论文部分内容阅读
湿地是生态系统的重要组成部分。同时黄河三角洲是我国保存最完整的暖温带湿地生态系统。目前在自然环境和人类活动双重因素的影响下,引发了一系列湿地生态环境问题,例如土壤盐渍化、湿地生态功能下降、湿地生物多样性丧失等。这些问题都与植被息息相关。土壤水分、盐分是植被分布的主导因素,而地下水在黄河三角洲区域对土壤水分、盐分起到重要的、甚至是决定性的作用。因此,研究植被与土壤盐分、地下水埋深的关系是有效保护湿地生态系统健康的重要内容。本文将植被样方调查数据与遥感影像数据相结合,采用典范对应分析、相关分析综合分析了黄河三角洲地区植被分布格局和植被长势与土壤盐分、地下水埋深之间的关系。根据黄河三角洲地区的实际水文情况,结合前人的研究,构建了地下水流模型,用于模拟未来5年地下水位动态变化。基于研究得到的不同植被对土壤盐分、地下水埋深的依赖关系,结合前人取得的成果,依据预测出的未来5年地下水位动态变化趋势,进而揭示出地下水位动态变化对黄河三角洲地区植被长势、分布和演替的影响。研究结果表明:(1)应用Visual Modflow构建了黄河三角洲地区二维非稳定流均质各项异性的地下水流概念模型,运用强隐式迭代法(SIP)进行求解,并对模型进行参数拟合和验证,对地下水均衡等方面开展了分析。拟合效果较好,所构建的模型能够较为真实的体现黄河三角洲地区的实际状况。通过水均衡的计算,可知研究区内地下水入渗补给以降水补给为主,排泄以蒸发为主,地下水各个补给和排泄项处于相对稳定状态,且补给量大于排泄量。(2)CCA排序图揭示出土壤盐分、地下水埋深与研究区内植被分布格局显著相关,植被分布格局随着土壤盐分、地下水埋深等水盐环境梯度的变化而变化。地下水埋深对植被分布的影响体现在,随着地下水埋深的增大,分布的植物种类逐渐减少;大丁草、刺槐、艾蒿等可以在埋深较大的区域生存。土壤盐分对植被类型分布的影响更大,随着盐度的增大,分布的植物种类明显减少;耐盐性植被主要包括盐角草、碱蓬、柽柳等。(3)6种植被群落与地下水埋深的关系不同。翅碱蓬、柽柳-翅碱蓬群落NDVI与地下水埋深的关系不显著;柽柳-芦苇+碱蓬群落NDVI值整体上有随地下水埋深增加而增大的趋势;芦苇群落NDVI与地下水埋深之间的关系比较复杂;旱柳-荻群落NDVI与地下水埋深呈线性关系且NDVI值随地下水埋深的增加逐渐增大,R~2达到0.8612的较高水平;地下水埋深对刺槐群落NDVI影响显著,地下水埋深与刺槐群落的关系可以用线性模型来拟合,R~2达到0.7698的较高水平。(4)在全球变暖的背景条件下,地下水位呈现上升的趋势,且随着年份的增加上升趋势尤为明显。随着地下水位的上升,地下水埋深变浅,致使土壤含盐量增多,对植被长势起抑制作用。随着地下水位的上升,野大豆、刺槐、藜分布面积将不断减少。土壤含盐量增多,淡水植被和不耐盐植被逐渐被耐盐植被所代替。分布在受淡水冲洗的黄河口地区旱柳-荻群落,逐渐演替为芦苇群落。零散分布在柽柳灌丛内的补血草群落,会逐渐被柽柳所替代。盐角草在潮上带含盐量高的低洼地区,可以形成先锋植物群落;分布在沼泽型芦苇群落的内侧的香蒲群落将逐渐被芦苇群落所替代;翅碱蓬群落逐渐演替为柽柳-翅碱蓬群落;柽柳-翅碱蓬群落逐渐演替为柽柳-芦苇+碱蓬群落;芦苇群落逐渐会被喜欢湿润环境的多年生草本植被白茅群落所取代。