潮滩湿地土壤有机碳储量及其与土壤理化因子的关系——以崇明东滩为例

基于上海崇明东滩2013年3月的实测数据,借助ArcGIS软件进行Kriging空间插值,运用SPSS 21.0软件进行相关分析及通径分析,研究了崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳含量以及环境因子的空间分布特征,并对土壤有机碳储量进行了估算。结果表明,崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳密度介于1.02-5.22 kg·m^-2之间,平均值为2.32 kg·m^-2,土壤有机碳储量为1.15×10^8kg。土壤有机碳含量、土壤全盐量、含水量和NDVI指数的空间分布规律类似,呈现北高南低、高潮滩高而低潮滩低的趋势。中值粒径和容重的空间分布规律类似,表现为北低南高,高潮滩小于低潮滩。高程和p H值的空间分布规律不明显,空间变异性较小。7项环境因子与土壤有机碳含量都存在显著相关性,其中土壤全盐量是影响崇明东滩表层土壤有机碳含量的最主要因子。

崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低,盐度东北高、西南低,两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布,探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值,分析了东滩南部植物的空间分布现状,发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p<0.01)。高程差异:莎草科类群主要分布于高程区间2.93–4.07 m的低潮滩,禾本科主要集中分布在高程3.13–4.31 m的中、高潮滩;盐度差异:海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2±0.6)g·kg–1,显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0±0.3)g·kg–1(p<0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草,分布高程介于2.53–3.97 m,而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间,两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示,研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部,土壤盐度范围为1.6–4.5 g·kg–1,海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫,两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下,互花米草的生长状况更好,因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现,海三棱藨草总分布面积为294 hm2,优势群落面积120 hm2,海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%,占研究区总面积的6.9%,在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小,这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。

崇明东滩南部河口盐沼植物群落种间关系的数量分析

对崇明东滩南部盐沼植物群落样方进行调查,基于现有17种高等植物,特别是8种常见植物的2×2联列表和植被盖度值,利用方差比率法、χ^2检验以及Spearman秩相关分析对物种关联性和相关性进行分析.结果表明：方差比率（VR=0.61）的检验统计量W=48.61,落在χ^2 2个临界值区间之外,因此该区域盐沼植物群落内植物整体关联度表现为显著负相关;依据各优势植物对环境的适应方式和生境的主导因素,参考Spearman秩相关分析的结果,将它们划分为4个生态种组：芦苇、糙叶苔草-藨草-水莎草、互花米草-海三棱藨草、白茅-稗草.崇明东滩南部盐沼植物群落种间关系复杂,群落表现极不稳定,植物对于环境影响较为敏感.在明确物种之间关系的基础上,针对海三棱藨草的分布现状提出了相应种群的保护措施和建议.

潮滩湿地植被发育年限对土壤有机碳含量及积累速率的影响

潮滩湿地海陆交互作用强烈,部分环境因子随植被发育年限快速更替,对土壤的固碳过程有着重要影响。本研究选取长江口典型潮滩湿地崇明东滩,通过遥感影像确定各植被带发育年限,利用"空间代替时间"的方法对土壤有机碳含量及积累速率进行探究。结果表明:随植被发育年限增加,土壤有机碳含量逐年增加,植被发育14年的土壤有机碳含量约为发育1年的1.3倍。同时,土壤有机碳积累速率在植被发育初期最高,随后不断降低,约在10年后趋于稳定并保持在11 g·m^(-2)·a^(-1)左右。土壤有机碳含量与国内其他滨海湿地接近,但积累速率远低于美国东海岸新生滨海湿地,很可能是过度放牧、收割等人为干扰所致。因此,保护和恢复滨海湿地对我国实现增汇减排具有重要意义。

基于鹤群数量和活动时间的白头鹤越冬生境分级

崇明东滩作为国家级鸟类自然保护区,是国家重点保护鸟类白头鹤(Grus moracha)重要的越冬栖息地,但近年来由于人类活动加剧以及外来物种互花米草(Spartina alterniflora)影响,白头鹤种群的越冬适宜生境也随之变化,给白头鹤种群的保护及区域环境保护带来严峻挑战。本文从4种重要的生境因子(覆被类型、植被盖度、淹水深度、大堤距离)着手,研究了环境变量对鹤群行为方式的影响,并且利用鹤群数量以及鹤群活动时间作为参比标准对环境因子的适宜性进行量化。结果表明:白头鹤在崇明东滩的适宜越冬生境面积为697 hm2,次适宜生境面积为469 hm2,微适宜生境面积为282 hm2,非适生境面积352 hm2,白头鹤适宜生境和非适生境面积占区域总面积的38.7%和19.6%,其余生境超过区域总面积40%。白头鹤在崇明东滩堤外的潜在适宜生境面积比重较大,这为扩展鹤群的适宜生境面积提供了可能。文章提出了关于白头鹤种群保护及扩大鹤群适宜生境面积的措施及办法:在次适宜和微适宜生境区投放饵料以扩大其适宜生境面积,同时加大对本土物种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)的恢复力度。