基于MaxEnt模型的黄河三角洲滨海湿地优势植物群落潜在分布模拟

采用千米网格的方法,对黄河三角洲滨海湿地进行土壤采样和植被群落调查,利用MaxEnt模型和GIS空间分析技术,模拟该地区优势物种的潜在分布,定量分析优势物种的主导环境影响因子及其生态位参数.结果表明: 黄河三角洲滨海湿地的优势物种为柽柳、芦苇和盐地碱蓬.影响柽柳、芦苇和盐地碱蓬潜在分布的主导环境因子分别为硝态氮、盐分、坡度、镁、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分、全磷、pH、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分和铵态氮.黄河三角洲滨海湿地优势物种的存在概率与盐分呈正相关,与其他主导环境影响因子呈负相关.黄河三角洲滨海湿地优势物种的潜在核心适生区主要分布在滨海地区,芦苇的分布范围较柽柳和盐地碱蓬更广泛.     

黄河三角洲典型植被与地下水埋深和土壤盐分的关系

土壤盐分和地下水埋深是影响黄河三角洲植被发育和分布的重要因素.本文通过野外调查与统计分析,研究了黄河三角洲区域典型植被(翅碱蓬 柽柳、刺槐、芦苇和棉花)、地下水埋深、土壤盐分之间的关系.结果表明: 研究区地下水埋深显著影响土壤盐分,平均影响系数为0.327,地下水埋深在0.5～1.5 m的土壤盐渍化最严重;整个研究区内植被发育较差,其中,研究区78%面积的归一化植被指数(NDVI)<0.4,地下水埋深、土壤盐分对天然植被分布有显著影响;土壤盐分对研究区翅碱蓬-柽柳、刺槐、芦苇及棉花NDVI的影响显著,地下水埋深对翅碱蓬-柽柳NDVI的影响显著,对芦苇、棉花、刺槐NDVI的影响不显著.     

水、盐梯度下黄河三角洲湿地植物种的生态位

利用排序等方法将黄河三角洲湿地19个植物种在水深和土壤盐分梯度下依次排列,并分别划分为低、中、高水深（或土壤盐分）3个生态种组,分析了水、盐梯度下植物种的生态位宽度和生态位重叠.结果表明:水深梯度下,芦苇、盐地碱蓬等中水深生态种组植物种生态位宽度较大,香蒲、穗状狐尾藻等高水深生态种组植物种生态位宽度最小;土壤盐分梯度下,盐地碱蓬、柽柳等高土壤盐分生态种组植物种生态位宽度较大,而中、低土壤盐分生态种组的植物种生态位宽度均较小.水深和土壤盐分梯度下的生态位重叠分别沿着植物种在两种梯度上的排序而规律变化,通常同一生态种组内部植物种的生态位重叠较大,不同生态种组植物种的生态位重叠较小.黄河三角洲湿地植物种在水深、土壤盐分梯度下的生态位分化现象,可能有助于阐释湿地植物共存及带状分布的形成机制.     

黄河三角洲植物群落与环境因子的典范分析和主分量分析

黄河三角洲自然植物群落的主要类型是盐生灌丛和草甸。植物群落的类型分布主要决定于环境中的土壤水分含量及土壤盐分含量。植物群落与其环境因子的典范相关系数为０．９９７（第一对典范变量）。在土壤水分含量由高低的梯度上,依次分布着芦苇群落、香蒲群落、芦苇－荻群落、獐茅群落、盐地碱蓬群落、柽柳群落、白茅－茵陈蒿群落、獐茅－菌陈蒿群落、白茅群落、茵陈蒿群落;在土壤盐分含量由高到低的梯度上,依次分布着盐地碱蓬群落     

莱州湾滨海柽柳林湿地植被碳储量的分布特征及其影响因素

莱州湾南岸的柽柳林湿地是我国北方现存面积最大的柽柳林滨海湿地,也是我国“南红北柳”生态工程的重要组成部分.本文基于2014年8月在昌邑海洋生态特别保护区的调查资料,研究了该湿地植被生物量、碳储量的空间分布特征及其影响因素.结果表明: 该湿地植被生物量为949.0 g·m^-2,植被碳储量为393.1 g·m^-2,基本呈中部高、东西部低的分布特征;植被各部分生物量、碳储量均表现为:地上部>地下部>凋落物.该区域主要有柽柳、碱蓬2个单优群落和4个混生群落,植被碳储量以柽柳群落最高,混生群落居中,碱蓬群落最低.受北部潮间带防潮坝的影响,表层土壤的含水量和电导率均不高,土壤盐分不是植被碳储量的主控因子,植被碳储量主要受土壤的营养盐状况(全氮和全磷)和粒径结构(粉粒含量)的影响.土壤水文条件的改变造成了植被群落的演替,在由耐盐群落(盐地碱蓬群落)向轻耐盐群落(茵陈蒿群落、狗尾草群落等)的演替过程中,植被碳储量增大.     

黄河河口盐沼植被分布、多样性与土壤化学因子的相关关系

以黄河河口盐沼实地调查的67个样地19个植物种的重要值,运用双向指示种分析将黄河河口盐沼植被分为柽柳-翅碱蓬+补血草+碱蓬群落、翅碱蓬群落、柽柳-芦苇+翅碱蓬群落、芦苇群落、穗状狐尾藻+芦苇群落和旱柳-芦苇+荻群落.利用典范对应分析(CCA)分析了土壤盐分、pH、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、全氮、全磷、全碳、有机质等11个土壤化学因子与黄河河口盐沼植被分布的相关关系.CCA排序结果表明,土壤盐分和土壤pH是影响黄河河口盐沼植被分布的主要土壤化学因子.CCA排序第一轴与土壤盐分呈显著正相关关系(P<0.001),第二轴主要和土壤pH呈显著负相关关系(P<0.001).柽柳-翅碱蓬+补血草+碱蓬群落排列于排序图的右上部,与生境土壤中高含盐量及中等pH相对应,穗状狐尾藻+芦苇群落和芦苇群落分布于第一排序轴的最左端,主要与土壤低含盐量相关,翅碱蓬群落位于第二排序轴的下侧, 与较高的土壤pH相关,柽柳-芦苇+翅碱蓬群落和旱柳-芦苇+荻群落,土壤pH和盐分均较低.通过物种丰富度R、香农维纳多样性H′、物种均匀度E等指数与土壤化学因子的相关分析,发现黄河河口盐沼植物物种多样性与土壤盐分没有呈现出与土壤盐分很好的负相关关系,物种丰富度R、香农维纳多样性H′、物种均匀度E均与土壤盐分呈现显著正相关关系;R、H′与土壤pH呈现出十分显著的负相关关系; R、H′与土壤Ca2+、Mg2+含量呈现极为显著正相关关系.     

黄河三角洲湿地草本植被的双变量主坐标排序

利用双向指示种（TWINSPAN）分类技术将黄河三角洲湿地草本植被划分为7个群落类型,然后应用双变量主坐标分析（double principal coordinate analysis, DPCoA）法对其进行排序,结果表明：在物种组成上,芦苇＋盐地碱蓬群落为芦苇群落和盐地碱蓬＋芦苇群落、盐地碱蓬群落、盐地碱蓬＋补血草＋碱蓬群落、补血草群落的过渡类型,而芦苇＋穗状狐尾藻群落与其他群落类型差异较大;黄河三角洲湿地草本植被的分布主要与土壤因子中的土壤盐分、土壤pH等紧密相关,而与土壤全磷、全氮、有机质等养分无显著相关关系。将DPCoA和其他一些常用的植被排序方法进行了比较,相对于主分量分析（PCA）和除趋势对应分析（DCA）而言,DPCoA信息保留量更高,能够将物种组成和类别上较为接近的植物群落聚集在一起,而将差异较大的植物群落在排序图中分散开来,在揭示群落间相互关系以及植被与环境之间关系上可能更为有效。     

黄河三角洲滨海草甸与土壤因子的关系

黄河三角洲滨海草甸群落的分布和变化与土壤因子密切相关。于2010年6月对黄河三角洲的草甸植被进行了样方调查,并对土壤进行了取样分析。在所调查的67个草本样方中,共出现52种植物。利用典范对应分析(CCA)分析了9种土壤因子与草甸群落分布的关系,结果显示,前两轴总共解释了物种-环境关系方差的46.4%,土壤含水率和电导率对群落分布的影响最大。双向指示种分析(TWINSPAN)将67个样方分为7种群落类型,将其标示在CCA排序图上后,沿第一轴分成三大类群:盐地碱蓬群落→芦苇-盐地碱蓬群落→其他草甸群落,这反映了黄河三角洲滨海草甸群落在盐分梯度上的演替规律。相关分析显示,物种多样性指数与土壤电导率、速效钾和速效磷呈极显著负相关(P<0.01),与pH值呈显著正相关(P<0.05)。解释了黄河三角洲滨海草甸群落与土壤因子的关系和变化规律,对黄河三角洲植被保护和恢复有一定的指导意义。     

黄河三角洲植被空间分布特征及其环境解释

为了解黄河三角洲地区植被空间分布与环境因子之间的关系,通过局地植被样方调查、区域遥感影像提取归一化植被指数(NDVI)及地形高度、地下水位埋深、表层土壤Cl~-含量等环境数据采集,综合样地植被与环境数据进行了除趋势对应分析(DCA)和除趋势典范对应分析(DCCA),并对区域NDVI与主要环境变量进行了单因子相关性分析和多元逐步回归分析。结果显示:DCA排序可将黄河三角洲植被分为翅碱蓬、柽柳-翅碱蓬、芦苇-柽柳、芦苇4个主要群落类型(群丛),DCCA与DCA排序图总体相似,但DCCA更清晰地表明其第一轴主要代表的是潜水Cl~-浓度等关键水盐因子,且随着水土环境系统盐分含量的减小,群落由翅碱蓬逐渐向芦苇演变。区域典型植被群落和NDVI分布格局与变化趋势受地下水位埋深和潜水Cl~-浓度2个环境因素影响较大(NDVI与2个环境变量间建立的二元回归方程R~2=0.57),而土壤Cl~-含量的植被效应实际上受地下水位埋深和潜水Cl~-浓度的影响。在区域地下水普遍浅埋条件下,地下水成为影响植被生长与分布的生态环境最敏感要素,而地下水位埋深和潜水Cl~-浓度是这一要素中的2个关键因子,尤其是后者梯度变化对天然植被分布格局起重要的控制作用。     

水盐环境梯度下翅碱蓬(Suaeda salsa)的生态阈值

在对翅碱蓬(Suaeda salsa)生物量、密度、株高、盖度、多度相关性分析的基础上选取了生物量作为翅碱蓬生物指标,利用高斯模型分析了黄河三角洲翅碱蓬种群沿水深、土壤盐分的生态阈值,翅碱蓬最适水深为-0.42m,水深生态阈值区间为[-0 92,0.08](m),水深最适生态阈值区间为[-0.67,-0.17](m);最适土壤盐分为12.71 g/kg左右,其盐分生态阈值区间为[5 17,20.25](g/kg),盐分最适生态阈值区间为[8.94,16.48](g/kg).通过分析不同实验区的水盐关系及其交互作用,探讨了水盐交互作用对翅碱蓬生长的影响.最后,通过离差平方和聚类分析,将3个实验区69个样地划分为7类.随着水深和盐分的梯度变化,7类样地的翅碱蓬群落呈现明显的演替.     

黄河口湿地典型植物群落土壤水、盐入渗过程模拟

为探究积水条件、盐分条件对黄河三角洲河口湿地土壤水盐运移规律的影响,本研究采用实验室原位土柱实验,对芦苇、柽柳和盐地碱蓬3种典型河口湿地植被土壤的入渗过程及水盐重分布过程进行观测,并采用Hydrus-1D模型模拟水分入渗及重分布后的土壤剖面含水率、含盐量分布状况。结果表明：积水深度对土壤水分运移影响明显,不同积水深度条件下3种类型土壤的入渗速率均表现为先升高后骤降的变化趋势,并随入渗时间延长而不断衰减并趋于稳定;入渗实验结束后,0～30 cm土层含盐量基本与入渗水含盐量一致,在水盐运移末端(深度100 cm)趋近于土壤原始含盐量;水盐重分布后,剖面各层土壤含水率的差异减小,各层含盐量同入渗实验结束时含盐量相比基本保持不变;Hydrus-1D能很好地模拟土壤水盐入渗速率及土壤剖面的整体变化趋势,研究结果可为河口湿地水盐调控、湿地水文连通修复提供理论依据。     

黄河三角洲不同湿地群落氮磷化学计量特征及其生境适应策略

选取黄河三角洲滨海湿地盐地碱蓬(Suaeda salsa)、芦苇(Phragmites australis)和柽柳(Tamarix chinensis)3种典型植物群落为研究对象,研究了土壤-植物N、P元素的空间分布格局及N/P化学计量学特征。结果表明:盐地碱蓬地上部分N含量,地下部分N、P含量均小于芦苇和柽柳群落,柽柳地上部分P含量、N/P值均大于芦苇和盐地碱蓬群落。3种典型湿地群落N含量均呈现出地上部分大于地下部分的规律,说明植物会将有限的氮资源优先分配给地上部分光合器官;盐地碱蓬与柽柳地上和地下部分磷含量变化趋势相反,这种差异说明处在不同群落演替阶段的植物生活史策略不同。与木本植物柽柳不同,草本植物芦苇和盐地碱蓬N/P均表现出地上部分大于地下部分的特征,这与草本植物地上部分相对生长速率较大有关。土壤中N含量、N/P垂直变化趋势一致,均随着土层深度的增加而显著降低,但土壤磷的垂直变化特征不明显。相关分析显示,土壤(源)-植物(库)之间N、P相关性较弱,说明除了土壤条件,滨海湿地氮磷化学计量格局还与植物自身的生理调节有关。     

宁夏震湖滩涂湿地盐生植物群落多样性与土壤盐碱度分析

该研究以宁夏西吉震湖滩涂湿地4种典型盐生植物群落作为研究对象,通过野外调查采样,实验室分析,结合经典统计学方法,研究柽柳(Tamarix sp.)、盐角草(Salicornia europaea)、碱蓬(Suaeda glauca)、芦苇(Phragmites australis)(矮生型)等4种盐生植物群落多样性格局,分析4种盐生植物群落及湖滩裸地土壤全盐和pH特征,为湿地自然保护区湖滨湿地的保护与恢复提供依据。结果表明:(1)在4种盐生群落斑块中共发现植物26种,藜科、禾本科、菊科分别占植物总数的23.08%、19.23%和19.23%;柽柳群落为盐生灌丛,物种数繁杂;盐角草群落、碱蓬群落和芦苇群落属于盐生草甸,物种组成单调,大多是单优群落斑块;3种盐生草甸群落中优势种的重要值显著高于盐生灌丛中柽柳的重要值(P0.05)。(2)Margalef丰富度指数、Shannon-wiener指数和Simpson优势度指数均是柽柳群落最大,分别为1.105、1.706和0.552;Pielou均匀度指数为:盐角草群落芦苇群落碱蓬群落柽柳群落,分别为1.166、1.021、0.997和0.813。(3)4种盐生群落类型及湖滩裸地土壤全盐表层(0~10cm)表聚效应显著(P0.05);表层土壤全盐依次为湖滩裸地盐角草群落碱蓬群落柽柳群落芦苇群落,土壤盐度分别在0.44%~0.58%、0.49%~0.53%、0.15%~0.54%、0.27%~0.45%和0.18%~0.39%之间;柽柳群落土壤pH随土层加深依次降低,3种盐生草甸土壤pH随土层加深先迅速增大后基本不变,湖滩裸地pH随土层加深先迅速减小后基本不变。     

黄河三角洲湿地水盐影响下灌草群落的物种多样性研究

采用样地调查方法, 研究了黄河三角洲滨海湿地灌草群落的物种多样性及其与地下水埋深、土壤盐分之间的关系, 结果表明: 湿地灌草可划分为5 种群丛类型, 分别为(A)碱蓬+芦苇群丛, (B)柽柳-碱蓬群丛, (C)芦苇+碱蓬群丛,(D)芦苇群丛, (E)蒙古鸦葱群丛; 其中, 芦苇+碱蓬群丛具有较高的物种多样性与丰富度, 而柽柳-碱蓬群丛物种丰富度与多样性相对较低; 回归分析表明物种多样性与地下水埋深、土壤全盐量存在明显的线性关系, 随着地下水埋深的增加物种多样性为增长趋势, 反之随着土壤全盐量的增加物种多样性逐渐减少, 可用多元线性回归表明三者的关系为y=0.122+0.005X1-0.001X2。     

氮添加对盐胁迫条件下芦苇和盐地碱蓬种子萌发竞争的影响

【摘要】为了探讨黄河三角洲盐地碱蓬和芦苇种子萌发阶段在不同盐胁迫条件的竞争关系, 以及氮添加对其竞争的影响, 本实验采用培养皿纸上发芽床法, 分析了不同浓度氮、盐及混合培养等条件下两种种子发芽率、发芽速度的响应。结果表明, 盐胁迫对盐地碱蓬和芦苇种子发芽率均有显著性影响, 盐浓度低于300 mmol·L-1时盐地碱蓬发芽率并未有显著降低, 而芦苇种子发芽率随着盐浓度增加而呈现显著降低趋势; 低盐条件下, 氮添加未对两物种发芽率产生显著影响, 但高盐胁迫条件下适度的氮添加显著增加了种子发芽率。混合培养显著增加了低盐环境中芦苇的发芽率, 当盐胁迫浓度升高时, 培养模式对两物种发芽率影响程度降低。对于发芽速度而言, 低盐处理下单独培养盐地碱蓬的发芽速度显著高于混合培养, 氮添加对盐地碱蓬发芽速度未产生显著影响; 而低盐条件(0、100 mmol·L-1)下芦苇的发芽速度则是在混合培养高于单独培养方式, 当盐浓度升高(400 mmol·L-1)时, 混合培养抑制了芦苇的发芽速度, 此时, 高氮(40 mmol·L-1)添加处理则能够显著缓解混合培养对芦苇发芽的抑制作用。研究结果可以为黄河三角洲滨海典型物种生态适应机制研究提供一定的理论依据。     

黄河三角洲地区耐盐乡土植物种类及生态价值研究

描述了黄河三角洲地区耐盐乡土植物的种类及生态价值。黄河三角洲地区耐盐乡土植物以草本植物为主,灌木和乔木零星分布。主要耐盐乡土植物有芦苇、盐地碱蓬、柽柳和旱柳等。黄河三角洲地区耐盐乡土植物发挥着重要的生态作用,主要包括:防风固沙,保持水土,调节气候;固碳增汇,补偿碳排放;防治重金属等污染;净化水质;维持生物多样性;改良盐渍土。     

黄河三角洲沿海滩涂的绿化先锋——柽柳

也许人们对于新疆的柽柳林早已十分熟悉,而在黄河三角洲———祖国这片新生的土地上也分布着浩瀚的天然的海岸灌丛,面积有８１２６公顷,一般分布在潮上线的近海滩涂上,土壤为淤泥质盐土,含盐量１％左右,有机质含量低,地势平坦,是在盐地碱蓬群落的基础上发展起来的植被类型,外观呈鲜艳的紫红色,具有很高的观赏价值,保护好这一自然资源,对改良该地区的土壤条件,保护生态环境具有重要意义。柽柳灌丛以柽柳为优势种,呈大面积连片分布,伴生的草本植物常见的有翅碱蓬等。柽柳（Tamarixchinesis）属柽柳科柽柳属植物,灌木或小乔木…     

黄河三角洲新生湿地净初级生产力时空变化

以黄河三角洲新生湿地为研究区,结合野外调查和遥感影像数据,利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach,CASA)模型对近20年新生湿地植被净初级生产力(net primary production,NPP)时空变化特征及其主要影响因素进行研究。结果表明:研究区植被NPP实测值与估算值显著相关(P0.001),相对误差介于-21.96～8.16;研究区植被NPP呈现由海向陆递增,由河流沿岸向外围递减趋势; 1998—2016年研究区植被NPP均值、总量整体呈下降趋势,植被NPP均值变化较小,但植被NPP总量变化明显,1998年植被NPP总量最大,2010年植被NPP总量最小;研究区四季植被NPP变化明显,春季植被NPP均值为74.25 g C·m~(-2),夏季为101.58 g C·m~(-2),秋季为41.83 g C·m~(-2),冬季为13.10 g C·m~(-2);研究区不同植被NPP估算值差异显著,各类植被NPP均值估算结果大小为刺槐群落芦苇柳树群落农作物芦苇荻白茅群落芦苇柽柳群落柽柳群落碱蓬群落大米草互花米草群落柽柳碱蓬白茅群落;研究区植被NPP与土壤可溶性盐相关系数为-0.389(P0.01),合理的"调水控盐"模式可以降低土壤盐度,促进植被有机物积累。     

Effects of mosaic biological soil crusts on vascular plant establishment in a coastal saline land of the Yellow River Delta,China

黄河三角洲滨海盐碱地镶嵌式分布的生物土壤结皮对维管植物建植的影响 滨海盐碱地生物土壤结皮对维管植物影响研究,鲜见报道。本研究旨在探讨黄河三角洲滨海盐碱 地镶嵌式分布的生物土壤结皮是否以及如何影响两种典型草本植物的种子萌发,以深入理解基质异质性对 植物群落动态的影响。通过室内萌发实验,研究裸斑、芦苇(Phragmites australis)、碱蓬(Suaeda glauca) 和柽柳(Tamarix chinensis)生境下发育的生物土壤结皮和无结皮表土对多年生草本植物芦苇和一年生草本植物碱蓬种子的萌发率和平均萌发时间的影响,并从基质理化性质角度探讨其对种子萌发的影响机制。研究结果发现,与无结皮表土相比,生物土壤结皮提高了含水量、养分积累和大部分盐离子浓度,但降低了 土壤pH值。苔藓生物结皮可直接降低土壤pH值和Mg²⁺浓度,间接提高碱蓬种子的萌发率。较低的土壤pH值也间接降低了芦苇种子在其自身生境中的萌发速度。与有植被生长的生境相比,裸斑生境加剧Cl⁻的积累,间接降低了芦苇种子的萌发速度。结果表明,芦苇生境分布的苔藓结皮为碱蓬种子的萌发提供了一个机会窗口。生物土壤结皮类型和生境类型的共同作用可通过影响维管植物种子的萌发和建植,最终影响植物群落结构。     

松嫩平原微地形下土壤水盐与植物群落分布的关系

以微域尺度不同盐渍化程度的盐渍土复区为研究区,利用典范对应分析方法(CCA)分析了不同水文年(丰水年、枯水年)土壤盐碱化指标、地表积水、不同土壤层含水率和相对高程与植物群落之间的关系。结果表明,在枯水年由于水分的减少和盐碱化的加重,稗草向虎尾草群落演替,虎尾草向碱蓬群落演替。而芦苇和碱茅群落相对稳定,只是由湿生向旱生转化,群落间演替较慢。在植物群落演替过程中,Na⁺(991 mg/kg)、CO₃^2-(396 mg/kg)、EC(680 μs/cm),pH值(10)是稗草、芦苇向虎尾草和碱茅群落演替的驱动值。Na⁺(1570 mg/kg)、CO₃^2-(576 mg/kg)、EC(879 μs/cm)是虎尾草、碱茅向碱蓬群落演替的驱动值。地表水的积水时间和积水深度是区分稗草和芦苇、虎尾草和碱茅生长分布的重要水文特征值。研究对苏打盐渍土区植被恢复和重建具有重要的意义。