【摘 要】
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海岸带湿地是全球生态系统中至关重要的组成部分,在调节全球气候、保护物种基因等方面发挥着独一无二的作用。黄河三角洲海岸带湿地是生态环境敏感且脆弱的区域,面临着防潮坝建设、围填海、水产养殖等人为活动导致的盐碱化、生物入侵、等多方面问题。为了阐明人为活动对海岸带湿地的生态影响,在黄河三角洲滨州港区域防潮堤坝外设置1条采样带(A);防潮堤坝内等距设置4条样带(B、C、D、E);对海岸带湿地进行植被调查和土
【基金项目】
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国家科技部的十三五重点研发计划课题“河口湿地生态护岸与生境替代绿色修复材料及装备”(项目编号:2017YFC0505904); 国家自然科学基金面上项目“黄河三角洲湿地植物性状对潜水水位变化的响应与权衡机制”(项目编号:41971126);
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海岸带湿地是全球生态系统中至关重要的组成部分,在调节全球气候、保护物种基因等方面发挥着独一无二的作用。黄河三角洲海岸带湿地是生态环境敏感且脆弱的区域,面临着防潮坝建设、围填海、水产养殖等人为活动导致的盐碱化、生物入侵、等多方面问题。为了阐明人为活动对海岸带湿地的生态影响,在黄河三角洲滨州港区域防潮堤坝外设置1条采样带(A);防潮堤坝内等距设置4条样带(B、C、D、E);对海岸带湿地进行植被调查和土壤理化性质分析,研究了防潮坝对植被物种组成、结构、多样性、生物量、植物C:N:P化学计量的影响,并探讨其与土壤理化性质的关系,采用TWINSPAN和PCA、DCCA排序相结合的方法,探讨了影响黄河三角洲植物群落演替进程、植物分布的主要影响因子,为黄河三角洲生态修复、湿地保护提供理论依据。本研究主要得到如下研究结果:(1)防潮坝改变了滨州港海岸带湿地土壤的理化性质,防潮坝外土壤含水量、有效磷、含盐量显著高于防潮坝内土壤。土壤理化特征表明,防潮坝外(样带A)土壤含水量、有效磷含量、含盐量(分别为26.59%、13.51 mg/kg、12.74 g/kg)均显著高于防潮坝内土壤含水量(样带B-E分别为17.32%、16.26%、14.94%、11.73%)、土壤有效磷含量(样带B-E分别为9.37 mg/kg、6.76 mg/kg、4.41 mg/kg、5.79 mg/kg)、土壤含盐量(样带B-E分别为10.06 g/kg、10.39 g/kg、10.73 g/kg、6.54g/kg)。防潮坝外(样带A)土壤有机质平均含量为7.08 g/kg,显著低于防潮坝内土壤有机质含量(样带B-E分别为10.39 g/kg、8.83 g/kg、8.78 g/kg、8.95 g/kg)。(2)滨州港海岸带湿地植物群落结构与功能较为简单。植物种隶属于5科10属11种,盐生植物占优势,有4科6属6种;群落优势灌木柽柳生物量在0.09 kg/m~2~2.5 kg/m~2。研究区群落特征显著受到防潮坝的影响,由坝外到坝内,植物群落呈现由盐地碱蓬群落向柽柳-芦苇群落变化的趋势。防潮坝外(样带A)生物多样性Margalef指数、Shannon-Weiner指数分别为:0.15、0.26,柽柳生物量为0.16kg/m~2,都显著低于防潮坝内的Margalef指数(由样带B到样带E分别为0.39、0.38、0.49、0.51)、Shannon-Weiner指数(由样带B到样带E分别为0.77、0.68、0.78、1.07)、和柽柳生物量(由样带B到样带E分别为0.35 kg/m~2、0.20 kg/m~2、0.43 kg/m~2、0.49 kg/m~2)。防潮坝外(样带A)Simpson指数为和0.16,低于防潮坝内Simpson指数(由样带B到样带E分别为0.39、0.36、0.39、0.57)。防潮坝内,植物群落特征各指标总体呈现随着离防潮坝的距离增加而增加的趋势。Sorensen指数、Jaccard指数和Cody指数表明,防潮坝内外群落相似度较小,共有种较少,生境差异较大。相关性分析表明:群落Margalef指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数、灌木生物量与土壤含盐量和含水量呈显著负相关。(3)防潮坝显著改变了群落优势灌木生态化学计量特征。防潮坝由外向内(样带A到样带E)柽柳叶片C:N、C:P分别为(14.27、17.21、16.45、17.56、20.93)、(207.84、252.94、245.42、259.06、257.60),说明坝外植物同化碳的能力显著低于坝内;N:P分别为(14.54、14.60、14.93、14.77、12.71),说明限制营养元素由坝外的N、P共同限制转变为单一的N限制。RDA分析结果表明柽柳叶片C:N、C:P与土壤含盐量呈较强负相关,N:P与土壤含盐量呈显著正相关,表明了含盐量是影响柽柳叶片化学计量的主要因子。(4)通过TWINSPAN分类和实际调查相结合,将滨州港植物群落划分为盐地碱蓬群落、柽柳群落、柽柳-芦苇-盐地碱蓬群落和柽柳-鹅绒藤-芦苇群落四类,PCA排序与TWINSPAN分类结果一致。对土壤因子进行DCCA排序表明,第一排序轴主要反映了土壤含盐量的变化梯度,第二排序轴则主要反映了土壤有效磷的变化梯度。对16个土壤因子的主成分分析结果表明:决定群落在排序时的位置和群落物种组成的主导生态因子为土壤含盐量和有效磷含量。
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