黄河三角洲滨海湿地典型植物群落特征及其与环境因子的响应

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黄河三角洲滨海湿地是地球上具有多功能、富有生物多样性的自然生态系统,对生态环境可持续有着不可替代的作用。植物群落是湿地生态系统中的重要组成要素,其生长、发育及演替是湿地发育与演化的重要标志。加强对湿地植物群落特征与环境影响因子之间相互关系、响应状况的研究,在促进湿地生态良性发育、促进湿地生态环境可持续发展方面具有重要意义。黄河三角洲地区是我国重要的国家级湿地自然保护区,生态系统独具特色,但生态环境比较脆弱;同时,在黄河三角洲湿地生态系统中,各种湿地植物及其所形成群落作为重要的组成要素,对其发育演化意义重大。因此,本研究以黄河三角洲滨海湿地植被样方调查数据为基础,阐明其物种组成、群落结构、物种多样性特征及其演替规律,以碱蓬群落、柽柳群落、芦苇群落作为典型群落,加之土壤盐分环境、养分环境、小气候环境因子,研究了典型植物群落特征与环境因子间的相互关系、响应状况;并通过数据分析,阐释影响植物群落变化的关键环境因子,以期为该区域制定生态环境保护与生态修复决策提供一定的参考依据。研究发现,研究区内植物物种组成较为简单,生有14种植物,隶属7科14属,典型植物群落为碱蓬群落、柽柳群落、芦苇群落。在物种多样性方面,经综合指标判定,随着综合多样性指数(Shannon-Wiener指数)、优势度指数(Simpson指数)、丰富度指数(Margalef指数)的增大,物种多样性在碱蓬群落、柽柳群落、芦苇群落中呈现逐渐增长的趋势;随着均匀度指数(Pielou指数)的逐渐减小,研究区内植物群落结构也大致表现为碱蓬-柽柳-芦苇的特征。同时,种间相似性指数(Jaccard index)和其距离(Jaccard-distance)表明,碱蓬群落和柽柳群落之间物种共有数量较多且种间差异性较小,物种替代速率较慢,但柽柳群落与芦苇群落二者种间差异最大、物种相似程度最小,物种替代速率较快。这一系列的变化趋势也大致说明了该地区群落演替的特征,即在黄河三角洲滨海湿地研究区域内植物群落变化、演替特征大致为:由海到陆,植物群落分布呈现出碱蓬-柽柳-芦苇的变化特征。在探讨影响植物群落变化的环境因子及二者响应状况中发现:(一)土壤盐分环境因子方面,盐分的表聚现象显著。表层中(水平维度上),除硫酸根离子(SO42-)在柽柳群落的变异属强变异(变异系数为1.28)以及全盐(TS)、镁离子(Mg2+)、氯离子(Cl-)在芦苇群落中属于强变异(变异系数分别为1.10、1.83、1.23)以外,钾离子(K+)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、氯离子(Cl-)、碳酸氢根离子(HCO3-)等的变异情况均属中等强度的变异;垂直维度上,除镁离子(Mg2+)在芦苇群落为弱变异(数值为0.09)外,其余离子均属于中等强度变异。(二)养分环境因子方面,从元素含量来看,本地区C、N、P总量在不同群落中与不同土壤深度下都表现出一定的变异特性。同时,生态化学计量特征表明,在三种群落中,对应的碳氮比(C:N)数值均<25、氮磷比(N:P)数值均<14,说明该地区土壤有机质分解速率在一定程度上大于积累速率,且氮元素(N)是控制本研究区域植物生长的重要元素。(三)小气候环境因子方面,发现土壤水分含量是小气候环境因子中的一个重要要素,对植物群落会相应地产生影响。(四)利用RDA分析影响植物群落的关键环境因子,发现全盐(TS)、土壤水分含量(WC)、速效氮(AN)是影响黄河三角洲滨海湿地植物群落的主要因子,其中全盐(TS)是居于首位的关键影响因子。
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