黄河三角洲潮沟网络形态特征的时空分异规律及其发育过程

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸（Ⅰ区）、南岸东（Ⅱ区）、南岸西（Ⅲ区）为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定量表征了潮沟发育程度的典型形态特征参数,剖析了黄河改道、湿地恢复工程和外来物种入侵等因子对潮沟发育过程的影响,挖掘潮沟网络的时空演变规律。结果表明：① 潮沟的形态特征具有明显的时空异质性。从1998年黄河改道初期至2004年湿地恢复初期,Ⅰ区各等级潮沟数量大幅减少;由于潮滩淤进和互花米草固滩作用,Ⅱ区潮沟数量、密度、分汊率呈现增长趋势,在2013年互花米草的快速扩张期,潮沟曲率、分汊率明显增大;Ⅲ区潮沟发育的等级、长度、密度最大,等级间的转化频率最高,湿地恢复工程导致低等级潮沟数量、长度明显减少,较强的海洋动力抑制了潮沟曲流的发育。② 黄河改道和侧弯丁坝建设导致平均归槽长度（OPL）增大,潮沟网络的排水效率减少。互花米草的快速扩张使排水效率增大,OPL不断降低;潮沟发育程度Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。③ 潮沟系统由快速变化青年期整体进入缓慢变化中年期,发育状态趋于动态平衡。研究成果有助于了解大范围潮沟的发育过程及演变机制,为沿岸潮滩开发与利用提供科学的决策支撑。     

入侵种互花米草影响我国滨海湿地土壤生态系统的研究进展

互花米草Spartina alterniflora已成为我国海岸滩涂湿地生态系统最主要的入侵植物之一,对我国沿海湿地土壤生态系统产生了重大的影响。为进一步探究互花米草的入侵机理,选择滨海湿地土壤生态系统为切入点,拟从互花米草入侵我国滨海湿地对土壤生态系统物质循环(土壤有机碳、土壤氮和重金属)和土壤生物(底栖动物和土壤微生物)两方面的影响进行归纳总结,阐明互花米草入侵后土壤生态系统的变化过程,并重点对互花米草入侵后土壤有机碳的增减变化进行系统梳理,为互花米草的生态治理和湿地生态系统的保护与恢复提供参考。     

黄河三角洲湿地中4种典型植物地上生物量随地表高程的变化规律

为了研究黄河三角洲湿地中互花米草(Spartina alternifora)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、柽柳(Tamarix chinensis)和芦苇(Phragmites australis)的地上生物量随高程的变化,利用2020年8月的野外实地调查、高程测量和植物样品地上生物量测定数据,建立了黄河三角洲湿地中4种植物地上生物量与地表高程间的一元二次拟合方程。研究结果表明,在黄河三角洲湿地,入侵物种互花米草占据了地表高程最低的近海区域,在垂直河道的自潮滩向河流的方向,依次自然分布着盐地碱蓬群落、柽柳群落、芦苇群落;在采样带上,互花米草、盐地碱蓬、柽柳和芦苇生长区域的高程范围分别为-0.38～0.40 m、0.36～0.74 m、0.15～1.15 m和0.14～3.72 m;当互花米草、盐地碱蓬、柽柳和芦苇生长区域的地表高程分别为0.00 m、0.55 m、0.65 m和1.92 m时,其地上生物量达到最大值。     

广西北海市滨海湿地互花米草入侵对大型底栖动物的影响

为了解互花米草(Spartina alterniflora)入侵对滨海湿地大型底栖动物的生态危害,于2012年10月,在广西北海市丹兜海、青山头和西村港选取了入侵年限为20 a以上、5 a以上和1 a左右的互花米草群落,进行大型底栖动物调查,分析各生境大型底栖动物群落结构和生物多样性。结果表明,不同的互花米草群落土壤中的大型底栖动物物种组成不同。基于非度量多维度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析发现,入侵20 a以上的互花米草群落与其他互花米草群落土壤中的大型底栖动物群落结构相似度很低;大型底栖动物物种生物量随着互花米草群落入侵时间的延长而降低,且这种差异与互花米草密度显著相关(p0.05);不同互花米草群落土壤中的大型底栖动物的多样性之间差异不显著(p0.05),物种数量在入侵约1 a的互花米草群落土壤中升高,在入侵20 a以上的互花米草群落土壤中下降,而大型底栖动物的均匀度指数则与之相反;回归分析表明,大型底栖动物多样性的变化与互花米草密度显著相关。     

互花米草盐沼潮沟地貌特征

互花米草是我国从国外引进的能在淤泥质潮滩的高潮带下部和中潮带上部生长的禾木科植物,由于其植株高大、群落盖度高、根系发达等生物学特性,其对潮流动力特征有显著的影响。本文通过对江苏省东台市笆斗垦区外互花米草盐沼地的潮沟形态调查,发现互花米草盐沼潮沟具有以下一些特征:潮沟密度大,可达50km/km²以上;潮沟的宽深比小,大多在8以下;沿岸堤发育,且多呈不对称状;一级主潮沟与主潮沟接头处普遍呈逆弧形;盐沼外侧边缘发育有明显的陡坎冲沟。分析认为这些特征主要与互花米草发达的根系和致密的植株等生物学特性有关,发达的根系增加了盐沼滩面的稳定性,而互花米草高大的植株增加了对潮水运动的阻力,提高了滩面落潮水的归槽水位,改变了潮流的泥沙沉积地点和涨、落潮流的流向,从而形成比较特别的互花米草盐沼潮沟特征。     

温州湾湿地互花米草地下芽功能性状及其影响因素

地下芽是外来入侵植物互花米草种群扩散的基础,研究其功能性状及其与环境的关系可为掌握互花米草入侵机制提供理论依据。本研究以3处温州湾滨海湿地互花米草为研究对象,开展其地下芽功能性状和环境调控研究。结果表明:1)地下芽形态性状及生物量均表现为乐清湾>鳌江口>瓯江口,且根茎芽密度、芽长度与直径比在不同地区间存在显著差异(P>0.05)。2)乐清湾与鳌江口湿地地下芽全氮含量及氮磷比较高且两地差异不显著,而瓯江口湿地则显著低于其它两地(P<0.05)。3)土壤含水率是互花米草地下芽形态性状及生物量(解释度为17.8%)、化学计量(解释度为27.4%)的主控因子。维护和控制湿地水环境是沿海地区大范围防治互花米草扩散的有效途径。     

胶州湾五河口互花米草群落扩展趋势及治理策略

近年来,胶州湾五河口区域互花米草群落扩展迅速。为分析互花米草群落的扩展趋势,利用2009年以来5个年度卫星历史影像,勾绘互花米草群落图斑并统计其扩展面积,分析其扩展趋势以及对生态环境的影响。结果表明:(1) GoogleEarth软件具有强大的历史影像数据库,可以快速查询1984年以来互花米草的历史影像资料,根据勾绘图斑计算面积,分析图斑消长变化;(2) 8年间,胶州湾五河口区域互花米草从无到有,群落面积现已扩展到215 hm~2;(3)预测在没有人为干预的情况下,2020年互花米草群落面积可扩展到500 hm~2;(4)以机械收割作为饲料或在萌芽期摘芽作为蔬菜等利用方式可以控制互花米草群落蔓延。     

闽江河口湿地互花米草与芦苇光合特性及适应性研究

互花米草在闽江河口鳝鱼滩湿地中潮滩的入侵及快速扩张,已严重威胁到鳝鱼滩湿地的生物多样性及土著种沼泽植物生态系统的结构与功能。为了从植物光合速率的角度分析互花米草入侵及快速扩张的生理生态学机制,利用Li-6400便携式光合作用仪测定了互花米草与土著种芦苇的光合速率日进程及光合光响应曲线。结果表明,互花米草净光合速率的日均值与最大值均大于芦苇,互花米草可积累更多的光合作用产物,使其具有更快的生长速率和初级生产力。根据两种植物的光合光响应曲线可以看出,互花米草利用光合有效辐射的能力更强,显示出互花米草的高适应性。     

泉州湾河口湿地退化现状及人为影响因素

从自然湿地面积大幅减少、入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)面积大幅增加、水环境质量恶化和生物质量下降等方面概述了泉州湾河口湿地的退化现状;认为生活污水和工业废水等污染物的排放、互花米草入侵、水利工程修建和大规模围塘养殖,是造成泉州湾河口湿地退化的主要人为影响因素.     

互花米草入侵东滩盐沼对大型底栖无脊椎动物群落的影响

外来种互花米草 (Spartina alterniflora)已经成功入侵崇明东滩 ,正在大量取代潮间带的优势种海三棱草 (Scirpus mariqueter)。采用圆筒取样比较了大型底栖无脊椎动物 (不包含蟹类 )的密度、多样性和群落结构在这两种植物群落的变化差异。大型底栖无脊椎动物的密度在互花米草群落和海三棱草群落中分别为 3119个 /m2 和 345 9个 /m2 ,两者之间没有显著差异 ,但一些常见种的密度在两种植物群落中存在显著差异。从物种的相对多度看 ,两种植物群落中 ,大型底栖无脊椎动物的优势种都是堇拟沼螺 (Assimineaviolacea)和丝异须虫(Heteromastusfiliforms)。物种多样性分析表明 ,互花米草群落中 ,平均每一个圆筒取样中大型底栖无脊椎动物的物种丰富度、香农 -威纳指数、均匀度都显著低于海三棱草群落中 ,而优势度则相反。互花米草群落中 ,食碎屑者的数量百分比显著大于海三棱草群落中 ,食悬浮物者和食植者的数量百分比显著小于海三棱草群落中。这表明互花米草入侵东滩海三棱草群落 ,竞争取代土著植物后 ,显著降低了大型底栖无脊椎动物的物种多样性 ,同时显著改变了营养类群的结构。互花米草入侵所引起的植物群落高度、密度、盖度、生物量的变化可能是造成大型底栖无脊椎动物群落结构改变的主要原因。     

Spatiotemporal differentiation and development process of tidal creek network morphological characteristics in the Yellow River Delta

Tidal creeks are the main channels of land-sea ecosystem interactions, and their high dynamics are an important factor affecting the hydrological connectivity of tidal flats.Taking the Yellow River Delta as the research area, we selected remote sensing images obtained during five periods from 1998 to 2018 as the data sources. Based on the spatial analysis function in GIS, the typical morphological characteristics of tidal creeks, such as the level,length, density, curvature, bifurcation ratio, and overmarsh path length(OPL), were extracted to characterize the degree of development of the tidal creeks in the Yellow River Delta wetlands. The spatio-temporal evolution of the tidal creeks was studied, and the development process and the characteristics of the tidal creeks during the different stages of development were investigated. The results revealed that(1) The number, density, and bifurcation ratio of tidal creeks exhibit an increasing trend, but the growth of the trend is slowing. The number of tidal creeks increased by 44.9% from the initial stage of the Yellow River diversion to the late stage of the wetland restoration, but it only increased by 26.2% from the late stage of the wetland restoration to the slow expansion of the Spartina alterniflora.(2) The curvature of the tidal creeks on the landward side is greater than that on the seaward side.(3) The development degree of tidal creek has spatial heterogenetiy, which is Area Ⅲ Area Ⅱ Area Ⅰ.(4)The drainage efficiency is significantly correlated with the tidal creak density and bifurcation ratio. Based on the analysis of the various morphological parameters and the drainage efficiency, it was found that after the rapid change in the tidal creek system in the early stage, the tidal creeks entered a state of slow change, and the development state of the tidal creeks tends to be in dynamic balance. The results of this study are expected to provide scientific support for the sustainable development and utilization of coastal tidal flats.     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

作者选用1986年和2001年两个时相的Landsat TM/ETM+影像,结合遥感、地理信息系统 (GIS) 和分形理论研究了黄河三角洲典型河口岸段潮滩潮沟的发育演变。结果表明：近15年来,挑河口~106站和现行水河口(1976~1996年黄河入海口,下同)~甜水沟岸段分维值D增大,呈顺向演替;其余岸段分维值均减小,表现为逆向演替。人工围垦挤占了大面积潮滩,人工岸线不断向海扩展,其最大推进速率达0.8 km/yr;同时,潮沟长度缩短,最严重的岸段每年减少14.9 km。通过分析表明,人类活动已成为影响三角洲潮滩发育的重要因子,其导致整个三角洲的潮滩体系严重退化,自然形成的潮沟时空谱系不复存在;另外,发育时间长短、入海泥沙、海浪和潮流对潮滩发育演变亦非常重要。目前,黄河三角洲潮滩可分为河口滩、潮控滩、浪控滩和人控滩4大类型。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

Integrating remote sensing, geographic information system (GIS) and fractal theory, change characteristics of tidal flats and tidal creeks in the Huanghe (Yellow) River Delta over the period of 1986-2001 were discussed. The results show that evolutions of tidal fiats throughout the Huanghe River Delta are influenced by various factors, and that progressive succession and regression of tidal flats concur in different coastal segments of the delta. Human activities have played an increasingly important role in the succession process of tidal flats. Due to land reclamation in coastal zones of the delta in the last 15 years, lots of tidal flats were occupied, the artificial coastline migrated seaward (the maximum change rate was 0.8 kmyr^-1) and tidal creeks became sparser (the highest decreasing rate of length of tidal creeks was 14.9 kmyr^-1). Except for two coastal segments from the Tiaohe Estuary to the 106 Station and from the south of the Huanghe River mouth to the north of the Xiaodao River Estuary,fractal dimension values of tidal creeks in the remaining coastal segments of the delta decreased. In addition, the time dimension, sediment fluxes into the sea, waves and tidal-currents have profound influences on the evolution process of tidal flats. Four types of tidal flats-river-dominated tidal flats,tide-dominated tidal flats, wave-dominated tidal flats and man-dominated tidal flats can be identified.Owing to the intensification of human activities in coastal zones of the delta, man-dominated tidal flats have become the main kind of tidal flats.     

互花米草引种对苏北潮滩湿地 TOC 、TN和TP分布的影响

分析了TOC、TN和TP在苏北潮滩湿地不同生态带沉积物和植被中的分布状况,结果表明:TOC和TN的水平和垂向平均含量以互花米草滩为最高,其次分别为盐蒿滩、芦苇滩和光滩。TP的平均含量以光滩为最高,依次由海向陆逐渐减小。在生物量最大期间(秋季),单位面积上互花米草体内TOC、TN和TP的累积量远大于盐蒿和芦苇。互花米草主要通过以下4个方面对研究区潮滩湿地TOC、TN和TP的分布产生影响:(1)互花米草滩面较高的沉积速率;(2)互花米草对整个潮滩湿地不同植被分布格局的改变;(3)互花米草有着高生产力以及巨大的地下生物量;(4)互花米草的生长特性使其在生长过程中对磷的需求量很大。     

江苏中部海岸潮沟的形态变化特征

作为一种典型的潮滩地貌单元,潮沟(tidal creeks) 在江苏中部海岸潮间带广泛发育,并表现出复杂的摆动性。本文根据1981-2010 年遥感影像和野外观测数据,对该区潮沟的平面形态变化进行了分析。结果显示,江苏中部海岸潮沟(根据其长度差异) 一般分为4 级,1~3 级潮沟的个数分别为21、97 和688 (1:5:33),其平均长度分别为7587±1544 m、1921±916 m和327±200 m;潮沟在中潮带比较发育,其密度和分汊率明显大于高潮带和低潮带;主潮沟曲率从高潮带向低潮带呈减小趋势;外来引种互花米草扩展和大规模滩涂围垦活动对潮沟产生了较大影响,其中后者明显地抑制了潮沟的发育。研究区潮沟的摆动性具有明显的区域和级别差异。与研究区北部的潮滩区域相比,海岸潮差较大的南部潮滩区潮沟的摆动性较大;同一个潮沟系统其1 级潮沟的摆动性>2 级潮沟>3 级潮沟;同一条潮沟其下段的摆动性>中段>上段;同一区段弯曲岸段的摆动性>顺直岸段;1 级潮沟上段、2 级潮沟中上段、3 级潮沟或位于盐沼内的潮沟其摆动性不明显。     

江苏中部海岸互花米草扩展对滩涂围垦的响应

根据2001-2013年遥感影像和野外观测数据,对江苏中部海岸互花米草(Spartina alterniflora Loisel)在滩涂围垦期间的扩展过程进行定量化分析。结果显示：2001-2013年互花米草扩展对围垦的响应大体分为三个阶段：2001-2007年,海堤外米草面积较大,每年新增米草面积及米草年扩展率均和新增围垦面积变化同步,且相关性显著;2008-2010年,海堤外米草面积较小,但米草年扩展率仍然较高;2011-2013年,随着围垦的持续进行,米草扩展进入稳定期。因此,互花米草扩展对于滩涂围垦的不同速率和阶段具有不同的响应。若围垦时保留足够宽度的堤前米草,则围垦可以提高米草的年扩展率,其机理是互花米草种子产量和前缘淤积环境是影响米草扩展的主要因素,而围垦对这两方面都有影响。在后期滩涂围垦时,应保证堤外米草宽度在0.9~1 km之间,实现土地资源的可持续利用。     

互花米草盐沼湿地大型底栖动物时空分布特征

互花米草是从美国引进中国的外来物种,在江苏沿海栽种30多年,已经成为潮滩的优势种。以互花米草长势较好的东台笆斗垦区外互花米草盐沼湿地作为研究区,通过一条断面上4个样点的4个季节垂直分层的大型底栖动物采样,通过筛洗、固定、鉴定、统计以及动物群落指标计算等过程,得出互花米草盐沼湿地大型底栖动物的物种主要由4门5纲12科15种组成,其中以纵带锥螺和微黄镰玉螺为优势种,分布占34.91%和32.23%;在季节变化上,互花米草盐沼湿地大型底栖动物物种个体数有较大季节差异,秋季最高,夏季最低;在空间分布上,互花米草盐沼湿地大型底栖动物平均个体数H₂点最多,H4点最少,纵带锥螺、双齿围沙蚕等大部分物种在各点均有分布,具有较广的生境范围;在垂直分层上,各季节各采样点都是上层分布最多。