杭州灣濱海濕地植被群落演替及優(yōu)勢(shì)物種生理生態(tài)學(xué)特征.pdf

1、濱海灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅可以抵御、減弱海洋臺(tái)風(fēng)、海嘯等危害，還具有涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、提供生物棲息地和獨(dú)特旅游等作用和功能，是沿海地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的綠色生態(tài)屏障。杭州灣濱海濕地是我國(guó)濱海濕地的南北過(guò)渡帶，具有重要的生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性保護(hù)意義。因此，本文在遵循群落生態(tài)學(xué)、植物生理生態(tài)學(xué)原理的基礎(chǔ)上，以杭州灣濱海濕地植被群落為研究對(duì)象，系統(tǒng)調(diào)查了該區(qū)植被分布情況，探索了濕地植被群落演替過(guò)程及群落結(jié)構(gòu)特征，分析

2、了環(huán)境因子對(duì)植被群落演替的影響以及優(yōu)勢(shì)草本植物對(duì)主要環(huán)境因子脅迫的響應(yīng)，同時(shí)定位監(jiān)測(cè)分析了演替各階段優(yōu)勢(shì)物種的生理生態(tài)學(xué)特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下：
　　1.杭州灣濱海濕地植被群落演替過(guò)程及其群落結(jié)構(gòu)和多樣性動(dòng)態(tài)變化
　　在杭州灣濱海濕地50個(gè)樣方的植被調(diào)查中，共發(fā)現(xiàn)17種物種，隸屬7科17屬。根據(jù)雙向指示種（TWINSPAN）聚類(lèi)分析和降趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（DCA）排序分析，得到本區(qū)域植被群落的演替序列為：海三棱

3、藨草群落→蘆葦群落→檉柳—蘆葦群落→旱柳—白茅群落。
　　隨著杭州灣濱海濕地植被演替的進(jìn)行，土壤含水量和土壤含鹽量逐漸降低，群落物種種類(lèi)逐漸增加，生活型逐漸變復(fù)雜，群落蓋度和高度逐漸增加，群落物種豐富度逐漸增加，均勻度逐漸降低，而物種多樣性則呈現(xiàn)先增加后降低的過(guò)程（在演替第Ⅲ階段達(dá)到最大值）；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)群落單位面積的生物量也呈現(xiàn)先增加后降低的過(guò)程（演替第Ⅱ階段生物量最大）。
　　2.環(huán)境因子對(duì)植被群落分布的影響
　　通

4、過(guò)對(duì)群落植被因子與環(huán)境因子間的降趨勢(shì)典型對(duì)應(yīng)分析（DCCA）發(fā)現(xiàn)，土壤含鹽量、含水量和高程是影響植被群落分布的主要環(huán)境因子，它們形成的DCCA第一排序軸可以影響植物群落與環(huán)境因子間關(guān)系的58.1％。進(jìn)而分析鹽基陽(yáng)離子組成發(fā)現(xiàn)，Ca2+（91.48 mmol·kg-1）、Na+（79.44 mmol·kg-1）是主要組成部分；而通過(guò)DCCA分析發(fā)現(xiàn)四種鹽基陽(yáng)離子（K+、Ca2+、Na+、Mg2+）對(duì)植被群落分布均有明顯的影響作用，第一排序

5、軸解釋了植物群落與鹽基離子之間關(guān)系的59%，物種與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)是0.864，以Ca2+的影響最大；第二排序軸進(jìn)一步解釋了植物群落與環(huán)境因子之間關(guān)系的25%，物種與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)是0.615，即第一排序軸和第二排序軸共同解釋了84%的植物群落與環(huán)境因子的關(guān)系。各鹽基陽(yáng)離子對(duì)群落植物多樣性的影響基本相同，隨著各鹽基離子含量的逐漸增加，豐富度指數(shù)、綜合多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸降低的過(guò)程；而均勻度指數(shù)則表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢(shì)。
　　3

6、.演替各階段優(yōu)勢(shì)草本植物對(duì)鹽分和海水水淹脅迫的響應(yīng)
　　杭州灣濱海濕地植被群落不同演替階段3種優(yōu)勢(shì)草本植物對(duì)海水水淹脅迫和鹽脅迫的響應(yīng)存在一定的差異，海三棱藨草和蘆葦具有非常強(qiáng)的抵抗海水水淹脅迫能力和鹽脅迫（包括Ca2+、Na+脅迫）的能力。海三棱藨草抵抗Ca2+脅迫的能力相對(duì)較強(qiáng)，因此更好地適應(yīng)高 Ca2+含量的杭州灣濱海灘涂濕地，而蘆葦則表現(xiàn)出較高的抵抗 Na+脅迫的能力，因此可以認(rèn)為植被演替前期向中期的轉(zhuǎn)變與土壤鹽基離子含量

7、和兩種優(yōu)勢(shì)植物抵抗不同離子脅迫的能力差異密切相關(guān)。與前兩種草本植物相比，白茅抵抗海水水淹脅迫和鹽脅迫的能力相對(duì)較弱，尤其在抗海水水淹脅迫方面存在顯著差異，因此可以認(rèn)為是演替中期向后期轉(zhuǎn)化的主要影響因子。
　　4.演替各階段優(yōu)勢(shì)物種生理生態(tài)學(xué)特征
　　通過(guò)研究杭州灣濱海濕地不同演替階段優(yōu)勢(shì)物種的光合作用光響應(yīng)曲線和CO2響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)，隨著演替的進(jìn)行，優(yōu)勢(shì)物種的光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)、最大凈光合速率、CO2補(bǔ)償點(diǎn)和暗呼吸速率逐漸下降

8、，表觀量子效率和羧化效率逐漸上升，優(yōu)勢(shì)植物對(duì)環(huán)境因子的變化適應(yīng)性逐漸增強(qiáng)。
　　根據(jù)各優(yōu)勢(shì)物種的光合作用、蒸騰作用日變化研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是草本植物還是木本植物，較早出現(xiàn)的物種具有較高的凈光合速率（日同化量）、蒸騰速率（日蒸騰量），隨著演替的進(jìn)行，各指標(biāo)逐漸下降，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，與木本植物相比草本植物具有較高的凈光合速率。而水分利用率則與光合作用和蒸騰作用不同，演替早期草本植物具有較低的水分利用率，隨著演替的進(jìn)行，逐漸增加；同時(shí)也發(fā)現(xiàn)草本

9、植物大于木本植物。演替早期物種的葉片葉綠素含量相對(duì)較低，中后期物種含量明顯大于前期物種，但葉綠素a/b在演替過(guò)程中則呈現(xiàn)逐漸上升的過(guò)程。經(jīng)過(guò)對(duì)各優(yōu)勢(shì)物種光合作用和環(huán)境因子間通徑分析發(fā)現(xiàn)，演替前期草本植物海三棱藨草和糙葉苔草主要受光合有效輻射的影響，且具有較大的間接通徑系數(shù)；而演替后期植物則主要受葉面溫度和飽和水蒸汽壓虧缺的影響。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)杭州灣濱海濕地3種草本植物葉片N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征在生長(zhǎng)季節(jié)的動(dòng)態(tài)變化研究發(fā)現(xiàn)，杭州灣濱海植