桑属群落及土壤的动态变化
张晓君 1,2，管 伟 2，朱宁华 1，廖宝文 2，徐 蒂 1
（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520)
摘 要：通过分析广州南沙人工红树植物海桑属群落特征及其土壤特性的动态变化，揭示红树植物海桑属群落
及土壤变化的原因。结果表明：①在近 5年的变化过程中可以看出遭受寒害对纯林海桑群落的影响最大：寒害
后海桑林全部死亡，在无人为干扰的情况下，短叶茳芏迅速占据海桑林迹地；无瓣海桑 +海桑混交林群落物种
变化最为明显，其中无瓣海桑的郁闭度寒害后随着植被的恢复逐渐增加到 35%，密度下降到 450株·hm-2，出现
了三叶鱼藤和海雀稗，林下未见无瓣海桑幼苗。②随着植被的恢复，土壤的机械组成和化学性质都发生了改变，
土壤黏粒的比重增加，质地均一，pH值呈现下降的趋势，盐分含量增加，有效磷、速效钾的含量都有明显的上
升趋势，速效氮由于水体淋溶及植物吸收呈现下降的趋势。
关键词：人工林红树海桑属群落；土壤特性；动态变化；南沙
中图分类号：S714.2 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2014)09-0103-04
Dynamic changes of artifi cial mangrove Sonneratia genus communities
and soil characteristics in Nansha district of Guangzhou city
ZHANG Xiao-jun1,2, GUAN Wei2, ZHU Ning-hua1, LIAO Bao-wen2, XU-Di1
(1.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, Chnia; 2. Research Institute of Tropical Forestry,
CAF, Guangzhou 510520, Guangdong, Chnia)
Abstract: Through analyzing the dynamic changes in the community structure and soil characteristics of the artificial mangrove
Sonneratia genus, the reasons of the artifi cial mangrove Sonneratia genus in community characteristics and soil changes were revealed.
The surveying results are as follows: (1)from the changing process in recent fi ve years, it can be found that the chilling injury had deeply
infl uenced on pure Sonneratia community; the aerophore community all died after the chilling, short leaf cyperus malaccensis rapidly
grew up in this deforested place caused by the chilling in the absence of human disturbance case; While the species changes were most
obvious in petalous aerophore + aerophore community，as the vegetation recovery the canopy density of petalous aerophore increased
to 35%, the density decreased to 450 tree·hm-2, Derris trifoliate and Paspalum vaginatum Sw were found, the aerophore seedlings under
the community did not fi nd; this means that the chilling had a slightly infl uenced to the growth of vegetations; (2) After the chilling with
the restoration of vegetations, the soil mechanical composition and chemical properties both changed, concomitantly the proportion of
clay soil increased, the soil emerged uniform texture, the pH value decreased completely, salt content increased and the nutrient elements
of effective phosphorus, rapidly-available potassium content had obvious rising trend, due to the water leaching and plant absorption the
available nitrogen showed a trend of decline.
Key words: artifi cial mangrove Sonneratia genus communities; soil properties; dynamic change; Nansha district in Guangzhou city
张晓君，等：广州南沙人工林海桑属群落及土壤的动态变化104 第 9期
标变化和红树种植方式的选择、树种的选择等方
面提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究地点位于广东省广州市南沙区南沙湿地公
园内。该湿地公园 (113°35E，22°36N)地处珠江入
海口西岸。该地区属南亚热带海洋性季风气候，气
候温和，年均气温 21.8 ℃，最冷的 1月平均气温
13.3 ℃，最热的7月平均气温29.0 ℃，年无霜期346 d，
年均降水量 1 650 mm，年均日照时数为 2 000 h。
土壤主要由海湾沉积形成，属海滩盐土，养分状况
良好。根据野外调查统计，南沙地区共有湿地植物
318种，其中湿地公园内有真红树 10种，半红树
6种。真红树包括无瓣海桑 Sonneratia apetala、海桑
Sonneratia caseolaris、木榄 Bruguiera gymnoihiza、秋
茄Kandelia candel、红海榄Rhizophora stylosa等树种。
根据湿地公园现有生物多样性的现状和实验要求，
本次所选择的红树主要为海桑科的树种，其样地种
植方式为混交林和纯林。
1.2 研究方法
1.2.1 群落调查
无瓣海桑 +海桑人工混交林（2002年栽种，
种植规格为 2 m×2 m）、海桑人工纯林（2002年
栽种，种植规格为 2 m×2 m））中设置 2个长期
固定样地，各样地分别设置 4个 10 m×10 m的样
方，在每个样方固定一角各设 1个 1 m×1 m的小
样方。分别于 2006年 10月底和 2011年 12月初
对样地进行群落调查。调查指标为种类组成、密
度（株 /hm2）、高度（m）、盖度（%）、胸径（cm），
以及林下幼苗的种类、密度（株 /hm2）、高度（m）。
1.2.2 土壤特性的测定
于 2006年 10月底、2011年 12月初，在各样地
内按 S形路线利用取土器采集土样，每个取样点分
别采集 0～ 15 cm和 15～ 30 cm的土样，风干后测
定土壤理化性质。土壤机械组成采用比重计法测定；
土壤 pH值采用 pH计测定；土壤速效氮采用碱解扩
散法测定；有效磷采用盐酸—硫酸浸提法测定；速
效钾采用火焰光度计法测定；土壤含盐量采用质量
法测定；土壤 Ca2+、Mg2+含量采用 EDTA络合滴定
法测定；土壤 SO42-含量采用EDTA间接滴定法测定。
1.2.3 数据分析
数据采用 Excel2003和 SPSS16.0进行分析。
2 结果与分析
2.1 群落特征的动态变化
无瓣海桑 +海桑群落：从表 1可以看出，该
群落的物种组成发生了较为显著的变化，调查发现
在没有经过人工抚育的条件下，群落中的海桑已经
全部死亡，而无瓣海桑的密度也由 2006年的 850
株·hm-2下降到 450 株·hm-2；虽然群落的郁闭度由
2006年的 0.65下降到 2011年的 0.35，但是无瓣
海桑的郁闭度却由 2006年的 0.3增加到 2011年的
0.35；无瓣海桑的平均高度由 2006年的 4.89 m上
升到 2011年的 6.30 m，并且在 2011年调查时发现
样地内有豆科的三叶鱼藤 Derris trifoliate和禾本科
的海雀稗 Paspalum vaginatum的侵入，其中三叶鱼
藤的平均高度达到 25 cm，平均密度为 20 株 /m2，
海雀稗总共发现 15株，其平均高度为 65 cm，而
2次调查样方内均有短叶茳芏的分布，平均高度由
2006年的 50.8 cm上升到 2011年的 63 cm，平均密
度由 2006年的 81.1株·hm-2下降到 76.7 株·hm-2。
由于 2008遭受寒害的影响，但寒害对其影响不显
著，林下未见无瓣海桑幼苗更新，这是由于无瓣海
桑是阳性树种，其种子即使萌发也难以在林下自然
生长 [3]，而由海桑死亡所空出的迹地，又被海雀稗、
短叶茳芏等侵占，无瓣海桑幼苗难以与之竞争。
海桑群落：2006年调查时海桑的平均高度为
5.6 m，胸径已达 13.6 cm，其密度为 1 700 株·hm-2，
郁闭度为 0.7，林内伴生有短叶茳芏和海雀稗。但
经过 2008年寒害，在 2011年调查时发现该群落
海桑已全部死亡，其迹地已被短叶茳芏和海雀稗
所覆盖 ,海雀稗的郁闭度达到 0.10，密度为 24.57
株·hm-2，平均高度为 48.86 cm，短叶茳芏的密度
达到 1 372 500 株·hm-2，郁闭度为 0.49，平均高度
为 87.14 cm，这充分说明海桑为嗜热植物种，其
苗木越小，抗寒性较成树更差，而气温的骤降及
持续低温会使大树落叶、枯顶直至死亡 [4]。
表 1 主要人工红树林海桑属的群落调查结果
Table 1 Survey results of artificial mangrove Sonneratia
genus communities
群落 树种 调查时间
郁闭度
(或盖度 )
密度
/(株·hm-2)
5年保
存率 /%
高度
/m
胸径
/cm
海桑纯
林群落 海桑
2006.10 0.7 1 700
-
5.60 13.60
2011.12 - - - -
无瓣海
桑 +海
桑群落
无瓣
海桑
2006.10 0.3 850
52.9
4.89 8.84
2011.12 0.35 450 6.30 14.60
海桑
2006.10 0.3 800
-
5.65 14.37
2011.12 - - - 0
105第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
2.2 土壤特性的动态变化
2.2.1 各样地土壤的机械组成
粒径分布是表征土壤物理性质的重要参数之
一。从表 2、表 3可看出，无瓣海桑 +海桑人工
混交林样地上层（0～ 15 cm）和下层（15～ 30
cm）土壤的黏粒（粒径＜ 0.002 mm）百分含量分
别由 14.27%、18.28% 增加至 22.45%、20.41%；
海桑纯林下层土壤的黏粒百分含量由 17.42%增加
到 28.57%。随着植被的恢复，无瓣海桑和海桑都
能够促进泥沙的淤积，而两样地中粗粉粒的变化
不明显，砂粒（＞ 0.05 mm）的变化最为显著，这
说明寒害后海桑林全部死亡，导致其植被层发生
了变化，而植被的恢复在一定程度上能够使土壤
的机械组成得到改良，使其质地程度均一，而不
同类型的群落，由于组成种类及其生物生态学特
性的不同，可能同时会受滩涂位置的影响，其粒
径分布也会有所差异 [5]。
表 2 2006年各样地土壤的颗粒组成
Table 2 Particles size distribution of different plot soil in 2006
样地 深度 /cm
粒径分布 /%
质地
2～ 1 mm 1～ 0.5 mm 0.5～ 0.25 mm 0.25～ 0.05 mm 0.05～ 0.02 mm 0.02～ 0.002 mm ＜ 0.002 mm
无瓣海桑 +
海桑群落
0～ 15 0.06 0.06 0.16 33.65 12.33 39.47 14.27
粉黏壤
15～ 30 0.02 0.02 0.08 36.20 10.22 35.17 18.28
海桑纯
林群落
0～ 15 0.37 0.37 0.75 13.26 10.40 51.98 22.87
粉黏壤
15～ 30 0.08 0.10 0.33 23.86 11.35 46.85 17.42
表 3 2011年各样地土壤的颗粒组成
Table 3 Particles size distribution of different plot soil in 2011
样地 深度/cm
粒径分布 /%
质地
2～ 1 mm 1～ 0.5 mm 0.5～ 0.25 mm 0.25～ 0.05 mm 0.05～ 0.02 mm 0.02～ 0.002 mm ＜ 0.002 mm
无瓣海桑 +
海桑群落
0～ 15 0.98 0.35 0.53 27.73 10.20 37.76 22.45
粉黏壤
15～ 30 0.59 0.29 0.41 30.35 14.29 33.67 20.41
海桑纯林
0～ 15 0.24 0.10 0.12 18.92 6.12 45.92 28.57
粉黏壤
15～ 30 1.02 0.45 0.43 11.37 10.20 47.96 28.57
图 1 不同样地土壤 pH值
Fig. 1 Soil pH of different plots
2.2.2 各样地土壤 pH值
植被恢复对土壤 pH值的影响见图 1。经过
2008年寒害，无瓣海桑 +海桑林样地土壤 pH值
呈现下降的趋势，其中样地 0～ 15 cm土壤 pH值
下降幅度为 13.6%，15～ 30 cm土壤 pH值下降幅
度为 20.6%，由此可以看出 15～ 30 cm的土壤 pH
值随着恢复时间的增加而显著下降，这可能是由于
寒害后无瓣海桑遭受到不同程度的影响，产生的一
些植物残体被掩埋分解，释放出大量的致酸物质，
从而使土壤 pH值降低，且对深层土壤的影响要强
于表层。而海桑纯林迹地 0～ 15 cm土壤 pH值在
寒害后有明显的上升趋势，可能是由于寒害造成海
桑林死亡后，根系及根际微生物群落发生改变，对
土壤的酸化作用减弱，从而导致土壤 pH值升高。
2.2.3 各样地土壤含盐量及组成
由于受周期性的海潮影响，红树植物的土壤
含盐量高。从表 4、表 5可以看出，经历 2008年
寒害后各样地土壤的含盐量明显高于寒害前，变
化范围从 1.51 ～ 1.68 mg·kg-1 增加到 3.33 ～
5.48 mg·kg-1，说明红树植物根系发达，能够从土
壤和海水中吸收大量盐分累积于体内，且土壤粘
粒越多，其吸附盐类的量就越多 [6]，而寒害导致
高盐分的枯落物归还土壤后也会使土壤盐分不断
的累积 [7]。其中寒害后各样地表层土壤变化最为
明显，具体表现为土壤表层盐分含量大于第二层
盐分含量，且呈现自上而下递减的趋势。这与徐
海等 [8]阐述的理论相一致，从盐分的组成来看，
水溶性 SO42-、交换性 Ca2+和交换性Mg2+在遭受
张晓君，等：广州南沙人工林海桑属群落及土壤的动态变化106 第 9期
寒害影响之后都呈现出下降的趋势，这可能与寒害
和强烈的水体淋溶在一定程度上造成了表层离子的
流失有关，且土壤Ca2+离子溶度下降幅度最为显著，
变化范围从 117.24 ～ 161.17 mg/kg下降到 9.47～
10.57 mg·kg-1。
2.2.4 速效氮、有效磷和速效钾
潮滩作为一种生境，不同的滩位会受到潮汐、
波浪等的影响，且控制着潮滩湿地土壤的性状和
发育方向 ,进而影响土壤养分含量的分配，从而导
致土壤养分含量在不同的滩位存在一定的差异，
进而影响着湿地植被的生长和更替 [9]。各样地各
层次土壤养分含量见图 2、图 3。从图 2、3 中可
以看出各群落土壤 0～ 15 cm的养分含量均大于
第二层土壤的养分含量，这与多数陆地土壤养分
在剖面中的垂直分布相一致。
土壤微生物将养分元素转化和释放的主要影响因
素之一，同时也不排除土壤能够从水体中沉积某
些营养元素的积累过程占到了优势，结果还有待
进一步的研究。但是海桑纯林样地在寒害之后速
效氮的含量在 0～ 15 cm却呈现明显的下降趋势，
其下降幅度为 32.80%，15～ 30 cm的变化却不显
著，其原因可能有二，一是土壤氮素的转换主要
是通过矿化、硝化、微生物固持、植物吸收和凋
落物释放等过程 [11]，海桑林的死亡使得植物细根
难以周转和提供大量的有机物质；二是寒害造成
了土壤短时间的冻土效应，温度和水分的急速变
化难以满足土壤中微生物分解时对 N的需求，且
随着时间的增加，表层土壤营养元素的流失也与
水的淋溶和植物本身生长所吸收消耗有关。
4 结 论
南沙人工红树植物海桑属的群落特征和土壤特
性在近 5年的研究过程中，群落和土壤都有不同程
度的变化，且变化最大的原因可能是遭受 2008年
表 4 2006年土壤含盐量及其组成
Table 4 The soil salt content and composition in 2006
样地 土壤深度 /cm 盐分含量 /(mg·kg-1) 水溶 SO42- /(mg·kg-1) 交换性 Ca2+ /(mg·kg-1) 交换性Mg2+ /(mg·kg-1)
无瓣海桑 +海桑群落 0～ 15 1.66±0.09 2.22±0.23 118.69±3.41 33.56±1.55
15～ 30 1.51±0.08 2.36±0.25 161.17±3.41 23.24±1.53
海桑纯
林群落
0～ 15 1.60±0.11 2.20±0.11 117.24±1.44 40.62±1.91
15～ 30 1.68±0.22 2.21±0.11 125.34±3.34 40.75±1.44
表 5 2011年土壤含盐量及其组成
Table 5 The soil salt content and composition in 2011
样地 土壤深度 /cm 盐分含量 /(mg·kg-1) 水溶 SO42- /(mg·kg-1) 交换性 Ca2+ /(mg·kg-1) 交换性Mg2+ /(mg·kg-1)
无瓣海桑 +海桑群落 0～ 15 5.48±0.19 0.64±0.05 10.16±0.61 5.83±0.16
15～ 30 3.38±0.28 0.38±0.02 10.14±0.61 4.73±0.23
海桑纯
林群落
0～ 15 4.69±0.13 0.37±0.03 9.47±0.34 5.42±0.23
15～ 30 3.33±0.20 0.23±0.07 10.57±0.54 5.15±0.08
图 2 各样地 0～ 15 cm土壤养分含量
Fig. 2 Soil nutrient content in 0~15 cm of different plots
图 3 各样地 15～ 30 cm土壤养分含量
Fig. 3 Soil nutrient content in 15~30 cm of different plots
（下转第 116页）
随着植被恢复时间的增加，土壤不同深度无
瓣海桑 +海桑样地、海桑纯林样地在寒害之后土
壤养分元素有效磷和速效钾的含量都有明显的上
升趋势，这与王艳树 [10]研究的结果相一致，在所
阐述的结论中可以看出超低温冻融对土壤磷素和
钾素有一定的影响，这表明低温冻融作用可能是
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[本文编校：谢荣秀 ]
的寒害所致。（1）从各样地的群落特征可以看出：
无瓣海桑 +海桑混交林在一定程度上群落结构稳
定，而海桑纯林在面对突发自然灾害的情况下表现
出的抵抗力和稳定性均较差，在混交林中，无瓣海
桑表现出极强的抗寒能力，海桑则全部死亡，海桑
林迹地被短叶茳芏所侵占，这表明无瓣海桑对短叶
茳芏的生长有显著的抑制作用；在林分的恢复过程
中，也可以考虑将单一的纯林向混交方向发展，提
高湿地生态系统的多样性。（2）各样地植被类型
上层（0～ 15 cm)、下层（15～ 30 cm）土壤黏粒
（＜ 0.002 mm）的百分含量均有明显的上升趋势，
pH值总体上呈现下降的趋势，速效氮、速效钾含
量分别在 77.80～ 137.62 mg·kg-1、78.49～ 165.51
mg·kg-1之间，有效磷含量在 9～ 44.08 mg·kg-1之间，
盐分含量增加在 3.33～ 5.48 mg·kg-1范围之间，这
说明在遭受寒害后使土壤的机械组成得到了改良，
红树植物的酸化作用使 pH值降低，植物根际和微
生物的共同作用影响土壤有效磷的含量，而土壤
黏粒直接或间接都会影响土壤的理化性质，且有
研究指出土壤理化性质的改变会影响林地的生产
潜力 [12]，植被修复在一定程度上也会对土壤产生
效应 [13]，所以湿地土壤的监测是一个长期的过程，
还有待更长时间的监测。
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[本文编校：谢荣秀 ]
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