干旱区不同沼泽湿地类型土壤有机碳分布特征及其影响因素

陈涛

摘要：以干旱区湿地为研究对象，对草本沼泽、季节性咸水沼泽和内陆盐沼3种类型湿地的土壤有机碳分布特征及其影响因素进行了研究。结果表明，草本沼泽、季节性咸水沼泽以及内陆盐沼0～100 cm土层的土壤有机碳含量分别为1.19～49.03、1.62～101.14、2.61～23.77 g/kg，其中，季节性咸水沼泽有机碳含量显著高于草本沼泽;草本沼泽土壤有机碳含量与土壤水分、全氮、N/P呈顯著正相关，季节性咸水沼泽湿地土壤有机碳含量与土壤水分、容重、全氮和N/P均呈显著正相关，与pH呈极显著负相关，内陆盐沼土壤有机碳含量与全氮呈极显著正相关。结合主成分分析，3种湿地类型主成分F1贡献率最高，且与土壤水分高度相关。证明土壤水分是影响土壤有机碳积累的关键主导因素。

关键词：干旱区湿地;土壤有机碳;分布特征;土壤水分;沼泽湿地

中图分类号：S153.6         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）18-0054-09

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.18.011 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Distribution characteristics of soil organic carbon and its influencing factors

in different swamp wetland types in arid region

CHEN Tao

（College of Geography and Environmental Science， Northwest Normal University， Lanzhou  730070， China）

Abstract： Taking wetlands in arid areas as the research object， the distribution characteristics and influencing factors of soil organic carbon in three types of wetlands： Herb marshes， seasonal salt-water marshes and inland salt marshes were studied. The results showed that the soil organic carbon content of the 0～100 cm soil layer of herbaceous marsh， seasonal saltwater marsh and inland salt marsh were 1.19～49.03， 1.62～101.14， 2.61～23.77 g/kg， respectively. The organic carbon content of seasonal saltwater marshes was significantly higher than that of herbaceous marshes; The soil organic carbon content of herbaceous marshes was significantly positively correlated with soil moisture， total nitrogen， and N/P. Seasonal saltwater the soil organic carbon of marsh wetlands was significantly correlated with soil moisture， bulk density， total nitrogen and N/P， and pH showed a very significant negative correlation. Inland salt marsh soil organic carbon was significantly correlated with total nitrogen was extremely significant positive correlation. Combined with the principal component analysis， three types of wetland F1 contribution rate was highly correlated with soil moisture. It was proved that soil moisture was the key leading factor affecting the accumulation of soil organic carbon.

Key words： arid wetland; soil organic carbon; distribution characteristics; soil moisture; marsh wetland

湿地是陆地生态系统的重要组成部分，尽管其面积仅占地球陆地面积的3%，但是有机碳储量却达到了陆地生态系统总量的30%，相当于100年矿石燃料的CO2释放量[1]。湿地生态系统通过固存和释放生物圈中大部分气态碳来调节全球的气候变化[2]。研究表明，过去20年间全球土壤呼吸释放的碳以0.1 Pg/年的速率增加，虽无法证实土壤碳库出现了净损失，却反映出气候变化情形下土壤有机碳分解的速率在加快[3]，而湿地是全球碳循环的重要组成部分，它们对气候变化的响应将对生态系统过程和全球气候反馈产生重要影响[4]。因此，研究湿地土壤有机碳分异特征及其关键影响因子，对准确地预测和分析全球碳循环过程对气候变化的响应具有重要意义。

近年来，国内外已开展了不同湿地类型的土壤有机碳研究。在国外，主要集中在潮汐湿地、内陆湿地等类型的研究。Hinson等[5]研究了美国大陆潮汐湿地土壤有机碳的空间分布，估算出潮汐湿地土壤中0～100 cm总有机碳储量为1 153～1 359 Tg;Carnell等[6]估算出澳大利亚东南部维多利亚州的6种内陆湿地类型1 m以上土壤有机碳储量为6 800万t，年土壤固碳率为300万t CO2当量。在国内，重点集中在滨海湿地、沼泽湿地、河口湿地及高寒湿地等类型的研究。Zhao等[7]研究了黄河三角洲不同水和盐度调节下的滨海湿地土壤有机碳含量，表明水盐调节措施可有效增加滨海湿地的土壤碳储量;Ma等[2]对若尔盖高寒湿地土壤有机碳储量和空间分布格局进行了研究，表明湿地土壤1 m深度有机碳储量总计为514 Tg C，其中50%储存在0.3 m深度，平均有机碳密度为69.5 kg C/m3，为中国平均湿地有机碳密度的3倍，全国平均值的6倍。

干旱区湿地是西北荒漠中宝贵的绿洲，在国内湿地中占有较大比重[8]，多分布于生态环境敏感地带，其生态系统与荒漠基质关系密切，是荒漠中的生物多样性中心[9]，对绿洲萎缩、河岸林锐减、草场退化、荒漠化具有一定的抑制作用，并维持着干旱区生态系统结构、功能和生态平衡[10]。干旱区湿地不仅是重要的水源涵养地，也是许多珍稀动物的栖息地，对当地的气候具有不可忽视的调节作用，但其生态系统相对敏感脆弱，恢复能力差，一旦遭受到破坏很难在短时间内恢复[11]。干旱区湿地有机碳以往的研究主要集中在新疆艾比湖、巴音布鲁克天鹅湖、北疆盐湖、内蒙古乌梁素海等湖泊湿地[12-16]，黑河中游河流湿地[17]以及敦煌阳关沼泽湿地[18]等类型，但大多是针对单一的湿地类型所开展的相关研究，较少涉及多种类型的比较。因此，有必要对干旱区不同湿地类型土壤有机碳含量及碳密度进行深入研究。

干旱区分布有大量呈斑块状的沼泽湿地，大多是由湖泊萎缩或在河滩地、废弃河段等部位形成，是干旱区重要的湿地类型之一，同时也是干旱区湿地生态系统主要的碳库来源[9]。因此，以干旱区3种常见的沼泽湿地类型作为研究对象，本研究分析比较了不同沼泽湿地类型土壤有机碳的含量及碳密度的分异特征，并探讨其主要影响因素，以期为干旱区沼泽湿地的保护及土壤碳库的管理提供科学依据。

1 研究区概况

研究区湿地介于92°20′E—100°20′E，38°09′N—42°48′N，位于疏勒河中下游，甘肃省西北部，阿尔金山、马鬃山和祁连山之间。东临张掖市和内蒙古自治区，西临新疆维吾尔自治区，南临青海省，北临内蒙古自治区（图1）。属大陆性干旱气候区，干燥寒冷，降水稀少。年平均气温3～6 ℃，年平均降雨量37～176 mm，年平均蒸发量2 005～3 524 mm，全年无霜期为131～177 d。夏季干热而较短暂，冬季寒冷而较漫长。研究区地势西南高、东北低。南部的祁连山脉是3 000～5 000 m的高山群，是该研究区的河流发源地。山间有苏干湖、西湖等盆地以及众多小盆地和布隆吉、敦煌平原，海拔1 000～1 800 m。湿地土壤主要由沼泽土构成。优势种为芦苇（Phragmites communis）;伴生种有赖草（Leymus secalinus）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）、盐爪爪（Kalidium foliatum）、香蒲（Typha orientalis Presl）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、骆驼刺（Alhagi sparsifolia）、胡杨（Populus euphratica）、水麦冬（Triglochin palustre）、芨芨草（Achnatherum splendens）、多枝柽柳（Tamarix ramosissima Lcdcb）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）等。本研究选取了3种不同湿地类型，其中，草本沼泽包括渥洼池湿地（WWC）、双塔（ST）、北石河（BCH）;季节性盐沼包括大苏干湖（DS）、八棱墩（BS）、双泉子（SQ）以及新坝（XB）;内陆盐沼以盐池湾（YCH）湿地为代表。

2 研究方法

2.1 土壤样品的采集和处理

依据湿地分类标准和采样方法[19]，2016年8月对3种类型的湿地分别进行了采样，分别在渥洼池湿地、双塔、北石河、大苏干湖、八棱墩、双泉子以及新坝、盐池湾设置样地进行采样。每个样地设置3个1 m×1 m的样方，去掉表面的枯枝落叶，依据优势种芦苇根系的分布情况，在每个样方内沿对角线，用土钻分层钻取0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm共6层的土层深度，用土钻进行分层采样，采集的样品用自封袋密封带回实验室进行处理。

将土壤样品去除杂质后放置在通风处阴干，研钵研磨后过0.25 mm和0.15 mm筛，密封低温保存。土壤水分采用烘干法测定，容重采用环刀法测定，盐分采用质量法测定，pH用酸度计测定，土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）含量采用重铬酸钾-硫酸外加热法测定，总氮（Total nitrogen，TN）含量采用凯氏法测定，全磷（Total phosphorus，TP）含量采用钼锑抗比色法测定。

2.2 数据处理

采用Excel 2010进行数据输入，SPSS 21.0统计软件对数据进行单因素方差分析、Pearson相关性分析和主成分分析，Origin 9.0软件进行绘图处理。

3 结果与分析

3.1 不同湿地类型土壤有机碳的分布特征

由图2可知，在0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层，土壤有机碳含量分布规律为季节性咸水沼泽>内陆盐沼>草本沼泽。草本沼澤表层（0～10 cm）土壤有机碳含量最高，随着土层深度的增加有机碳含量降低，呈倒金字塔分布;季节性咸水沼泽土壤有机碳含量变化幅度较大，呈先减少后增加再减少的趋势，在60～80 cm土层含量最高;内陆盐沼土壤有机碳含量呈先增加再减少的趋势，有机碳富集于10～20 cm土层。内陆盐沼和草本沼泽土壤有机碳含量随着土层深度的增加而减少明显，整体上呈表聚性分布特征。3种湿地类型以内陆盐沼变化幅度最大，草本沼泽次之，季节性咸水沼泽最低。同种类型湿地土壤有机碳剖面变化幅度较为均匀。

研究区土壤有机碳含量变化具有较大的空间异质性，不仅体现在不同湿地类型间的变异，同一类型湿地不同土层土壤有机碳含量亦存在较大差异。在0～100 cm土层中，草本沼泽土壤有机碳含量变化范围为1.19～49.03 g/kg，季节性咸水沼泽有机碳含量变化范围为1.62～101.14 g/kg，内陆盐沼有机碳含量变化范围为2.61～23.77 g/kg（表1）。3种湿地类型中季节性咸水沼泽变异系数最大，达30%，草本沼泽变异系数最小，最大值为15%，最小值为10%，仅草本沼泽与季节性咸水沼泽土壤有机碳含量在0～100 cm土层差异显著，季节性咸水沼泽与内陆盐沼之间土壤有机碳含量无显著差异（图2）。

3.2 湿地土壤有机碳的影响因素

3.2.1 土壤含水量对有机碳含量的影响 草本沼泽、季节性咸水沼泽、内陆盐沼0～100 cm土层含水量变化范围分别为0.36%～81.54%、5.97%～160.84%和0.31%～47.29%（表2），3种湿地的各层平均含水量如表3所示。草本沼泽含水量总体呈先增加再减少的趋势，在40～60 cm土层含水量最高。季节性咸水沼泽含水量变化小，内陆盐沼含水量随着土层深度呈先增加再减少的趋势，在40～60 cm土层含水量最高。其中，草本沼泽与季节性咸水沼泽各层平均土壤有机碳含量均与土壤含水量呈极显著正相关，说明土壤含水量显著影响有机碳的分布。

3.2.2 土壤盐分对有机碳含量的影响 由表4可知，季节性咸水沼泽20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层的土壤盐分与有机碳含量呈显著正相关，在一定范围内土壤有机碳含量与土壤盐分表现一致。草本沼泽、季节性咸水沼泽、内陆盐沼0～100 cm土层土壤盐分变化范围分别为0.23～37.60、0.19～22.61、0.39～38.61 g/kg（表2）。各层的平均盐分如表3所示，土壤盐分含量除内陆盐沼0～10 cm和20～40 cm土层外，均表现为由表层向深层递减的趋势。其中，内陆盐沼0～100 cm各土层平均盐分含量高于草本沼泽和季节性咸水沼泽。在野外调查过程中发现内陆盐沼地表有盐壳分布，植物低矮，长势较差。盐分也是影响土壤有机碳含量的内在因素之一。

3.2.3 土壤容重对有机碳含量的影响 季节性咸水沼泽0～100 cm各土层中土壤有机碳含量与土壤容重呈极显著正相关，草本沼泽和内陆盐沼2种湿地有机碳含量与容重相关性未达显著水平（表4）。3种湿地类型0～10 cm土壤容重以内陆盐沼最低，为0.13 g/cm3，草本沼泽最高，为0.86 g/cm3，季节性咸水沼泽居中，为0.44 g/cm3（表3）。就整体土壤容重而言，草本沼泽>季节性咸水沼泽>内陆盐沼。同时草本沼泽与内陆盐沼土壤容重随土层深度增加而增大，季节性咸水沼泽在10～20 cm土层容重最低，土壤容重与土壤有机碳分布规律一致。

3.2.4 土壤pH对有机碳含量的影响 草本沼泽、季节性咸水沼泽、内陆盐沼3种湿地类型土壤0～100 cm土层的pH变化范围分别为7.00～8.92、6.32～9.03和7.66～8.89（表2）。季节性咸水沼泽0～100 cm土壤有机碳含量与pH呈显著负相关（表4），表明土壤pH也是限制土壤有机碳含量的主要因子。

3.2.5 土壤总氮、全磷对有机碳含量的影响 草本沼泽、季节性咸水沼泽、内陆盐沼3种类型湿地0～100 cm层总氮含量变化范围分别为0.18～4.62、0.19～5.09、0.24～1.63 g/kg，全磷含量变化范围分别为0.06～0.62、0.04～0.63、0.09～0.54 g/kg（表2）。总氮变化趋势除草本沼泽随土层深度增加而减少外，季节性咸水沼泽与内陆盐沼呈先增加再减少的趋势，与土壤有机碳变化趋势相近（表3）。由表4可知，有机碳含量与土壤总氮均呈极显著正相关，草本沼泽和季节性咸水沼泽的有机碳含量与N/P整体上呈显著正相关，说明土壤有机碳含量受土壤总氮与N/P的制约，土壤总氮与N/P也是影响土壤有机碳含量的因子之一。

3.3 湿地土壤有机碳与环境因子的主成分分析

结合主成分分析，根据特征值大于1的原则提取了3個主成分，3种湿地类型的主成分如表5所示。草本沼泽的特征值分别为2.76、1.92和1.03，F1、F2和F3累计贡献率为81.90%，能反映在河西走廊西部草本沼泽土壤有机碳与环境因子81.90%的信息，其中，F1的贡献率为39.47%，与土壤水分和土壤总氮高度相关，F2贡献率为27.71%，与土壤盐分高度相关，F3贡献率为14.72%，与土壤容重有较高的相关性。季节性咸水沼泽的特征值分别为4.26、1.29和0.92，F1的贡献率为60.88%，与土壤水分、土壤总氮和土壤盐分高度相关，F2与F3贡献率分别为18.47%和13.14%，分别与土壤全磷和土壤容重相关性较明显。内陆盐沼的特征值分别为4.31、1.90和0.51，F1的贡献率为61.55%，与土壤pH、土壤水分和土壤盐分高度相关，F2和F3的贡献率分别为27.15%和7.58%，分别与土壤总氮和土壤全磷相关系数较高。3种湿地类型F1的贡献率与土壤水分相关性较为明显。

4 讨论

4.1 研究区湿地土壤有机碳与其他地区湿地比较

草本沼泽、季节性咸水沼泽、内陆盐沼3种类型湿地0～100 cm土壤有机碳含量分别为1.19～49.03、1.62～101.42 g/kg和2.61～23.77 g/kg，其土壤有机碳含量的平均值分别为7.22、24.06、11.15 g/kg，均高于同处于内陆干旱区的艾比湖湿地[20]和乌梁素海湿地[15]，与黑河中游湿地相近[17]，高于亚热带湿润区的杭州湾滨海湿地[21]和崇明东滩湿地[22]，低于亚热带湿润地区的洞庭湖[23]、鄱阳湖[24]和闽江河口湿地[25]、洪湖沼泽湿地[26]，远低于处于温带湿润区的吉林东部[27]、小兴安岭[28]、三江平原沼泽湿地[29]和高原气候区的若尔盖泥潭湿地[30]、草海湖泊湿地[31]和纳帕海湿地[32]（表6）。在大尺度的环境下，亚热带湿润区的湖泊、河口湿地因温暖、湿润的亚热带海洋性季风气候有利于植被的生长并增加对土壤碳源的输入，而黑河中游艾比湖湿地以及本研究区因干旱少雨的温带大陆性气候，土壤碳的输入量远低于亚热带地区。在更加寒冷的若尔盖高原、三江平原和小兴安岭地区，低温的条件下有利于有机碳的积累，有机碳分解速率会减慢，增加了有机盐的积累，所以有机碳累积量比干旱区湿地多。气候、植被的覆盖度、水文条件和成土状况都影响土壤有机碳的积累，在小范围上主要受植被覆盖度和水文条件的影响[26]。

在本研究中，草本沼泽与季节性咸水沼泽不同土层土壤有机碳含量差异显著。草本沼泽湿地表层0～10 cm土壤有机碳含量最高，最小值在80～100 cm土层，40～60 cm土层的土壤有机碳含量高于20～40、60～80 cm土层。季节性咸水沼泽和内陆盐沼土壤有机碳含量分布最大值分别在60～80 cm和10～20 cm土层。洪湖湿地草本沼泽土壤有机碳含量最大值出现在0～15 cm土层，最小值出现在45～60 cm土层[27]。土壤有机碳在垂直方向上的分布主要受生物残体（凋落物和植物残根）腐解归还的影响[16]。这恰好说明了根系的分布也直接影响了土壤有机碳含量的垂直分布，大量的根系分解可以为土壤提供丰富的碳源[33]。随着土层深度的增加根系植物的碎屑在土壤中的位置越来越深，其分解速率越低，土壤有机碳的积累量越高[34]。研究区处于西北内陆干旱区，降雨量少而蒸发量大，湿地的水分来自季节性河流和地下水补给，季节性差异大，水文和气候条件影响土壤的呼吸速率，使表层土壤暴露在空气中的矿化速率增加[20]，增加了有机碳的消耗，底层有机质减少和发达根系影响土壤有机碳的积累，改变了湿地土壤有机碳的分布规律，使表层有机碳含量低于底层[35]。

4.2 研究区3种类型湿地土壤有机碳分布的影响因子

土壤有机碳含量取决于有机质的输入与输出，有机碳的输入来源主要是有机质和凋落物的分解，而输出主要是因为微生物的分解作用，一切可以影响有机碳积累和分解作用的因素都会影响有机碳的分布[17]。水分是生物生存的必要条件，是土壤中的主要组成物质，也是影响土壤肥力的重要因素之一[36]。本研究区的草本沼泽和季节性咸水沼泽2种类型湿地的有机碳含量与土壤水分呈显著正相关，土壤水分能解释研究区0～100 cm土层土壤有机碳含量的变异。因此，土壤水分也是影响湿地土壤碳含量积累的重要因素，这与已有的研究结果一致[24]，水分是生物生存的必要条件，影响了植被的分布、覆盖度以及生物量。生物量和覆盖度的减小也会影响土壤有机碳的输入，植物的残体通过生物的分解作用回归土壤，使土壤碳含量增加[34]。季节性咸水沼泽和草本沼泽的水分和土壤有机碳含量的变化一致。在河西走廊西部高温、长期干旱的气候环境下，土壤水分含量低，好氧型微生物活跃，有机碳的分解量增加，其土壤无机碳含量相应增加，因此在较大程度上水分决定着研究区土壤有机碳的含量[37]。

土壤盐分是限制植被类型的重要因素，也是影响土壤微生物活性的限制因素[38]。不论是滨海湿地还是干旱区湿地，盐分都是较为重要的指标之一，盐分越高，土壤的结构越差，保水保肥的能力也就越差[18]。研究表明，滨海地区不同类型湿地土壤有机碳含量与盐分呈不同的关系，新生的滨海湿地土壤有机碳含量与盐分呈正相关[39]，张剑等[18]研究表明土壤有机碳与盐分呈负相关，而有内陆区域的湿地土壤有机碳含量与土壤盐分不相关[17]。本研究得到土壤盐分与土壤有机碳含量呈正相关，研究区部分采样地表层盐分含量较高，表聚现象明显，盐分通过影响植物长势和微生物的活性来影响土壤有机碳的输入与输出。芦苇植物对盐浓度和温度的适应生态幅较广[40]，本研究调查表明内陆盐沼芦苇盐分含量过高会影响其长势，进而限制了土壤中有机残体腐解输入与周转，浓度过高会对芦苇生长造成严重的影响，是芦苇生长的限制因子，也是土壤有机碳积累的重要影响因子。

土壤容重也是衡量土壤物理性質的指标之一，与当地的水热条件有着一定的关系，土壤容重可以反映有机质含量的高低和土壤的结构性质，也可以衡量土壤的持水性能和蓄水性能[30]。研究区湿地草本沼泽湿地40～60 cm土层的有机碳含量与土壤容重呈显著正相关，季节性咸水沼泽湿地的有机碳含量与土壤容重呈极显著正相关。这与有些研究结果不一致[12]， 但也有研究表明湿地土壤有机碳含量与土壤容重呈指数相关和正相关[29]，与本研究区结果相似。与三江平原沼泽湿地[29]（0～60 cm土壤容重0.70～0.87 g/cm3、土壤有机碳含量96～184 g/kg）相比，本研究区表层土壤有机碳含量较低，持水性和蓄水能力较低，这与西北干旱区湿地真实土壤环境相符合。

土壤pH通过影响微生物的活性来影响有机碳的积累[21]，是影响有机碳积累的因素之一。一般条件下土壤微生物适宜的pH在5.5～8.5，过高和过低的pH都会导致微生物的活性受到抑制，从而导致有机碳分解速率的下降[34]。土壤pH还可以通过微生物影响对土壤碳氮的固定和累积能力，是影响有机碳和总氮空间分布的环境因子之一[17]。研究区0～100 cm土层的pH大部分大于8，土壤呈弱碱性，季节性咸水沼泽土壤碳和土壤pH呈显著负相关，该结果与大多数干旱区内研究结果相同[39]。

氮、磷是湿地生态系统中的2种重要养分元素，是常见的限制性元素，是表征土壤肥力的重要指标[41]。湿地的碳、氮、磷三者之间有密切的相互耦合关系，其含量能够直接影响湿地的初级生产力。一般情况下，随着有机碳含量的增加，土壤中氮和磷的含量也会随之增加[42]，湿地中氮的主要来源是植物残体的分解和植物及微生物的固氮作用和大气沉降，土壤氮的输出主要来源于植物残体的分解[29]。土壤中的碳和氮一般是由微生物的作用相互联系起来的，有机碳和全氮的变化特征一致[12]，在本研究中，3种类型的湿地中土壤有机碳与土壤全氮呈极显著正相关，说明湿地土壤碳和氮是一种极显著的耦合关系。土壤磷是一种限制植物生长的元素，来源主要是由矿石的风化和凋落物的分解归还[41]。本研究区的土壤有机碳和全磷均无相关性。说明全磷的变化范围较小，不是3种类型湿地的限制元素。

4.3 研究区3种类型湿地差异原因比较

研究区位于西北内陆的干旱区，有机碳在大区域尺度上的变异性受气候、成土母质和水文条件影响大。小区域范围内，在气候与母质基本一致的情况下，会受到地形因素的影响，而地形因素主要通过水热因子空间分布间接影响土壤有机碳的积累，研究区域位于河西走廊西部地区，地势平坦，采样区域地形变化小，多为湿地边缘以及河漫滩。海拔也是影响土壤有机碳积累的另一重要因子。黄土高原地区天然草甸和伊犁山区的气候变化、气温下降、海拔增加使得有机碳分解速率下降，更有利于有机碳积累[43，44]。研究区位于河西走廊西部敦煌市，海拔    1 000～1 800 m，变化幅度较小，未得出海拔与土壤有机质之间有显著相关性，且同处西北内陆干旱区，气温与降水间差异较小，致使地形因子对有机碳的影响不明显。除此之外受植被类型影响明显[45]，植被主要影响有机碳的输入与输出[34]。植被的发育程度也是影响土壤有机碳积累程度的重要条件之一。水分是影响植被发育程度的重要影响因子，季节性咸水沼泽由于靠近水源补给，湿地植物根系发达，生物量较大，有利于有机碳的积累，研究区湿地植物芦苇为优势种，芦苇具有高碳输入-低碳输出的特点[46]以及较高的生产力和耐盐碱的特性，湿地处于较湿的水饱和状态抑制了有机质的分解[47]，土壤固碳效应大。季节性渍水和水生植物残体沉积效应使得季节性咸水沼泽湿地土壤有机碳含量高于其他湿地[48]。研究区3种类型湿地优势种均为芦苇，现场调查发现草本沼泽偷牧现象较严重，部分采样点的芦苇被啃食，影响植物的长势和土壤有机碳含量，放牧现象阻碍了植物残体的归还，低输入使土壤中碳的含量较低。

研究区草本沼泽湿地因为处于人类活动频繁的地区，冰川融雪和地下水成为人类生产生活所需的重要水源地，影响了植物生长旺季时需水情况，进而影响了植被的生长发育[45]，导致该地区土壤有机碳含量变化，使得草本沼泽有机碳含量低于季节性咸水沼泽。内陆盐沼采样点沿着岸边向湿地末端的方向土壤水分由38%下降到7.9%，受地势和地下水埋深的影响，湿地土壤含水量总体偏低，大部分样点低于20%，存在着一定的水分供应短缺，水分影响了植被的分布及生物量，生物量的大小通常会影响土壤有机碳含量[18]，内陆盐沼土壤盐分为0.39～38.61 g/kg，较高的盐分含量抑制了植物根系的生长，在实地调查中土壤盐渍化现象明显，表面多为盐壳。季节性咸水沼泽和草本沼泽盐分含量远低于内陆盐沼，结合实际调查，在内陆盐沼盐渍化条件下，植物通过根系调整与权衡来适应环境[40]。植物覆盖度低也导致了有机碳的输入降低，盐分含量高也会影响微生物的活性，本研究中内陆盐沼与草本沼泽土壤N/P分别为2.14、1.38，远低于全国土壤  N/P[49，50]，土壤N/P低证明了内陆盐沼盐碱土氮缺乏，所以在植被和土壤修复的过程中除了降低盐分之外，也要注重氮肥的适量添加[51]。

4 小结

研究区3种类型湿地土壤有机碳含量有明显差异，不同类型湿地土壤有机碳含量均为季节性咸水沼泽>内陆盐沼>草本沼泽。

通过相关性分析得到影响湿地土壤有机碳含量的影响因子有土壤水分、土壤pH、土壤盐分、土壤容重、土壤总氮和N/P。土壤水分含量变化趋势在草本沼泽和季节性咸水沼泽中与有机碳含量变化趋势基本一致，有机碳含量变化主要受水分的影响。在主成分分析中，主成分F1中水分条件占主导因子，揭示了水分是不同类型湿地土壤有机碳的影响因子和主导因子，解释了不同湿地土壤有机碳的差异性原因。因此，在气候变暖，湿地萎缩、退化的背景下，必须要针对不同湿地含水量，合理开发用水，大力推广节水技术和工程，使湿地资源可以合理利用，为今后进一步研究保护湿地、改良湿地土壤提供了理论基础。

参考文献：

[1] MOORE T R. Dissolved organic carbon： Sources， sinks， and fluxes and role in the soil carbon cycle[A].LAL R，KIMBLE J M，FOLLETT R F，et al. Soil processes and the carbon cycle[M].Boca Raton，FL，USA：CRC Press，1998.281-292.

[2] MA K，ZHANG Y，TANG S X，et al. Spatial distribution of soil organic carbon in the Zoige alpine wetland， northeastern Qinghai-Tibet Plateau[J].Catena，2016，144：102-108.

[3] BOND-LAMBERTY B，THOMSON A. Temperature-associated increases in the global soil respiration record[J].Nature，2010，464：579-583.

[4] ERWIN K L. Wetlands and global climate change： The role of wetland restoration in a changing world[J]. Wetl Ecol Manag，2009，17（1）：71-84.

[5] HINSON A L，FEAGIN R A，ERIKSSON M，et al. The spatial distribution of soil organic carbon in tidal wetland soils of the continental United States[J].Glob Change Biol，2017，23（12）：5468-5480.

[6] CARNELL P E，WINDERCKER S M，MADELINE B，et al. Carbon stocks， sequestration， and emissions of wetlands in south eastern Australia[J].Global change biology，2018，24（9）：4173-4148.

[7] ZHAO Q Q，BAI J H，ZHANG G L，et al. Effects of water and salinity regulation measures on soil carbon sequestration in coastal wetlands of the Yellow River Delta[J].Geoderma，2018，319：219-229.

[8] 馬 坤.若尔盖高寒湿地土壤有机碳储量时空变化研究[D].北京：北京林业大学，2016.

[9] 陆健健.生态学研究及环境管理的得力工具——介绍《生态模型法原理》[J].农村生态环境，1990（3）：71.

[10] 缑倩倩，屈建军，王国华，等.中国干旱半干旱地区湿地研究进展[J].干旱区研究，2015，32（2）：213-220.

[11] 孟阳阳，刘 冰，刘 婵.水盐梯度下湿地柽柳（Tamarix ramosissima）光合响应特征和水分利用效率[J].中国沙漠，2018，38（3）：568-577.

[12] 李 静，孙 虎，邢东兴，等.西北干旱半干旱区湿地特征与保护[J].中国沙漠，2003，23（6）：67-71.

[13] 徐欢欢，曾从盛，王维奇，等.艾比湖湿地土壤有机碳垂直分布特征及其影响因子分析[J].福建师范大学学报（自然科学版），2010， 26（5）：86-91.

[14] 王宁宁，胡 毅，王新军，等.新疆巴音布鲁克天鹅湖湿地有机碳储量初步估算[J].湿地科学，2015，13（3）： 369-373.

[15] 黄昕琦，李 琳，吕 烨，等.内蒙古乌梁素海湿地土壤有机碳组成与碳储量[J].湿地科学，2015，13（2）： 252-257.

[16] 李典鹏，姚美思，孙 涛，等.北疆盐湖湿地土壤有机碳分布特征及储量[J].新疆农业大学学报，2017， 40（6）：60-66.

[17] 赵锐锋，张丽华，赵海莉，等.黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素[J].地理科学，2013，33（3）： 363-370.

[18] 张 剑，王利平，谢建平，等.敦煌阳关湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素[J].生态学杂志，2017，36（9）： 2455-2464.

[19] GB/T 24708—2009，湿地分类[S].

[20] 王勇辉，焦 黎.艾比湖湿地土壤有机碳及储量空间分布特征[J].生态学报，2016，36（18）：5893-5901.

[21] 邵学新，杨文英，吴 明，等.杭州湾滨海湿地土壤有机碳含量及其分布格局[J].应用生态学报，2011，22（3）： 658-664.

[22] 王红丽，肖春玲，李朝君，等.崇明东滩湿地土壤有机碳空间分异特征及影响因素[J].农业环境科学学报，2009，28（7）：1522-1528.

[23] 彭佩钦，张文菊，童成立，等.洞庭湖典型湿地土壤碳、氮和微生物碳、氮及其垂直分布[J]. 水土保持学报，2005，19（1）：49-53.

[24] 吴 琴，尧 波，幸瑞新，等.鄱阳湖典型湿地土壤有机碳分布及影响因子[J].生态学杂志，2012，31（2）： 313-318.

[25] 胡敏杰，任洪昌，邹芳芳，等.闽江河口淡水、半咸水沼泽土壤碳氮磷分布及计量学特征[J].中国环境科学，2016，36（3）：917-926.

[26] 刘 刚，沈守云，闫文德，等.洪湖湿地生态系统土壤有机碳及养分含量特征[J].生态学报，2011，31（24）：7625-7631.

[27] 肖 烨，商丽娜，黄志刚，等.吉林东部山地沼泽湿地土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征[J].地理科学，2014，34（8）：994-1001.

[28] 王玉博，赵光影，臧淑英，等.小兴安岭不同类型沼泽湿地土壤碳氮分布特征[J].安徽农业科学，2017， 45（4）： 47-50，91.

[29] 石福臣，李瑞利，王绍强，等.三江平原典型湿地土壤剖面有机碳及全氮分布与积累特征[J].应用生态学报，2007，18（7）：1425-1431.

[30] 周文昌，崔丽娟，王义飞，等.若尔盖高原湿地不同微地貌区甲烷排放通量特征[J].植物生态学报，2016， 40（9）：902-911.

[31] 夏品华，孔祥量，喻理飞.草海湿地小流域土地利用与景观格局对氮、磷输出的影响[J].环境科学学报，2016， 36（8）：2983-2989.

[32] 赖建东，田 昆，郭雪莲，等.纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究[J].湿地科学，2014，12（1）：49-54.

[33] 王华静，宁龙梅，徐留兴，等.川西北高寒地区土壤有机碳含量垂直分布特征[J].土壤通报，2012，43（1）：76-80..

[34] 周 莉，李保国，周广胜.土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展[J].地球科学进展，2005，20（1）：99-105.

[35] 蔡倩倩，郭志华，胡启鹏，等.若尔盖高寒嵩草草甸湿地不同水分条件下土壤有机碳的垂直分布[J].林业科学，2013，49（3）：9-16.

[36] 李金芬，程积民，刘 伟，等.黄土高原云雾山草地土壤有机碳、全氮分布特征[J].草地学报，2010，18（5）： 661-668.

[37] 贡 璐，朱美玲，刘曾媛，等.塔里木盆地南缘典型绿洲土壤有机碳、无机碳与环境因子的相关性[J].环境科学，2016，37（4）：1516-1522.

[38] LI Y L，WANG L，ZHANG W Q，et al. Variability of soil carbon sequestration capability and microbial activity of different types of salt marsh soils at Chongming Dongtan[J].Ecological engineering，2010， 36（12）：1754-1760.

[39] 于君宝，陈小兵，孙志高，等.黄河三角洲新生滨海湿地土壤营养元素空间分布特征[J].环境科学学报，2010， 30（4）：855-861.

[40] 王继伟，赵成章，赵连春，等.内陆盐沼芦苇根系形态及生物量分配对土壤盐分因子的响应[J].生态学报，2018，38（13）：4843-4851.

[41] 苏永中，赵哈林.土壤有机碳储量、影响因素及其环境效应的研究进展[J].中国沙漠，2002，22（3）：220-228.

[42] 罗先香，敦 萌，闫 琴.黄河口湿地土壤磷素动态分布特征及影响因素[J].水土保持学报，2011，25（5）：154-160.

[43] 刘 伟，程积民，高 阳，等.黄土高原草地土壤有机碳分布及其影响因素[J].土壤学报，2012，49（1）：68-76.

[44] 孙惠兰，李卫红，杨余辉，等.伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布[J].地理科学，2012， 32（5）： 603-608

[45] 董洪芳，于君宝，孙志高，等.黄河口滨岸潮滩湿地植物-土壤系统有机碳空间分布特征[J].环境科学，2010， 31（6）：1594-1599.

[46] 廖小娟，何東进，王 韧，等.闽东滨海湿地土壤有机碳含量分布格局[J].湿地科学，2013，11（2）：192-197.

[47] 卜晓燕，米文宝，许 浩，等.宁夏平原不同类型湿地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量学特征[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2016，42（1）：107-118.

[48] 王维奇，仝 川，曾从盛.不同质地湿地土壤碳、氮、磷计量学及厌氧碳分解特征[J].中国环境科学，2010， 30（10）：1369-1374.

[49] 张珍明，林绍霞，张清海，等.不同土地利用方式下草海高原湿地土壤碳、氮、磷分布特征[J].水土保持学报， 2013，27（6）：199-204.

[50] TIAN H Q，CHEN G S，ZHANG C，et al. Pattern and variation of C：N：P ratios in Chinas soils： A synthesis of observational data[J].Biogeochemistry，2010，98：139-151.

[51] 张立华，陈小兵.盐碱地柽柳“盐岛”和“肥岛”效应及其碳氮磷生态化学计量学特征[J].应用生态学报，2015，26（3）：653-658.