本文關(guān)鍵詞：渤海海岸貝殼堤濕地植被特征與群落維持機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：受損生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)一直是生態(tài)學(xué)家的研究熱點。本文針對當(dāng)前濱海濕地植被退化、植物物種瀕臨滅絕的現(xiàn)狀,以濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的植被保護和恢復(fù)為最終目標(biāo),利用野外踏查、樣線和樣方調(diào)查相結(jié)合的方法,研究了渤海海岸貝殼堤濕地高等植物的區(qū)系特征;運用相關(guān)性分析、主坐標(biāo)分析和聚類分析的方法,分析了貝殼堤濕地植物成分與周邊濕地植物的相似性;采用TWINSPAN分類并結(jié)合我國植物群落的命名辦法,明確了該地區(qū)存在的植被類型;分析各植被群落的結(jié)構(gòu)特征和分布頻率,確定了貝殼堤濕地的優(yōu)勢植物群落;利用Bray-Curtis層次聚類、CCA排序和方差分解的方法,分析了貝殼堤濕地植被的空間分布格局,探討了影響物種、群落分布的關(guān)鍵因子;運用Godron穩(wěn)定性的測定辦法,分析了植物群落的穩(wěn)定性;利用Pearson相關(guān)性分析,探討了渤海海岸貝殼堤濕地群落穩(wěn)定性變化的驅(qū)動因子;通過植物的瀕臨消失風(fēng)險指數(shù)、遺傳損失指數(shù)、利用價值指數(shù),確定了貝殼堤濕地植物的保護優(yōu)先次序;結(jié)合物種、群落分布的影響因素、群落穩(wěn)定性變化的驅(qū)動因子、植物的保護優(yōu)先次序,提出了切實可行的植被恢復(fù)策略。具體結(jié)果如下:渤海海岸貝殼堤濕地高等植物的物種數(shù)目不多。野外踏查和樣方調(diào)查共發(fā)現(xiàn)植物56種,其中,被子植物和雙子葉植物居多。單種科、≤4種的小屬、多年生草本植物是該地區(qū)植物的主要特征。盡管優(yōu)勢種科不突出,但禾本科、菊科植物在該地區(qū)出現(xiàn)的頻率較高。植物的地理成分復(fù)雜。植物科以世界分布科為主,表明了科級水平的隱域性特征。屬級水平上,溫帶成分超過熱帶成分的兩倍,與該地區(qū)暖溫帶的氣候條件相一致。植物屬的地理區(qū)系多樣性-Shannon-Wiener多樣性指數(shù)介于秦皇島濱海濕地和萊州灣海岸濕地之間,Simpson指數(shù)與其他地區(qū)差異不大。相關(guān)性分析、聚類分析和主坐標(biāo)分析均表明,渤海海岸貝殼堤濕地植物成分與天津濱海濕地、萊州灣濕地類似。貝殼堤濕地植物群落類型多樣。根據(jù)TWINSPAN分類和我國群落的命名辦法發(fā)現(xiàn),該地區(qū)存在灌叢和草甸2個植被型,18個群系和38個群叢。灌叢可以進一步細分為白刺灌叢、酸棗灌叢、檉柳灌叢等3個群系類型。草甸可以分為15個群系類型,包括興安天門冬群系、白羊草群系、野青茅群系、烏蘞莓群系、蒙古蒿群系、蘆葦群系、阿爾泰紫菀群系、鵝絨藤群系、虎尾草群系、砂引草群系、菟絲子-茜草群系、二色補血草群系、大穗結(jié)縷草群系、黃花草木樨群系、雜草群系。同時,在貝殼堤濕地,也存在相對較高比例的裸地。不同植物群落特征差異顯著(P0.05)。灌叢群落中,檉柳群落的物種數(shù)、群落蓋度、多樣性指數(shù)最低。酸棗和白刺群落蓋度、總物種數(shù)、物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)差異不大,但酸棗群落在調(diào)查時出現(xiàn)的頻率最高,是灌叢中占優(yōu)勢的植物群落。對于草甸群落而言,蒙古蒿群落出現(xiàn)的頻率較高,是該地區(qū)的優(yōu)勢群落,同時,蒙古蒿群落的物種豐度最大,群落蓋度位居草本群落第二。蘆葦和砂引草群落的物種多樣性指數(shù)、群落蓋度以及物種數(shù)盡管不是很高,但其出現(xiàn)的頻率較高,也是貝殼堤濕地常見的草本植物群落類型。此外,渤海海岸貝殼堤濕地大部分群落之間的jacard相似性指數(shù)在0~0.25之間,屬于極不相似水平,體現(xiàn)了惡劣的海岸生態(tài)環(huán)境以及海岸植物的隱域性特征。沿由海向內(nèi)陸方向,渤海海岸貝殼堤濕地植被呈現(xiàn)帶狀分布特征。隨著距海距離增加,多數(shù)樣帶的植被蓋度和物種豐度表現(xiàn)出典型的 脊‖型分布特征。β多樣性呈現(xiàn)出有規(guī)律的波動趨勢,并且其波動規(guī)律與樣帶長度符合二項式方程。植被類型也呈現(xiàn)出相對典型的帶狀分布格局。從高潮線至20m的范圍內(nèi),存在檉柳群落、蘆葦群落和砂引草群落3種植被群落類型。距高潮線20~40m范圍,二色補血草、蘆葦、砂引草、杠柳、大穗結(jié)縷草、菟絲子、蒙古蒿群落分布。距高潮線40~100m的地區(qū),出現(xiàn)的植物群落包括蘆葦、砂引草、白羊草、阿爾泰紫菀、酸棗、蒙古蒿、黃花草木樨、青蒿、烏蘞莓、鹽地堿蓬、野青茅群落。當(dāng)距高潮線的距離大于100m時,出現(xiàn)的植物群落有野青茅、鵝絨藤、荻、大穗結(jié)縷草、蘆葦?shù)�。不同樣帶分布的植物物種、群落類型及數(shù)量差異與生境條件息息相關(guān)。土壤因子(包括土壤含水量、土壤總鉀含量、土壤有機碳含量、土壤總氮含量)、沙丘地形地貌特征(沙灘樣帶長度、地貌特征)、侵蝕頻率、距海(高潮線)和距陸(防潮堤)距離等9個因子表征了貝殼堤濕地的生境特征,并與cca排序的前兩個排序軸關(guān)系顯著(p0.05)。其中,排序軸1表征了由海到陸的環(huán)境梯度變化,軸2代表了土壤含水量高低以及沙灘海陸間間距的長短(樣帶長度)。根據(jù)環(huán)境因子、植物在排序軸中的分布特征,貝殼堤濕地共計出現(xiàn)4種典型生境,孕育了不同的植物及植被類型。其中,第一類生境代表的是距海較近、侵蝕較頻繁的的高潮線附近地區(qū),檉柳、蒙古鴉蔥、獐毛、蘆葦、二色補血草、大穗結(jié)縷草是該地區(qū)的代表植物。第二類為干旱、土壤養(yǎng)分瘠薄的沙灘前丘地區(qū),分布的植物有濱旋花、豬毛菜、狗尾草、砂引草、黃花草木樨、杠柳、蒼耳、菟絲子、茜草等。第三類生境具有距海相對較遠、土壤侵蝕少、土壤有機碳含量和總氮含量高的生境特征,一般為貝殼堤沙灘頂部以及丘后舒緩帶地區(qū),酸棗、沙打旺、青蒿、蒙古蒿、烏蘞莓、野大豆、紫花苜蓿、白羊草、阿爾泰紫菀、灰綠藜、鵝絨藤等廣泛分布。第四類生境是向陸側(cè)人工或天然濕地及丘后低地,具有土壤濕度較大的特征,該地區(qū)出現(xiàn)的植物有鹽地堿蓬、興安天門冬、荻、野青茅、白刺、地膚等。此外,方差分解還表明,土壤因子在控制植物分布和植被類型起主要作用,但沙灘(丘)特征(沙灘長度、地貌特征)、侵蝕頻率、距陸距離也不容忽視,它們協(xié)同土壤因子對植物的分布起到了重要作用。不同尺度上群落穩(wěn)定性及其驅(qū)動因子存在差異。各尺度下的群落穩(wěn)定性變異系數(shù)的大小順序為:群落尺度樣方尺度樣帶尺度。樣方尺度上,微生境特征特別是土壤有機碳含量、土壤總氮含量、距海距離、侵蝕頻率和道路踐踏干擾對群落的穩(wěn)定性具有顯著影響(p0.05)。群落尺度上,不同群落的穩(wěn)定性差異顯著(P0.05),且各群落穩(wěn)定性的影響因子迥異。樣帶尺度上,植物群落穩(wěn)定性與距陸距離、沙灘(樣帶)長度成顯著正相關(guān)(P0.05),與道路踐踏成極顯著負(fù)相關(guān)(P0.01)。渤海海岸貝殼堤濕地各類植物的保護優(yōu)先次序不同。Ⅰ級保護種共計有5種,為高價值-高遺傳-少分布的物種。Ⅱ級保護植物有20種,為中價值-中遺傳-高分布物種;Ⅲ級和Ⅳ級保護種為少價值-少遺傳-高分布的物種。結(jié)合植物和群落分布的影響因素、群落穩(wěn)定性變化的驅(qū)動因子以及植物保護的優(yōu)先次序,本文提出了以下植被恢復(fù)措施:①不同保護優(yōu)先次序的植物需采取不同的保護和恢復(fù)策略。為防止基因多樣性的喪失,Ⅰ級保護種需采用就地保護和遷地保護相結(jié)合的方式,在就地保護過程中要杜絕人類采挖、踐踏等干擾,適當(dāng)輔以改善生存環(huán)境(如地力提升)、人工繁育栽植等手段,促使其種群的更新和維持。Ⅱ級保護植物要注重就地保護,嚴(yán)禁人類活動干擾,并通過人工栽植以達到種群復(fù)壯和擴大分布區(qū)的恢復(fù)效果。Ⅲ級和Ⅳ級保護種在貝殼堤濕地中分布較多,利用價值和遺傳價值相對低,是該地區(qū)選擇適宜恢復(fù)的重要物種庫,要適當(dāng)圍封和節(jié)制利用。②開展分區(qū)(生境)恢復(fù)。高潮線附近可以將檉柳列為貝殼堤濕地最前沿防護林或沖浪林帶建設(shè)優(yōu)先選用的物種進行繁育和栽培,同時與草本植物大穗結(jié)縷草、蘆葦?shù)冗M行群落的配置,以發(fā)揮沙灘前緣的生態(tài)防護功能。沙灘前丘可以通過改善地力以及栽植適宜物種(杠柳、砂引草、黃花草木樨)等措施促使植被恢復(fù)。貝殼堤沙灘丘頂及丘后舒緩地區(qū),培育和栽植酸棗并結(jié)合施肥、播種豆科植物等手段,改善生境條件,促進物種多樣性的孕育。丘后低地要考慮地貌對植物生長的重要性,特別是創(chuàng)設(shè)低洼的地貌特征、退湖還田等對于喜濕植物的生長將具有促進作用。③其他恢復(fù)手段。沙灘海陸間長度、地貌復(fù)雜性、土壤特性、人類活動、海浪侵蝕干擾等均會對植物分布、植被群落穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,因此,今后尚要注重該地區(qū)的原生境保護、生境重建(如補給貝沙等)、創(chuàng)設(shè)多樣化地貌等恢復(fù)手段及方法的探討與跟蹤研究。
【關(guān)鍵詞】：渤海海岸 濱海濕地 貝殼堤 植被 維持機制
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q948.8
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 第一章 引言16-26
• 1.1 研究背景和研究意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-22
• 1.2.1 濱海沙灘（丘）濕地研究進展17-22
• 1.2.2 貝殼堤濕地植被研究進展22
• 1.3 研究思路和研究內(nèi)容22-26
• 1.3.1 研究思路22-24
• 1.3.2 研究內(nèi)容24-25
• 1.3.3 創(chuàng)新之處25-26
• 第二章 研究區(qū)域概況26-30
• 2.1 研究位置26
• 2.2 地質(zhì)、地貌26-27
• 2.3 氣候特征27
• 2.4 水文環(huán)境27
• 2.5 人類干擾狀況27-29
• 2.6 植被概況29-30
• 第三章 渤海海岸貝殼堤濕地高等植物組成分析30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 研究方法和數(shù)據(jù)處理方法30-32
• 3.2.1 植物組成分析方法30-31
• 3.2.2 貝殼堤濕地植物與周圍濱海濕地植物的相似性分析31
• 3.2.3 數(shù)據(jù)處理軟件31-32
• 3.3 結(jié)果與分析32-39
• 3.3.1 貝殼堤濕地植物組成32-35
• 3.3.2 貝殼堤濕地植物出現(xiàn)頻率35
• 3.3.3 渤海海岸貝殼堤濕地植物組成與鄰近濱海濕地的關(guān)系35-39
• 3.4 討論39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 渤海海岸貝殼堤濕地植物群落類型及特征42-62
• 4.1 引言42
• 4.2 研究方法42-45
• 4.2.1 植被調(diào)查方法42
• 4.2.2 數(shù)據(jù)分析42-44
• 4.2.3 分類方法44
• 4.2.4 群落命名方法44
• 4.2.5 植物群落特征44-45
• 4.2.6 群落相似性45
• 4.3 結(jié)果與分析45-58
• 4.3.1 渤海海岸貝殼堤植物群落類型45-53
• 4.3.2 渤海海岸貝殼堤濕地主要植被群落特征53-58
• 4.3.3 渤海海岸貝殼堤濕地群落的相似性比較58
• 4.4 討論58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-62
• 第五章 渤海海岸貝殼堤濕地植被空間格局及影響因子探討62-78
• 5.1 引言62
• 5.2 研究方法62-64
• 5.2.1 樣地布置與調(diào)查方法62
• 5.2.2 非生物因子的測定62-63
• 5.2.3 數(shù)據(jù)分析63-64
• 5.2.4 數(shù)據(jù)分析軟件64
• 5.3 結(jié)果64-73
• 5.3.1 渤海海岸貝殼堤濕地海陸植被特征64-70
• 5.3.2 植物、群落與環(huán)境因子的關(guān)系70-73
• 5.4 討論73-75
• 5.5 本章小結(jié)75-78
• 第六章 貝殼堤濕地植物群落穩(wěn)定性及驅(qū)動因子分析78-86
• 6.1 引言78
• 6.2 研究方法78-79
• 6.2.1 樣地調(diào)查78
• 6.2.2 數(shù)據(jù)處理方法78-79
• 6.3 結(jié)果分析79-83
• 6.3.1 樣方尺度上的群落穩(wěn)定性79-80
• 6.3.2 群落尺度上的穩(wěn)定性80-81
• 6.3.3 樣帶尺度上植物群落穩(wěn)定性81-83
• 6.4 討論83-85
• 6.5 本章小結(jié)85-86
• 第七章 渤海海岸貝殼堤濕地植物保護優(yōu)先序及植被恢復(fù)策略86-100
• 7.1 引言86
• 7.2 渤海海岸貝殼堤濕地植物保護優(yōu)先序86-96
• 7.3 渤海海岸貝殼堤濕地植被恢復(fù)策略96-98
• 7.4 本章小結(jié)98-100
• 第八章 結(jié)論與展望100-104
• 8.1 研究結(jié)論100-102
• 8.2 展望102-104
• 參考文獻104-116
• 致謝116-118
• 作者簡介118-122
• 附錄122-124

【參考文獻】

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本文編號：290132