互花米草与盐地碱蓬群落交错带土壤因子的梯度变化特征

【目的】研究互花米草(Spartina alterniflora)入侵对土壤因子的改造作用,以及土壤因子改变对互花米草生态入侵过程的影响。【方法】以江苏沿海滩涂湿地互花米草群落与和盐地碱蓬(Suaeda salsa)群落的交错带为研究对象,从互花米草群落到盐地碱蓬群落分6个生境梯度带,对各梯度带植物生长状况及表层(0~10 cm)、中层(≥10~30 cm)、下层(≥30~60 cm)3个层次土壤主要理化指标的梯度变化特征进行了研究。【结果】①各梯度带不同土壤层次间,除粒径、总磷,其他指标表层土壤性质与中下层差异显著。②植物群落特征和土壤因子分布在表层呈现出明显的梯度分布格局,与盐地碱蓬群落相比,互花米草群落表层土壤有较高的含水量、总有机碳、总氮含量及较低的盐度、容重和pH。③随着互花米草群落由内部向边缘带过渡,生物量、株高、盖度呈下降趋势,表层土壤含水量、总有机碳、总氮含量总体呈下降趋势,容重和pH 呈上升趋势,盐度、粒径、总磷含量没有明显的趋势变化。【结论】互花米草入侵对群落交错区土壤的改造效果在土壤表层明显,表现为显著增加土壤含水量、总有机碳和总氮量,降低pH、盐度和容重,而总有机碳、总氮含量随入侵时间的延长具累积效应,含水量、总有机碳、总氮等因子含量的增加可能会促进互花米草的相对竞争优势。     

盐沼入侵植物互花米草治理后植食性昆虫食物结构的变化

利用生态工程措施治理滨海盐沼入侵植物、恢复受损湿地的生态功能,是海岸带自然资源管理和生态系统健康维持的重要手段.盐沼入侵植物治理后,植食性昆虫群落结构的变化已得到较多研究,但昆虫食物结构变化的关注相对较少.本研究选取崇明东滩互花米草(Spartina alterniflora)治理工程恢复区,以及毗邻的互花米草入侵区和原生芦苇(Phragmites australis)对照区的不同植物群落,结合碳稳定同位素分析手段,比较了植物群落间植食性昆虫的食物结构差异,发现对照区、入侵区和恢复区芦苇群落中的昆虫均主要以芦苇为食,入侵区互花米草群落中的大多数昆虫以互花米草为食,而芦苇-互花米草混生群落中的昆虫既取食芦苇也取食互花米草.这一结果表明,互花米草入侵改变了本地植食性昆虫对土著植物芦苇的依赖性,而清除互花米草并恢复芦苇群落后,植食性昆虫对土著植物的依赖性已得到恢复.     

广西滨海盐沼生态系统研究现状及展望

滨海盐沼(Coastal salt marsh or tidal marsh)是具备多种重要生态和经济功能的海岸带生态系统。对滨海盐沼生态系统生态格局的深入研究,可为滨海湿地管理和恢复提供有益经验。广西滨海盐沼生态系统物种多样性较高,原生种类丰富。原生滨海盐沼种类中分布面积较大的茳芏和短叶茳芏集中分布于南流江、钦江和茅岭江河口区,常与红树林(Mangrove)形成滨海盐沼-红树林生态交错带或单一种群;外来入侵种互花米草盐沼分布面积占比大,且呈持续向西扩散趋势。广西滨海盐沼丰富的多样性及盐沼-红树林生态交错带的天然存在为全球气候变化、生物入侵及人为干扰下滨海湿地生态学的研究提供良好的对象,具备独特的科研价值,需要引起高度重视并进行有效保护。本文通过阐述广西滨海盐沼生态系统的分布、类型与特点,综述其研究状况,总结其研究特色,以期为广西滨海湿地生态学的深入研究提供新的线索,促进我国滨海盐沼湿地生态学的研究和发展,并为广西甚至我国滨海湿地生态系统的决策者、管理者等提供参考依据。     

互花米草入侵对天津滨海湿地土壤可培养细菌和真菌群落组成及多样性的影响

为了探究互花米草入侵对滨海湿地土壤微生物群落组成和多样性的影响,在天津滨海湿地选取互花米草入侵程度不同的样地采集土样,分析不同样地间土壤可培养细菌和真菌数量、群落组成和多样性的差异,利用冗余分析研究细菌和真菌群落构成与土壤理化因子间的相关关系.结果表明:互花米草入侵程度对天津滨海湿地土壤可培养细菌和真菌的数量、群落组成...     

淡水恢复对黄河口盐沼湿地土壤水盐信息的影响

湿地水盐信息的空间变异规律有助于理解盐渍生境植物群落的适应机制及土壤生态系统的物理、化学和生物过程. 本文以黄河口盐沼湿地和淡水恢复湿地为研究对象,在生长季采集土壤表层样品,并在春夏秋季分别采集典型土壤剖面土样,对比分析了2类湿地表层土壤和典型剖面土壤水盐信息的季节变化特征,并探究了湿地表层土壤和土壤剖面中水盐因子之间的关系. 结果表明:盐沼湿地土壤电导率在整个植物生长季均高于淡水恢复湿地,且2类湿地均呈逐渐减小的趋势,而淡水恢复湿地在7月份调水调沙后呈先减小后增大的趋势;2类湿地土壤水土质量比在整个生长季呈缓慢增加趋势,淡水恢复湿地土壤水土质量比在调水调沙后显著增长. 随着土层深度的增加,盐沼湿地土壤水土质量比呈现波动式降低,电导率呈波动式增加,而淡水恢复湿地土壤水土质量比在调水调沙前后由高到低呈现为上层、底层、中层,电导率则呈相反的变化趋势;盐沼湿地和淡水恢复湿地的表层土壤电导率与 w(SO24- )、w(Cl- ) 质量分数均具有显著正相关关系(P<0.01),而对土壤剖面而言,淡水恢复湿地土壤电导率仅与 w(Cl- )呈正相关关系(P<0.05),盐沼湿地土壤电导率则与 w(SO24- )和 w(Cl- )呈正相关关系.      

北海互花米草湿地土壤重金属分布及其污染评价

本研究通过分析广西北海互花米草(Spartina alterniflora)湿地土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb、Cr)含量的分布特征及其与理化性质的相关性,并对重金属进行风险评估,为滨海湿地互花米草的生态利用和治理提供指导。于2020年6月选择广西北海丹兜海、营盘镇互花米草湿地及两者光滩作为研究地点,采集土样并测定土壤理化指标,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对5种重金属进行污染评价。结果表明：互花米草湿地表层土壤5种重金属含量的平均值均高于光滩,丹兜海湿地重金属含量高于营盘镇;地累积指数表明丹兜海互花米草湿地土壤的Pb为轻度污染;潜在生态风险评价显示5种重金属污染级别均为轻微;大部分重金属与沉积物中有机碳含量、粉粒和黏粒呈正相关,而与粗砂粒呈显著负相关。互花米草湿地可以累积重金属从而阻滞其进一步向海扩散,进而降低对海洋的生态风险。     

广西海岸潮间带互花米草遥感监测

【目的】对广西海岸潮间带入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)进行遥感监测,查清互花米草分布区域。【方法】以2016年GF-1号高分辨率卫星影像为数据源,利用遥感技术与野外勘查相结合的方法,对广西互花米草扩散现状进行监测和分析。【结果】截至2016年7月,广西海岸潮间带互花米草分布面积为686.48hm~2,斑块数5 191个,平均斑块面积为0.13hm~2,最大斑块面积为47.24hm~2(位于丹兜海海域滩涂)。此次调查结果显示互花米草面积比引种时期增加了685.54hm~2,面积增长了729倍。北海市海滩互花米草分布面积为685.91hm~2,占入侵总面积的99.92%,钦州市海滩分布面积为0.57hm~2,占入侵总面积的0.08%。丹兜海互花米草入侵面积达317.89hm~2,但廉州湾斑块数量分布最多,为2 777个。【结论】高分辨率卫星影像能有效地提取互花米草分布信息;广西互花米草正处于迅速扩张期,空间上自东往西扩散,最远已到达钦州市大风江口西部海域滩涂;廉州湾互花米草扩散正处于急速爆发期;自然保护区内红树林、海草床和土著盐沼植被等海洋生态系统已经受到互花米草的严重威胁,生态环境不容乐观。建议加强对互花米草扩散和防治机制的研究。     

厦门滨海湿地红树林资源与互花米草入侵分布

通过无人机巡视、卫星遥感图像分析及沿海岸地面调查等方式,研究了2017年厦门滨海湿地红树林资源及互花米草的入侵情况。结果表明:1)厦门湾共有真红树林植物5科7属7种,分别为秋茄(Kandelia obovata)、白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、红海榄(Rhizophora stylosa)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Laguncularia racemosa),其中秋茄和白骨壤为优势种; 2)厦门红树植物分布在思明、湖里、集美、海沧和翔安5个行政区,面积共76. 1 hm2,其中翔安区下潭尾站位的红树林面积最大(50. 4 hm2),占厦门红树林总面积的66. 33%,目前厦门红树植物的人工恢复与重建以秋茄纯林,以及秋茄和无瓣海桑混交种植为主; 3)厦门互花米草入侵面积约69. 7 hm2,81. 42%分布在翔安区大嶝大桥两侧和九溪河口海域。根据调查结果,提出了关于厦门红树林恢复重建与互花米草控制的两点建议:1)在加强白骨壤苗种繁育技术及红树幼苗藤壶防治技术研究的基础上,大力种植本地种秋茄和白骨壤,以生态方法控制互花米草的蔓延; 2)加强对外来物种无瓣海桑和拉关木的种植地点、种植时间和种植数量等信息的登记制度,建立一定的防控机制。     

不同水文条件下黄河三角洲湿地土壤溶解性有机碳的分布特征

为了探究不同水文条件下滨海湿地土壤溶解性有机碳（DOC）的分布特征,本研究选取黄河三角洲自然保护区内的淡水芦苇湿地（FPW）、受潮汐影响的咸水芦苇湿地（TPW）、非淹水芦苇湿地（NPW）和受潮汐影响的盐地碱蓬湿地（TSW）为研究样地,在2018年10月（秋季）、2018年12月（冬季）和2019年4月（春季）采集0~25 cm深度的土壤剖面样品,测定土壤DOC和其他土壤理化性质．研究结果表明,NPW土壤DOC质量分数总体高于其他3种湿地,3个采样季节中的DOC最大平均质量分数为18.54 mg·kg?1（冬季）．TSW、NPW、FPW和TPW土壤DOC平均质量分数分别为7.75、16.03、9.07和9.40 mg·kg?1．沿0~25 cm土壤剖面,DOC质量分数总体呈现下降趋势,表层土壤DOC质量分数最高．主成分分析和相关性分析结果表明,土壤盐离子和土壤质地是影响湿地土壤DOC质量分数的主要因素．同时,通过三维荧光光谱对各类湿地土壤DOC来源分析表明,湿地土壤DOC来源较复杂,内生源和外部输入对不同水文条件下土壤DOC具有不同的贡献．      

添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

【目的】研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据。【方法】以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化。【结果】添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥。三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显。平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况。【结论】滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P<0.05)。添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异。     

海涂湿地生态系统中重金属元素的富集特征

利用样线法和样方法布点,用收获法采集海涂湿地生态系统中植物互花米草Spartina alterniflora各部位和土壤样品,用X-荧光和原子吸收分光光度法分别测定土壤和植物体不同部位中Pb、Cd、Cu、Zn的含量,探讨了4种重金属元素在浙江沿海湿地生态系统中的富集特征.结果表明:(1)在土壤库中,元素含量高低和储量大小均为Zn>Cu>Pb>Cd;在植物库中,重金属在植物不同部位的含量高低为根系>茎叶,储量大小为茎叶>根系;在植物根系和茎叶中,元素含量和储量大小均为Zn>Pb>Cu>Cd.(2)植物不同部位对重金属的富集能力不同,表现为根系>茎叶.植物根系对不同重金属的富集能力大小为Zn>Cd>Pb>Cu;茎叶对不同重金属的富集能力大小为Cd>Zn>Pb>Cu.对4种重金属在植物体内和土壤中的含量分别进行相关性分析,发现植物体内Pb、Cu的含量与土壤中的呈极显著正相关,而Cd、Zn在两者间的相关性不显著.(3)受环境因素的影响,在不同取样地,土壤库中4种重金属的总储量有差异,表现为宋埠样地(161.867 kg/hm2)>胜利塘样地(156.626 kg/hm2)>杨屿山样地(129.004 kg/hm2);但在植物库中,重金属的总储量大小却为杨屿山(26.266 kg/hm2)>胜利塘(21.69 kg/hm2)>宋埠(10.923 kg/hm2).显示了由于不同样地互花米草群落的生物量以及其对重金属吸收能力的差异,表现出该群落中重金属储量与土壤库中重金属储量的明显不一致.     

典型滨海湿地沉积物反硝化与硝态氮氨化 相对重要性研究

为揭示典型滨海湿地沉积物中硝态氮还原特征与规律,以长江入海口崇明东滩湿地为对象,采集不同季节和植被条件下(芦苇、互花米草、互花米草-芦苇混合区与光滩)沉积物,借助¹⁵N同位素稀释技术,测定反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)速率的变化,探讨两者的相对重要性特征。结果表明:①冬季,互花米草群落沉积物Den速率达31.29 μg/(kg·h),显著高于其他植物群落及光滩(P<0.05),但其在春、夏、秋季最低,仅为2.35～3.36 μg/(kg·h)。表明,冬季可能是互花米草群落沉积物氮素Den逸失高峰期。②春、冬季节光滩带沉积物DNRA速率(>120 μg/(kg·h))明显高于有植被沉积物(<80 μg/(kg·h))。然而,从不同植物群落看来,互花米草群落DNRA速率显著高于其他植物群落及光滩(P<0.05)。相比较而言,夏、秋季节光滩带沉积物DNRA速率显著低于其他植物群落,但其他3个植物群落之间并没有显著差异。表明,春、冬季节互花米草群落更有利于沉积物NO^-₃的氨化。③春、夏、秋3个季节,互花米草群落沉积物DNRA与Den速率的比值(17～29)显著高于其他植物群落(1～14),然而,其在冬季显著低于其他植物群落(P<0.05)。显然,DNRA过程主导着滨海湿地沉积物中NO^-₃的还原。就植物调控策略而言,减控互花米草有助于湿地富营养化和N₂O排放的控制。     

黄河三角洲湿地土壤氮库沿水盐梯度的时空分布特征

为了分析湿地土壤总氮沿水盐梯度的时空分布规律,以黄河三角洲湿地为研究对象,沿自河向海的水盐梯度 设置3条样带(每条样带上包括假尾拂子茅湿地(S1)、香蒲湿地(S2)、芦苇湿地(S3)、柽柳和盐地碱蓬湿地(S4)和盐地碱 蓬湿地(S5)共5类湿地),于2014 — 2015年的4个季节在样带上的各类型湿地内采集50cm 深的剖面土壤并测定土壤 总氮及其他理化性状. 研究结果表明:在水平方向上,湿地表层(0~10cm)土壤总氮沿水盐梯度总体呈现先下降后上升 的趋势,最高值出现在低盐湿地的S2样地,最低值出现在高盐湿地的S4样地;但各类湿地0~50cm 的土壤总氮质量分 数基本上不存在显著差异(P>0.05). 在垂直方向上,低盐和中盐湿地总氮主要累积在20cm 以上土壤,占50cm 深土壤 氮储量的50%左右,中盐湿地底部土层氮储量也相对较高;低盐和高盐湿地土壤总氮质量分数及储量总体上沿土壤剖 面深度呈现下降趋势,中盐湿地土壤总氮则随深度增加呈现先下降后上升的变化趋势. 相关分析表明,土壤总氮质量分 数及储量与水土质量比、黏粒、粉砂粒和有机碳呈显著正相关关系(P<0.05),与钠离子、镁离子、氯离子、氯离子与硫酸 根摩尔比、钠吸附比、pH、容重、沙粒质量分数和碳氮比呈显著负相关关系(P<0.05)      

以互花米草为例讨论海洋物种入侵对海岸海洋环境的影响

互花米草是我国引入的典型的海洋生物入侵种,是列入2003年我国首批16种外来入侵物种名单中唯一的海洋入侵种,并以互花米草为例讨论海洋生物入侵种对我国的海岸海洋环境所造成的影响.     

黄河三角洲互花米草、碱蓬种群变化及扩散模拟

将卫星遥感、GIS空间分析技术和生物种群扩散模型相结合,利用1996、2006、2016年黄河三角洲滨海湿地3期遥感影像,采用面向对象分类方法、景观转移矩阵、景观重心转移模型分析互花米草和碱蓬动态变化,并利用CA-Markov模型对2026年的演变趋势开展预测模拟．结果表明:1）在时间上,20 a来互花米草总面积由1996年的3.45 km2增长到2016年的25.14 km2,碱蓬总面积呈大幅度下降;在空间上,互花米草发生了连通阻断,其重心由胜利油田边缘向河口方向移动,碱蓬重心向陆源方向有一个小幅度后退．2）模拟预测2026年互花米草面积为26.67 km2,碱蓬面积为26.15 km2．3）2种植被在2006—2016年转移变化剧烈,20 a来滨海湿地人类活动呈增加的趋势．从预测结果分析看,20 a间黄河三角洲河口受重大人工改道、初期的断流、风暴潮等人为和自然灾害的强烈影响,互花米草、碱蓬等滨海湿地植被数量造成短时序变化,导致模拟精度不高．如果不对互花米草加以人为控制,到2026年互花米草面积的激增将对整个黄河三角洲地区生态环境造成显著影响．      

辽河口盐沼湿地表层沉积物重金属污染评价

以辽河入海口典型盐沼湿地土壤为研究对象,采集6个区域内盐地碱蓬盐沼湿地和裸地中0~<10和10~ 20cm 深度的土壤样品,测定土壤中 As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg7种重金属的质量分数,揭示其空间分布规律并对其污染 风险进行评价. 结果表明,6个区域重金属 As、Cd、Cr、Cu、Pb和 Zn的平均质量分数分别为12.23、0.33、62.25、24.29、 23.75和74.12mg·kg-1,Hg未检出. 在盐地碱蓬盐沼区域,表层土壤(0~<10cm 深度)As、Cd、Cr、Cu、Pb和 Zn质量 分数的最高值都出现在远离河口一侧的样地 D;10~20cm 深度 As、Cd、Cu、Pb和 Zn质量分数的最高值都出现在远离 河口一侧的样地 E,而 Cr质量分数的最高值出现在远离河口一侧的样地 D. 在裸地区域,表层土壤 As、Cr、Cu、Pb和 Zn 质量分数的最高值都出现在远离河口一侧的样地 F,而 Cd质量分数的最高值出现在远离河口一侧的样地 D. 因此重金 属质量分数在整个研究区域的空间上呈现由河流向海方向增长的趋势. 运用地质累积指数法对7种重金属的污染进行 评价,整个研究区内重金属为低污染水平,污染程度由大到小依次为 Cd、As、Cu、Zn、Pb、Cr、Hg      

江苏中部海岸互花米草盐沼底栖动物的组成特征

在江苏海岸,人工引种的互花米草正在成为盐沼植被的优势物种.为了了解互花米草引种对环境与生态的影响,调查了互花米草盐沼底栖动物的组成特征.在王港地区互花米草滩由西向东设置的4个站位上,进行了夏初和秋末两个时期的野外调查,采集了40个样方内可见的全部动物样本,记录了环境特征.在实验室鉴定了样本的种属,测量了动物介壳的长度.对所获数据的统计分析结果显示,本区互花米草盐沼中有7种大型底栖动物,夏初和秋末生物种类相同,但秋末生物量明显高于夏初.在代表性种属中,珠带拟蟹守螺(Cerithidea cingulata)的壳长从初夏到秋末有明显增大,而秋末粗糙滨螺(Littorna scabra)和赤豆螺(Bithynia fuchsiana)比初夏小且少.在互花米草盐沼的不同部位,腹足类物种分布有显著差异.现场观察数据显示,一些当地盐沼动物已经适应于在人工引种的互花米草盐沼中生存.