植被演替与人类活动对盐沼物质循环的影响

发布时间：2020-10-25 22:05

　　 滨海盐沼位于陆地生态系统和海洋生态系统的交互地带,是一种特殊的湿地类型,具有“源-汇”双重功能,在全球物质循环中有重要意义,同时也是受到人类活动影响的敏感区域。盐沼植被在盐沼生态系统中具有重要作用,对盐沼物质循环有重大影响。盐沼植被演替过程会导致盐沼系统结构和功能上的变化,进而对盐沼物质循环产生影响。以围垦为主的人类活动显著改变了盐沼沉积物的性质,对盐沼物质循环也产生了巨大影响。本文以杭州湾南岸盐沼作为研究对象,采用沉积学与生物地球化学的基本方法,系统探讨了植被演替和人类活动对盐沼物质循环产生的影响,为阐明植被演替过程和人类对盐沼的开发所引起的环境变化提供依据。本项研究在杭州湾南岸庵东浅滩盐沼不同的植被带(本地种和外来种)以及盐沼围垦区内、外采集了一系列柱状和表层沉积物样品,在实验室内测量沉积物粒度、沉积物总碳(TC)含量、总氮(TN)含量、有机碳(TOC)含量、含水率、210Pb活度以及地下生物量等相关参数。计算了沉积速率、TOC含量的贡献率和TOC埋藏速率等参数,在此基础上,分析了植被演替和围垦对于沉积物组分、沉积速率以及碳氮含量的影响。研究结果表明,盐沼区植被从海三棱藨草向互花米草演替时,沉积物颗粒发生细化。潮间带的颗粒物自海向陆逐渐变细,光滩沉积物最粗。围垦区沉积物颗粒发生粗化现象,表层沉积物特征与光滩类似,柱状沉积物颗粒大小则介于光滩与海三棱藨草滩沉积物之间。沉积速率大小依次为海三棱藨草滩(2.81 cm·yr-1)互花米草滩(2.36 cm·yr1)植被交错区(2.05cm·yr-1)光滩(1.59 cm·yr-1)围垦区(1.2 cm·yr-1)。其中,最靠近光滩的海三棱藨草滩由于植被分布接近低潮区,增加了水流阻力,为水体悬浮物沉降提供了可能,直接阻挡并导致水体中粒径较大颗粒物沉降,互花米草滩由于对沉积物捕获能力更强,但是受限于沉积物被海三棱藨草大量捕获,所以沉积速率次之;围垦区由于围垦导致物质来源迅速减少,沉积速率最低。表层沉积物碳氮含量具有如下规律:1)TC、TN呈现“互花米草滩围垦区海三棱藨草滩植被交错区光滩”的规律。2)TOC呈现“互花米草滩围垦区光滩海三棱藨草滩植被交错区”的规律。通过柱状样分析垂向碳氮含量规律,天然盐沼表现出了自海向陆变化的规律:随着高程的增加以及植被的演替沉积物碳氮含量显著增高;而围垦区柱状TOC含量比光滩显著降低,平均降低1.26‰,表现出了碳释放的特征。从物质来源方面来看,碳氮比(C/N)揭示表层光滩具有明显的陆源特征,而植被带内由于植物本身碳氮物质输入的影响,C/N会受到一定的影响。以光滩TOC含量作为系统的输入源估算TOC贡献率,结果发现海三棱藨草滩植被TOC贡献率为18.85%,植被交错区为27.10%,互花米草滩为45.48%。而围垦区TOC含量大幅降低,由储碳固碳向碳释放转变。利用柱状样TOC平均含量与柱状样沉积速率计算TOC埋藏速率,结果表明TOC埋藏速率具有“互花米草滩(159g·m-2.a-1)海三棱藨草滩(140 g·m-2·a-1)植被交错区(119 g·m-2·a-1)光滩(63 g·m-2·a-1)”的特征,在互花米草滩与海三棱藨草滩之间形成了TOC埋藏速率的低谷,表明外来物种互花米草和本地先锋物种海三棱藨草对于TOC埋藏的方式有所区别。总体来看,在杭州湾南岸滨海盐沼的演化过程中,植被演替和人类围垦活动的影响是截然不同的。当植被从海三棱藨草演替到互花米草时,沉积物颗粒逐渐变细,碳氮含量显著增加,盐沼的碳埋藏能力增加。而围垦活动主要导致沉积物颗粒发生粗化,碳氮物质在围垦区表层沉积物中富集,在垂向上迅速减少,整体上减少了碳埋藏量。
【学位单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948;X171.1
【部分图文】：

研究区概况??２研究区概况??本文研宄区域为杭州湾南岸庵东浅滩盐沼湿地（图２－１?）。杭州湾南岸盐沼湿??地位于３０°０２＾？３０。２４％?１２１°０２汜？１２１°４２＇之间，属于淤泥质潮滩。本章介绍??研宄区相关情况，第一部分介绍选择该研宄区的原因，第二部分介绍杭州湾区域??概况，之后分别从研究区地质地貌特征、气候气象特征、沉积物与水动力特征、??植被特征和人类活动概况分别展开叙述。??２．１研究区域选择尿因??位于杭州湾南岸的庵东浅滩是杭州湾潮间带的重要组成部分，该地区发育了??典型的海三棱薦草盐沼。近年来，该区域还发现了外来物种一互花米草的入侵。??同时，该地区的围垦历史悠久，同时具备着植被演替与人类活动的双重影响。因??此该区域是研宄在植被演替与围垦活动双重影响下，盐沼物质循环过程的理想场??所。??２．２研究区域概况??杭州湾位于中国浙江省东北部地区

ＷＭ??图２－２杭州湾南岸典型盐沼植被：（ａ）海三棱薦草，（ｂ）互花米草??由此，在综合考虑高程以及相关植被的基础上，将杭州湾南岸盐沼分为四个??带区：互花米草带、植被交错区、海三棱薦草带以及光滩，具体如图２－３所示。??海堤＼??＼互花米草＞沿｜交＠丨乂?｜?？海三ｆｅｇ：?＿，＿：带｜?光滩?｜?＾？海??＼?■＾互花米草??图２－３杭州湾南岸盐沼植被分布模式图??２．７人类活动概况??杭州湾南岸庵东浅滩位于慈溪市境内，慈溪市在历史上被称为“唐涂宋地”??（冯利华，２００７）。庵东浅滩属于淤涨型海滩，由于历史上人类持续筑塘围垦，??慈溪市有近一半的面积是由围垦而形成。第一道海塘（谢令塘）于１０４７年开始??修建；大沾塘于１３４１年开始修建，随后在解放之前陆陆续续修建了七条横向的??海塘。解放后，加快了围垦进程，也加速了岸线向外推移的进程。从１９５２年开??始，８塘、９塘先后修建。２０世纪６０年代起，修建方式发生了改变，开始分段修??１６??

?研究区概况??ＷＭ??图２－２杭州湾南岸典型盐沼植被：（ａ）海三棱薦草，（ｂ）互花米草??由此，在综合考虑高程以及相关植被的基础上，将杭州湾南岸盐沼分为四个??带区：互花米草带、植被交错区、海三棱薦草带以及光滩，具体如图２－３所示。??海堤＼??＼互花米草＞沿｜交＠丨乂?｜?？海三ｆｅｇ：?＿，＿：带｜?光滩?｜?＾？海??＼?■＾互花米草??图２－３杭州湾南岸盐沼植被分布模式图??２．７人类活动概况??杭州湾南岸庵东浅滩位于慈溪市境内，慈溪市在历史上被称为“唐涂宋地”??（冯利华，２００７）。庵东浅滩属于淤涨型海滩，由于历史上人类持续筑塘围垦，??慈溪市有近一半的面积是由围垦而形成。第一道海塘（谢令塘）于１０４７年开始??修建；大沾塘于１３４１年开始修建，随后在解放之前陆陆续续修建了七条横向的??海塘。解放后
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本文编号：2856022