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全球变暖严重威胁到湿地的分布及质量。近二十年来,北京地区降水量持续减少,蒸发量持续增加,造成河流断流,水体面积减少,地下水位下降,产生大片的湿地退水区域。该区域内,失去了湿地必须的水文条件,湿地特有的水成土退化,土壤的理化性质改变,导致了湿地植物组成的变化,水生和湿生植物退化,而旱生植物以及耐盐碱植物入侵,湿地生态系统向旱生生态系统发生逆行演替,使得湿地的净化水源以及降解污染物的功能衰退甚至丧失。
本文研究了野鸭湖湿地退水区域内,湿地土壤理化性质随地下水位埋深的变化趋势,以及湿地土壤各项因子对湿地植被的影响;同时本文采用了植物功能性调查方法,对野鸭湖湿地植物的多项功能性状进行了调查和分类,以更好地揭示湿地植被组成的变化。本文采用样带和样方结合的方法,对野鸭湖湿地退水区进行了群落调查,调查因子包括地下水埋深、土壤湿度、pH值、土壤盐分、土壤含氮量和氧化还原电位以及植物种类、数量、盖度;植物功能性状的调查包括叶含氮量、比叶面积、叶厚度、叶干物质含量和叶组织密度。
通过大量的野外调查数据和详细的分析,本文得出以下结果:
(1)野鸭湖湿地生物多样性辛普森指数为0.787,香农-威纳指数为2.121。湿地植物组成以芦苇和茵陈蒿为主;
(2)地下水位下降导致了湿地土壤盐碱化严重,土壤理化性质改变。土壤湿度受地下水埋深影响和pH值影响,建立模型为:湿度=178.777-0.104×地下水埋深-15.196×pH;土壤氧化还原电位Eh与pH值正相关,建立回归模型为氧化还原电位Eh=276.304-44.445×pH;植物数量由土壤含氮量,地下水埋深和盖度决定,模型为植物数量=-4272.101+50898.178×土壤含氮量+2538.283×盖度+42.548×地下水埋深;湿地建群种芦苇的平均高度受土壤湿度和土壤温度的影响,其回归模型为芦苇平均高度=317.711-13.060×土壤温度+3.109×土壤湿度;
(3)本研究首次调查了北京湿地植物功能性状,确定了9种叶功能性状的取值范围,并进行了相关性分析和聚类分析,结果将他们划分为3类:第一类包括叶厚度、湿重、干重、叶面积、叶含氮量和叶体积,第二类包括叶干物质含量和叶组织密度,第三类是一个单独的性状即比叶面积。
(4)根据各种植物功能性状值的不同,对其赋值后进行聚类分析,将野鸭湖湿地植物分为4种功能群组:第一组特点是拥有较薄的叶片,较大的干物质含量和组织密度;第二组特点为较小的比叶面积和叶含氮量,较大的干物质含量;第三组特点是叶片较厚,而干物质含量和组织密度较小;第四组特点为较小的组织密度,较大的比叶面积和叶含氮量。