湿地柽柳群落退化特征范文

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1研究方法

1.1数据采集2012年于东营市大汶流管理站南岸建立植物调查样地10个。每个样地大小为20m×20m，分成4个10m×10m的小样方，记录各个样方内灌木的种类、数量、株高、冠幅、基径等。小样方内随机设置3个面积为2m×2m的草本样方，分别记录每种草本植物的种类、个体数、高度、冠幅等，并选择具有典型退化特征的柽柳样地进行分析。探测、记录每个样地的地下水埋深，并采集土壤样品，采样深度分别为0～5、5～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～94cm，至地下水出现位置停止采样。

1.2分析方法土壤样品经自然风干、研磨、过筛等预处理后，取过筛土壤制备待测液，用蒸馏水浸提后采用双指示剂滴定法测定HCO－3、CO2－3，硝酸银滴定法测定Cl－，EDTA容量法测定SO2－4、Ca2＋、Mg2＋，火焰光度法和原子吸收光度法测定K＋、Na＋，碱解扩散法测定有效氮，式中：R为Patrick丰富度指数；H′为ShannonWiener多样性指数；E1为Pielou均匀度指数；S为物种数；Pi为重要值，是指示某一物种在群落中的作用和地位的综合性指标，表示该物种在群落中的重要性，利用相对密度、相对频度、相对高度计算得到。根据植被演替研究常用的时空替代法将样地划分为退化早期阶段、退化中期阶段、退化晚期阶段，对不同退化阶段的柽柳群落特征及水盐因子状况进行分析。

2结果与分析

2.1不同退化阶段柽柳群落数量特征

2.1.1群落盖度、高度、密度变化研究区内不同退化时期的物种个体数差异明显，其中碱蓬数量最多，其次是柽柳。不同退化阶段碱蓬与柽柳密度、高度、盖度对比见表1，可以看出，在退化过程中碱蓬与柽柳的个体数不断减少，其盖度、高度、密度呈降低趋势。

2.1.2群落多样性变化研究区内柽柳为主要灌木。草本植物主要有芦苇、中华补血草、盐地碱蓬、蒙古鸦葱、鹅绒藤、獐茅，草本植物仅在退化早期阶段存活。Patrick丰富度指数指单位面积上的物种数量，反映区域内物种的丰富程度。不同退化阶段丰富度、均匀度、多样性指数见表2，可知不同退化阶段的丰富度指数存在明显差异，退化早期阶段的丰富度指数明显高于退化中期阶段和退化晚期阶段。随着种群的衰退，群落丰富度指数减小。Pielou均匀度指数反映群落中物种个体数的分配情况。由表2可知，不同退化阶段的均匀度指数差别不大。但退化早期阶段和退化中期阶段的均匀度指数均大于0．9，而退化晚期阶段均匀度指数降至0．9以下，说明在退化过程中群落的均匀度不断降低。ShannonWeiner多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标，表示群落内植物种类多样性的程度，可用来判断群落的稳定程度。由表2可知，退化早期阶段的多样性指数明显高于退化中期阶段和退化晚期阶段，约为退化晚期阶段的3倍，表明群落的严重退化导致物种明显减少。

2.1.3群落结构变化退化早期阶段柽柳死亡0棵，死亡率为0；退化中期阶段柽柳死亡2棵，死亡率为11．8％；退化晚期阶段柽柳死亡4颗，死亡率高达50％。由此可见，随着群落退化程度加重，柽柳死亡数量及死亡率显著增加。

2.2不同退化阶段土壤理化特征

2.2.1土壤可溶性盐分特征植物与土壤的相互影响和相互作用对群落的退化过程有重要影响，环境的变化对植物的生存有不同程度的影响，植物通过群落、种群和个体的特征变化对环境的变化作出反应［17］。因此，不同区域的植被特征和土壤环境的关系是生态学研究的重要领域，如群落退化过程中对土壤特性的影响［18］、土壤性质差异对群落的影响［19］。不同土层深度离子含量变化见表3，可以看出，在退化早期阶段各种离子的含量基本处于正常范围，植物根系对各种离子的吸收均处于有益状态；退化中期阶段Cl－、Na＋含量与其他离子之间出现了巨大差异，已经脱离了正常离子含量的范围；退化晚期阶段，这种差异表现得更为明显，土壤盐渍化已较为严重。虽然Cl－、Na＋为植物生长必须的营养元素，但是植物的生长发育对Cl－的需求很少，Cl－、Na＋含量过高将严重影响植物的生长发育。

2.2.2土壤pH值与电导率特征一般情况下，土壤中的pH值过高或者过低都会对植物的生长产生不利影响，不同土层深度土壤的pH值与电导率变化见图1。随着群落的退化，不同土层深度土壤的pH值不断增大，至退化晚期阶段各土层土壤pH值平均为8．5，在土层深度为20～40cm时，pH值甚至达到9．3，碱性最强。退化晚期阶段土壤电导率明显高于退化早期阶段，说明退化晚期阶段土壤盐分含量较高。

2.2.3土壤有机质与有效养分特征土壤中有机质的主要来源为植物残体分解，不同阶段土壤有机质含量存在差异的主要原因是群落的生产力不同。随着种群的退化，有机碳矿化量逐渐减少，群落的物种组成和生物量均不同程度减少，植物对有机质的需求减少。不同土层深度土壤有机质变化见图2（a），可以看出，深度为0～5cm即土壤表层有机质含量以退化早期阶段最高，退化晚期阶段最低，相差1g／kg，土壤中有机质含量的降低反映了植物群落的退化。土壤中的氮、磷、钾是植物生长所需要的重要养分，保持土壤主要养分是植物正常生长发育的必要条件。由图2（b）可知，在退化早期阶段土壤速效钾含量处于合理范围内，而退化晚期阶段则迅速增加，明显高于退化早期阶段和退化中期阶段，超出柽柳生长的承受范围。由图2（c）可知，退化早期阶段土壤速效氮含量保持在植物能适应的范围内，明显高于退化中期阶段和退化晚期阶段，退化中期阶段和退化晚期阶段土壤速效氮含量无法满足植物的生长需求。由图2（d）可知，各退化阶段速效磷的含量并没有明显差异，变化趋势基本一致，但在土层深度大于10cm时，退化晚期阶段的速效磷含量过高，表明柽柳群落对速效磷的吸收困难。

2.2.4不同退化阶段地下水埋深特征退化早期阶段、退化中期阶段、退化晚期阶段的地下水埋深分别为94、70、65cm。随着柽柳群落退化的加剧，地下水埋深逐渐减小。可见随着地下水水位的抬升，植物的各项生理指数降低，同时地下水水位抬升导致土壤的蒸发量增加，土壤积盐越来越严重，植被易遭受盐碱胁迫，影响植物根系的发育和呼吸，降低了作物的蒸腾量，引起生物多样性下降，最终影响柽柳群落的生存。

2.3柽柳群落退化原因分析在黄河三角洲地区，柽柳在生物群落中的优势地位不断下降，具体表现为柽柳数量、柽柳重要值和柽柳盖度下降等。引起柽柳群落退化的自然因素主要是水盐作用，水分、盐分超过了柽柳的耐受范围，同时人为因素也严重干扰了柽柳群落的生长发育。在自然因素方面，由于黄河三角洲地区土壤盐渍化程度不断加剧，因此除了一些耐盐性植物得以保存外，非耐盐性植物正在不断退化。虽然柽柳属于耐盐性植物，但是因研究区盐渍化较为严重，加之可溶性盐的增加以及土壤养分的不均衡分布，导致部分耐盐植物（中华补血草、白茅等）大量死亡。随着耐盐植物的衰亡，土壤的有机质含量下降，土壤越来越贫瘠，从而导致物种多样性下降，最终影响柽柳的成长，间接造成了柽柳群落的退化。在人为因素方面，目前黄河三角洲地区对柽柳的利用还处在乱砍滥伐的掠夺性开发阶段，新中国成立初期大面积天然柽柳林已被破坏殆尽。黄河三角洲新淤的0．14亿亩（15亩＝1hm2）原生土壤，仅生长着稀疏低矮的柽柳丛和经济价值微弱的灌草丛。近几年挖池养虾和修建盐田，年均砍伐柽柳林3万～5万亩，造成黄河三角洲地区柽柳数目锐减，而海水养殖会造成潮水入侵，致使周边地下水水位上升、土壤表层盐分增加，进一步导致柽柳群落退化。

3结语

从退化早期阶段至退化晚期阶段，研究区内柽柳群落的盖度、密度与高度呈不断减小趋势，物种丰富度、均匀度和多样性也呈下降态势，柽柳死亡率直线上升，反映了黄河三角洲湿地柽柳群落正处于严重退化阶段。退化早期阶段土壤养分与盐分仍处于合理范围，至退化晚期阶段已严重超过柽柳生长的承受范围。同时，地下水埋深逐渐减小，影响植物根系的发育和呼吸作用。造成黄河三角洲湿地柽柳群落退化的原因包括人为因素和自然因素。自然因素方面，研究区土壤盐分含量逐年上升，土壤养分分布不均，生态环境恶化造成柽柳死亡与群落退化；人为因素方面，制盐业与水产养殖业迅速兴起，人们大面积砍伐柽柳，导致柽柳群落退化严重。

作者：徐梦辰 刘加珍 陈永金 单位：青海大学农牧学院