苔草草丘恢復(fù)濕地的景觀格局變化——以哈爾濱太陽島為例
發(fā)布時(shí)間:2021-12-23 07:56
濕地景觀變化是濕地生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。濕地景觀要素在不同時(shí)間和空間的變化過程研究是揭示濕地演變規(guī)律,開展生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐的重要科學(xué)基礎(chǔ)。以哈爾濱太陽島苔草草丘恢復(fù)濕地為例,采用野外調(diào)查與3S技術(shù)相結(jié)合的方法,選取草丘面積、斑塊形狀特征、草丘數(shù)量及形態(tài)特征等指標(biāo),探究草丘濕地恢復(fù)過程中的景觀變化,為開展?jié)竦鼗謴?fù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明:經(jīng)過8年的恢復(fù),苔草草丘景觀變化明顯。草丘數(shù)量增多,丘墩高度、直徑、植株高度、冠幅顯著增加(P<0.05);濕地恢復(fù)后,苔草群落向外擴(kuò)展722 m2,苔草草丘總面積達(dá)2222 m2,擴(kuò)展率為48.13%;在濕地微地貌和水文條件等因素的綜合作用下,草丘群落擴(kuò)展方向具有一定規(guī)律性,斑塊邊界和質(zhì)心分別向西南方向擴(kuò)展了29.91 m和遷移了5.9 m,擴(kuò)展度和曲線邊界比重不斷增加,斑塊形狀和邊界趨于復(fù)雜,景觀空間異質(zhì)性增強(qiáng);利用根莖克隆繁殖結(jié)合水位調(diào)控可實(shí)現(xiàn)苔草草丘的快速恢復(fù)。
【文章來源】:生態(tài)學(xué)報(bào). 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
哈爾濱太陽島風(fēng)景區(qū)地理位置Fig.1LocationofSunIslandinHeilongjiangProvince
http://www.ecologica.cn圖4不同恢復(fù)年限斑塊擴(kuò)展度和曲線邊界比重Fig.4Patchdevelopmentandweightofcurveboundaryindifferentrecoveryperiod向擴(kuò)展24.8m,向東側(cè)擴(kuò)展9.0m,平均擴(kuò)展速率分別為4.96m2/a和1.8m2/a,2015年至2018年,苔草草丘繼續(xù)向西南方向擴(kuò)展了5.1m,向東側(cè)擴(kuò)展了4.27m,平均擴(kuò)展速率分別為1.70m2/a和1.42m2/a。此外,通過對比兩個(gè)方向面積擴(kuò)展速率和邊界擴(kuò)展速率發(fā)現(xiàn):隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,草丘面積擴(kuò)展速率逐漸加快,邊界擴(kuò)展速率逐漸減緩(表2)。斑塊形狀變化和擴(kuò)展導(dǎo)致斑塊質(zhì)心遷移。2010年至2018年,苔草草丘濕地的分布質(zhì)心向西南方向平穩(wěn)遷移(圖3),2010年至2015年,質(zhì)心遷移3.0m,平均遷移速率0.6m/a,2015年至2018年,質(zhì)心遷移2.9m,平均遷移速度0.97m/a,質(zhì)心遷移速率加快。3討論水文格局控制著濕地植被結(jié)構(gòu)、演替過程,同時(shí)與植被、微地貌存在反饋?zhàn)饔茫?4],草丘的形成發(fā)育及空間分布與水文格局密切相關(guān)。水位較低且波動(dòng)較頻繁利于形成高大緊實(shí)的草丘,水位過深導(dǎo)致草丘結(jié)構(gòu)松散,甚至死亡[25]。自然條件下苔草草丘群落在一定程度上依水文地貌呈有規(guī)律的分布[26-27],呈現(xiàn)不同的分布格局[28-29]。研究區(qū)自然地勢相對平坦,植被僅在某一方向有規(guī)律顯著擴(kuò)展,很可能是苔草種子隨水文波動(dòng)漂浮停留繁殖的結(jié)果。表2不同恢復(fù)年限面積擴(kuò)展速率Vs與邊界擴(kuò)展速率VBTable2Areaexpansionrate(Vs)andboundaryexpansionrate(VB)indifferentrecoveryperiod年份Year/a面積擴(kuò)展速率Areaexpa
http://www.ecologica.cn圖5不同年齡草丘丘墩直徑對比Fig.5DiameterofhummockindifferentagesofCarextussockstricta)的方式可促進(jìn)苔草草丘的快速形成[37],在持續(xù)淺水位的條件下,幼苗移栽2年開始形成苔草草丘,恢復(fù)10年可形成高20cm的草丘[26]。而vanderValk等[38]及Yetka和Galatowitsch[39]利用苔草(Carexstricta)種子及根莖卻未能成功恢復(fù)苔草草丘濕地。本研究利用根莖(Carexappendiculata)克隆繁殖(塔頭分株移栽)結(jié)合水位調(diào)控的方法[40],在大面積恢復(fù)工作開展8年后觀測到恢復(fù)區(qū)外圍有明顯擴(kuò)展的新生苔草草丘群落,擴(kuò)展率為原有面積的48.13%,丘墩直徑平均為26.38cm,丘墩高度平均為22.18cm,說明根莖移栽在草丘濕地恢復(fù)過程中起到了重要作用。早期研究認(rèn)為,草丘個(gè)體形成比較緩慢[41],發(fā)育建群則更需要一個(gè)漫長的過程[12],高度40—60cm的丘墩則至少需要60年至上百年才能形成[42]。Lawrence[26]和本研究則說明苔草草丘的形成時(shí)間在特定的恢復(fù)條件下可能比預(yù)期短。此外,結(jié)合本研究數(shù)據(jù)與國外學(xué)者的研究結(jié)果[7,25-26,41-42],發(fā)現(xiàn)(圖5)隨著草丘年齡增長,丘墩生長速率逐漸減緩,表明草丘可能采用異速生長策略,幼年期通過快速生長建群占據(jù)環(huán)境資源,到成年期生長速率減緩并趨于穩(wěn)定。4結(jié)論(1)苔草草丘濕地恢復(fù)過程中景觀格局變化明顯。草丘數(shù)量增多,丘墩高度、直徑、植株高度、冠幅較移栽初期顯著增長;苔草草丘面積增加722m2,主要集中在地勢低洼區(qū)域,總面積達(dá)2222m2,自然恢復(fù)區(qū)所占比例不斷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]1996—2015年巴音布魯克天鵝湖高寒濕地景觀格局演變分析[J]. 徐曉龍,王新軍,朱新萍,賈宏濤,韓東亮. 自然資源學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]基于Landsat的黃河三角洲濕地景觀時(shí)空格局演變[J]. 盧曉寧,黃玥,洪佳,曾德裕,楊柳青. 中國環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[3]遼河口鹽沼濕地?cái)r門沙植物群落演替特征及其驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 解成杰,劉澤正,謝湉,蔡燕子,李晉,崔保山. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]干濕交替對臌囊苔草草丘生理生態(tài)的影響[J]. 張冬杰,齊清,佟守正,張仲勝,王雪宏,安雨,潘艷文. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(01)
[5]水位和草丘微地貌對巴音布魯克高寒沼澤植物群落物種多樣性的影響[J]. 王銘,曹議文,王升忠,李鴻凱,董彥民,徐志偉,徐娜,王國棟. 濕地科學(xué). 2016(05)
[6]克隆植物對種間競爭的適應(yīng)策略[J]. 葛俊,邢福. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]景觀格局與水土流失的尺度特征與耦合方法[J]. 傅伯杰,徐延達(dá),呂一河. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2010(07)
[8]濕地植物間競爭和促進(jìn)互作的研究進(jìn)展[J]. 秦先燕,謝永宏,陳心勝. 生態(tài)學(xué)雜志. 2010(01)
[9]景觀格局與生態(tài)過程相互關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 胡巍巍,王根緒,鄧偉. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2008(01)
博士論文
[1]荒漠草原局域短花針茅群落構(gòu)建機(jī)制[D]. 王興.寧夏大學(xué) 2018
[2]黃河口鹽沼植物群落的上行、種間和下行控制因子[D]. 賀強(qiáng).上海交通大學(xué) 2013
[3]太陽島風(fēng)景區(qū)植物景觀研究[D]. 張俊玲.東北林業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]崇明東灘莎草科植物群落格局及其形成機(jī)制研究[D]. 項(xiàng)世亮.華東師范大學(xué) 2017
本文編號(hào):3548100
【文章來源】:生態(tài)學(xué)報(bào). 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
哈爾濱太陽島風(fēng)景區(qū)地理位置Fig.1LocationofSunIslandinHeilongjiangProvince
http://www.ecologica.cn圖4不同恢復(fù)年限斑塊擴(kuò)展度和曲線邊界比重Fig.4Patchdevelopmentandweightofcurveboundaryindifferentrecoveryperiod向擴(kuò)展24.8m,向東側(cè)擴(kuò)展9.0m,平均擴(kuò)展速率分別為4.96m2/a和1.8m2/a,2015年至2018年,苔草草丘繼續(xù)向西南方向擴(kuò)展了5.1m,向東側(cè)擴(kuò)展了4.27m,平均擴(kuò)展速率分別為1.70m2/a和1.42m2/a。此外,通過對比兩個(gè)方向面積擴(kuò)展速率和邊界擴(kuò)展速率發(fā)現(xiàn):隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,草丘面積擴(kuò)展速率逐漸加快,邊界擴(kuò)展速率逐漸減緩(表2)。斑塊形狀變化和擴(kuò)展導(dǎo)致斑塊質(zhì)心遷移。2010年至2018年,苔草草丘濕地的分布質(zhì)心向西南方向平穩(wěn)遷移(圖3),2010年至2015年,質(zhì)心遷移3.0m,平均遷移速率0.6m/a,2015年至2018年,質(zhì)心遷移2.9m,平均遷移速度0.97m/a,質(zhì)心遷移速率加快。3討論水文格局控制著濕地植被結(jié)構(gòu)、演替過程,同時(shí)與植被、微地貌存在反饋?zhàn)饔茫?4],草丘的形成發(fā)育及空間分布與水文格局密切相關(guān)。水位較低且波動(dòng)較頻繁利于形成高大緊實(shí)的草丘,水位過深導(dǎo)致草丘結(jié)構(gòu)松散,甚至死亡[25]。自然條件下苔草草丘群落在一定程度上依水文地貌呈有規(guī)律的分布[26-27],呈現(xiàn)不同的分布格局[28-29]。研究區(qū)自然地勢相對平坦,植被僅在某一方向有規(guī)律顯著擴(kuò)展,很可能是苔草種子隨水文波動(dòng)漂浮停留繁殖的結(jié)果。表2不同恢復(fù)年限面積擴(kuò)展速率Vs與邊界擴(kuò)展速率VBTable2Areaexpansionrate(Vs)andboundaryexpansionrate(VB)indifferentrecoveryperiod年份Year/a面積擴(kuò)展速率Areaexpa
http://www.ecologica.cn圖5不同年齡草丘丘墩直徑對比Fig.5DiameterofhummockindifferentagesofCarextussockstricta)的方式可促進(jìn)苔草草丘的快速形成[37],在持續(xù)淺水位的條件下,幼苗移栽2年開始形成苔草草丘,恢復(fù)10年可形成高20cm的草丘[26]。而vanderValk等[38]及Yetka和Galatowitsch[39]利用苔草(Carexstricta)種子及根莖卻未能成功恢復(fù)苔草草丘濕地。本研究利用根莖(Carexappendiculata)克隆繁殖(塔頭分株移栽)結(jié)合水位調(diào)控的方法[40],在大面積恢復(fù)工作開展8年后觀測到恢復(fù)區(qū)外圍有明顯擴(kuò)展的新生苔草草丘群落,擴(kuò)展率為原有面積的48.13%,丘墩直徑平均為26.38cm,丘墩高度平均為22.18cm,說明根莖移栽在草丘濕地恢復(fù)過程中起到了重要作用。早期研究認(rèn)為,草丘個(gè)體形成比較緩慢[41],發(fā)育建群則更需要一個(gè)漫長的過程[12],高度40—60cm的丘墩則至少需要60年至上百年才能形成[42]。Lawrence[26]和本研究則說明苔草草丘的形成時(shí)間在特定的恢復(fù)條件下可能比預(yù)期短。此外,結(jié)合本研究數(shù)據(jù)與國外學(xué)者的研究結(jié)果[7,25-26,41-42],發(fā)現(xiàn)(圖5)隨著草丘年齡增長,丘墩生長速率逐漸減緩,表明草丘可能采用異速生長策略,幼年期通過快速生長建群占據(jù)環(huán)境資源,到成年期生長速率減緩并趨于穩(wěn)定。4結(jié)論(1)苔草草丘濕地恢復(fù)過程中景觀格局變化明顯。草丘數(shù)量增多,丘墩高度、直徑、植株高度、冠幅較移栽初期顯著增長;苔草草丘面積增加722m2,主要集中在地勢低洼區(qū)域,總面積達(dá)2222m2,自然恢復(fù)區(qū)所占比例不斷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]1996—2015年巴音布魯克天鵝湖高寒濕地景觀格局演變分析[J]. 徐曉龍,王新軍,朱新萍,賈宏濤,韓東亮. 自然資源學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]基于Landsat的黃河三角洲濕地景觀時(shí)空格局演變[J]. 盧曉寧,黃玥,洪佳,曾德裕,楊柳青. 中國環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[3]遼河口鹽沼濕地?cái)r門沙植物群落演替特征及其驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 解成杰,劉澤正,謝湉,蔡燕子,李晉,崔保山. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]干濕交替對臌囊苔草草丘生理生態(tài)的影響[J]. 張冬杰,齊清,佟守正,張仲勝,王雪宏,安雨,潘艷文. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(01)
[5]水位和草丘微地貌對巴音布魯克高寒沼澤植物群落物種多樣性的影響[J]. 王銘,曹議文,王升忠,李鴻凱,董彥民,徐志偉,徐娜,王國棟. 濕地科學(xué). 2016(05)
[6]克隆植物對種間競爭的適應(yīng)策略[J]. 葛俊,邢福. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]景觀格局與水土流失的尺度特征與耦合方法[J]. 傅伯杰,徐延達(dá),呂一河. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2010(07)
[8]濕地植物間競爭和促進(jìn)互作的研究進(jìn)展[J]. 秦先燕,謝永宏,陳心勝. 生態(tài)學(xué)雜志. 2010(01)
[9]景觀格局與生態(tài)過程相互關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 胡巍巍,王根緒,鄧偉. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2008(01)
博士論文
[1]荒漠草原局域短花針茅群落構(gòu)建機(jī)制[D]. 王興.寧夏大學(xué) 2018
[2]黃河口鹽沼植物群落的上行、種間和下行控制因子[D]. 賀強(qiáng).上海交通大學(xué) 2013
[3]太陽島風(fēng)景區(qū)植物景觀研究[D]. 張俊玲.東北林業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]崇明東灘莎草科植物群落格局及其形成機(jī)制研究[D]. 項(xiàng)世亮.華東師范大學(xué) 2017
本文編號(hào):3548100
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