我国生物海岸修复现状及展望

介绍了我国生物海岸的分布现状,总结出以柽柳为代表的灌木群落、以芦苇为代表的草本群落、以红树林为代表的常绿灌木与乔木群落以及珊瑚礁是我国海岸带四类典型生物群落。生物海岸的生态、旅游、渔牧和科研价值极高,但从20世纪50年代起,由于对生物海岸的价值认识不足,我国生物海岸被大量破坏,主要破坏原因可归纳为:1)土地功能转换式开发引起的红树林和草本岸线破坏;2)过度采挖及环境恶化引起的珊瑚礁破坏;3)土壤盐碱化引起的柽柳群落退化。从20世纪80年代至今,一系列海岸带保护与生态修复的举措陆续实施,减缓了我国海岸带生态加速破坏的态势,较好地保护和修复了我国生物海岸,其中最重要的举措包括:1)设立生物海岸湿地公园和自然保护区;2)建立健全生物海岸保护相关法律体系;3)开展典型生物海岸相关研究与修复技术探索;4)推进并实施"十三五"海洋规划中三大海洋重点工程。为了解我国海岸带生态修复的现状,于2017-2018年期间,分别在山东日照、潍坊,上海,广东汕头、汕尾以及徐闻进行了实地调研和测量,调研结果表明:在政策支持下,调研地区的生物海岸得到了很好的保护和修复,推进我国海岸带生态修复步入快速发展阶段。基于调研成果,指出我国在海岸带生态修复中应特别重视的一些问题。     

刚毛柽柳种子萌发对盐分与干旱胁迫的响应

通过对不同温度、盐分和干旱胁迫对刚毛柽柳种子萌发实验研究影响,结果表明:刚毛柽柳种子的适宜萌发温度范围为10~35℃,萌发率高达80%以上,且萌发迅速。不同浓度NaCl溶液对刚毛柽柳种子萌发有明显抑制作用,种子萌发率随NaCl溶液浓度的增大而下降,到0.7 mol/L时,萌发率仅为1.67%,种子发芽受到抑制。相同渗透势PEG-6 000溶液中的萌发率低于NaCl溶液,渗透势为-0.5 MPa是二者影响作用的分界点。渗透势为-1.8 MPa时,萌发率已急剧下降到0,其对种子萌发的抑制作用大于NaCl溶液。将在两溶液中处理10天的种子转移至蒸馏水后,随着NaCl溶液浓度的增大,萌发恢复率逐渐升高,0.7 mol/L时,萌发恢复率为60%;随着PEG-6 000溶液浓度增大,萌发恢复率先升高后降低,渗透势为-1.4 MPa时,种子萌发恢复率达到最大为67.5%,但两种处理下种子的最终萌发率(总萌发率)都低于在蒸馏水中的。     

博斯腾湖滨柽柳(Tamarix ramosissina)生长对湖水位的敏感性

基于博斯腾湖1955—2012年湖水位变化资料,利用树木年轮法分析了博斯腾湖年和月水位变化与湖滨柽柳(Tamarix ramosissina)年轮生长关系,利用敏感度指数得出博斯腾湖滨柽柳年轮生长的敏感水位范围。结果表明:(1)1955—2012年博斯腾湖年平均水位经历了3个明显变化阶段,即1955—1987年下降至最低,1987—2002年上升至最高。受向下游生态输水影响,2002—2012年博斯腾湖水位快速下降。输水对博斯腾湖月平均水位和季节性水位变化有影响。(2)博斯腾湖滨柽柳年轮指数与当年的湖水位变化和前1年的湖水位变化均显著相关(p0.05)。柽柳年轮指数与前1年10月至当年4月各个月份的湖水位表现出显著相关(p0.05)。柽柳年轮指数与前1年冬季湖水位相关显著(p0.05),与当年春季3—4月月平均湖水位相关性显著,与当年夏季和秋季湖水位的相关性不显著。(3)博斯腾湖滨柽柳年轮生长对月湖水位变化响应比较敏感。当湖水位在1045.3m时,柽柳年轮指数灵敏度指数(Sk)存在最低值;当湖水位在1 046.3m时,Sk出现最高值。     

黄河三角洲湿地柽柳林生长动态密度结构的响应特征

为了阐明滨海湿地不同密度柽柳(Tamarix chinensis)林的生长动态,探索滨海湿地柽柳林的密度合理性,在黄河三角洲莱州湾南岸的山东昌邑海洋生态特别保护区内,利用标准木树干解析法,对10a生的3种密度(2400株/hm2、3 600株/hm2和4400株/hm2)的柽柳林地上生物量、林木生长动态和基径分布特征进行研究.结果表明,3种密度林分的地上生物量、树高生长量和林木基径生长过程差别较大.随着林分密度增大,林木单株生物量和基径减小,但单位面积林分生物量增加;树高、基径的速生期都出现滞后现象.3种密度林分基径分布的偏度系数(SK)差别较大;密度为3 600株/hm2林分的SK值为0.085,接近正态分布,林分密度结构和基径分布较为合理;密度为2 400株/hm2和4 400株/hm2林分的SK值分别为-0.842和0.303,偏离正态分布,林分密度结构不合理.密度为2 400株/hm2林分的峰度系数(K)为0.017,林木生长相对整齐;密度为3 600株/hm2和4 400株/hm2林分的K值相差不大;密度因素对林木分化作用较小.若不考虑10a间的林木间伐利用,该区柽柳人工造林合理的初植密度建议为3 600株/hm2(株行距约2.0 m×2.0 m).     

罗布泊红柳沙包落叶阳离子含量及环境指示意义

 红柳沙包沉积纹层是恢复古环境序列的一种新方法。通过对罗布泊地区红柳沙包沉积纹层中红柳落叶阳离子含量以及与环境变化关系研究表明：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等4种阳离子平均含量分别为3.70 mg/g、40.33 mg/g、13.67 mg/g和8.08 mg/g,变化幅度排序为Ca2+ > K+ > Mg2+ > Na+。4种阳离子含量年际变化都较为明显,且变化规律较为一致,4种阳离子含量变化间的相关系数为0.653 0 ~ 0.813 8,表现为良好的正相关关系;各种阳离子与4种阳离子总量变化的相关系数为0.814 4 ~ 0.959 9,其中Na+含量与4种阳离子总量变化的相关系数最高,表明可以用Na+含量的变化或阳离子总量的变化分析变化趋势。阳离子含量与气温变化呈良好的正相关、与年降水量和湖水面积变化呈负相关;地下水水位降低、水质变差时,土壤水质也变差,阳离子含量增加;反之,地下水水位升高、水质变好时,土壤水质变好,阳离子含量降低。红柳落叶有机质阳离子含量的变化进一步验证了利用红柳沙包沉积纹层计年的可靠性和对罗布泊环境变化的可行性。     

近400年来新疆策勒红柳沙包稳定氧同位素与气候变化

建立红柳沙包沉积纹层年代序列和提取气候环境信息是高分辨率古气候环境变化研究的重要手段。利用策勒达玛沟红柳沙包高度约450 cm沉积纹层红柳落叶的稳定氧同位素数据,结合策勒气象站1960~2011年观测数据,运用移动平均法对稳定氧同位素和气象数据进行平滑处理后,运用相关分析及逐步回归法,定量重建了策勒地区近400年来的4月平均气温和3月降水量序列。研究结果表明:红柳落叶δ^18O平均值为33.96‰,波动范围为27.18‰~44.07‰,波动幅度为16.89‰,δ^18O变化受多个气候要素的综合影响。δ^18O与4月平均气温呈显著负相关,与2月和12月平均气温呈显著正相关;δ^18O与10月、4月、5月、9月、7月以及全年的空气相对湿度呈显著正相关;δ^18O与3月、9月和8月的降水量呈显著正相关,与2月降水量呈显著负相关;δ^18O与2月日照时数呈显著正相关,与9月和10月的日照时数呈显著负相关。策勒地区近400年来气候变化可划分4个阶段:1635~1725年为暖干期,1726~1792年为冷湿期,1793~1897年为暖干期,1898~2009年为冷湿期。     

南昌市厚田沙地蔓荆灌丛沙堆的形态与沉积特征

为探究亚热带湿润地区河湖周边发育的灌丛沙堆形态与沉积特征,以南昌市厚田沙地为研究区,对其优势种蔓荆（Vitex trifolia）所形成的灌丛沙堆开展野外调查,通过对不同部位的沉积物进行采样与分析,研究沙堆形态、沉积特征及其与植被特性之间的关系。结果表明：蔓荆灌丛沙堆形态大多为盾形,水平尺度大,高度矮,坡度缓。沙堆沉积物以中沙为主,分选性较差,呈正偏和窄峰态分布,沙源来自附近平沙地和丘间地,为近源沉积。平均粒径从迎风坡底部至背风坡底部呈现为先变细后变粗的趋势,体现了灌丛沙堆的防风滞沙功能和对沙粒的重新分选作用。灌丛与沙堆的各形态参数（灌丛高度除外）均存在高度的正相关性（P＜0.01）,说明各形态参数在沙堆发育过程中得以协调发展。受植被类型和区域环境的影响,与干旱-半干旱地区直立生长且分支少的灌丛形成的椭球形或圆锥形沙堆形态不同,蔓荆匍匐生长且高度较矮的形态常形成低矮且范围较大的灌丛沙堆。亚热带湿润地区风力资源不丰富及厚田沙地沙源不足使沉积物主要来源于附近平沙地与丘间地,但不同坡位沉积规律与干旱-半干旱地区相同。     

柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布随背景植被变化的风洞实验

以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带广泛分布的柽柳灌丛沙堆及丘间地植物为原型,依据风沙运动相似理论,制作背景植被盖度依次为0%、4%、10%、16%和26%五组灌丛沙堆模型,在风洞中进行蚀积变化规律模拟实验。结果表明：柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布可划分为6个区域,依次为沙堆前积沙区、沙堆迎风坡风蚀区、沙堆两侧风蚀区、沙堆背风侧涡流积沙区、沙堆后尾流积沙区和不受沙堆影响区。随着指示风速增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围缩小而沙堆两侧风蚀区面积明显增大。随着背景植被盖度的增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围增大而沙堆两侧风蚀区范围明显减小。灌丛沙堆及丘间地整体风蚀面积比、风蚀率、各分区蚀积强度均呈指数规律递减。背景植被盖度为0%时,灌丛沙堆影响区风蚀率明显高于不受沙堆影响区,说明裸露地表条件下灌丛沙堆的存在会加剧地表风蚀;当背景植被盖度为4%~16%时,灌丛沙堆影响区风蚀率均低于不受沙堆影响区,可见丘间地植被存在可使灌丛沙堆起到一定的防风阻沙作用。当背景植被盖度>16%时,柽柳灌丛沙堆及丘间地整体蚀积强度和风蚀率变化趋于平稳。据此认为维持不低于16%的背景植被覆盖,是沙漠-绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆科学保育的关键。     

Characteristics of Vegetation Carbon,Nitrogen, and C/N Ratio in a Tamarix chinensis Coastal Wetland of China

Variations in carbon (C) and nitrogen (N) of the vegetation in a Tamarix chinensis coastal wetland located in Laizhou Bay, China, are analyzed. It is found that T. chinensis accumulates more C and N than the surrounding herbs, and it allocates more C and N in the aboveground parts but less in the roots. Branches store more C, whereas leaves and flowers accumulate more N than other tissues. The C and N contents in the aboveground parts of T. chinensis are mainly influenced by pH, electrical conductivity (EC), water content, and clay content in the top 100 cm of soil as well as the distance from the sea. For the herbs, their C contents vary little in the supratidal zone, but they are higher than those in the intertidal zone. However, N contents in the herbs are higher in the aboveground parts and varied among different communities. The contents of C and N in the herbs are affected by EC, water content as well as the contents of organic C and total nitrogen (TN) in the top 10 cm of soil. The findings confirm that increasing the biomass of T. chinensis is an effective way to increase C sequestration in temperate coastal wetland.     

不同种植方式下柽柳光合生理参数光响应特性研究

为选择合适的间套模式,在塔干沙漠南缘绿洲外围利用Li-6400光合作用仪对四种种植模式(行间混交、带状混交、块状混交、块状套作)下多年生多枝柽柳(Tamarix ramasissima ledeb.)的光合水分生理指标对有效光辐射(PAR)的响应进行测定。结果表明:(1)柽柳具有高光饱和点(679~822μmol·m^-2·s^-1)和高光补偿点(50.0~61.1μmol·m^-2·s^-1)。(2)不同的光照强度和种植方式对柽柳净光合速率有明显的影响(p<0.01),当0< PAR< 1500μmol·m^-2·s^-1,除胞间CO₂浓度(Ci)外柽柳的各项生理指标均随光照的增强而增加。(3) PAR>1500μmol·m^-2·s^-1后,块状套作和块状混交气孔导度(Gs)下降,行间混交和带状混交Gs则随光强增加而递增;带状混交下胞间CO₂浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均随光强增加而递增,其他3种种植方式下Ci和Tr均呈递减或平稳趋势。(4) 4种种植方式下柽柳光响应曲线的特征参数存在着差异(P<0.05),带状混交下的光饱和速率、光饱和点、表观量子效率均最高,块状混交的暗呼吸速率最大,水分利用效率(WUE)随着光强的增强而逐步增大,依次表现为带状混交>块状混交>行间混交>块状套作。通过4种种植方式柽柳光响应特征的综合分析可知,带状混交下的柽柳具有高光合和高水分利用效率的特点,对于极端干旱的塔南地区而言,该种植方式下的柽柳生理特征表现出最好的适应性。