崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg^-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg^-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg^-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm², 优势群落面积120 hm², 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。     

崇明东滩湿地不同盐沼植物群落土壤碳储量分布

海岸带盐沼植被的高生产力对湿地土壤碳库的形成具有重要意义.本文研究了长江口崇明东滩湿地3种主要盐沼植物(芦苇、互花米草和海三棱藨草)群落生物量差异、土壤碳储量时空动态和垂向分布特征.结果表明： 湿地盐沼植被总生物量表现为互花米草群落(5750.7 g·m^-2)>芦苇群落(4655.1 g·m^-2)>海三棱藨草群落(812.7 g·m^-2),且地上生物量在夏、秋季最高,地下生物量在冬季最高.湿地土壤碳储量(0～50 cm)在春季最低,随后逐渐增加,至冬季达到最大值.土壤碳储量年增量从高潮滩向低潮滩递减,表现为芦苇群落(711.8 g·m^-2)>互花米草群落(646.2 g·m^-2)>海三棱藨草群落(185.3 g·m^-2)>光滩(65.6 g·m^-2).光滩土壤碳储量在25～30 cm处最高,海三棱藨草、互花米草和芦苇群落土壤碳储量分别在10～15、30～35和30～40 cm处达到最大值,且不同群落土壤碳储量与植被地下生物量具有显著的线性关系.     

盐度及种间相互作用对海三棱藨草、互花米草萌发及生长的影响

盐度和种间作用是影响湿地植物群落构建的关键因子。然而,已有研究主要集中于植物成体阶段,我们对生活史早期更新阶段的种间相互作用了解十分有限。崇明东滩国家级自然保护区是位于长江口的重要湿地,外来入侵植物互花米草对优势土著物种海三棱藨草的竞争排斥对当地生态系统造成了严重的负面影响。通过受控实验探讨了盐度及种间作用对海三棱藨草和互花米草种子萌发及生长的影响,以深入了解更新过程在盐沼湿地植物群落构建中的作用。结果表明,在培养皿中盐度对海三棱藨草的萌发有显著抑制作用,互花米草的萌发率受盐度影响不显著但萌发进程被延迟。混种处理对两者的萌发存在一定促进效应,且其作用强度受到盐度的调控。海三棱藨草与互花米草种子在萌发阶段的相互促进并非是通过化感作用实现的,可能是由于萌发过程对盐分的吸收减弱了盐胁迫的影响。盆栽条件下,两物种混种时的萌发及生长表现（高度、地上生物量）较单种时有所下降,但差异不显著。种间竞争受环境胁迫程度及生活史阶段的影响,竞争作用在胁迫较弱的淡水环境及生活史后期更强。盐沼湿地植物群落在形成早期受到盐度等环境因子的影响较大,不同植物对盐胁迫的响应是影响种群建成的主导因素,后期种间竞争的重要性不断增加,最终决定了植物群落的整体格局。     

互花米草与海三棱藨草的生长特征和相对竞争能力

外来物种互花米草(Spartinaalterniflora)已对我国特有种海三棱藨草 (Scirpusmariqueter)发生了竞争取代。作者通过在长江口崇明东滩湿地取样和盆栽竞争实验,比较了二者的主要生长特征和种间相对竞争能力。结果表明:无论是先锋种群还是成熟种群,互花米草的高度、盖度、地上生物量、地下生物量和平均每花序种子数都显著大于海三棱藨草;海三棱藨草的密度和单位面积结实枝条数显著大于互花米草。两种植物成熟种群的单位面积种子产量和种子的萌发率没有显著差异。种内竞争和种间竞争显著降低了两种植物的平均每株产生的无性小株数、结实株数、地上生物量和地下球茎数(海三棱藨草产生球茎),互花米草的种间竞争能力 (相对邻里效应指数 )显著大于海三棱藨草。互花米草在生长上的优势可能导致其在种间竞争上的优势,从而使互花米草能够在海三棱藨草群落中成功入侵。     

崇明东滩鸟类栖息地优化区海三棱藨草野外恢复实践

中国滨海盐沼湿地受损严重，人工修复策略已成为保护滨海生境的主要措施之一。本研究探讨了在长江口上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区，互花米草控制和鸟类栖息地优化工程项目内空白生境的本土盐沼植物高效恢复技术。通过野外小试和中试试验，分析了长江口盐沼湿地建群种海三棱藨草恢复过程中繁殖体种类和移植方式对恢复效率的影响，并评估了不同恢复策略的恢复成本和效率。结果表明：1)海三棱藨草球茎苗耐淹性较强，适用于环境异质性较高的优化区；2)在4种恢复海三棱藨草群落的处理中，最经济高效的处理为无泥低密度球茎苗的移植方式，其每公顷的投入成本约为10100元。相较之下，无泥高密度、带泥低密度及带泥高密度的处理每公顷所需成本分别为41100、30000和120100元；3)经过近5年的努力，海三棱藨草群落在崇明东滩优化区C3区域覆盖度已超过60%,是相对成功的大规模野外恢复示范。本研究可为大规模滨海盐沼植物的恢复工程提供依据及支撑。     

崇明东滩湿地自然植被演替过程中储碳及固碳功能变化

采用实地调查与实验室测定相结合的方法,研究了崇明东滩湿地植被演替过程中储碳、固碳功能的变化.结果表明：不同演替阶段的湿地植被的现存碳储量及其分配格局特征存在较大差异.先锋物种海三棱藨草的现存碳储量仅占芦苇现存碳储量的13%;地下根茎为芦苇现存碳储量的主要场所,而地上部分是海三棱藨草碳储量的主要场所.处于潮滩湿地演替中后期的芦苇群落比处在生态演替早期的海三棱藨草群落具有更强的固碳能力,芦苇群落和海三棱藨草群落的年固碳能力分别为(1.63±0.39) kg·m^-2和(0.63±0.28) kg·m^-2,说明随着海三棱藨草群落向芦苇群落演替,其固碳能力不断增强.     

海三棱藨草及互花米草对模拟盐胁迫的响应及其耐盐阈值

盐度作为滨海湿地的关键环境因子之一,影响盐沼植物的存活、生长及分布。未来海平面上升引起的盐水入侵,将导致滨海湿地的盐沼植物面临高盐胁迫的挑战,进而影响滨海湿地生态系统的结构和功能。本研究选择长江口中低潮滩的主要先锋植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)为对象,通过人工控制实验,比较不同盐度处理下两种盐沼植物存活、营养生长及繁殖的响应,并确定两种盐沼植物存活的耐盐阈值,从而比较未来盐水入侵背景下,本地物种海三棱藨草及外来物种互花米草对盐胁迫的响应和适应性。结果表明:(1)海三棱藨草和互花米草的存活率随着盐度的增加均呈下降趋势,相同盐度处理下互花米草的存活率显著高于海三棱藨草的存活率(P0.05);(2)盐胁迫明显影响了海三棱藨草和互花米草的生长,随着盐度的增加,海三棱藨草株高、地上生物量及地下生物量均呈逐渐下降的趋势,而互花米草株高、地上生物量及地下生物量呈先增加后下降的趋势,均在盐度为10‰时最高;(3)海三棱藨草和互花米草的分蘖数及结穗率均随着盐度增加呈下降趋势,盐胁迫在一定程度上抑制了两种植物的繁殖能力;(4)互花米草存活的耐盐阈值为43‰,高于海三棱藨草存活的耐盐阈值(21‰);(5)外来物种互花米草比本地物种海三棱藨草具有更强的耐盐性,未来海平面上升引起的盐水入侵将对本地物种海三棱藨草产生更加严重的影响。     

基于胁迫梯度假说和互惠理论的海三棱藨草种群恢复技术

滨海湿地生态修复已成为阻止海岸带生态系统退化、保护生物多样性以及提供生态服务的关键措施。以长江口原生盐沼植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为研究对象,选取崇明东滩新生滩涂湿地为研究区域,通过沿潮滩高程梯度的海三棱藨草植株斑块的移植实验,探究胁迫梯度假说和互惠理论(即种内的正相互作用)对长江口海三棱藨草种群恢复的指导意义。研究结果显示:(1)在一定的胁迫梯度范围内(潮滩高程2.0 m以上),增大种植斑块可以促进海三棱藨草的种内正相互作用,显著提高种植斑块的存活率和植株密度(P0.05);(2)潮滩水文动力沉积条件与潮滩高程梯度密切相关(P0.05),水文动力沉积作用对海三棱藨草定居和生长的胁迫随高程梯度下降而增强。潮滩高程2.0 m以下处强烈的水文动力条件干扰限制了生物-物理因素的正反馈作用。滨海湿地盐沼植被修复工作的成功率可以通过改进种植方式,增强种内的正相互作用得到极大的提高。研究可为开展大规模滨海湿地盐沼植被修复工程和提高生态修复效率提供科学依据和技术支持。     

崇明东滩湿地高等植被演替特征

研究了崇明东滩湿地植被演替过程中生态特征以及重要值、地上部分生物量、植被地上部分氮含量以及氮容量的季节性变化.结果表明：随着高程的升高,演替早期的代表物种海三棱藨草（Scirpus mariqueter）的重要值逐渐减小,互花米草（Spartina alterniflora）和芦苇（Phragmites australis）的重要值增大.演替过程中植物的生物多样性逐渐增加.3种植物地上部分生物量在生长季节内（3—10月）均呈单峰变化,一般在夏季（7、8月）生物量最大.3种植物地上部分氮含量在生长季节内均呈降低趋势,氮容量在生长季节内呈单峰变化.估算每年崇明东滩保护区内芦苇地上部分蓄积的氮为383.4 t,互花米草为39.3 t,海三棱藨草为50.5 t.     

崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性

为了调查崇明东滩湿地入侵植物互花米草(Spartina Alterniflora)在不同潮汐带和季节根际细菌的多样性与丰富度,以本地植物芦苇、海三棱藨草(P. australis和 S.mariqueter)和光滩为对照实验研究,在崇明东滩湿地10样点采集根际土壤和光滩土壤,通过PCR-DGGE分子生物学等技术并结合传统培养方法对土壤细菌进行分析研究。研究表明:东滩湿地不同潮汐带的植物根际细菌群落丰富度和多样性不同,在夏季中潮带的根际细菌丰富度(P=0.021<0.05)较高,各个潮带的植物根际细菌在夏秋季有高多样性,其中中潮带的植物根际细菌平均多样性指数最高(H=4.20)。在中潮带入侵物种互花米草根际细菌的丰富度和多样性要显著高于本地植物芦苇和海三棱藨草,其中海三棱藨草的根际细菌在夏季略高。崇明东滩湿地入侵植物互花米草根际细菌与本地植物相比较具有较高的多样性,而且外来种互花米草对湿地土壤微生物群落结构有着较强影响;入侵种互花米草根际细菌的高丰富度和多样性可能是其成功入侵东滩湿地的一个重要因素。     

基于CASA模型的长江口崇明东滩湿地植被净初级生产力与固碳潜力

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位.为了解盐沼的固碳能力,以崇明东滩南部典型盐沼潮沟体系为对象,结合实验观测与遥感影像解译,估算了盐沼湿地的净初级生产力,并探讨了环境变化下盐沼湿地固碳潜力的变化.结果 表明:盐沼植物净初级生产力表现出显著的时空差异,时间差异体现在年际和季节差异,即2013...     

不同发育时间的互花米草盐沼对大型底栖动物群落的影响

2004-2006年对长江口崇明东滩湿地芦苇(Phragmites australis)盐沼和不同发育时间的互花米草(Spartina alterniflora)盐沼的大型底栖动物群落特征进行分析研究.结果表明:互花米草盐沼发育初期,大型底栖动物群落以腹足类为主,物种丰富度(D=2.18)和多样性(H′=2.19)均低于芦苇盐沼(D=2.61, H′=2.29);随着时间的推移,互花米草与本地生物逐渐形成互动和稳定的格局,大型底栖动物群落组成中多毛类的种类逐渐上升(由3种变为6种),物种数和物种丰富度也上升,从而逐步形成新的大型底栖动物群落,物种丰富度(D=2.70)和多样性(H′=2.48)逐渐上升并高于芦苇盐沼(D=2.19, H′=2.09);从大型底栖动物群落的重新形成到稳定阶段,需要若干年的时间.     

基于遥感的九段沙湿地植被群落动态变化分析

九段沙是长江口重要的新生湿地.作为主要地物类型之一的植被群落,是反映潮滩湿地生态环境变化重要而又敏感的指标因子.本文通过1987～2008年六景Landsat卫星遥感数据对九段沙植被群落进行了分类提取,并利用ArcGIS软件分析了长江口九段沙植被群落20年来的时空动态变化.结果显示1987～1997年间,九段沙湿地植被以先锋植被海三棱藨草为主,植被面积随潮滩不断淤涨而增长;1997年人工促淤种植了芦苇和互花米草,至2008年,芦苇、互花米草和海三棱藨草三种植被群落所占植被总面积百分比分别为31.47%、39.35%和29.17%,其中外来物种互花米草优势明显,当地植被海三棱藨草所占面积比例显著下降.     

优势种去除对崇明东滩盐沼湿地生态系统的影响

盐沼生态系统环境梯度明显,物种组成较简单,是研究生物多样性与生态系统功能关系的理想对象。本研究以崇明东滩盐沼湿地为研究区域,研究优势种去除对植物群落结构以及底栖动物群落的影响。结果表明:(1)去除处理仅对植物群落分株密度有极显著效应(P0.01)。去除组和对照组物种组成差异随时间增加而减小,处理效应逐渐减弱。(2)去除组底栖动物密度均低于对照组,但差异不显著。(3)盐沼植物群落特征与底栖动物群落有密切关系,植物密度、冠层高度与底栖动物密度相关性极显著。去除优势种后,植物群落分株密度升高,群落内剩余物种占比有所上升,次优势种对群落的补偿效应具有较大贡献;而底栖动物群落密度下降,其生物量和多样性指数的变化趋势与密度并不一致。上述结果表明生物多样性变化影响了盐沼湿地生态系统植物群落和底栖动物群落结构,进而可能影响物质循环和能量流动过程。     

长江口崇明岛周缘盐沼湿地土壤碳储量的空间格局

盐沼湿地在缓解温室效应和应对气候变化方面发挥着重要作用,是重要的"蓝碳"生态系统。储存在盐沼湿地土壤中的有机碳(SOC)是盐沼湿地碳汇的主要成分,但受植被覆盖、土壤环境等生境要素变化的显著影响。以长江口崇明岛周缘的盐沼湿地为典型研究区域,分别测量了环岛不同样线和不同植被区SOC含量及环境因子(盐度、容重、碳氮比(C/N)等),在此基础上分析了盐沼湿地SOC储量的空间分布格局及其影响因素。结果表明:(1)崇明岛周缘盐沼湿地SOC含量和储量均存在明显的空间异质性,北侧的土壤SOC含量高于南侧,东北侧的SOC储量高于西南侧区域;(2)垂直各层上,SOC含量呈现随土层深度增加逐渐减少的趋势,表层0-50 cm深度的单位面积SOC储量大于50-100 cm深度;(3)植物类型和土壤理化因素(土壤C/N、土壤盐度、土壤容重等)在一定程度上影响了崇明岛周缘盐沼湿地土壤碳储量的空间格局。研究表明,受河口区植被和土壤理化性质等多种因素空间异质性的共同影响,盐沼湿地土壤SOC储量格局也易呈现空间差异,因此在开展盐沼湿地储碳机制研究、科学评估盐沼湿地储碳能力及实现盐沼"蓝碳"固碳增汇时应充分考虑区域间的环境和生态的空间异质性特征。     

伊犁河谷北坡垂直分布格局及其与环境的关系——一种特殊的双峰分布格局

针对伊犁河谷北坡山地的植物多样性和土壤因子沿海拔的分布方式进行研究。对研究地海拔1000-2200m植物和环境特征进行调查,选取群落样地总数为44个,共调查到植物种155种,其中乔木7种、灌木18种、草本130种,调查到的群落类型完全涵盖了研究区所有沿海拔上升的群落类型。通过NLFS高级模拟显示总的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数都与海拔呈现先升高后降低,再升高的一个特殊分布格局。出现了两个较高的物种丰富度地带,其中一个是低山荒漠到落叶阔叶林,另一个是山地草原到针叶林带。土壤养分和盐分也表现出了类似多样性的分布格局。通过PCA和相关分析表明,环境因子控制着物种丰富度和它的分布方式。水分在低海拔比较重要,在高海拔温度比较重要,而由于逆温层的作用,在较高海拔的针叶林带物种多样性出现了上升。物种丰富度与土壤总盐呈现显著负相关关系(r=-0.343),与土壤全盐也呈现显著负相关关系(r=-0.341)。Simpson指数与土壤pH值呈现显著负相关关系(r=-0.465)。Shannon-Wiener指数与土壤电导率呈现显著负相关关系(r=-0.367)。Pielou均匀度指数与土壤电导率呈现极显著负相关关系(r=-0.477),总之,多样性指数和土样盐分表现出了强相关性。这个研究为伊犁河谷植被与植物资源的保护和利用提供重要的科学依据,为河谷区山地植被与环境关系提供基础科学理论,为山地退化植被的修复提供参考案例和可借鉴的基础性数据。     

反枝苋群落优势种的种间关联性分析

根据野外95个样方的调查数据,运用2×2列联表的χ₂检验、Jaccard关联指数、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数对山西省中南部地区反枝苋群落的25个优势种,共300个种对的种间关联性和相关性进行分析。研究结果表明:1)群落总体呈负相关趋势,优势种的分布相对独立,群落结构较为松散,显著和极显著关联的种对较少;2）χ₂检验与关联度指数有机结合才能更为准确的反映种间关系;3）Spearman秩相关系数灵敏度高,分析结果较χ₂检验与Pearson相关系数更为合理准确;4）根据25个优势种对环境的适应方式和主导生态因素结合PCA排序,将它们划分为4个生态种组,各生态种组内的种对具有相同的资源利用方式和生态要求。     

金钱松群落优势种群种间联结及群落稳定性研究

种间联结反映了植物群落中的种间关系和群落稳定程度, 对群落恢复和目标物种的保护具有重要意义。为了解金钱松群落的种间关系及群落稳定性, 采用方差比率法(VR)、x2检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Pearson相关系数、Spearman秩相关系数以及M. Godron稳定性测定等数量分析方法, 对浙江长兴金钱松群落中的18个优势种群、153个种对的种间相关性及群落稳定性进行分析。结果表明: 金钱松群落内的18个优势种群总体联结性呈不显著的正联结, 植物种类累积倒数百分比与累积相对频度交点坐标为(40, 60), 远离稳定交点坐标(20, 80), 说明群落处于不稳定状态。卡方检验表明绝大多数种对之间的联结性均不显著, 只有2个种对存在显著关联。联结系数和共同出现百分率也表明, 群落各种对相关性较弱, 各物种间呈独立分布格局。Pearson相关检验和Spearman秩相关检验发现, 金钱松与水竹之间呈显著负相关。结论: 金钱松群落种间关联性弱, 群落处于不稳定阶段。为保护和促进金钱松种群的恢复, 应进行适当的人为干扰和限制竹类植物在群落中的生长。