苔草草丘恢复湿地的景观格局变化——以哈尔滨太阳岛为例
发布时间：2021-12-23 07:56
湿地景观变化是湿地生态学领域研究的重要内容。湿地景观要素在不同时间和空间的变化过程研究是揭示湿地演变规律,开展生态恢复实践的重要科学基础。以哈尔滨太阳岛苔草草丘恢复湿地为例,采用野外调查与3S技术相结合的方法,选取草丘面积、斑块形状特征、草丘数量及形态特征等指标,探究草丘湿地恢复过程中的景观变化,为开展湿地恢复提供了重要的科学依据。结果表明:经过8年的恢复,苔草草丘景观变化明显。草丘数量增多,丘墩高度、直径、植株高度、冠幅显著增加（P<0.05）;湿地恢复后,苔草群落向外扩展722 m2,苔草草丘总面积达2222 m2,扩展率为48.13%;在湿地微地貌和水文条件等因素的综合作用下,草丘群落扩展方向具有一定规律性,斑块边界和质心分别向西南方向扩展了29.91 m和迁移了5.9 m,扩展度和曲线边界比重不断增加,斑块形状和边界趋于复杂,景观空间异质性增强;利用根茎克隆繁殖结合水位调控可实现苔草草丘的快速恢复。
【文章来源】：生态学报. 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
哈尔滨太阳岛风景区地理位置Fig．1LocationofSunIslandinHeilongjiangProvince
http://www．ecologica．cn图4不同恢复年限斑块扩展度和曲线边界比重Fig．4Patchdevelopmentandweightofcurveboundaryindifferentrecoveryperiod向扩展24．8m，向东侧扩展9．0m，平均扩展速率分别为4．96m2/a和1．8m2/a，2015年至2018年，苔草草丘继续向西南方向扩展了5．1m，向东侧扩展了4．27m，平均扩展速率分别为1．70m2/a和1．42m2/a。此外，通过对比两个方向面积扩展速率和边界扩展速率发现:随着恢复时间的增加，草丘面积扩展速率逐渐加快，边界扩展速率逐渐减缓(表2)。斑块形状变化和扩展导致斑块质心迁移。2010年至2018年，苔草草丘湿地的分布质心向西南方向平稳迁移(图3)，2010年至2015年，质心迁移3．0m，平均迁移速率0．6m/a，2015年至2018年，质心迁移2．9m，平均迁移速度0．97m/a，质心迁移速率加快。3讨论水文格局控制着湿地植被结构、演替过程，同时与植被、微地貌存在反馈作用［24］，草丘的形成发育及空间分布与水文格局密切相关。水位较低且波动较频繁利于形成高大紧实的草丘，水位过深导致草丘结构松散，甚至死亡［25］。自然条件下苔草草丘群落在一定程度上依水文地貌呈有规律的分布［26-27］，呈现不同的分布格局［28-29］。研究区自然地势相对平坦，植被仅在某一方向有规律显著扩展，很可能是苔草种子随水文波动漂浮停留繁殖的结果。表2不同恢复年限面积扩展速率Vs与边界扩展速率VBTable2Areaexpansionrate(Vs)andboundaryexpansionrate(VB)indifferentrecoveryperiod年份Year/a面积扩展速率Areaexpa
http://www．ecologica．cn图5不同年龄草丘丘墩直径对比Fig．5DiameterofhummockindifferentagesofCarextussockstricta)的方式可促进苔草草丘的快速形成［37］，在持续浅水位的条件下，幼苗移栽2年开始形成苔草草丘，恢复10年可形成高20cm的草丘［26］。而vanderValk等［38］及Yetka和Galatowitsch［39］利用苔草(Carexstricta)种子及根茎却未能成功恢复苔草草丘湿地。本研究利用根茎(Carexappendiculata)克隆繁殖(塔头分株移栽)结合水位调控的方法［40］，在大面积恢复工作开展8年后观测到恢复区外围有明显扩展的新生苔草草丘群落，扩展率为原有面积的48．13%，丘墩直径平均为26．38cm，丘墩高度平均为22．18cm，说明根茎移栽在草丘湿地恢复过程中起到了重要作用。早期研究认为，草丘个体形成比较缓慢［41］，发育建群则更需要一个漫长的过程［12］，高度40—60cm的丘墩则至少需要60年至上百年才能形成［42］。Lawrence［26］和本研究则说明苔草草丘的形成时间在特定的恢复条件下可能比预期短。此外，结合本研究数据与国外学者的研究结果［7，25-26，41-42］，发现(图5)随着草丘年龄增长，丘墩生长速率逐渐减缓，表明草丘可能采用异速生长策略，幼年期通过快速生长建群占据环境资源，到成年期生长速率减缓并趋于稳定。4结论(1)苔草草丘湿地恢复过程中景观格局变化明显。草丘数量增多，丘墩高度、直径、植株高度、冠幅较移栽初期显著增长;苔草草丘面积增加722m2，主要集中在地势低洼区域，总面积达2222m2，自然恢复区所占比例不断
【参考文献】：
期刊论文
[1]1996—2015年巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变分析[J]. 徐晓龙,王新军,朱新萍,贾宏涛,韩东亮. 自然资源学报. 2018(11)
[2]基于Landsat的黄河三角洲湿地景观时空格局演变[J]. 卢晓宁,黄玥,洪佳,曾德裕,杨柳青. 中国环境科学. 2018(11)
[3]辽河口盐沼湿地拦门沙植物群落演替特征及其驱动力分析[J]. 解成杰,刘泽正,谢湉,蔡燕子,李晋,崔保山. 北京师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]干湿交替对臌囊苔草草丘生理生态的影响[J]. 张冬杰,齐清,佟守正,张仲胜,王雪宏,安雨,潘艳文. 生态学杂志. 2018(01)
[5]水位和草丘微地貌对巴音布鲁克高寒沼泽植物群落物种多样性的影响[J]. 王铭,曹议文,王升忠,李鸿凯,董彦民,徐志伟,徐娜,王国栋. 湿地科学. 2016(05)
[6]克隆植物对种间竞争的适应策略[J]. 葛俊,邢福. 植物生态学报. 2012(06)
[7]景观格局与水土流失的尺度特征与耦合方法[J]. 傅伯杰,徐延达,吕一河. 地球科学进展. 2010(07)
[8]湿地植物间竞争和促进互作的研究进展[J]. 秦先燕,谢永宏,陈心胜. 生态学杂志. 2010(01)
[9]景观格局与生态过程相互关系研究进展[J]. 胡巍巍,王根绪,邓伟. 地理科学进展. 2008(01)
博士论文
[1]荒漠草原局域短花针茅群落构建机制[D]. 王兴.宁夏大学 2018
[2]黄河口盐沼植物群落的上行、种间和下行控制因子[D]. 贺强.上海交通大学 2013
[3]太阳岛风景区植物景观研究[D]. 张俊玲.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]崇明东滩莎草科植物群落格局及其形成机制研究[D]. 项世亮.华东师范大学 2017
本文编号：3548100
【文章来源】：生态学报. 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
哈尔滨太阳岛风景区地理位置Fig．1LocationofSunIslandinHeilongjiangProvince
http://www．ecologica．cn图4不同恢复年限斑块扩展度和曲线边界比重Fig．4Patchdevelopmentandweightofcurveboundaryindifferentrecoveryperiod向扩展24．8m，向东侧扩展9．0m，平均扩展速率分别为4．96m2/a和1．8m2/a，2015年至2018年，苔草草丘继续向西南方向扩展了5．1m，向东侧扩展了4．27m，平均扩展速率分别为1．70m2/a和1．42m2/a。此外，通过对比两个方向面积扩展速率和边界扩展速率发现:随着恢复时间的增加，草丘面积扩展速率逐渐加快，边界扩展速率逐渐减缓(表2)。斑块形状变化和扩展导致斑块质心迁移。2010年至2018年，苔草草丘湿地的分布质心向西南方向平稳迁移(图3)，2010年至2015年，质心迁移3．0m，平均迁移速率0．6m/a，2015年至2018年，质心迁移2．9m，平均迁移速度0．97m/a，质心迁移速率加快。3讨论水文格局控制着湿地植被结构、演替过程，同时与植被、微地貌存在反馈作用［24］，草丘的形成发育及空间分布与水文格局密切相关。水位较低且波动较频繁利于形成高大紧实的草丘，水位过深导致草丘结构松散，甚至死亡［25］。自然条件下苔草草丘群落在一定程度上依水文地貌呈有规律的分布［26-27］，呈现不同的分布格局［28-29］。研究区自然地势相对平坦，植被仅在某一方向有规律显著扩展，很可能是苔草种子随水文波动漂浮停留繁殖的结果。表2不同恢复年限面积扩展速率Vs与边界扩展速率VBTable2Areaexpansionrate(Vs)andboundaryexpansionrate(VB)indifferentrecoveryperiod年份Year/a面积扩展速率Areaexpa
http://www．ecologica．cn图5不同年龄草丘丘墩直径对比Fig．5DiameterofhummockindifferentagesofCarextussockstricta)的方式可促进苔草草丘的快速形成［37］，在持续浅水位的条件下，幼苗移栽2年开始形成苔草草丘，恢复10年可形成高20cm的草丘［26］。而vanderValk等［38］及Yetka和Galatowitsch［39］利用苔草(Carexstricta)种子及根茎却未能成功恢复苔草草丘湿地。本研究利用根茎(Carexappendiculata)克隆繁殖(塔头分株移栽)结合水位调控的方法［40］，在大面积恢复工作开展8年后观测到恢复区外围有明显扩展的新生苔草草丘群落，扩展率为原有面积的48．13%，丘墩直径平均为26．38cm，丘墩高度平均为22．18cm，说明根茎移栽在草丘湿地恢复过程中起到了重要作用。早期研究认为，草丘个体形成比较缓慢［41］，发育建群则更需要一个漫长的过程［12］，高度40—60cm的丘墩则至少需要60年至上百年才能形成［42］。Lawrence［26］和本研究则说明苔草草丘的形成时间在特定的恢复条件下可能比预期短。此外，结合本研究数据与国外学者的研究结果［7，25-26，41-42］，发现(图5)随着草丘年龄增长，丘墩生长速率逐渐减缓，表明草丘可能采用异速生长策略，幼年期通过快速生长建群占据环境资源，到成年期生长速率减缓并趋于稳定。4结论(1)苔草草丘湿地恢复过程中景观格局变化明显。草丘数量增多，丘墩高度、直径、植株高度、冠幅较移栽初期显著增长;苔草草丘面积增加722m2，主要集中在地势低洼区域，总面积达2222m2，自然恢复区所占比例不断
【参考文献】：
期刊论文
[1]1996—2015年巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变分析[J]. 徐晓龙,王新军,朱新萍,贾宏涛,韩东亮. 自然资源学报. 2018(11)
[2]基于Landsat的黄河三角洲湿地景观时空格局演变[J]. 卢晓宁,黄玥,洪佳,曾德裕,杨柳青. 中国环境科学. 2018(11)
[3]辽河口盐沼湿地拦门沙植物群落演替特征及其驱动力分析[J]. 解成杰,刘泽正,谢湉,蔡燕子,李晋,崔保山. 北京师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]干湿交替对臌囊苔草草丘生理生态的影响[J]. 张冬杰,齐清,佟守正,张仲胜,王雪宏,安雨,潘艳文. 生态学杂志. 2018(01)
[5]水位和草丘微地貌对巴音布鲁克高寒沼泽植物群落物种多样性的影响[J]. 王铭,曹议文,王升忠,李鸿凯,董彦民,徐志伟,徐娜,王国栋. 湿地科学. 2016(05)
[6]克隆植物对种间竞争的适应策略[J]. 葛俊,邢福. 植物生态学报. 2012(06)
[7]景观格局与水土流失的尺度特征与耦合方法[J]. 傅伯杰,徐延达,吕一河. 地球科学进展. 2010(07)
[8]湿地植物间竞争和促进互作的研究进展[J]. 秦先燕,谢永宏,陈心胜. 生态学杂志. 2010(01)
[9]景观格局与生态过程相互关系研究进展[J]. 胡巍巍,王根绪,邓伟. 地理科学进展. 2008(01)
博士论文
[1]荒漠草原局域短花针茅群落构建机制[D]. 王兴.宁夏大学 2018
[2]黄河口盐沼植物群落的上行、种间和下行控制因子[D]. 贺强.上海交通大学 2013
[3]太阳岛风景区植物景观研究[D]. 张俊玲.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]崇明东滩莎草科植物群落格局及其形成机制研究[D]. 项世亮.华东师范大学 2017
本文编号：3548100
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/zrdllw/3548100.html
