盐地碱蓬、柽柳和芦苇生长的水盐阈值对类圆形植被斑块形成机制的解释

山东省黄河三角洲离海向陆25 km左右的区域内分布着不同类型的类圆形植被斑块,其演替速度快、生物多样性高,是研究黄河三角洲水盐交互作用和植被演替的理想对象,揭示其形成过程和机制对于黄河三角洲盐碱滩地植被恢复有着重要的实践意义。基于类圆形植被斑块的盐地碱蓬(Suaeda salsa)、柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites australis)生长发育的水盐阈值和生活习性,以及黄河三角洲缓平低地盐生植物群落的分布规律,对类圆形植被斑块形成过程和机制进行了解析。结果表明:缓平低地的积水地形导致的局部水盐再分配是类圆形植被斑块形成的基础。盐地碱蓬分布在类圆形植被斑块的最外缘,为局部高盐分(1.0%~2.1%)、湿润地带;向斑块中心,分布着矮小的芦苇,为局部中高盐分(0.12%~0.79%)、低水深地带;再向斑块中心,柽柳散落分布在积水线附近,为局部低水深、中等盐分(0.16%~0.70%)地带;斑块中心区分布着芦苇和白茅,为局部高水深、低盐分(0.1%~0.32%)区域。春季和冬季,灰白色的高含盐量盐斑出现在盐地碱蓬外侧,为局部高盐分(1.6%~3.4%)、干燥地带,由蒸发引起的盐分迁移积累所致。由此,形成面积相对稳定的圈层结构的类圆形植被斑块。依据该规律,可构建微地貌营造结合水盐控制的生态修复模式,促进植被的正向演替,为黄河三角洲盐碱滩地植被恢复提供一种基于自然的解决方案。

现代黄河三角洲类圆形植被斑块时空动态遥感分析

斑状植被在世界范围内的干旱半干旱区、海岸滩涂均有分布。近年来,有关斑状植被形成、时空格局演替的研究受到了越来越多的关注。斑状植被分布及其时空动态是其中重要的研究方向之一,它是植被演替机制研究的基础,也是表征生态系统中植被长期变化的关键指标之一。以现代黄河三角洲类圆形植被斑块为研究对象,将其分为裸斑区、明显类圆形植被斑块区和隐性类圆形植被斑块区等三大类,通过1996、2005、2007、2010和2012年5个时相多源遥感影像的人机交互目视解译,首次给出了现代黄河三角洲这三大类区域的分布范围,在此基础上分析了其时空动态。结果表明：现代黄河三角洲类圆形植被斑块在空间分布上存在明显的梯度分布和动态演替规律,具有海域—光滩—裸斑区—明显类圆形植被斑块区—隐性类圆形植被斑块区高程梯度分布的普遍特征;类圆形植被斑块的直径、植被覆盖度、植被平均高度以及土壤全盐量可作为判别新老斑块的直观标志;10m、5～6m分辨率的多光谱图像能够较好划分3种类圆形植被斑块区,但对于斑块面积变化的测量精度仍显不足,1m甚至更高分辨率图像的运用将会弥补这一缺陷。研究结果可为将来现代黄河三角洲斑状植被格局及演替机制的深入研究提供参考。