平原河网地区滨岸带退化机理研究

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河流滨岸带位于河水与陆地交界处,是陆地生态系统和水生生态系统的过渡区。河流滨岸带具有重要的生态、社会、经济等价值,在流域生态系统中发挥着重要的作用。作为一种典型的开放系统,河流滨岸带在受到超负荷的自然与人为干扰条件下,会引起生态系统的退化,对人类社会产生不利影响。本研究选择上海青浦区作为平原河网地区河流滨岸带退化机理的实证研究区域:1、从自然特征与社会特征两个方面,识别平原河网地区滨岸带结构与功能;2、从对用地类型、水质污染等主要人为扰动因子,以及外来植物入侵的自然干扰因子的分析着手,研究平原河网地区滨岸带生态系统退化机理。根据不同阶段的研究目标与重点,分别选取48个滨岸带样点,12个水质检测样点及11个外来入侵植物样地,于2009年春季至2010年春季共开展五次调查与研究。主要研究成果如下:1、平原河网地区滨岸带有其特殊的结构与功能(1)平原河网地区滨岸带可大致分为:农业用地类型下的河流滨岸带、工业用地类型下的河流滨岸带、交通用地类型下的河流滨岸带、居住用地类型下的河流滨岸带、绿地用地类型下的河流滨岸带、荒地类型下的河流滨岸带等六种类型。不同类型之间结构上有着明显的差异。(2)河流滨岸带的功能主要是其地理位置与特殊的结构特征所决定,包括地形结构如宽度、坡度等,以及植被结构如覆盖率、连续性等。平原河网地区滨岸带有着自然生态以及社会服务双重功能。自然生态功能可分为:缓冲带功能、生物栖息地功能、水土保持功能等;社会服务功能可分为:抗洪排涝功能、景观功能、娱乐休闲功能、经济功能等。2、不同用地类型对河流滨岸带的生境与植物群落组成产生影响(1)目前青浦河流滨岸带生境优劣程度为:荒地>绿地>农业用地>交通用地>居住区>工业用地。这主要是由于在不同用地类型下人们对河岸类型、滨岸带几何形态、以及原有植被的影响所造成。(2)目前该地区河流滨岸带有植物57科118种,平均丰富度水平最高为绿地,最低为工业用地。从植物的生长型与来源方面看,六类用地类型下的河流滨岸带植物群落组成存在显著差异。工业用地受人为影响强度较大,外来入侵植物比例高达27.22%;农业用地草本数量达到11.75种,为六类用地类型中最高水平;交通用地与居住用地的表现出较大人工引种植物比例,分别为37.77%和49.97%;绿地有相对均衡的乔灌草比例,人工引种植物占所有植物的64.05%;荒地缺乏乔木与灌木类型,自然分布植物比例最高,为69.94%。3、河流水质污染对河流滨岸带高等水生植物及底栖动物产生影响(1)目前青浦河流水质的现状较差,各样点的水质均为劣V类,这主要是由于TN与TP的严重超标造成的。农业区域非点源污染与居住区域点源污染河段水质在各项指标上表现出一定的差异,但整体均体现为TN、TP的超标、CODMn却不高的特点,各样点水质主要是以无机型污染为主。(2)春季青浦区河流的高等水生植物种类较为单一。河流水体富营养化程度与沉水植物在滨水带上的盖度有显著线性关系,随水质富营养程度的升高,沉水植物的盖度有降低的趋势。(3)春季青浦区河流底栖动物群落也较为单一,主要以腹足纲、寡毛纲等污染水体指示种为主。4、外来植物入侵对河流滨岸带植物群落与土壤特性产生影响(1)目前青浦河流滨岸带外来入侵植物共有14科24种,其科、种数分别占到该生态系统所有植物的48.3%与26.1%。加拿大一枝黄花、小飞蓬、钻形紫菀、白花三叶草、空心莲子草、凤眼莲、水盾草这7种外来入侵植物对河流滨岸带生态系统的影响最为严重。(2)外来入侵植物白花三叶草与加拿大一枝黄花在春、秋两季均显著降低了河流滨岸带植物群落的物种多样性。(3)两种入侵植物对当地河流滨岸土壤特性造成了不同程度的影响。白花三叶草在春季降低了土壤含水量,在秋季提高了土壤pH值;加拿大一枝黄花则在秋季降低了土壤含水量,在春秋两季提高了土壤pH值。本研究填补了我国平原河网地区河流滨岸带退化机理研究的空白,为将来河流滨岸带生态系统评价、恢复及管理工作的开展提供了科学依据。
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