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摘要 采用离子色谱分析和原子分光光度计的方法，测出黑龙江省5个样点6～10月土壤和芦苇（Phragmites communis）中的Cl-、NO-3、SO2-4、K+、Na+、Mg2+、Ca2+含量，初步分析黑龙江省芦苇-土壤系统中Cl-、NO-3、SO2-4、K+、Na+、Mg2+、Ca2+空间变异规律。结果表明，芦苇中阴阳离子含量普遍高于土壤。土壤中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性，都表现为大庆离子含量显著高于其他样点。Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江含量相对较高，同江和大庆含量相对较低。芦苇中阴阳离子在同江含量最低，可能与气候条件有关。
关键词 黑龙江省；植土系统；阴阳离子；时空变异
中图分类号 S158.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-092-06
Abstract This paper got the contents of the chloride（Cl-）， nitrate（NO-3），sulfate（SO2-4）， potassium（K+）， sodium（Na+）， magnesium（Mg2+）， calcium（Ca2+） in soil and Phragmites communis by ion chromatography and elemental analysis of 5 sampling sites in Heilongjiang Province， from June to October in 2011. The objective of this
study was to analyze spatial and temporal variation characteristics of chloride（Cl-）， nitrate（NO-3）， sulfate（SO2-4）， potassium（K+）， sodium（Na+）， magnesium（Mg2+）， calcium（Ca2+） in Phragmites communissoil ecosystem in Heilongjiang Province. The main results were drawn as following： The average contents of chloride， nitrate， sulfate， potassium， sodium， magnesium， calcium in Phragmites communis were higher than in soil. The spatial variation of chloride， potassium， sodium in soil were homogeneous， Daqing reached the highest content during this three kinds of anions. The spatial variation of magnesium and calcium were homogeneous， Mudanjiang reached the highest content during this two kinds of anions. Tongjiang and Daqing reached the lowest content. The spatial variation of chloride， nitrate， sulfate， potassium， sodium， magnesium， calcium in Phragmites communis were lowest in Tongjiang. The influence factor maybe the climatic.
Key words Heilongjiang Province； Phragmites communissoil system； Cation and anion； Spatial and temporal variation
植物中的陰阳离子对植物生长发育至关重要。植物SO2-4对植物蛋白质的合成、酶的活性、叶绿素的形成等具有重要影响[1]。Cl-可以参加光合作用，维持细胞内的电荷平衡，增强植物抗病性等[2]。NO-3对植物生长发育至关重要，是植物体内核酸、蛋白质、酶等物质的主要组成成分，也是植物吸收氮的主要形式之一[3]。Mg2+不仅作为叶绿素的成分，而且参与光合磷酸化和磷酸化作用。K+作为植物体内多种酶的活化剂，能够促进作物光合作用的进行[4]。Na+在叶肉叶绿体的原初反应中CO2受体PEP羧化酶的再生中起关键性的作用。在缺少Na+的生境中，其正常的光合作用受到干扰，光合产物减少，从而影响盐生植物正常的生长发育。Ca2+是植物必需的一种矿质营养元素，对维持细胞壁、细胞膜以及膜结合蛋白的稳定性，调节无机离子运输，且作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联外信号，调控多种酶活性等都具有重要的作用[5]。
植物中的阴阳离子主要来自于对土壤中可溶性离子的吸收。土壤中离子含量可影响植物体内离子的含量。土壤中的阴阳离子可促进植物的生长，但过量的离子含量会产生盐渍化。黑龙江省属于北温带半湿润大陆季风性气候，降水集中，夏季降水占全年降水量的70%～80%，春季少雨多风，十年九春早，使得春季蒸降比远大于年均蒸降比。由于干燥度较大，土壤水的毛管上升运动超过重力下行水流的运动，土壤、地下水中的可溶盐类随上升水流蒸发、浓缩，不断累积于地表，因此特殊的自然条件决定该地区盐碱化十分严重[6] 。
该地区盐碱化程度的不断加剧会造成大片粮田产量的下降和植被生态系统的退化，因此该地区生态恢复和环境建设尤为重要。研究表明，在盐碱土中可溶性盐分的阳离子主要包括K+、Na+、Mg2+、Ca2+等，阴离子主要包括Cl-、SO2-4、NO-3等[7]。笔者通过对黑龙江省5个采样点（自北向南依次为同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江）土壤和芦苇中的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO2-4、NO-3等离子的时空变化特征分析，探讨土植系统中阴阳离子与pH、电导率的关系，为东北地区盐渍化土壤的植被恢复和环境建设提供基础数据。 1 材料与方法
1.1 研究区概况
黑龙江省跨121°11′～135°5′ E，43°25′～53°23′ N。该区为温带大陆性气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春秋季节多大风，气候相对干燥。该区山地包括西北部的大兴安岭、东北部的小兴安岭、东南部的东部山地，呈簸箕状向南开口。三面环山，中间为平原地形，自北向南分别为三江平原和松嫩平原。该区河流主要包括黑龙江、松花江、乌苏里江，大部分河流为黑龙江流域。该省内有较大面积的森林土壤、草原土壤和森林草原土壤，均属于地带性土壤[8]。
1.2 试验方法与设计
样品采集选自低洼地区的芦苇样地，来自黑龙江省的5个地区（自北向南依次为同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江）。采样点分布图见图1。试验从2011年6月开始， 2011年 10月结束。土壤样品和植被样品的采集均在6～10月每月15日进行。
1.3 数据采集
1.3.1 样品采集。
分别从黑龙江地区5个不同生境条件下采集植物样品和土壤样品，其中土壤样品的采集分别来自于0～10、10～20 cm的上下两层。土壤样品共计150个，植物样品共计75个。样品采集后称重，自然风干，保存。
1.3.2 样品前处理。
对土壤样品进行研磨，过20目筛，按水土比例5∶1配制土壤溶液，振荡3 min，静置20 min，过滤，按9 000 r/min高速离心15 min，取上清液。植物样品经粉碎机研磨后，按1/20配制溶液，100 ℃水浴2 h，取上清液。
1.3.3 离子浓度的测定。
土壤和植物阴离子Cl-、SO2-4、NO-3的测定用美国戴安公司DX300型离子色谱仪（AS4ASC阴离子色谱柱，CDMII电导检测器，淋洗液碳酸钠/碳酸氢钠溶液1.7/1.8 mol/L，流速2.0 ml/min）。土壤和植物阳离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+的测定用北京普析通用有限公司 Super 990F型原子吸收分光光度计。
2 结果与分析
2.1 黑龙江省土壤-芦苇阴阳离子含量 由表1可知，在土壤Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+含量较高，均大于100 mg/kg，而Mg2+和Ca2+含量相对较低，均小于100 mg/kg。这可能表明在黑龙江省土壤盐渍化过程中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+为主要盐渍化离子。芦苇阴阳离子中Cl-、SO2-4和K+离子含量相对较高，NO-3 、Na+ 和Mg2+次之，Ca2+离子含量最低。黑龙江地区芦苇中阴阳离子的含量普遍高于土壤，其中芦苇中K+、Cl-、SO2-4、Mg2+含量是土壤的10倍之多。
2.2 黑龙江省土壤阴阳离子的时空变异
2.2.1 黑龙江省土壤阴阳离子的空间变异。由图2可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，哈尔滨和大庆土壤SO2-4含量表现为明显的波峰，表明这2个样点土壤SO2-4含量相对较高，而其他地区土壤SO2-4含量相对较低。
由图3可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤Cl-含量表现为明显的波峰，表明大庆土壤Cl-含量相对较高，而其他地区土壤Cl-含量相对较低。
由图4可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆和同江土壤NO-3含量表现为明显的波谷，表明大庆和同江土壤NO-3含量相对较低，而其他地区土壤NO-3含量相对较高。
由图5可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆和同江土壤Ca2+含量表现为明显的波谷，牡丹江表现为明显的波峰，表明大庆和同江土壤Ca2+含量相对较低，而牡丹江土壤Ca2+含量相对较高。
由图6可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，牡丹江土壤Mg2+含量表现为明显的波峰，同江和大庆表现为明显的波谷，表明牡丹江土壤Mg2+含量相对较高，同江和大庆土壤Mg2+含量相对较低。
由图7可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤Na+含量表现为明显的波峰，表明大慶土壤Na+含量相对较高，其他样点土壤Na+含量相对较低。
由图8可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤K+含量表现为明显的波峰，表明大庆土壤K+含量相对较高，其他样点壤K+含量相对较低。
由此可知，黑龙江地区土壤阴阳离子的空间分布具有规律性，其中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性，都表现为大庆离子含量在0.05水平显著高于其他样点。而Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江含量相对较高，同江和大庆含量相对较低。这可能是因为土壤中阴阳离子主要来源于母质，并且受气候、地质地貌和水文状况的影响[9]。由于K+和Na+水合半径相似，且均是正一价离子，Mg2+和Ca2+水合半径相似，且均是正二价离子[10]， 所以K+和Na+空间分布具有相似性，Mg2+和Ca2+空间分布具有相似性。
2.2.2 黑龙江省土壤阴阳离子的时间变异。
通过对黑龙江省不同采样点阴阳离子变差系数分析，探讨土壤阴阳离子在时间上的变化规律。每月的变差系数代表土壤阴阳离子在空间上的变化程度。变差系数随时间的变化显示土壤阴阳离子随时间的变化程度。
由图9可知，在6～10月，Cl-、SO2-4和Mg2+ 表现出相同的变化趋势，曲线在6月和8月两个月表现为峰值，表明这两个月土壤离子含量空间差异大，而其他月份空间差异小；Ca2+和NO-3的变差系数在6～10月变化不大，表明土壤中这两种离子空间差异6～10月变化不大；K+和Na+的变差系数表现为在6、7月较大，表明这两种离子在6、7月空间差异较大，在8～10月逐渐变小。 2.3 黑龙江省芦苇阴阳离子的时空变异
2.3.1 黑龙江省芦苇阴阳离子的空间变异。
由图10可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江在芦苇SO2-4含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中SO2-4含量相对较低，而其他地区芦苇SO2-4含量相对较高。
由图11可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Cl-含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中Cl-含量相对较低，而其他地区芦苇Cl-含量相对较高，且8～10月芦苇中Cl-含量空间分布具有相似性。
由图12可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇NO-3含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中NO-3含量相对较低，而其他地区芦苇NO-3含量相对较高。
由图13可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Ca2+含量表现为明显的波谷，表明大庆同江芦苇Ca2+含量相对较低。6、10月芦苇Ca2+含量空间分布具有相似性，均表现为哈尔滨芦苇Ca2+含量高于其他采样点，7月和9月芦苇Ca2+含量空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江和北安芦苇Ca2+含量高于其他采样点。
由图14可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆芦苇Na+含量表现为明显的波峰，表明大庆芦苇Na+含量相对较高，其他样点芦苇Na+含量相对较低。这与黑龙江省土壤Na+空间分布趋势相同。
由图15可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇K+含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇K+含量相对较低，其他样点芦苇K+含量相对较高。6、7月芦苇K+含量空间分布具有相似性，均表现为牡丹江芦苇K+含量相对较高，北安和同江含量较低。9、10月芦苇K+含量空间分布也具有相似性，均表现为哈尔滨和北安芦苇K+含量相对较高，其他样点含量较低。
由图16可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Mg2+含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇Mg2+含量相对较低，其他采样点相对较高。
在黑龙江省6～10月不同采样点芦苇阴阳离子的空间分布中，同江的Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子含量均低于其他采样点，而同江和土壤阴阳离子含量平均值也低于其他样点。这可能是由于同江纬度较高，气温相对较其他样点低，土壤风化程度差，土壤离子含量低。又因为温度低，芦苇生长状况差，对离子吸收性差，芦苇中离子浓度也低。
2.3.2 黑龙江省芦苇阴阳离子的时间变异。每月的变差系数代表芦苇阴阳离子在空间上的变化程度。变差系数随时间的变化显示芦苇阴阳离子随时间的变化程度。
由图17可知，在6～10月，Ca2+和Mg2+ 表现出相同的变化趋势，变差系数曲线呈“W”型，表明Ca2+和Mg2+在6、8和10月这3个月芦苇离子含量空间差异大，而其他月份空间差异小。Cl-、K+和SO2-4变差系数从6～10月逐渐变大，表明芦苇Cl-、K+和SO2-4含量空间
差异6～10月逐渐变大。NO-3变差系数8月最大，表明8月芦苇NO-3的含量空间差异最大。
Na+变差系数10月最大，表明10月芦苇Na+的含量空间差异最大。
2.4 黑龙江省土壤-芦苇系统中阴阳离子的关系 由表2可知，黑龙江省土壤Mg2+和土壤SO2-4呈0.05水平上的显著正相关。这表明在黑龙江省土壤中Mg2+和SO2-4可能是主要的结合方式。土壤Mg2+和土壤Ca2+呈0.05水平上的显著正相关。这可能是因为Mg2+和Ca2+均是正二价离子，所以在土壤中分布具有相似性。
芦苇Cl-和土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，芦苇NO-3和土壤NO-3呈0.05水平上显著正相关；芦苇Ca2+和土壤K+呈0.05水平上显著正相关，和芦苇NO-3呈0.05水平上显著正相关；芦苇Na+和土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Cl-呈0.01水平上极显著正相关；芦苇Mg2+和芦苇NO-3呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Ca2+呈0.01水平上极显著正相关；芦苇K+、土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Cl-呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Na+呈0.01水平上极显著正相关。
3 结论
（1）在黑龙江省土壤Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+离子含量较高，Mg2+和Ca2+离子含量相对较低。芦苇中Cl-、SO2-4和K+离子含量相对较高，NO-3 、Na+ 和Mg2+次之，Ca2+离子含量最低。芦苇中阴阳离子含量普遍高于土壤。
（2）黑龙江地区土壤中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性，都表现为大庆离子含量顯著高于其他样点。Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江含量相对较高，同江和大庆含量相对较低。芦苇中阴阳离子在同江含量最低，可能与气候条件有关。
参考文献
[1] 林舜华，黄银晓，蒋高明，等.海河流域植物硫素含量特征的研究[J].生态学报，1999，23（3）：235-242.
[2] 孙慧敏.农田土壤氯离子累积与迁移机理[D].杨凌：西北农林科技大学，2004.
[3] 李静，张冰玉，苏晓华，等.植物中的铵根及硝酸根转运蛋白研究进展[J].南京林业大学学报，2012，36（4）：133-139.
[4] 王新兵.硅钾镁对寒地水稻生育和产量的影响[D].大庆： 黑龙江八一农垦大学，2009.
[5] 何龙飞，沈振国，刘友良.铝胁迫下钙对小麦液泡膜功能和膜脂组成的影响[J].南京农业大学学报，2000，23（1）：10-13.
[6] 王春裕，王汝镛，张素君，等.东北苏打盐溃土的性质与改良[J].土壤通报，1987（2）：57-59.
[7] TANGJI K K.Agricultural salinity assessment and management [M].New York：American Society of Civil Engineers，1990：1-112.
[8] 周琳.东北气候[M].北京：气象出版社，1991.
[9] 姜岩.盐碱地土壤改良[M].长春：吉林人民出版社，1978：1-9.
[10] BLUMVALD D E.Sodium transportand salttolerance inplants [J].Currentopinionin Cell Biology，2000，12：431-434.
关键词 黑龙江省；植土系统；阴阳离子；时空变异
中图分类号 S158.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-092-06
Abstract This paper got the contents of the chloride（Cl-）， nitrate（NO-3），sulfate（SO2-4）， potassium（K+）， sodium（Na+）， magnesium（Mg2+）， calcium（Ca2+） in soil and Phragmites communis by ion chromatography and elemental analysis of 5 sampling sites in Heilongjiang Province， from June to October in 2011. The objective of this
study was to analyze spatial and temporal variation characteristics of chloride（Cl-）， nitrate（NO-3）， sulfate（SO2-4）， potassium（K+）， sodium（Na+）， magnesium（Mg2+）， calcium（Ca2+） in Phragmites communissoil ecosystem in Heilongjiang Province. The main results were drawn as following： The average contents of chloride， nitrate， sulfate， potassium， sodium， magnesium， calcium in Phragmites communis were higher than in soil. The spatial variation of chloride， potassium， sodium in soil were homogeneous， Daqing reached the highest content during this three kinds of anions. The spatial variation of magnesium and calcium were homogeneous， Mudanjiang reached the highest content during this two kinds of anions. Tongjiang and Daqing reached the lowest content. The spatial variation of chloride， nitrate， sulfate， potassium， sodium， magnesium， calcium in Phragmites communis were lowest in Tongjiang. The influence factor maybe the climatic.
Key words Heilongjiang Province； Phragmites communissoil system； Cation and anion； Spatial and temporal variation
植物中的陰阳离子对植物生长发育至关重要。植物SO2-4对植物蛋白质的合成、酶的活性、叶绿素的形成等具有重要影响[1]。Cl-可以参加光合作用，维持细胞内的电荷平衡，增强植物抗病性等[2]。NO-3对植物生长发育至关重要，是植物体内核酸、蛋白质、酶等物质的主要组成成分，也是植物吸收氮的主要形式之一[3]。Mg2+不仅作为叶绿素的成分，而且参与光合磷酸化和磷酸化作用。K+作为植物体内多种酶的活化剂，能够促进作物光合作用的进行[4]。Na+在叶肉叶绿体的原初反应中CO2受体PEP羧化酶的再生中起关键性的作用。在缺少Na+的生境中，其正常的光合作用受到干扰，光合产物减少，从而影响盐生植物正常的生长发育。Ca2+是植物必需的一种矿质营养元素，对维持细胞壁、细胞膜以及膜结合蛋白的稳定性，调节无机离子运输，且作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联外信号，调控多种酶活性等都具有重要的作用[5]。
植物中的阴阳离子主要来自于对土壤中可溶性离子的吸收。土壤中离子含量可影响植物体内离子的含量。土壤中的阴阳离子可促进植物的生长，但过量的离子含量会产生盐渍化。黑龙江省属于北温带半湿润大陆季风性气候，降水集中，夏季降水占全年降水量的70%～80%，春季少雨多风，十年九春早，使得春季蒸降比远大于年均蒸降比。由于干燥度较大，土壤水的毛管上升运动超过重力下行水流的运动，土壤、地下水中的可溶盐类随上升水流蒸发、浓缩，不断累积于地表，因此特殊的自然条件决定该地区盐碱化十分严重[6] 。
该地区盐碱化程度的不断加剧会造成大片粮田产量的下降和植被生态系统的退化，因此该地区生态恢复和环境建设尤为重要。研究表明，在盐碱土中可溶性盐分的阳离子主要包括K+、Na+、Mg2+、Ca2+等，阴离子主要包括Cl-、SO2-4、NO-3等[7]。笔者通过对黑龙江省5个采样点（自北向南依次为同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江）土壤和芦苇中的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO2-4、NO-3等离子的时空变化特征分析，探讨土植系统中阴阳离子与pH、电导率的关系，为东北地区盐渍化土壤的植被恢复和环境建设提供基础数据。 1 材料与方法
1.1 研究区概况
黑龙江省跨121°11′～135°5′ E，43°25′～53°23′ N。该区为温带大陆性气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春秋季节多大风，气候相对干燥。该区山地包括西北部的大兴安岭、东北部的小兴安岭、东南部的东部山地，呈簸箕状向南开口。三面环山，中间为平原地形，自北向南分别为三江平原和松嫩平原。该区河流主要包括黑龙江、松花江、乌苏里江，大部分河流为黑龙江流域。该省内有较大面积的森林土壤、草原土壤和森林草原土壤，均属于地带性土壤[8]。
1.2 试验方法与设计
样品采集选自低洼地区的芦苇样地，来自黑龙江省的5个地区（自北向南依次为同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江）。采样点分布图见图1。试验从2011年6月开始， 2011年 10月结束。土壤样品和植被样品的采集均在6～10月每月15日进行。
1.3 数据采集
1.3.1 样品采集。
分别从黑龙江地区5个不同生境条件下采集植物样品和土壤样品，其中土壤样品的采集分别来自于0～10、10～20 cm的上下两层。土壤样品共计150个，植物样品共计75个。样品采集后称重，自然风干，保存。
1.3.2 样品前处理。
对土壤样品进行研磨，过20目筛，按水土比例5∶1配制土壤溶液，振荡3 min，静置20 min，过滤，按9 000 r/min高速离心15 min，取上清液。植物样品经粉碎机研磨后，按1/20配制溶液，100 ℃水浴2 h，取上清液。
1.3.3 离子浓度的测定。
土壤和植物阴离子Cl-、SO2-4、NO-3的测定用美国戴安公司DX300型离子色谱仪（AS4ASC阴离子色谱柱，CDMII电导检测器，淋洗液碳酸钠/碳酸氢钠溶液1.7/1.8 mol/L，流速2.0 ml/min）。土壤和植物阳离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+的测定用北京普析通用有限公司 Super 990F型原子吸收分光光度计。
2 结果与分析
2.1 黑龙江省土壤-芦苇阴阳离子含量 由表1可知，在土壤Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+含量较高，均大于100 mg/kg，而Mg2+和Ca2+含量相对较低，均小于100 mg/kg。这可能表明在黑龙江省土壤盐渍化过程中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+为主要盐渍化离子。芦苇阴阳离子中Cl-、SO2-4和K+离子含量相对较高，NO-3 、Na+ 和Mg2+次之，Ca2+离子含量最低。黑龙江地区芦苇中阴阳离子的含量普遍高于土壤，其中芦苇中K+、Cl-、SO2-4、Mg2+含量是土壤的10倍之多。
2.2 黑龙江省土壤阴阳离子的时空变异
2.2.1 黑龙江省土壤阴阳离子的空间变异。由图2可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，哈尔滨和大庆土壤SO2-4含量表现为明显的波峰，表明这2个样点土壤SO2-4含量相对较高，而其他地区土壤SO2-4含量相对较低。
由图3可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤Cl-含量表现为明显的波峰，表明大庆土壤Cl-含量相对较高，而其他地区土壤Cl-含量相对较低。
由图4可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆和同江土壤NO-3含量表现为明显的波谷，表明大庆和同江土壤NO-3含量相对较低，而其他地区土壤NO-3含量相对较高。
由图5可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆和同江土壤Ca2+含量表现为明显的波谷，牡丹江表现为明显的波峰，表明大庆和同江土壤Ca2+含量相对较低，而牡丹江土壤Ca2+含量相对较高。
由图6可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，牡丹江土壤Mg2+含量表现为明显的波峰，同江和大庆表现为明显的波谷，表明牡丹江土壤Mg2+含量相对较高，同江和大庆土壤Mg2+含量相对较低。
由图7可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤Na+含量表现为明显的波峰，表明大慶土壤Na+含量相对较高，其他样点土壤Na+含量相对较低。
由图8可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆土壤K+含量表现为明显的波峰，表明大庆土壤K+含量相对较高，其他样点壤K+含量相对较低。
由此可知，黑龙江地区土壤阴阳离子的空间分布具有规律性，其中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性，都表现为大庆离子含量在0.05水平显著高于其他样点。而Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江含量相对较高，同江和大庆含量相对较低。这可能是因为土壤中阴阳离子主要来源于母质，并且受气候、地质地貌和水文状况的影响[9]。由于K+和Na+水合半径相似，且均是正一价离子，Mg2+和Ca2+水合半径相似，且均是正二价离子[10]， 所以K+和Na+空间分布具有相似性，Mg2+和Ca2+空间分布具有相似性。
2.2.2 黑龙江省土壤阴阳离子的时间变异。
通过对黑龙江省不同采样点阴阳离子变差系数分析，探讨土壤阴阳离子在时间上的变化规律。每月的变差系数代表土壤阴阳离子在空间上的变化程度。变差系数随时间的变化显示土壤阴阳离子随时间的变化程度。
由图9可知，在6～10月，Cl-、SO2-4和Mg2+ 表现出相同的变化趋势，曲线在6月和8月两个月表现为峰值，表明这两个月土壤离子含量空间差异大，而其他月份空间差异小；Ca2+和NO-3的变差系数在6～10月变化不大，表明土壤中这两种离子空间差异6～10月变化不大；K+和Na+的变差系数表现为在6、7月较大，表明这两种离子在6、7月空间差异较大，在8～10月逐渐变小。 2.3 黑龙江省芦苇阴阳离子的时空变异
2.3.1 黑龙江省芦苇阴阳离子的空间变异。
由图10可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江在芦苇SO2-4含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中SO2-4含量相对较低，而其他地区芦苇SO2-4含量相对较高。
由图11可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Cl-含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中Cl-含量相对较低，而其他地区芦苇Cl-含量相对较高，且8～10月芦苇中Cl-含量空间分布具有相似性。
由图12可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇NO-3含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇中NO-3含量相对较低，而其他地区芦苇NO-3含量相对较高。
由图13可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Ca2+含量表现为明显的波谷，表明大庆同江芦苇Ca2+含量相对较低。6、10月芦苇Ca2+含量空间分布具有相似性，均表现为哈尔滨芦苇Ca2+含量高于其他采样点，7月和9月芦苇Ca2+含量空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江和北安芦苇Ca2+含量高于其他采样点。
由图14可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，大庆芦苇Na+含量表现为明显的波峰，表明大庆芦苇Na+含量相对较高，其他样点芦苇Na+含量相对较低。这与黑龙江省土壤Na+空间分布趋势相同。
由图15可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇K+含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇K+含量相对较低，其他样点芦苇K+含量相对较高。6、7月芦苇K+含量空间分布具有相似性，均表现为牡丹江芦苇K+含量相对较高，北安和同江含量较低。9、10月芦苇K+含量空间分布也具有相似性，均表现为哈尔滨和北安芦苇K+含量相对较高，其他样点含量较低。
由图16可知，6～10月，在同江、北安、大庆、哈尔滨、牡丹江5个样点中，同江芦苇Mg2+含量表现为明显的波谷，表明同江芦苇Mg2+含量相对较低，其他采样点相对较高。
在黑龙江省6～10月不同采样点芦苇阴阳离子的空间分布中，同江的Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子含量均低于其他采样点，而同江和土壤阴阳离子含量平均值也低于其他样点。这可能是由于同江纬度较高，气温相对较其他样点低，土壤风化程度差，土壤离子含量低。又因为温度低，芦苇生长状况差，对离子吸收性差，芦苇中离子浓度也低。
2.3.2 黑龙江省芦苇阴阳离子的时间变异。每月的变差系数代表芦苇阴阳离子在空间上的变化程度。变差系数随时间的变化显示芦苇阴阳离子随时间的变化程度。
由图17可知，在6～10月，Ca2+和Mg2+ 表现出相同的变化趋势，变差系数曲线呈“W”型，表明Ca2+和Mg2+在6、8和10月这3个月芦苇离子含量空间差异大，而其他月份空间差异小。Cl-、K+和SO2-4变差系数从6～10月逐渐变大，表明芦苇Cl-、K+和SO2-4含量空间
差异6～10月逐渐变大。NO-3变差系数8月最大，表明8月芦苇NO-3的含量空间差异最大。
Na+变差系数10月最大，表明10月芦苇Na+的含量空间差异最大。
2.4 黑龙江省土壤-芦苇系统中阴阳离子的关系 由表2可知，黑龙江省土壤Mg2+和土壤SO2-4呈0.05水平上的显著正相关。这表明在黑龙江省土壤中Mg2+和SO2-4可能是主要的结合方式。土壤Mg2+和土壤Ca2+呈0.05水平上的显著正相关。这可能是因为Mg2+和Ca2+均是正二价离子，所以在土壤中分布具有相似性。
芦苇Cl-和土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，芦苇NO-3和土壤NO-3呈0.05水平上显著正相关；芦苇Ca2+和土壤K+呈0.05水平上显著正相关，和芦苇NO-3呈0.05水平上显著正相关；芦苇Na+和土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Cl-呈0.01水平上极显著正相关；芦苇Mg2+和芦苇NO-3呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Ca2+呈0.01水平上极显著正相关；芦苇K+、土壤Na+呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Cl-呈0.01水平上极显著正相关，和芦苇Na+呈0.01水平上极显著正相关。
3 结论
（1）在黑龙江省土壤Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 7种离子中，Cl-、SO2-4、NO-3、K+和Na+离子含量较高，Mg2+和Ca2+离子含量相对较低。芦苇中Cl-、SO2-4和K+离子含量相对较高，NO-3 、Na+ 和Mg2+次之，Ca2+离子含量最低。芦苇中阴阳离子含量普遍高于土壤。
（2）黑龙江地区土壤中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性，都表现为大庆离子含量顯著高于其他样点。Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性，均表现为牡丹江含量相对较高，同江和大庆含量相对较低。芦苇中阴阳离子在同江含量最低，可能与气候条件有关。
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