1.2.3 土壤改良
1.2.3.1 对土壤水盐的影响
土壤水盐是土壤改良建设的基础，也是影响植物生长发育的重要因素之一。随着科学技术的进步和林业的发展，土壤水盐动态逐渐成为林业生态系统的重要研究内容。研究土壤水盐动态变化及其影响因素可以为植物创造最佳的生长环境，为综合治理盐碱地提供科学依据。
土壤的水盐动态变化规律是治理土壤盐碱化的理论基础，土壤水分和盐分两者之间关系紧密，土壤水盐动态是土壤水分和可溶性盐分在多种因素的综合作用下随空间分布和时间变化的一种复杂自然现象，是由土体内各种物理、化学和生物作用综合支配的结果。土壤盐分动态能够在一定程度上反映土壤盐渍化程度和分布状况，盐随水动，了解土壤水盐变异性与分布规律，对盐碱地土壤肥力改良等具有重要意义。
土壤水盐动态变化受气候条件影响，土壤水分和盐分在土壤垂直分布及动态变化上均会表现出明显的季节性及地域差异性。赵秀芳等（2010）研究表明，在苏北典型滩涂区，土壤盐分夏季呈下降趋势，秋冬盐分上升；付颖等（2015）研究表明，天津滨海盐碱地，土壤水盐动态表现为春秋较高，夏季土壤呈下降趋势；而何斌等（2013）研究表明，上海崇明岛滨海盐渍土含水量春季最高，秋季最低，含盐量夏高冬低。不同地区对土壤水盐的影响不同，研究海岸防护林的土壤水盐动态对于揭示该地区土壤含水量与盐分的动态变化有重大意义。
土壤水盐含量与植被类型密切相关。James等（2003）发现北美大平原地区天然草地、灌丛与森林土壤水分时间异质性存在显著差异，且草地土壤水分在时间上的变异系数明显高于森林。曹淑定（1983）研究结果表明，在生长多年的沙打旺（Astragalus adsurgens）草地，土壤水分含量随生长年限的增多有明显下降趋势。王根绪等（2003）研究表明，在高寒草地，植被覆盖度与土壤水分具有显著的相关关系，在0～20 cm土层内，土壤水分随植被覆盖度增加而增加。曹帮华等（2008）研究了滨海盐碱地刺槐混交林土壤水盐动态，不同月份间土壤含盐量随土壤深度增加而增加，且混交林含盐量低于纯林，树种间存在差异。Paijmans等（1986）对巴布亚新几内亚红树林土壤盐分进行了研究，发现红树林土壤的表层盐分从开垦地的0.9%下降到河口低潮地的0.1%左右，表明植被对土壤盐分有重要的影响作用。
1.2.3.2 对土壤微生物的影响
在森林生态系统中，土壤微生物在土壤能量流动中，参与土壤中大部分生物化学反应，土壤微生物生物量极易受气候、土壤和植被类型、根系活性差异和当地森林林间小气候影响等因素的干扰，但其中树种差异对土壤微生物生物量起着决定性作用。
森林土壤微生物作为生态系统的分解者，是土壤中最具活力的部分，促进土壤中枯落物的分解，是森林土壤生态过程中必不可少的生物因素。在森林土壤生态系统中，土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮是土壤碳素和氮素重要的储存库，其含量的多少及其变化是森林土壤肥力高低及其变化的重要依据之一。
受自然环境影响，土壤微生物生物量常常有明显的季节变化，其变化与气候、植被、土壤理化性质等密切相关。土壤微生物生物量季节动态既有夏低秋高型也有夏高秋低型，不同植被类型、土壤养分差异等土壤微生物生物量季节动态变化不同。Barbhuiya等（2004）在热带和亚热带土壤微生物研究中，由于根系对土壤养分的影响及降雨量、温度等差异，不同植被间季节动态规律不一致。王凤芹等（2015）在华北地区研究表明，10年生与43年生刺槐林土壤微生物生物量均表现为春夏高、秋冬低，而当地自然恢复植被及农田土壤微生物生物量春低秋高，季节动态因植被差异而不一致，表明土壤微生物量的动态变化与当地的植被生态系统和研究的气候类型密切相关。
土壤微生物生物量对环境变化极为敏感，气候、植被、根系活动、土壤理化性质等差异均会对土壤微生物造成影响，各微生物类群对环境因素的响应也各不相同。研究土壤微生物与土壤之间的关系能够正确反映和评价森林土壤微生物的特征。(https://www.daowen.com)
土壤盐分是影响土壤微生物生物量的一个显著因子。土壤盐分升高抑制植物根系生长，同时抑制和降低土壤微生物活动及土壤酶活性，导致土壤肥力水平下降。同时，土壤水分的增加可以通过影响植物生长改变植物根际环境和营养分配，以此影响土壤微生物的活动，改变土壤微生物生物量含量。邱甜甜等（2016）、牛小云等（2015）研究表明土壤微生物群落结构随植被年龄及发育阶段而改变，与植被枯落物密切相关。由于多种生态因子复杂的综合作用以及关键因子的主导地位不同，即使在同一气候条件、土壤类型下，同种植被不同林龄或是不同植被条件下土壤微生物生物量含量及动态也不尽相同。分析沿海防护林下土壤微生物生物量与植被、土壤养分的关系，可为沿海防护林的土壤改良提供重要的理论依据。
1.2.3.3 对土壤酶活性的影响
土壤酶促进土壤腐殖质分解和土壤有机质的转化，促进有机物矿化释放无机养分，在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中具有关键作用。目前，土壤酶活性对于土壤微生物和土壤理化性质的影响是国内外密切关注的研究方向。
土壤酶主要来源于土壤中微生物、植物根系及土壤中原生动物的分泌物，植物群落组成、微生物类群、温度、降雨及土壤养分的改变，都会造成土壤酶活性生态分布和季节性的动态变化。有研究表明，转化酵、蛋白酶、脲酶、碱性磷酸酶这四种水解酶活性的季节变化规律一般是从春季开始上升，夏季或秋季为最高，而冬天酶活性最低。秦永建等（2017）研究表明，土壤磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性在不同月份之间存在显著差异。过氧化氢酶活性在4月最高，磷酸酶、脲酶、转化酶、蛋白酶活性均在9—11月维持在较高水平，最大值出现在10月，多酚氧化酶活性在5—7月维持较高水平，峰值出现在6月。熊浩仲等（2004）在川西亚高山地区研究表明，不同植被土壤酶活性季节动态存在差异，冷杉林（Aies）土壤脲酶活性在10月最高，而白桦林（Betula platyphylla）脲酶活性峰值出现在4月，冷杉林与白桦林土壤蛋白酶活性均在7月维持较高水平。蔗糖酶活性季节动态则表现不同，冷杉林蔗糖酶活性在10月维持较高水平，白桦林峰值出现在7月，冷杉林多酚氧化酶活性7月达到最高值，白桦林多酚氧化酶活性则在4月维持较高水平。不同植被群落，土壤酶活性的季节规律不同。土壤酶活性季节的变化对沿海防护林的植被以及土壤中生物量的影响很大，土壤酶活性的变化也会有所不同。
植物与微生物等土壤生物活动均会直接或间接对土壤理化性质产生影响。土壤容重、水分、营养物质、pH等均会影响土壤酶活性。土壤水分过多或过少都会减少土壤中的酶活性，在一定范围内，土壤酶活性随土壤水分的增加而增大。土壤酶在很大程度上参与了土壤中化学反应，对土壤pH及营养物质的变化极为敏感。赵维娜等（2015）研究表明在天然常绿阔叶林中土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶与土壤pH呈显著负相关，pH的升高会显著抑制土壤酶活性，与土壤有机质、全氮、全磷等营养元素呈显著正相关。胡海波等（2002）研究表明，泥质海岸防护林土壤pH显著影响土壤脲酶活性与蛋白酶活性。赵海燕等（2015）研究表明，在秦岭地区华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）人工林林下土壤脲酶与土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾等呈显著正相关，而土壤pH显著影响土壤速效氮、速效磷含量，从而间接影响了土壤中的酶活性。岳庆玲等（2007）在黄土高原吴起县对农耕地、天然草地、人工草地、灌木林地和乔木林地五种不同土地利用方式下的土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶三种水解酶活性的研究中认为，人工种植乔木林下土壤水解酶活性最强，尤其表现在表层土壤。因而，研究沿海防护林对土壤酶活性与植被、土壤营养元素相关关系，能够明确沿海防护林中限制土壤酶活性的关键性因子，以便为土壤改良提供依据。
1.2.3.4 对土壤理化性质综合的影响
植物生长下的土壤水、盐与土壤肥力是一个复杂的系统，土壤水分、盐分及土壤肥力三者之间相互影响，植物—土壤水盐—土壤肥力三者之间的关系密切，了解不同植被下盐碱度土壤微生物群落组成、土壤酶活性及土壤理化性质的变化规律是盐碱地改良效果的基础。植被在一定程度上能够改变土壤生态系统的特性，并能影响土壤酶活性和土壤微生物数量。土壤中的水分和盐分是影响植物生长的两个相互作用的变量，对于盐碱地来说，植被与水分、盐分、土壤肥力三者之间的关系很难割裂开来。He B等（2014）和Q Zhang等（2015）研究表明土壤盐量较高，盐分会导致植物缺水，持水性及透水性变差，同时抑制土壤酶活性，影响土壤微生物的活动和有机质的转化，导致土壤肥力水平下降。S Liu等（2016）研究指出，随着土壤盐度逐渐降低，土壤微生物种类将会增加，而土壤盐分的增大会导致土壤溶液渗透压增大，引起土壤水势下降，导致植物根系吸水困难，从而形成植物生理干旱；同时，盐分的升高还会影响土壤的某些理化性质，影响植物对营养元素的吸收，抑制植物生长，导致土壤植被的死亡。
在自然条件下，植被类型往往与土壤盐渍化程度密切相关，它们之间互为因果，相互影响和制约。Qadir等（2001）研究发现地表植被在降低土壤蒸发的同时，根系活动还可以激活土壤中的CaCO3并加速其溶解，改善土壤的理化性质并加速脱盐。韩晓日等（1996）、赵维娜等（2015）研究发现，微生物量氮含量的大小能够反映土壤供氮水平的高低，而微生物量氮的季节变化与土壤、温度、水、盐密切相关，水盐动态变化直接影响微生物量氮的变化。陈莉莉等（2014）研究表明植被的枯枝落叶有助于土壤表层积累更多的有机质、养分和水分，土壤结构疏松，为微生物活动提供了良好的营养和通气条件，促进土壤酶活性的提高。杨瑞等（2008）研究表明植被能降低盐碱地地表水分蒸发，减少地表径流，改善土壤结构，增强降雨的入渗淋溶作用，改变土壤中水分和盐分的分布状况，抑制土壤次生盐渍化的产生。杨劲松等（2007）研究了黄河三角洲海涂区不同植被类型下土壤盐渍剖面的分布特征，贾磊等（2004）研究了西北内陆盐渍区植被与盐渍土壤改良之间的关系。但关于沿海防护林盐碱地生态修复后形成的不同人工防护林类型与土壤水分、盐分及土壤肥力的关系研究较少，土壤水盐动态变化会受到气候、植被等多个因素的影响。因此，研究自然状态下沿海防护林的土壤水分、盐分及肥力三者间的综合影响具有很重要的实际意义。
1.2.3.5 对土壤枯落物的影响
枯落物是森林生态系统进行物质和能量循环流动的一种途径，是保持森林较高生产力和稳定性的重要组成部分。森林枯落物层的持水性能通常用拦截量、拦截速率、持水量、持水率、吸水量、吸水速率等指标来衡量。枯落物的生态功能可体现于其蓄水保水能力和保土防蚀作用等方面。枯落物具有防止雨滴降落直接击打表层土壤、改善林地表层土壤理化性质、增强土壤的抗冲击能力、抑制土壤水分蒸发、阻拦延缓地表径流、补给营养元素、降解释放能量、拦蓄渗透降水等作用。
