泉州灣河口濕地植物環(huán)境適應(yīng)性研究及其應(yīng)用.pdf

1、泉州灣河口濕地,由于其所處的地理位置和獨(dú)特的地貌特征,決定了其具有廣泛的生物多樣性以及典型性、稀有性和脆弱性,因此,被認(rèn)為是中國(guó)亞熱帶河口濕地的典型代表。目前,惠安縣已在泉州灣河口濕地種植400多hm2的紅樹(shù)植物。但是,這樣的紅樹(shù)林面積對(duì)于7039.56 hm2的泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)來(lái)說(shuō),顯然不夠,需要擴(kuò)大紅樹(shù)林種植面積和規(guī)模。繼續(xù)種植紅樹(shù)林植物,這就牽涉到適宜的樹(shù)種選擇和合理的植物配置問(wèn)題。為了更有針對(duì)性地指導(dǎo)泉州灣河口濕地的紅樹(shù)

2、林生態(tài)修復(fù),必須對(duì)已經(jīng)恢復(fù)的420 hm2紅樹(shù)植物的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行分析評(píng)估,選擇適應(yīng)樹(shù)種,進(jìn)行“適地”種植和合理配置。
　　 通過(guò)對(duì)泉州灣河口濕地紅樹(shù)林植物三種優(yōu)勢(shì)種,秋茄(Kandelia candel)、桐花樹(shù)(Aegiceras corniculatum)、白骨壤(Avicennia marina)以及近年來(lái)新引種的木欖(Bruguiera gymnorrioza)和老鼠筋(Acanthus ilicifolius)兩物種

3、,進(jìn)行不同地點(diǎn)、不同時(shí)期的株高、冠幅直徑、葉長(zhǎng)三個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)量,研究了以上各種紅樹(shù)植物各自不同的生長(zhǎng)特征。結(jié)果表明:秋茄屬于快速增長(zhǎng)型,木欖和老鼠簕屬于中速增長(zhǎng)型,桐花樹(shù)和白骨壤屬于慢速增長(zhǎng)型。紅樹(shù)植物的生長(zhǎng)受周圍環(huán)境的影響。高鹽分和高pH可能是限制秋茄生長(zhǎng)的主要因子。白骨壤抗寒性最差,秋茄最強(qiáng),桐花樹(shù)介于兩者之間但遠(yuǎn)強(qiáng)于白骨壤。對(duì)白骨壤來(lái)說(shuō),生長(zhǎng)的限制因子是低溫。植株的密度也是影響植物生長(zhǎng)速率的因素。
　　 利用標(biāo)志樁法測(cè)量

4、不同區(qū)域的土壤淤積速率。結(jié)果表明,泉州灣河口濕地淤泥淤積速度平均達(dá)到6.74 cmyr-1,最快的土壤淤積發(fā)生在中游,最慢的土壤淤積發(fā)生在下游。冬季的淤積量最大,占全年的48％。夏季淤積量少。中高潮位的土壤處于快速淤積期,達(dá)到平均10.64 cmyr-1淤積量,而高潮位和中低潮位僅為中高潮位淤積量的1／3。植被的不同,其下土壤的淤積速率也不同；互花米草下的土壤淤積最少,秋茄下的土壤淤積量最大,可達(dá)到平均10.40 cmyr-1淤積量。泉

5、州灣河口濕地淤積速率的時(shí)空變化與水動(dòng)力學(xué)的時(shí)空變化有關(guān)。植被的差異也影響該濕地的水動(dòng)力學(xué)過(guò)程。為了研究泉州灣河口濕地鹽度和pH的變化特征,分別測(cè)定洛陽(yáng)江東岸上、中、下游的不同高程(中高潮區(qū)和中低潮區(qū))和不同植物下土壤表層(2～5cm)的鹽度和pH值。泉州灣河口濕地土壤的鹽度在各分區(qū)的平均值為10.8～17.0 ms cm-1,變幅較大,空間差異明顯,總體上呈現(xiàn)出上游<中游<下游的變化趨勢(shì)；泉州灣河口濕地土壤的酸堿度在各分區(qū)的pH平均值為

6、6.92～7.66,呈明顯的中性偏弱堿性,且變幅較小。上、中游pH均值差異極??；下游pH略高于上、中游。部分分區(qū)及其不同潮位處土壤鹽度與pH相關(guān)性較強(qiáng)。對(duì)泉州灣河口濕地不同植物對(duì)濕地土壤的脫鹽作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,空地和裸地土壤的鹽度大于有植被生長(zhǎng)的土壤,距主莖(叢)越遠(yuǎn),其鹽度越大,說(shuō)明植物對(duì)土壤具有脫鹽作用,且不同植物對(duì)土壤的脫鹽能力順序?yàn)?秋茄>互花米草>桐花樹(shù)>白骨壤。有些區(qū)域植被脫鹽作用和酸化作用呈劑量關(guān)系。大多數(shù)區(qū)域的植

7、被對(duì)土壤的脫鹽作用和酸化作用劑量關(guān)系不明顯,甚至是兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程。
　　 對(duì)泉州灣河口濕地不同區(qū)域(上、中、下游)、不同植被下的土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷以及銅、鋅、鐵、錳的時(shí)空分布特征以及土壤營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:春季土壤銨態(tài)氮含量高于其他各季,這與春季土壤脲酶的活性有關(guān)；原生桐花樹(shù)下土壤30～40 cm處的銨態(tài)氮含量最高,因?yàn)樵撏翆訛樵┗?shù)根系密集分布區(qū)；土壤的硝態(tài)氮、有效磷含量的高低,與溫度和植物

8、生物量關(guān)系密切；泉州灣河口濕地土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的比值為1.05～1.97,土壤的通氣性決定了銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的比值；泉州灣河口濕地土壤有效態(tài)N／P比值在0.56與1.52之間,隨著植物的生長(zhǎng),土壤氮的限制程度越來(lái)越嚴(yán)重；泉州灣河口濕地土壤有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳含量時(shí)空變化明顯,這與植物的吸收、季節(jié)、土壤通氣性等因素變化有關(guān)。泉州灣河口濕地土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素組成模式和化學(xué)計(jì)量學(xué)關(guān)系具有多樣性,因植被的變化,濕地土壤從富磷型轉(zhuǎn)變成磷限制型。植

9、物營(yíng)養(yǎng)元素的化學(xué)計(jì)量學(xué)關(guān)系,因植物種類、元素種類以及微環(huán)境的不同而不同。污染物的輸入對(duì)濕地土壤元素的組成和含量也有一定的影響。泉州灣河口濕地植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的“多樣性”是植物適應(yīng)環(huán)境的物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　 對(duì)泉州灣河口濕地不同區(qū)域(上、中、下游)不同季節(jié)、不同植被覆蓋和不同層次土壤脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶活性的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:脲酶和磷酸酶活性變化規(guī)律均為夏季(春季)>冬季(秋季)。同一季節(jié)不同植被下土壤脲酶的活

10、力差異顯著,有植被的土壤脲酶活性均大于無(wú)植被的空地和裸地,夏季和秋季互花米草根際土壤的脲酶活性均為最大值；磷酸酶活性表現(xiàn)為互花米草>原生桐花樹(shù)>秋茄>白骨壤>桐花樹(shù)>空地>裸地。無(wú)論有無(wú)植被,土壤脲酶和磷酸酶的活性都表現(xiàn)出隨著土壤深度的增加其活性逐漸減弱的趨勢(shì)。過(guò)氧化氫酶的季節(jié)變化規(guī)律表現(xiàn)為春季>秋季>冬季>夏季。冬季,過(guò)氧化氫酶酶活性在上中下游差異極其顯著,上游酶活性最低,中游最高。白骨壤下土壤的過(guò)氧化氫酶活性在各季節(jié)差異不大,冬季原

11、生桐花樹(shù)下土壤的過(guò)氧化氫酶酶活性則最高。多酚氧化酶活性具有顯著的季節(jié)變化,其活性大小順序?yàn)?夏季>冬季>春季>秋季。在區(qū)域上土壤多酚氧化酶酶活性表現(xiàn)為上游春季>夏季>冬季>秋季,中游為春季>夏季>秋季>冬季,下游為夏季>冬季>秋季>春季。該酶活性在不同的植物下差異明顯,在春季中以空地的酶活性最高,而在各季節(jié)中互花米草均顯示出較高的活性。不同植被下不同土壤深度過(guò)氧化氫酶活性的變化有著不同的模式,這與植物根的構(gòu)型以及植物的根系供氧有關(guān)。不同

12、植被下不同土壤深度多酚氧化酶活性的變化有著不同的模式,這與植被下死亡根系的多少有關(guān)。過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶的相關(guān)性較弱,且為負(fù)相關(guān)。此外,對(duì)泉州灣河口濕地土壤酶活性與營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)性也進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,泉州灣河口濕地土壤為氮、磷共同限制型,不同植被下土壤酶活性對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的敏感性不同。各種植物適應(yīng)干濕交替的濕地環(huán)境的機(jī)制各不相同,影響濕地土壤碳、氮、磷的生物地球化學(xué)循環(huán)的方式也各有差異。
　　 對(duì)泉州灣河口濕地洛陽(yáng)江紅樹(shù)林區(qū)域

13、優(yōu)勢(shì)植物的葉綠素?zé)晒馓卣鞯难芯堪l(fā)現(xiàn):成熟的桐花樹(shù)、秋茄和白骨壤具有較好的適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)泉州灣河口濕地洛陽(yáng)江下游的紅樹(shù)植物桐花樹(shù)、秋茄和白骨壤的光合作用的研究以及凈光合速率與氣候因子的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),由于潮水的影響,3種植物的凈光合速率日變化曲線均為3峰曲線,日平均凈光合速率大小排序?yàn)榘坠侨?桐花樹(shù)>秋茄。3種植物的凈光合速率與其自身的生理因子有顯著相關(guān),尤其是與胞間CO2濃度有極顯著的負(fù)相關(guān)。不同植物的光合作用受氣孔導(dǎo)度的影響不同,桐花樹(shù)