杭州湾自然植被的植物多样性

湿地生态系统是我国重要的生态系统之一,也是生物多样性较高的生态系统[1]。位于杭州湾南岸的余慈地区多年来坚持海涂围垦,不断增加土地面积,然而却无形中人为增加了围垦海涂的生态风险,尤其是海涂围垦后,滩涂生境的丧失和片断化导致滩涂原有植被受到影响,沿海生态保护屏障遭到不同程度的破坏。

近年来,宁波致力于创建生态城市,特别是加快沿海防护林体系建设,构建沿海生态保护屏障[2]。科研人员也不断努力,积极培养和选育耐盐碱造林绿化树种,并在围垦滩涂地开展造林绿化试验,不断探索盐碱地绿化造林技术及造林模式[3-5]。但对于滩涂围垦后自然更新形成的植被未引起足够重视,而这些通过自然演替形成的滩涂围垦先锋种正是最适合盐碱滩涂地生长的植物种类。为此,本研究以生态学理论为基础,以杭州湾南岸一线海塘围垦后出现的自然植被为对象,通过群落学调查,分析群落的种类组成及其结构特征,探讨滩涂围垦地的植被更新及其潜力,为盐碱滩涂地绿化造林模式及沿海防护林体系建设提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究地区概况

杭州湾南岸属于北亚热带季风型气候,海洋性气候特征比较明显,四季分明,气候温和,空气湿润,雨水充足,光、温、水资源十分丰富,基本体现光、温同步的特点。全年平均气温16.3℃,无霜期243d;年平均降水量1325.0mm,降水多且分布不均,梅雨期降水、台风和秋雨带来的降水约占全年降水的40%;年日照时数1933.5h。其中7、8两月日照量530.4h,占全年的29.5%,蒸发量为437.0mm,占全年的25.7%,这两月由于降水稀少、蒸发作用强烈,易造成植物的伏期干旱,同时也很容易使易溶性盐类在土壤表层不断积聚,从而导致盐化过程的发生。调查区域位于慈溪市十塘河北侧,为新近围垦而成的海涂地,土壤母质主要是长江、钱塘江输入大海的泥砂,在潮汐、风浪等海洋动力因素影响下逐步堆高形成,成陆较晚。属滨海盐土,土体板结、密实,贫瘠,可用“盐、涝、板、薄”来形容其土壤性质。土壤含盐量(全盐量)0.2%～0.5%,pH8.1～9.7,地下水位1m左右,矿化度10g/L左右,土壤和地下水的盐分组成与海水组成相一致,均以氯化物为主,海水含盐量为20g/L左右,离子组成以Cl-和Na+为主。

1.2研究方法

1.2.1调查方法

于2006年先后3次对杭州湾南岸慈溪十塘进行了全面系统的植被调查。首先进行全面系统的踏查,选取典型均匀的植被,设置足以反映群落种类组成和群落结构的样地,样地面积大小一般为5m×5m、10m×10m、20m×20m不等。然后进行群落调查,采用英美学派植物社会学的调查方法,根据群落垂直结构的具体情况目测分层,针对每层记录其高度及整体盖度,并对每层中的植物种类分别记录其最大高度、平均高度、多盖度及其生长情况。多盖度的综合级的计量采用Braun-Blanquet推测的目测估计[6]。

1.2.2调查数据统计

对资料数据进行整理,并应用植物社会学排表法,在群落外面水平上进行划分;在此基础上,结合群落区分种和特征种进一步划分群落类型,对群落种类组成特征进行分析。优势度计算式中:D为相对优势度,s为物种数,Ci为第i种盖度,Himax为第i种最大高度。

2结果及分析

2.1自然植被的主要类型

对调查样地资料进行排表分析。由于此次调查样地中只出现旱柳(Salixmatsudana)和柽柳(Tamarixchinensis)2种木本植物,其余植物多为禾本科、菊科以及一些盐碱地特有植物种类,且调查样地中旱柳、柽柳个体均较小,高度不超过5m,特将出现木本植物的群落定义为灌丛。植被在外貌水平上定义为2个类型:温性落叶阔叶灌丛、沼生植被(见表1)。在此基础上,通过特征种、区分种又可细分为4个群落类型,各群落以其优势种或结合部分关联性较高的伴生种的组合来命名。温性落叶阔叶灌丛特征种或区分种为旱柳、柽柳;沼生植被特征种或区分种为芦苇(Phragmitesaustralis)、小飞蓬(Conyzacanadensis)。

2.2群落特征

2.2.1温性落叶阔叶灌丛

在慈溪十塘出现的温性落叶阔叶灌丛有旱柳群落,旱柳、柽柳群落,柽柳群落3个类型。

(1)旱柳群落调查面积为20m×20m,出现植物种类16种。灌木层高度4.5m,盖度为35%,仅有旱柳一种木本植物。草本层高度1.9m,盖度为95%,出现草本种类有小飞蓬、芦苇、白茅(Imperatacylindrica)、加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)、石龙芮(Ra-nunculussceleratus)、苦荬菜(Ixerissonchifo-lia)、盐地鼠尾粟(Sporobolusvirginicus)、车前(Plantagoasiatica)、野大豆(Glycinesoja)、狗尾草(Setariaviridis)、狗牙根(Cynodondactylon)、苜蓿(Medicagosativa)、莴苣(Lac-tucasativa)、艾蒿(Artemisiaargyi)、白花三叶草(Trifoliumrepens)等。该群落一端靠近十塘堤,群落边缘少量白花三叶草可能是堤岸上人工种植的种子散布形成;另一端靠近十塘河,土壤较为湿润,芦苇分布较多。整个群落分布地势较为平坦,表层土壤较为疏松。

(2)旱柳、柽柳群落调查面积分别为10m×10m、20m×20m,出现植物种类14种。灌木层高度3.5m,盖度为25%,优势种为旱柳,伴生柽柳,柽柳平均高度2.2m。草本层高度1.8m,盖度为85%～95%,出现的草本种类有芦苇、小飞蓬、白茅、加拿大一枝黄花、一年蓬(Erigeronannuus)、盐地鼠尾粟、苦荬菜、莎草(Cyperusrotun-dus)、野大豆、狗尾草、艾蒿、铁苋菜(A-calyphaaustralis)等。该群落分布于十塘堤岸和十塘河之间,地势较为平坦,表土较为疏松。

(3)柽柳群落调查面积分别为10m×10m、20m×20m,出现植物种类18种。灌木层高度2.3m,盖度为25%～45%,仅有柽柳一种木本植物。草本层高度1.4m,盖度为25%～65%,出现的草本有小飞蓬、一年蓬、稗(Echinochloacrusgalli)、芦苇、结缕草(Zoysiajaponica)、盐地鼠尾粟、双穗飘拂草(Fimbristylissubbispicata)、狗尾草、碱蓬(Suaedaglauca)、小蓟(Cirsiumseto-sum)、牛筋草(Eleusineindica)、莲子草(Alternantherasessilis)、水蓼(Polygonumhydropiper)、艾蒿、萝藦(Metaplexisjapon-ica)、钻形紫菀(Astersublatus)等。该群落分布于十塘堤岸和十塘河之间的稍低洼处,表土板结,群落中坑洼处常见粉白盐渍析出,盐渍化土表面寸草不生。

2.2.2沼生植被

此次调查中沼生植被只有芦苇、小飞蓬群落一种类型。群落调查面积分别为5m×5m、10m×10m,出现的植物种类有12种。群落高度1.8m,盖度为90%。除优势种芦苇、小飞蓬外,混生白茅、一年蓬、加拿大一枝黄花、狗牙根、狗尾草、野大豆、苦荬菜、莎草、稗、艾蒿等。该群落分布较靠近十塘河,表土较为疏松,土壤较为湿润。

3结论与讨论

3.1杭州湾南岸一线海塘自然植被特征

从上述典型群落的划分及其描述可以看出:杭州湾南岸一线海塘自然植被呈现出以占群落总数80%的灌丛植物群落为主、辅以少量草本群落为特征的分布格局,这反映了非地带性因素对植被发生和演替的主导影响。由于杭州湾南岸新围垦海塘土壤含盐量较高,土壤偏碱性,地下水位也较高,缺乏自然森林植被尤其是地带性常绿阔叶林生长所需的生境条件。

3.2杭州湾南岸一线海塘的植被更新

从现有一线海塘自然植被的发生和演替来看,其演替应经过的系列为水生植物群落沼生植物群落落叶阔叶灌木群落落叶阔叶林群落,在没有人为干扰的情况下,这将是一个长期的过程。但人为滩涂围垦行为直接将湿润环境变成较为干燥的陆地环境,扰乱了植物群落演替,土壤含盐量较高是大多数落叶阔叶树种生长的限制因子,而且沿海滩涂自然种源缺乏也是限制落叶阔叶树种分布的一个重要因素。因此,选育耐盐碱树种,在滩涂进行人工造林绿化,是建设沿海防护林体系一种较为有效的方法。另外,从样地调查中发现,高密度分布的草本植物对滩涂盐碱土壤具有一定的改良作用,因此,在滩涂造林绿化前期,通过种植草本植物改良土壤,对提高造林树种的成活率具有促进作用。而成丛状生长的旱柳和柽柳立地环境差异较大,旱柳群落中草本密度较高,而柽柳群落草本分布较为稀疏,可推断柽柳比旱柳更适合滩涂盐碱地生长,这两种耐盐碱落叶木本植物可作为未来滩涂绿化的优良先锋树种。但柽柳作为一个跨地区引进种,其生长繁殖和自然扩散速度较快,而且其种子形成、散布、萌发及定居过程还不清楚,是否构成滩涂物种入侵潜在危险有待进一步研究。