全 文 ：新疆博斯腾湖周围白刺属植物下土壤有机质空间分布特征研究
艾萨迪拉·玉苏甫，玉苏甫·买买提* (新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐 830054)
摘要 ［目的］为了探讨土壤有机质含量的统计学特征、分布特征及其与土壤盐分、pH等指标的相关性。［方法］分析和硕县内白刺属
植物分布区、白刺属植物与胡杨混合分布区、白刺属植物与红柳混合分布区土壤有机质含量的分布情况。［结果］各区土壤不同深度的
有机质含量依次为上层 ＞中层 ＞下层，有机质含量随深度增加而减少。表层土壤有机质含量分布规律是:白刺属植物与胡杨混合分布
区 ＞白刺属植物分布区 ＞白刺属植物与红柳混合分布区;而对于垂直分布规律，各区土壤有机质含量都是从表层到下层呈现递减趋势，
但是递减程度不同。白刺属植物分布区表层土壤有机质含量与全盐量呈 0． 05水平显著正相关，中层土壤有机质含量与 Ca2 +、K + + Na +
呈 0． 05水平显著正相关，下层土壤有机质含量与 Mg2 +、K + + Na +、pH呈 0． 05水平显著负相关;白刺属植物与胡杨混合分布区表层土壤
有机质含量与全盐量、Ca2 +呈0． 05水平显著正相关，中层土壤有机质除了与 Ca2 +呈0． 05水平显著正相关以外，其他的都呈0． 05水平显
著负相关，下层土壤有机质含量与每个变量都呈 0． 05水平显著正相关;白刺属植物与红柳混合分布区表层土壤有机质含量与 pH、Ca2 +
呈0． 05水平显著负相关，中层土壤有机质含量与 Mg2 +呈 0． 05 水平显著正相关，下层土壤有机质含量与 pH 呈 0． 05 水平显著正相关。
［结论］该研究可以为博斯腾湖周围生态环境的可持续发展提供合理的科学依据。
关键词 白刺属植物;土壤有机质;空间分布;相关性
中图分类号 S153． 6 + 21 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611( 2014) 08 －02383 －03
Study on Spatial Distribution Characteristics of Soil Organic Matter in Nitraria around Bosten Lake
ASADILLA Yusup，YUSUP Mamat ( School of Geographic Science and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumqi，Xinjiang 830054)
Abstract ［Objective］The research aimed to study the statistics characteristics and distribution characteristics of soil organic matter and its
correlation with soil salinity ，pH and other indicators． ［Method］The distributions of soil organic matter in Nitraria distribution area，Nitraria
and Populus hybrid distribution area，Nitraria and the tamarisk mixed distribution area in Hoxud County were studied． ［Ｒesult］Each distribu-
tion of the organic matter content of the soil at different depths in turn were surface ＞ mid-level ＞ lower level． Organic matter content reduced
with the increase of depth． The distribution pattern of the surface soil organic matter level was Nitraria and Populus hybrid distribution area ＞
Nitraria distribution area ＞ Nitraria and tamarisk mixed distribution area． The vertical distribution pattern of soil organic matter was that soil or-
ganic matter content of all three distribution presented a decreasing trend from the surface to the lower，but decreased in varying degrees． The
surface soil organic matter and total salt content in Nitraria distribution area had significant positive correlation． The mid-level soil organic mat-
ter and Ca2 +，K + + Na + had a significant positive correlation． Lower level soil organic matter and Mg2 +，K + + Na + and pH had significant
inverse correlation． In Nitraria and Populus hybrid distribution area，surface soil organic matter and the full amount of salt and Ca2 + had signif-
icant positive correlation，the mid-level soil organic matter had significant positive correlation with Ca2 +，while had significant inverse correla-
tion with others． Lower level soil organic matter had significant positive correlation with every variable． For the Nitraria and tamarisk mixed
distribution area，the surface soil organic matter，pH and Ca2 + had significant inverse correlation，mid-level soil organic matter and Mg2 + had
a significant positive correlation，and lower level soil organic matter had significant positive correlation with the pH． ［Conclusion］ The re-
search could provide the reasonable and scientific basis for the sustainable development of the eco-environment around Bosten Lake．
Key words Nitraria; Soil organic matter; Spatial distribution; Correlation
基金项目 国家自然科学基金项目( 31260048) 。
作者简介 艾萨迪拉·玉苏甫( 1990 － ) ，男，维吾尔族，新疆乌鲁木齐
人，硕士研究生，研究方向:城市地理与规划。* 通讯作者，
维吾尔族，副教授，从事干旱区绿洲农业方面的研究。
收稿日期 2014-02-14
白刺属(Nitraria L)是一个古老的一个小属［1］。它属于
旱生或超旱生灌木或小灌木，是防风固沙和改良盐碱地的先
锋植物，寿命长达 30 年以上。全世界共有 12 种，我国有 8
种，新疆有 6种［2］。它是沙漠植物中耐盐性最强的灌木，在
土壤含盐量 2%时仍能正常生长发育。它还是一种喜光性树
种，光合作用较强，在干旱缺水区域仍能较快生长［3］。近年
来，由于受气候变化及人类盲目的开垦等因素的影响，白刺
属植物群落逐渐衰败、退化，面积减少，并造成白刺沙堆活
化，尤其是干旱地区的沙漠边缘地带演变为适于白刺沙堆生
长的生境［4］。对于白刺属植物研究进展，迄今已有很多学者
对白刺属植物进行过广泛的研究，主要集中在白刺属的分
布，茎和叶的解剖构造，花粉形态的微观结构，生化成分、生
态价值、经济价值及其社会效益等［5］。1931 年，Engler 将全
世界的蒺藜科植物分为 7 亚科 25 属，其中白刺属列为一亚
科［6］。我国学者席以珍等［6 －7］在孢粉学、化学分类学等方面的
研究结果亦支持成立白刺科，而通过对蒺藜和白刺染色体的研
究，认为它们属于同科不同属的植物。20世纪以来，对白刺属
的研究已从形态分类扩展到染色体数目和核型、古孢粉学、胚
胎学、次生代谢物和生物生态学特性等方面。
土壤是一个时空连续的变异体，在大、小不同的尺度上
均呈现出不同程度的空间异质性［8］。土壤有机质是泛指土
壤中来源于生命的物质。动植物、微生物残体和施入的有机
肥料是土壤有机质的主要来源，其含量因土壤类型的不同而
差异很大，高的可达20． 0%以上，低的不足0． 5%。有机质含
量虽然少，但在土壤肥力上的作用很大［ 9 －12］。白刺属植物
下土壤有机质是形成白刺植物下土壤结构的重要因素，是白
刺植物有机营养的源泉，又是白刺植物下土壤异养型微生物
的能源物质。因此，有机质是白刺属植物下土壤质量最重要
的指标之一，其数量与质量变化是土壤环境质量状况的最重
要表征。笔者对新疆博斯腾湖周围白刺属植物下土壤有机
质空间分布特征进行研究，将为博斯腾湖周围生态环境的可
持续发展提供合理的科学依据。
1 材料与方法
1． 1 研究区概况 地势从西北向东南倾斜，最低处为我国
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42(8) :2383 － 2385 责任编辑 刘月娟 责任校对 李岩
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.08.036
最大的内陆淡水湖———博斯腾湖。博湖上游为开都河，下游
为孔雀河，是盆地的水盐汇集中心。焉耆盆地位于新疆巴音
郭楞蒙古自治州境内，面积 13 612 km2。地理坐标 E 86°39
～ 88°20，N 41°23 ～ 43°31，包括焉耆、和静、和硕、博湖 4 个
县。该研究选取和硕县内白刺植物分布区作为研究区。
和硕县位于天山南麓，焉耆盆地东北部，地处 E 82°28
～87°52、N 42°6 ～ 43°33之间。气候属中温带干旱大陆性
气候，分北部山区、南部山区和中部平原区 3 个不同的气候
区。北部山区常年积雪，气候严寒，无霜期很短，四季无明，
只有冷暖之分;中部平原区四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，
春季干旱多风，气温多变，秋季短而降温迅速;南部山区降水
极少，蒸发量大，气候干燥酷热。年平均气温 8． 6 ℃，1 月平
均气温 －11． 9 ℃，7月平均气温 23． 6 ℃，极端最高气温 40． 3
℃，极端最低气温 － 31． 6 ℃，无霜期 166 d。年平均降水量
28． 7 mm。
1． 2 研究方法 在 2013年 4月，分别在白刺分布区、白刺与
胡杨(Populus euphratica)混合分布区、白刺与红柳(Tamarix
chinensis)混合分布区的典型地段设置 21 个样点(每个区设
置 7个样点)。样点的分布基本能代表整个研究区的白刺下
土壤有机质分布特征。为了提高样品的代表性，按 S 型线
路，用 GPS定位，在样点中做土壤剖面，根据人为分层按 0 ～
15、15 ～45、45 ～70 cm不同深度取土样。将采取的土样带回
实验室自然风干、磨碎，过 0． 25 mm筛，采用 K2Cr2O7-H2SO4
氧化法［13 －14］测定土壤有机质含量。样品数据均为各个样点
土壤 3次平行试验分析数据的平均值。用 Excel、SPSS13． 00，
对数据进行处理和分析。
2 结果与分析
2． 1 白刺植物下土壤有机质含量统计特征值分析 分别对
白刺属植物分布区、白刺属植物与胡杨混合分布区、白刺属
植物与红柳混合分布区土壤有机质进行统计学特征的分析，
得出各区土壤有机质的统计特征值。由表 1可知，白刺属植
物与胡杨混合分布区 0 ～ 15、15 ～ 45、45 ～ 70 cm土壤有机质
平均值分别为 1． 46%、0． 91%、0． 57%;白刺属植物分布区 0
～15、15 ～45、45 ～ 70 cm 土壤有机质平均值分别为0． 80%、
0． 62%、0． 54%;白刺属植物与红柳混合分布区 0 ～ 15、15 ～
45、45 ～ 70 cm 土壤有机质平均值分别为 0． 58%、0． 54%、
0． 38%。各区土壤不同深度的有机质含量依次为 0 ～ 15 cm
＞15 ～45 cm ＞45 ～70 cm，有机质含量随深度的增加而减少。
有机质是土壤重要的肥力特征。研究白刺属植物分布区土
壤有机质空间变异特征可为土壤质量提升提供科学依据。
变异系数是衡量资料中各观测值变异程度的一个统计量。
变异系数能反映随机变量的离散程度。一般认为，CV ≤
10%为弱变异性;10% ＜ CV ＜ 100%为中等变异性;CV≥
100%为强变异性［15］。
除白刺属植物与胡杨混合分布区 15 ～ 45 cm 有机质含
量的变异性属弱变异性以外(变异系数为 9． 89%) ，白刺属
植物分布区、白刺属植物与胡杨混合分布区、白刺属植物与
红柳混合分布区各层土壤有机质的变异系数为 18． 42% ～
90． 41%，其变异性均属于中等强度的变异。
表 1 土壤有机质含量统计特征参数 %
区域
土层
cm
最大值 最小值 平均值 标准差 变异系数
白刺与胡杨 0 ～15 2． 92 0． 36 1． 46 1． 32 90． 41
混合分布区 15 ～45 0． 96 0． 81 0． 91 0． 09 9． 89
45 ～70 0． 81 0． 25 0． 57 0． 29 50． 87
白刺分布区 0 ～15 1． 45 0． 25 0． 80 0． 60 75． 00
15 ～45 0． 96 0． 41 0． 62 0． 30 48． 39
45 ～70 1． 50 0． 46 0． 54 0． 38 70． 37
白刺与红柳 0 ～15 0． 99 0． 33 0． 58 0． 36 62． 07
15 ～45 0． 79 0． 29 0． 54 0． 25 46． 29
混合分布区 45 ～70 0． 43 0． 31 0． 38 0． 07 18． 42
2． 2 白刺植物下土壤有机质的空间分布
2． 2． 1 土壤有机质的水平分布。土壤有机物的含量取决于
有机物的输入量和输出量的相对大小［16］。白刺属植物下土
壤有机物的主要来源是白刺属植物枯枝落叶的分解。白刺
属植物的生长主要依靠地下水的浸润，可通过地下水毛管蒸
发而积盐。白刺属植物枝叶中含有大量的易溶性盐分，每年
通过生物小循环以枯枝落叶的形式进入土壤。由图 1可知，
博斯腾湖周围白刺属植物下 0 ～ 15 cm土层有机质分布规律
是白刺属植物与胡杨混合分布区 ＞白刺属植物分布区 ＞白
刺属植物与红柳混合分布区。这主要是由于白刺属植物与
胡杨混合分布区生物量较大，地下有很多草根层，有机碳的
输入量较大，而且土壤微生物活动微弱，生物残体分解缓慢，
因此白刺属植物与胡杨混合分布区土壤有机质含量最高，平
均含量为 1． 46%;虽然白刺属植物分布区表层有大量的植物
覆盖，但是生物量远小于白刺属植物与胡杨混合分布区，枯
枝落叶的投入量明显低于白刺属植物与胡杨混合分布区，故
有机质含量小于白刺属植物与胡杨混合分布区，平均含量为
0． 80%;白刺属植物与红柳混合分布区有机质含量最少，平
均含量仅为 0． 58%，其原因是生物量较小，枯枝落叶的投入
量低于白刺属植物分布区。
2． 2． 2 土壤有机质的垂直分布。由图 1 可知，博斯腾湖周
围白刺属植物下土壤 0 ～ 15、15 ～ 45 和 45 ～ 70 cm土壤有机
质含量存在明显的分异现象，即土壤有机质含量从表层到下
层呈现递减趋势，但是递减的程度不同。白刺属植物与胡杨
混合分布区 0 ～ 15 cm处的土壤有机质含量达到最大值，平
均含量为 1． 46%，可能是由于白刺属植物与胡杨混合分布区
0 ～15 cm土层有大量的植被生长，胡杨为多年生植物，植株
和根系都发达，地下深处也有较多生物量，虽然表层地下生
物量很大，但是再往下生物量减少，故有机质含量的下降幅
度比较明显，而且表层土壤微生物活动微弱，生物残体分解
缓慢，长期储存量较大，因此有机质含量较大;白刺属植物分
布区表层、中层和下层土壤有机质含量分别为0． 80%、
0． 62%和 0． 54%，变化不大;白刺属植物与红柳混合分布区 0
～15、15 ～45和 45 ～ 70 cm土壤有机质含量分别为 0． 58%、
0． 54%和 0． 38%，几乎相差不大，且稳定在较低水平。这些
结果表明土壤有机质在垂直方向上的分异主要受生物残体、
地表枯落物、植物残根等腐解归还的影响［17］。植物根系的
分布直接影响土壤中有机质的垂直分布。表层土壤是植物
4832 安徽农业科学 2014 年
根系的集中分布区，使得该层土壤比中层、下层土壤的植物
残体归还量大。这是因为较大量生物残体的腐解归还还为
该层土壤提供较丰富的 C源，从而使得表层土壤有机质含量
高于下层。
图 1 和硕县白刺下土壤有机质空间变异
2． 3 土壤有机质与 pH、盐分之间的相关性分析 土壤有机
质、盐分是土壤基本性质。该研究分析了博斯腾湖周围白刺
属植物下土壤有机质含量与盐分之间的相关性。由表 2 可
知，白刺属植物分布区表层土壤有机质含量与全盐量呈 0． 05
水平显著正相关，中层土壤有机质与 Ca2 +、K + + Na +呈 0． 05
水平显著正相关，下层土壤有机质与 Mg2 +、K + + Na +、pH呈
0． 05水平显著负相关;白刺属植物与胡杨混合分布区表层土
壤有机质与全盐量、Ca2 +呈 0． 05水平显著正相关，说明该区
土壤表层含有大量的生物量，枯枝落叶的投入较大，土壤中
富集 Ca2 +。这有利于有机质的形成。中层土壤有机质除了
与 Ca2 +呈0． 05水平显著正相关以外，其他的都呈 0． 05 水平
显著负相关，下层土壤有机质与每个变量都呈 0． 05 水平显
著正相关;白刺属植物与红柳混合分布区表层土壤有机质与
pH、Ca2 +呈 0． 05水平显著负相关，中层土壤有机质与 Mg2 +
呈 0． 05水平显著正相关，下层土壤有机质与 pH呈 0． 05 水
平显著正相关。整个研究区内土壤有机质除了与白刺属植
物与胡杨混合分布区下层和白刺属植物与红柳混合分布区
下层土壤 pH呈正相关以外，不管是哪个区哪个土层都与 pH
呈负相关。这是由于土壤 pH常通过影响微生物的活动显著
影响土壤有机质的空间分布，微生物最适宜在中性环境下活
动，在强酸或强碱条件下其活动受抑制，而整个研究区土壤
pH都偏强碱性。
表 2 土壤有机质含量与 pH、盐分的相关系数矩阵
土地类型 土层 项目 pH 全盐量 Ca2 + K + + Na + Mg2 +
白刺分 表层 有机质 －0． 548 0． 916 －0． 860 －0． 357 －0． 686
布区 中层 有机质 －0． 910 －0． 416 1． 000* 0． 997* －0． 576
下层 有机质 －0． 781 －0． 535 0． 244 －0． 891 －0． 998*
白刺与胡 表层 有机质 －0． 401 0． 969 0． 979 －0． 523 －0． 274
杨混合分 中层 有机质 －0． 966 －1． 000* 0． 924 －0． 995 －1． 000*
布区 下层 有机质 0． 937 0． 792 0． 767 0． 631 0． 668
白刺与红 表层 有机质 －0． 883 0． 225 －0． 803 －0． 224 －0． 145
柳混合分 中层 有机质 －0． 210 0． 591 －0． 400 0． 042 0． 926
布区 下层 有机质 0． 748 0． 130 0． 253 －0． 586 0． 493
3 结论
(1)博斯腾湖周围白刺属植物下各区土壤不同深度的有
机质含量分别为 0 ～15 cm ＞15 ～45 cm ＞45 ～70 cm，有机质含
量随深度的增加而减少，但变化不大。除了白刺属植物与胡杨
混合分布区中层(15 ～ 45 cm)有机质的变异性属弱变异性以
外，各区各层土壤有机质的变异性均属于中等强度的变异。
(2)博斯腾湖周围白刺属植物下土壤有机质的水平分布
为白刺属植物与胡杨混合分布区 ＞白刺属植物分布区 ＞白
刺属植物与红柳混合分布区。
(3)博斯腾湖周围白刺属植物下各区土壤有机质含量都
是从上到下依次递减，但是递减的程度不同，白刺属植物与
胡杨混合分布区有机质含量递减程度高于白刺属植物分布
区和白刺属植物与红柳混合分布区，表层处达到最大值，后 2
个区的变化差异不大，且稳定在较低水平。
(4)整个研究区内土壤有机质除了与白刺属植物与胡杨
混合分布区下层和白刺属植物与红柳混合分布区下层土壤
pH呈正相关以外，不管是哪个区哪个土层都与 pH 呈负相
关;对有机质与全盐量的相关性而言，除了与白刺属植物分
布区中、下层和白刺属植物与胡杨混合分布区表层全盐量呈
负相关以外，其他的都呈正相关。
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