互花米草向海洋方向入侵条件下闽江河口盐沼植物——土壤系统中磷的赋存特征北大核心CSCD

向海洋方向入侵的互花米草(Spartina alterniflora)不仅能改变河口生态系统中磷元素的生物地球化学过程,而且能对河口生态系统的稳定和健康产生深刻影响。2019年4月(春季),在闽江河口鳝鱼滩东部的互花米草分布区,采用时空互代法,由陆地向海洋方向,选择互花米草已经入侵5~6 a的盐沼、互花米草已经入侵1~2 a的盐沼和光滩作为研究对象,在互花米草向海洋方向入侵条件下,研究植物—土壤系统中磷的赋存特征及其主要影响因素。研究结果表明,在互花米草向海洋方向入侵条件下,闽江河口鳝鱼滩东部的盐沼土壤中的全磷含量增大;与光滩相比,互花米草入侵5~6 a和1~2 a的盐沼土壤中的全磷含量分别增加了51.6%和27.1%;互花米草向海洋方向入侵不仅改变了盐沼土壤的颗粒组成、电导率、土壤有机质含量和全磷含量,而且改变了互花米草各器官中的全磷含量、磷累积系数和器官之间的磷转运能力;在互花米草已经入侵5~6 a的盐沼中,互花米草主要是通过减小根冠比和提高对磷的吸收和利用,维持其自身的生长;在互花米草已经入侵1~2 a的盐沼中,互花米草则是通过增大根冠比和提高根系向地上器官转运磷的能力,维持其自身的生长。互花米草向海洋方向入侵整体增大了植物—土壤系统的磷储量,提高了土壤有效磷养分的供给能力,这些都有利于加快互花米草向海洋方向入侵的速度。     

中国特有盐沼植物——海三棱藨草的现状及保护利用

海三棱藨草Scirpus mariqueter是中国特有盐沼植物,也是长江口淤涨型潮滩的典型盐沼先锋植物。在自然状况下,盐沼植被依照盐渍藻类—海三棱藨草—芦苇进行演替。近10年来,由于受长江口的高强度围垦、外来入侵种互花米草的大面积引种和长江中上游来沙量的锐减及全球气候变暖引起的海平面上升的迭加效应影响,海三棱藨草的面积呈加速缩减态势,如若不及时采取相应的保护措施,海三棱藨草将面临灭种的威胁,并由此带来长江河口滩涂湿地生态系统结构和功能的改变。为此,需对长江口滩涂围垦、互花米草种植促淤的人为措施进行深入研究,以保护好中国特有的盐沼植物海三棱藨草,维持长江河口湿地生态系统结构和功能的完整性,更好地发挥其湿地生态系统的服务功能。     

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。     

江苏王港盐沼的现代沉积速率

江苏海岸湿地总面积超过5000km^2，但围垦活动的加剧使盐沼湿地面积迅速减少；为了达到海岸防护、保滩促淤的目的，先后引种了大米草和互花米草。通过采集江苏王港潮滩盐沼湿地9处柱状样和挖取探槽剖面，以及对沉积剖面样品进行^210Pb和^137Cs测年分析，探讨了^210Pb的本底及影响^210Pb富集的因素，估算了王港盐沼湿地的现代沉积速率。王港潮滩盐沼沉积物对^210Pb的吸附作用较弱；受风暴潮、生物扰动、物源变化及实验误差等因素的影响，在^210Pbex剖面上出现了数据异常点，将这些数据点剔除后计算得到的沉积速率为33cm yr^-1，^137Cs测年显示，该地区1963年以来的平均沉积速率3．1cm yr^-1，与^210Pb法及前人研究结果相一致。根据一个典型剖面的^137Cs测年数据分析，王港潮滩盐沼的沉积过程根据地貌特征的不同可分3个阶段，大米草覆盖阶段滩面高程迅速增加，互花米草的生长提高了滩面淤积速率。     

典型海岸线指标识别与特征研究——以江苏中部海岸为例

从海岸线空间资源监测和综合管理出发,对高潮线、湿地线、海堤线、堤坝线、植被线、水边线等典型海岸线指标类型和特征进行了探讨,并以江苏中部海岸为例,利用遥感技术提取2014年海岸线指标,并采用基线法和统计方法对海岸线指标空间分布及海岸演变特征进行了分析。结果显示：① 江苏中部射阳河口与梁垛河口之间岸段海岸线指标总体呈西北东南走向,自陆向海依次为湿地线、海堤线、堤坝线、高潮线、植被线和水边线,湿地线与水边线之间的湿地总面积达1 178.94 km²;② 海滨湿地总体呈宽通道分布态势,总体纵深北高南低,其中湿地线-海堤线间平均纵深3 704 m,海堤线-堤坝线间平均纵深3 418 m,堤坝线-平均大潮高潮线间平均纵深447 m,高潮线-植被线间平均纵深984 m,植被线-水边线间平均纵深1 836 m;③ 海岸潮滩围垦长期活跃,尚未开发的潮上带区域仅分布在2个保护区岸段,潮间带盐沼在各个岸段均有分布,潮间带光滩保持了海岸总体冲淤态势,自北向南纵深逐步增大。     

胶州湾湿地光滩和盐沼土壤质量评价

为了解胶州湾湿地的土壤质量情况,于2014年7月9日和10月10日,分别采集光滩、碱蓬(Suaeda glauca)盐沼、芦苇(Phragmites australis)盐沼和互花米草(Spartina alterniflora)盐沼采样地土壤样品,测定了12种土壤理化指标;运用主成分分析法,确定评价土壤质量的指标;采用土壤质量综合评价指数法,评价胶州湾湿地土壤质量。研究结果表明,溶解性有机碳含量、微生物量碳含量、全氮含量和铵态氮含量可以作为评价土壤质量评价的指标;4处采样地土壤综合质量指数为0.17～0.42,其中,随着与海洋距离的增加,大沽河口采样地土壤质量越来越差,即光滩、碱蓬盐沼和芦苇盐沼土壤质量逐渐变差,而由于互花米草的入侵,洋河口采样地的土壤质量显著提高;7月9日各采样地土壤质量高于10月10日。植物、水文条件、采样时间等可以通过影响土壤质量评价指标,影响湿地土壤质量。     

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。     

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。     

胶州湾光滩和盐沼土壤磷元素分布特征及有效性分析

于2014年1月10日、4月15日、7月15日和11月20日,在胶州湾滨海湿地选取光滩、盐地碱蓬(Suaeda glauca)盐沼、芦苇(Phragmites australis)盐沼和互花米草(Spartina alterniflora)盐沼,分时间和层次采集土壤样品,测定土壤全磷和有效磷含量,对胶州湾光滩和盐沼土壤磷元素的分布特征和有效性进行分析。研究结果表明,在垂直方向上,随着土壤深度增加,土壤全磷和有效磷含量在减小;在水平方向上,互花米草盐沼和光滩土壤全磷和有效磷含量较高,芦苇盐沼最低;11月20日、7月15日、4月15日和1月10日的土壤全磷含量依次减小,11月20日、1月10日、7月15日和4月15日的土壤有效磷含量依次减小。与盐地碱蓬盐沼和芦苇盐沼土壤相比,光滩土壤全磷密度和有效磷密度都最大。在土壤深度和全磷和有效磷密度的影响下,光滩土壤全磷和有效磷储量明显高于芦苇盐沼和盐地碱蓬盐沼土壤,具有较大储磷潜能。胶州湾光滩和盐沼土壤有效磷容量和供应强度都较大,随着土壤深度增加,磷元素有效性减小,这是土壤性质、环境因素和土壤生物等多种因素综合作用的结果。     

近40年辽东湾北部围垦区内外滨海湿地景观演替特征及驱动力分析

以辽东湾北部区为研究对象,利用1977~2014年Landsat卫星的5期遥感影像作为数据源,通过RS和GIS技术,分析研究区海岸线空间格局变化以及围垦区内外滨海湿地景观的演替路径与模式。结果表明：① 研究期内海岸线长度呈波动增长且整体表现为向海扩张趋势。1985~1993年和2002~2014年是辽东湾北部区海岸带显著发生向陆侵蚀和向海扩张时期,大凌河河口西岸和大辽河河口西岸的自然岸线大量转为人工岸线。② 围垦活动已经使研究区85%的自然滨海湿地转为人工滨海湿地和非湿地,景观破碎度不断增强,但在2002~2014年,芦苇、潮间带盐沼植被在围垦区外围逐渐生长,景观多样性持续增加。③ 在围垦区内部,传统的景观演替路径是自然滨海湿地-内陆盐植/芦苇-水产养殖/耕地-建设用地。然而,由于先进的围垦和快速脱盐技术,滨海湿地景观演替的路径不仅简化而且时间缩短。④ 不同的围垦强度和方式显著地影响区域景观格局的演变。加强保护大辽河西岸由水产养殖到内陆盐植的逆向演替以及双台子河河口两岸的湿地区域,对于区域生态环境改善具有重要意义。     

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。     

盐城滨海湿地退化评估及分区诊断

根据野外监测数据和遥感信息解译结果,分析了盐城滨海湿地生态特征,定量评估了湿地退化程度,分区探讨了导致湿地退化的主导因素。结果表明:①盐城滨海湿地的主要植物为盐地碱蓬(Suaeda salsa)、互花米草(Spartina alterniflora)和芦苇(Phragmitesau stralis)。受湿地基底稳定性和土壤盐度影响,湿地植被呈现出明显的东西分带、南北分区的特点,地带性分布规律明显。②盐城滨海湿地景观类型可以划分为河口水域、盐地碱蓬滩、芦苇沼泽、互花米草沼泽、耕地、建筑用地、养殖池、盐田和光滩9种类型。由于自然因素和人为活动影响,自1980年以后,研究区景观格局发生了巨大变化。自然景观面积减少了33%,人工景观增加了180%。自然湿地中,面积减少最大的是盐地碱蓬滩和芦苇沼泽。③1980～2008年,盐城滨海湿地的互花米草滩面积呈现出增长趋势,盐地碱蓬滩处于严重退化状态,芦苇沼泽处于退化状态,导致盐地碱蓬滩和芦苇沼泽退化的主要因素是人类开发活动。④对不同区域的导致湿地退化的主导因素进行了诊断,其中灌河口—射阳河口岸段湿地退化的主导因素为海岸侵蚀。射阳河口—斗龙港口岸段属于淤蚀过渡海岸,因处于盐城珍禽国家级自然保护区的核心区位置,人类干扰强度不大,湿地退化不严重。斗龙港口—弶港岸段湿地退化的主导因素为人类对湿地的围垦和开发利用活动。     

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。     

互花米草入侵和持续扩张下黄河三角洲滨海湿地潮沟的形态特征及其变化

为了探究互花米草(Spartina alterniflora)入侵下滨海湿地潮沟的发育特征及其变化,采用随机森林分类技术和统计学分析方法,研究了2004~2020年黄河三角洲湿地互花米草的入侵过程,揭示了互花米草持续扩张下潮沟的形态特征及其变化。研究结果表明,现行黄河入海口两侧区域的互花米草群落扩张迅速,截至2020年7月,研究区互花米草群落面积已经达到4406.95 hm²;2012~2016年期间,互花米草群落的扩张速度和扩张动态度都相对最大,分别为490.2 hm²/a和45.9%;在互花米草入侵和持续扩张的条件下,黄河三角洲滨海湿地潮沟的分支增多,平均面积减小,总长度变长,平均长度缩短,平均宽度变窄,景观连通度变差;互花米草的入侵使潮沟形态发生了显著变化,在互花米草入侵区,潮沟的分支增多,平均长度缩短,平均宽度变窄。     

Sedimentation rates in the Wanggang salt marshes, Jiangsu

Coastal salt-marshes represent an important coastal wetland system. The total area of coastal wetlands exceeds 5000 km2 in Jiangsu Province, China, but it is decreasing rapidly in response to the intense reclamation activities and coastal erosion along a part of the coastline. Hence, two types of plants, Spartina angelica and Spartina alterniflora, were introduced successively into the Jiangsu coastal areas, in order to protect the coastline from erosion and to increase the accumulation rate. Pb-210 and Cs-137 analyses were carried out for sediment samples from the salt-marshes of Wanggang to determine the sedimentation rate, on the basis of an evaluation of the background activity values and the factors affecting the enrichment of Pb-210. Analysis of a typical sediment column of the tidal flat shows that there is weak absorption of Pb-210 in the silt-dominated sediment. Because of the influences of factors such as storm events, bioturbation, material sources and analytical error, some abnormal data points appear in the Pb-210 record. After ignoring these data the calculated sedimentation rate was 3.3 cm yr-1 on average. Based upon analysis of the Cs-137 dating, the rate since 1963 was 3.1 cm yr-1 on average, similar to the data by Pb-210 dating and the previous studies. The dating results show that there were three stages of sedimentation, with the most rapid accretion being taking place after Spartina angelica was introduced into the area. The study also shows that at the stage of Spartina alterniflora growth, the accretion rate was higher than on the flat surface with the same elevation without the cover of this plant.     

Sedimentation rates in the Wanggang salt marshes, Jiangsu

1 IntroductionLand-ocean interaction in coastalzone is one of the key m atters of the International G eosphereand Biosphere Program (IG BP). The key problem s of the second phase in the next decadeinclude the m aterial cycle, the system evolution process …