吳寶成,劉啟新,胡 君,熊豫寧,董振國
(江蘇省中國科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園),江蘇 南京 210014)
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江蘇東臺市不同時期圍墾區(qū)灘涂植物群落特征變化
吳寶成,劉啟新,胡君,熊豫寧,董振國
(江蘇省中國科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園),江蘇 南京210014)
摘要:以江蘇省東臺市弶港鎮(zhèn)不同圍墾時期的植被為對象,采用實地踏查法結(jié)合樣方調(diào)查法進行野外調(diào)查,并采用群落優(yōu)勢種、物種豐富度、Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)等分析群落特征,對群落土壤進行取樣,測定土壤pH、電導(dǎo)率和含鹽量。結(jié)果表明,土壤含鹽量和電導(dǎo)率是影響植物在灘涂上分布的重要因素;灘涂圍墾對植物群落類型和物種豐富度等有影響,尤其會影響植物群落特征和分布格局。
關(guān)鍵詞:海堤;圍墾;灘涂植被;物種多樣性;群落特征;東臺市
沿海灘涂是單位面積上生態(tài)服務(wù)價值最高的生態(tài)系統(tǒng)之一,它不僅具有多種生態(tài)和經(jīng)濟功能,而且具有重要的生產(chǎn)應(yīng)用與科學(xué)價值[1]。灘涂植物是其重要的組成部分,也是灘涂生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分,它具有調(diào)節(jié)氣候、保護水土、維護生態(tài)多樣性等功能。我國對灘涂圍墾和開發(fā)利用已有1 000余年的歷史[2]。據(jù)統(tǒng)計,江蘇1949—2004年共圍墾沿海灘涂2 524 km2。灘涂圍墾為江蘇沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、緩解人口增長壓力、保持土地資源平衡等方面做出了重要貢獻;但同時圍墾工程會在短時間、小尺度范圍內(nèi)改變自然海岸帶格局,對原生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生強烈干擾,造成新的不平衡,也給被稱為地球腎臟的沿海濕地及其生態(tài)系統(tǒng)和地質(zhì)環(huán)境等帶來了一定的影響[3-4]。
20世紀80年代,對江蘇灘涂植物種類、群落類型和資源的調(diào)查進行過許多詳細的研究[5-10]。近10 a來有許多關(guān)于海岸帶植物及其環(huán)境相互之間影響的研究[11-15]。條子泥沙洲位于江蘇省鹽城市東臺市弶港鎮(zhèn)沿海中南部的近岸輻射沙洲,條子泥地處輻射沙洲中心,長期以來一直處于淤積環(huán)境,鄰近岸灘不斷淤高成陸,岸段淤漲速率在江蘇省沿海地區(qū)屬于較快地區(qū)之一。條子泥墾區(qū)針對此淤漲區(qū)域進行圍墾,具體位置位于江蘇省鹽城市東臺市弶東墾區(qū)和梁南墾區(qū)以東的條子泥核心區(qū)灘涂,圍墾范圍北至西洋,東至東大港,南至條魚港,西界為東臺沿海中南部墾區(qū)外堤線,圍墾總面積2.229萬hm2,主要用于水產(chǎn)養(yǎng)殖[16]。本文研究了該地區(qū)由近海至內(nèi)陸不同時期圍墾區(qū)域內(nèi)的地理分布、群落種類、種類組成以及群落多樣性的變化,為植被恢復(fù)或灘涂開發(fā)利用以及環(huán)境保護提供參考資料。
1研究地區(qū)和研究方法
研究區(qū)域主要位于江蘇省鹽城市東臺市弶港鎮(zhèn)及其毗鄰區(qū)域,該地區(qū)最新圍墾區(qū)為2012年圍墾(圍墾2 a)的條子泥墾區(qū)和方南前緣墾區(qū),按圍墾時間由近及遠依次為梁南墾區(qū)(2008年,圍墾6 a)、弶東墾區(qū)和方南墾區(qū)(2006年,圍墾8 a)、倉東墾區(qū)(2005年,圍墾9 a)、三倉片墾區(qū)(1997年,圍墾17 a)、無名川墾區(qū)(1981年,圍墾33 a)、魚舍墾區(qū)(1979年,圍墾35 a)、新東墾區(qū)(1978年,圍墾36 a)、弶港墾區(qū)(1950年,圍墾64 a)。并以鹽城市大豐市麋鹿自然保護區(qū)第三核心區(qū)為未圍墾對照,其近陸圍堰時間為1997—1998年。調(diào)查時間為2012年1月至2014年6月中旬。
1.2.1取樣方法
在野外踏查的基礎(chǔ)上,在條子泥調(diào)查地區(qū)由海至內(nèi)陸設(shè)置3條調(diào)查縱帶,分別位于北中南3段(縱帶1~3),在方南前緣墾區(qū)設(shè)置縱帶1條(縱帶4),在大豐麋鹿自然保護區(qū)第三核心區(qū)設(shè)置由海至陸1條對照調(diào)查縱帶(對照縱帶)。在以上縱帶上每隔50~100 m設(shè)置1個樣點,在圍墾區(qū)中部由于植被變化較高,適當增加設(shè)點的頻度,每個樣點按“器”字形設(shè)置5個2 m×2 m樣方,記錄樣方內(nèi)的群落優(yōu)勢種、物種組成、蓋度、多度等信息。每個樣方取土鏟隨機鉆取5點10 cm深度的土壤,混合,帶至實驗室內(nèi)測定土壤pH、電導(dǎo)率和含鹽量。調(diào)查地區(qū)共計設(shè)置72個樣點。
1.2.2數(shù)據(jù)處理
在樣方調(diào)查的基礎(chǔ)上對群落多樣性進行了數(shù)據(jù)分析和資料分析。數(shù)據(jù)分析主要是分析各特征指數(shù),包括物種豐富度即樣方內(nèi)物種總數(shù)、Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)[17]。將東臺市弶港鎮(zhèn)及其毗鄰區(qū)域4條縱帶按由海端至陸端,不同圍墾區(qū)順序的調(diào)查數(shù)據(jù)進行擬合,綜合為圍墾區(qū)的調(diào)查縱帶。
2結(jié) 果 分 析
72個調(diào)查點的混合土壤樣以土壤含鹽量y對應(yīng)的土壤電導(dǎo)率x進行線性回歸,如圖1所示。線性方程為y=0.011 6x+0.976 7,R2=0.808 4(n=72)。表明研究區(qū)域內(nèi)土壤電導(dǎo)率與含鹽量呈正相關(guān)關(guān)系,反映出隨著圍墾成陸時間的累積,土壤中鹽類離子的濃度隨降水的淋洗和河水的融流不斷下降。同時,經(jīng)過測定和分析,調(diào)查區(qū)域內(nèi)土壤pH變化范圍在7.05~9.02之間,呈弱堿性至堿性。土壤pH與含鹽量或電導(dǎo)率不呈線性關(guān)系。土壤的酸堿度即pH不是影響灘涂植物種類和分布的主要因素;土壤含鹽量和其呈正相關(guān)的電導(dǎo)率在灘涂不同圍墾區(qū)域大尺度的變化是影響灘涂植物在圍墾區(qū)種類、分布和數(shù)量的主要因素。
圖1 調(diào)查區(qū)域土壤含鹽量和電導(dǎo)率的線性關(guān)系Fig. 1 Linear relationship between soil salinity and conductivity in investigation area
研究對照縱帶位于大豐市麋鹿自然保護區(qū)第三核心區(qū),該調(diào)查區(qū)域的第一道海堤建于1997—1998年,自海堤向海端(方向東)為野生狀態(tài),東西向長度約為14 km,無圍墾等人為活動,可在一定程度上反映自然狀態(tài)下,灘涂植被演替和植物的變化。
1~32號點位屬于自然發(fā)育的灘涂植被。在灘涂的最臨近海平面的前部地區(qū),互花米草大面積分布發(fā)展,占有絕對優(yōu)勢,鹽地堿蓬相伴生在內(nèi),數(shù)量較少,總蓋度在95%;在灘涂的中后部逐漸出現(xiàn)拂子茅、鉆形紫菀、長芒棒頭草、匍莖苦荬菜等兼性鹽生植物以及小白酒草、一年蓬、蛇床等陸生植物;在灘涂的后部地區(qū)出現(xiàn)長芒棒頭草群落,互花米草的比重逐漸降低,伴生物種主要有兼性植物匍莖苦荬菜、鉆形紫菀、蘆葦?shù)龋偵w度在90%~95%;在靠近海堤的灘涂后部,則開始出現(xiàn)拂子茅、檉柳、白茅群落,并占較大優(yōu)勢,主要伴生物種有旋圖覆花、小白酒草、蘿藦、蘆葦?shù)?,?nèi)陸植物比重增加,總蓋度在90%以上。1997—1998年所修筑的海堤,現(xiàn)在的植被為人工種植的刺槐群落,33號點位(海堤東側(cè))的伴生種為益母草、雀麥、烏蘞莓、雞矢藤、枸杞、牛膝、一年蓬、小薊、竊衣、鬼針草、美洲商陸等;34號點位(海堤西側(cè))的伴生物種主要為雞矢藤、牛膝、烏蘞莓、小薊、牽牛、益母草、枸杞、杠板歸等。
從海端至陸端群落演替的次序為互花米草、長芒棒頭草、拂子茅、檉柳、白茅、刺槐(人工群落)。
對于土壤電導(dǎo)率,由近海端至內(nèi)陸端有逐漸下降的趨勢,由423.00 μm/cm降低至海堤的8.01 μm/cm;土壤含鹽量也存在與電導(dǎo)率相似的趨勢,即由高鹽度的0.70%逐漸減低至0.15%。由圖2和圖3可以看出群落豐富度指數(shù)與土壤含鹽量的變化特點(1~32號為圍墾17 a區(qū)域,33、34號為17 a圍堤)。在豐富度指數(shù)上,臨近海平面的大部分區(qū)域(潮間帶和潮下帶)因為潮汐影響和海水淹沒,僅存在互花米草等少數(shù)典型鹽生植物,所以群落豐富度指數(shù)很低,直至某些地點由于地勢較高,脫鹽程度較大,植物的種類增加至4~6種。在靠近海堤的灘涂后部,由于處于過渡地帶,海程進一步提高,種類有所增加,達到10種。至海堤處時,植物種類急劇增加,達到28種。
圖2 對照縱帶豐富度指數(shù)與土壤含鹽量的變化Fig. 2 Variations of richness index and soil salinity in reference longitudinal zone
圖3 對照縱帶Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)與土壤含鹽量變化Fig. 3 Variations of Simpson index, Shannon index, and soil salinity in reference longitudinal zone
Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)的變化基本與豐富度指數(shù)一致,Simpson指數(shù)由0增加至0.81左右,Shannon指數(shù)由0增加至內(nèi)陸的1.73左右,與豐富度指數(shù)唯一不同的在于植被分布均勻并基本保持穩(wěn)定,僅略微增加,這是因為鹽生群落中逐步增加了某些鹽生物種成分,物種數(shù)增加了,而均勻度還有欠缺。而在人工修筑的海堤上由于植物種類和數(shù)量的增加,Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)分別增加至0.95和3.15,高于自然淤長區(qū)的自然植被。
圍墾縱帶位于江蘇省鹽城市東臺市弶港鎮(zhèn)及其毗鄰區(qū)域,該地區(qū)最新圍墾區(qū)為2012年圍墾的條子泥墾區(qū)和方南前緣墾區(qū),按圍墾時間由近及遠依次為梁南墾區(qū)、弶東墾區(qū)和方南墾區(qū)、倉東墾區(qū)、三倉片墾區(qū)、無名川墾區(qū)、魚舍墾區(qū)、新東墾區(qū)、弶港墾區(qū),圍墾年限2~64 a,本地區(qū)是數(shù)十年圍墾活動的典型地區(qū),除條子泥墾區(qū)和方南前緣墾區(qū)為新圍墾區(qū),人為活動相對較少,其他墾區(qū)人類活動劇烈,土地利用類型多樣,包括種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)建設(shè)、光伏電場等。
在條子泥墾區(qū)和方南前緣墾區(qū)(1~21號點位)的前部,由砂石和客土修筑成的第一道海堤,海堤內(nèi)側(cè)存在一定面積的咸水溝渠。靠近咸水溝渠的陸地出現(xiàn)陸生植物群落,鹽地堿蓬成集群零星分布,為才定居不久的植物,蓋度在10%左右;從零星的鹽地堿蓬群落至內(nèi)陸方向,鹽地堿蓬群落蓋度越來越高,本來的零星分布逐漸向斑塊狀分布,大面積分布發(fā)展,蓋度可達60%。在接近海堤處出現(xiàn)鹽地堿蓬、互花米草以及拂子茅等群落交替出現(xiàn)的情況,說明在新圍墾區(qū)內(nèi),三者對土壤的適應(yīng)能力相當,分布上交替出現(xiàn)。在海堤下出現(xiàn)獐毛群落、拂子茅群落和白茅群落,占較大優(yōu)勢,伴生物種主要有兼性植物中華補血草、匍莖苦荬菜、田菁、檉柳、酸模、雀麥等,內(nèi)陸植物成分比重有一定的增加。
作為梁南墾區(qū)與條子泥墾區(qū)分界線的海堤(22號點位)是2012年圍墾時所修筑,現(xiàn)在的植被為刺槐群落,伴生種為小白酒草、蘿藦、蘆葦、拂子茅,群落蓋度可達95%。
作為弶東墾區(qū)與條子泥墾區(qū)分界線的海堤是2006年圍墾時所修筑,現(xiàn)在的植被為刺槐人工群落,24號點位(海堤東側(cè))的伴生種為拂子茅、匍莖苦荬菜、小白酒草、豬毛蒿、白茅、小薊、田菁、藜、雀麥等;25號點位(海堤西側(cè))的伴生物種主要為匍莖苦荬菜、雀麥、蘿藦、蛇莓、問荊等,蓋度可達95%。
在梁南墾區(qū)和方南墾區(qū)(26~29號點位),植物群落主要為拂子茅群落、蘆葦群落,在靠近墾區(qū)前端伴生種極少,有時呈鹽地堿蓬單種群落,而在墾區(qū)中部以后伴生種類逐漸增加,某些其他鹽生植物如堿菀、獐毛、蘆葦開始出現(xiàn),并呈斑塊狀分布,群落類型開始向多樣化發(fā)展,主要伴生物種為匍莖苦荬菜、羅布麻、野大豆、田菁、長芒棒頭草、鉆形紫菀。其間也存在鉆形紫菀群落,主要伴生種有檉柳、糙葉苔草、萹蓄、小白酒草等,其中檉柳為灌木,但長勢依然較差,未有形成群落的趨勢。某些區(qū)域還殘存斑塊狀鹽地堿蓬群落,伴生物種開始出現(xiàn)內(nèi)陸生態(tài)系統(tǒng)常見植物,如狗尾草、野塘蒿、一年蓬等,蘆葦在局部區(qū)域和群落的后部侵入,并形成斑塊狀甚至片狀群落,即將演替為蘆葦群落。
在弶東墾區(qū)和倉東墾區(qū)(30號點位),白茅等優(yōu)勢種比重逐漸降低,內(nèi)陸植物比重逐漸上升,主要是蘆葦群落,伴生物種主要為兼性鹽生植物檉柳、拂子茅、匍莖苦荬菜、長芒棒頭草,偶爾出現(xiàn)內(nèi)陸植物小白酒草等,蓋度可達70%以上。而且蘆葦?shù)陌邏K狀群落在某些區(qū)域互相連接,群落內(nèi)出現(xiàn)灌木種類檉柳,但未見形成群落,可能跟生境條件相對惡劣有關(guān)。
在三倉片墾區(qū)(31~32號點位),仍為蘆葦群落,后出現(xiàn)鉆形紫菀群落,內(nèi)陸植物的比重進一步上升,出現(xiàn)葎草、羊蹄、播娘蒿等陸生植物,可能是由于圍墾時間更長,并且區(qū)域內(nèi)環(huán)境比較干旱,鉆形紫菀生長成優(yōu)勢群落;同時還有蘆葦群落,伴生種為鉆形紫菀、長芒棒頭草、酸模葉蓼等,但蘆葦?shù)绕渌麄鹘y(tǒng)優(yōu)勢種生長情況不佳。在墾區(qū)的后部正在進行道路建設(shè)和工廠施工,從植被組成上看不出一定的優(yōu)勢種,主要由拂子茅、鹽地堿蓬、田菁、狗尾草、鱧腸、牛筋草、野塘蒿、紫馬唐、光頭稗等物種組成,具有明顯的海陸混合特征。
在新東墾區(qū)(33號點位)和弶港墾區(qū)(34號點位),由于受到城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)種植、工廠開發(fā)的影響,面積較大的野生植被已不多見,建筑、工廠、城鎮(zhèn)、道路和農(nóng)田占絕大部分面積。野生植被僅殘留在一些田邊地角拋荒地,經(jīng)調(diào)查蘆葦為優(yōu)勢種,夾雜內(nèi)陸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)常見種類如大車前、鵝觀草、狗牙根、烏蘞莓等,絕大部分為陸生植物,典型鹽生植物已不存在,種類極大增加。魚舍墾區(qū)(圍墾35 a)由于成陸多年,人工種植的楊樹已成楊樹林,林下草本無典型鹽生植物,均為內(nèi)陸農(nóng)田系統(tǒng)植物,如雞矢藤、葎草、粘毛卷耳、狗尾草、野塘蒿、加拿大一枝黃花、牛膝、天名精、藎草、烏蘞莓等,各種類豐富度比重接近,演替達到頂級平衡狀態(tài),至少達到草本頂級平衡狀態(tài)。
從海端至陸端群落演替的次序為鹽地堿蓬/互花米草—拂子茅—獐毛—刺槐(人工群落)—白茅/匍莖苦荬菜—刺槐(人工群落)—葎草/蘆葦。
土壤電導(dǎo)率由近海段至內(nèi)陸段有逐漸下降的趨勢,反映出隨著圍墾成陸時間的累積,土壤中鹽類離子的濃度隨降水的淋洗和河水的融流不斷下降,植物定植類型也由專性鹽生植物(582.50~911.00 μm/cm)向兼性鹽生植物(41.80~148.65 μm/cm)再向內(nèi)陸農(nóng)田植物(6.69~23.20 μm/cm)演化;土壤含鹽量也存在與電導(dǎo)率相似的趨勢,即由高鹽度的0.78%逐漸減低至0.05%。但在條子泥墾區(qū)和方南前緣墾區(qū)縱帶調(diào)查中,土壤電導(dǎo)率和含鹽量出現(xiàn)反復(fù)升降,可能是由于其墾區(qū)內(nèi)部人工挖掘的多條河道影響了鹽分由海至陸的遞減變化規(guī)律,最前端由于疏浚河道的淋洗作用,土壤電導(dǎo)率和含鹽量反而低于其后的樣點。在整體遞減的趨勢下,條子泥墾區(qū)和梁南墾區(qū)的圍堤以及弶東墾區(qū)和條子泥墾區(qū)的圍堤,由于降水的淋洗脫鹽作用,土壤電導(dǎo)率和含鹽量均比臨近樣點要低。
由圖4和圖5可以看出群落多樣性指數(shù)與土壤含鹽量的變化特點,圖中1~21號為圍墾2 a區(qū)域,22號為2 a圍堤,23~25為圍墾6 a區(qū)域,26~29號為圍墾8 a區(qū)域,30號為圍墾9 a區(qū)域,31~32號為圍墾17 a區(qū)域,33號為圍墾36 a區(qū)域,34號為圍墾64 a區(qū)域。在豐富度指數(shù)上,平原型灘涂海岸帶前段近海處因為潮汐影響和海水淹沒,僅互花米草或鹽地堿蓬等少數(shù)植物成寡種群落,所以群落豐富度指數(shù)很低,隨著向陸端環(huán)境好轉(zhuǎn),植物群落豐富度指數(shù)逐漸增加,植物種類可從1~2種增加至海堤下的8~9種,其間由于脫鹽程度的不同可能存在物種數(shù)量上的反復(fù),但總體處于10種以下,直到早期圍墾區(qū)有內(nèi)陸物種侵入階段,種類有所上升,而且圍墾時間越久,植物種類越豐富,在調(diào)查縱帶的后期(圍墾17 a以上),物種種類可增加至19種、23種、27種,若無人為干擾或人為干擾較小,可能會保持平衡,但當人為干擾時,可能會改變這種平衡。而海堤則未遵循以上變化規(guī)律,條子泥墾區(qū)和梁南墾區(qū)的圍堤以及弶東墾區(qū)和條子泥墾區(qū)的圍堤,植物種類要比臨近樣點的高,分別達到24種和12種。
圖4 調(diào)查縱帶豐富度指數(shù)與土壤含鹽量的變化Fig. 4 Variations of richness index and soil salinity in investigation longitudinal zone
圖5 調(diào)查縱帶Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)與土壤含鹽量的變化Fig.5 Variations of Simpson index, Shannon index, and soil salinity in investigation longitudinal zone
Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)的變化基本與豐富度指數(shù)一致,Simpson指數(shù)由條子泥墾區(qū)的0~0.34增加至早期圍墾區(qū)的0.64~0.96,Shannon指數(shù)由0~1.64增加至內(nèi)陸的1.68~3.15,與豐富度指數(shù)唯一不同的在于在灘涂后部受人為干擾的群落中,保持穩(wěn)定,僅略微增加,這是因為農(nóng)田系統(tǒng)侵入到蘆葦群落中的物種可能是隨機和偶見種,物種數(shù)增加了,而均勻度還有欠缺。值得注意的是在圍堤2 a和圍堤6 a的海堤,屬于刺槐人工群落,既有野生灘涂植物種類,又含有人工種植的植物種類,同時還存在內(nèi)陸農(nóng)田系統(tǒng)的植物成分,無論是豐富度指數(shù)還是Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)都比其毗鄰區(qū)域的要高,顯示該區(qū)域物種的數(shù)量和分布較之于圍墾區(qū)的特殊性。
3討論
自然淤長型灘涂土壤pH、土壤電導(dǎo)率以及土壤含鹽量由近海端至內(nèi)陸端緩慢降低,自然發(fā)育的灘涂植物群落的種類與圍墾地區(qū)的類似,但分布面積更廣,群落發(fā)育緩慢,距離較長,在群落發(fā)育的后期仍會出現(xiàn)白茅、拂子茅等群落,但分布的面積更廣,植物的數(shù)量也較多,同時典型兼性鹽生植物如綬草、中華補血草、絲草等出現(xiàn)的概率增加。
不同時期灘涂圍墾的植物演替和發(fā)育分為3個階段:第一階段為圍墾區(qū)前部近海端,由于所受環(huán)境均為潮汐影響的海水浸泡鹽沼,含鹽量較大,常為0.7%以上,且土壤電導(dǎo)率也較高,一般植物無法存活定植,僅互花米草或鹽地堿蓬等典型鹽生植物,作為先鋒植物定植,群落單一且生物多樣性較低,互花米草為聚集分布至均勻分布,數(shù)量相對較多,鹽地堿蓬等為零散分布,隨著離海距離的增加,逐漸成為聚集分布;第二階段為圍墾區(qū)中部,由于不同時期的圍墾,墾區(qū)中土壤含鹽量和電導(dǎo)率存在隨著圍墾時間的增加而減少的趨勢,導(dǎo)致專性的鹽生植物比重逐步降低,而兼性的耐鹽植物逐步增加,同時豐富度也逐漸增加,生物多樣性指數(shù)隨之增加,并在后部出現(xiàn)內(nèi)陸植物成分,因此出現(xiàn)由鹽生植物群落向陸生植物群落演替的變化趨勢;第三階段,在圍墾區(qū)的后部,植物群落演替均已到了草本的頂級階段蘆葦群落階段,典型鹽生植物成分大幅度減少,陸生植物成分占極大的比重,土壤pH接近中性,土壤含鹽量下降為0.1%以下,植物種類接近內(nèi)陸農(nóng)田植物系統(tǒng)。
因此,灘涂圍墾對植物資源的影響主要表現(xiàn)在群落分布面積的減少和破碎化,某些鹽生植物種類的種群數(shù)量的減少和消失,雖然不同時期的圍墾打破了原有灘涂連續(xù)、漸變的自然植物群落演替的規(guī)律,但通過與未圍墾區(qū)以及前人研究結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)從海向陸不同時期灘涂圍墾區(qū)的植物演替和發(fā)育的總規(guī)律沒有發(fā)生明顯改變,仍能反映出其移動的連續(xù)性、過渡性,在空間上促進了不同發(fā)育階段群落的集中和聚集。
海堤的植物群落沒有明顯的由海向陸的層次結(jié)構(gòu),由于灘涂圍墾形成的海堤是圍墾區(qū)一類較為特殊的生境。人工種植行道樹和綠化樹種,具有一定的遮陰作用,土質(zhì)環(huán)境有所改良,海堤相對灘涂高度較高,脫鹽程度也較高,適宜植物定居,同時由于圍墾施工會引入某些內(nèi)陸植物種類,因此物種多樣性較高,常出現(xiàn)比海堤兩側(cè)更后期的植物成分和群落類型,并且多樣性也與后部的植物群落相接近。這說明海堤植物群落不受平原型灘涂海岸帶分布位置的影響,其脫鹽效果與后部相當,土壤含鹽量、電導(dǎo)率也與內(nèi)陸系統(tǒng)相當,因此也可認為是植物群落在小區(qū)域內(nèi)由海端向陸端水平分布的補充,即在海堤上的垂直分布,蘆葦、白茅、拂子茅群落常常出現(xiàn)在平原型灘涂海岸帶的水平分布的前部,而垂直分布可出現(xiàn)在海堤上。
4結(jié)論
a.土壤含鹽量和電導(dǎo)率是影響植物在灘涂上分布格局的重要因素,由于灘涂圍墾導(dǎo)致灘涂土壤的含鹽量和電導(dǎo)率空間上的差異,導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的適宜生存的植物類型。
b.自然未圍墾狀態(tài)下,灘涂植物群落的演替是緩慢的、自然的,而由于人工圍墾工程,這種自然演替的過程被人為地加快和片段化,某些典型的鹽生植物或兼性鹽生植物成分缺失,內(nèi)陸農(nóng)田系統(tǒng)的植物成分得以更快地侵占至灘涂的中前部。
c.人工修建的海堤人為打破了灘涂植物群落演替的自然規(guī)律,加速了植物群落順向演替的進程,形成不可逆的生態(tài)系統(tǒng),加速灘涂植物生態(tài)的快速變化,成為內(nèi)陸農(nóng)田系統(tǒng)和人工樹種侵入灘涂中前部的生物快速通道。
通過本次研究表明,采用野外踏查、樣地調(diào)查結(jié)合土壤理化分析等方法,可以初步反映灘涂圍墾對植物群落類型和物種豐富度等的影響,尤其是對群落特征和分布格局的影響。這為該區(qū)域今后的圍墾工程、生態(tài)建設(shè)管理、環(huán)境評價提供了一定的科學(xué)依據(jù)。
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Variation of characteristics of plant community in tidal flats during
different reclamation periods in Dongtai City, Jiangsu Province
WU Baocheng, LIU Qixin, HU Jun, XIONG Yuning, DONG Zhenguo
(InstituteofBotany,JiangsuProvinceandChineseAcademyofSciences
(NanjingBotanicalGardenMem.SunYat-Sen),Nanjing210014,China)
Abstract:A field survey and quadrat sampling methods were used to investigate vegetation during different reclamation periods in Jianggang Town, Dongtai City, Jiangsu Province. The community’s dominant species, species richness, Simpson index, and Shannon index were used to analyze the characteristics of the plant community. Soil samples were taken to determine the pH value, conductivity, and salinity. The results show that the soil salinity and conductivity are the two most important factors affecting the distribution of plants in the tidal flats; and the reclamation of tidal flats influences community types, species richness, and, especially, the characteristics and distribution of the plant community.
Key words:sea dike; reclamation; tidal flat vegetation; species diversity; community characteristics; Dongtai City
中圖分類號:Q143
文獻標志碼:A
文章編號:1000-1980(2015)06-0548-07
作者簡介:吳寶成(1980—),男,江蘇南京人,助理研究員,主要從事植物分類與生物多樣性研究。E-mail: wubaocheng2015@163.com
基金項目:“十二五”國家科技支撐計劃(2012BAB03B04)
收稿日期:2015-01-23
DOI:10.3876/j.issn.1000-1980.2015.06.008