黃河三角洲濕地不同景觀類型影響下植被與土壤因子的空間分布特征

路景鈁, 石洪華, 孫輝, 李捷, 黃建濤, 劉譯蔓

黃河三角洲濕地不同景觀類型影響下植被與土壤因子的空間分布特征

路景鈁1, 3, 石洪華2, 3, 孫輝4, 李捷1,*, 黃建濤1, 劉譯蔓1

1. 青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院, 山東, 青島 266033 2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室, 山東, 青島 266061 3. 自然資源部第一海洋研究所, 山東, 青島 266061 4. 山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心青島分中心, 山東, 青島 266300

以黃河三角洲濕地為研究區(qū), 結(jié)合遙感影像和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù), 構(gòu)建濕地景觀類型和主要影響因子的空間分布格局, 解析不同景觀類型下的植被及土壤因子的空間分布特征以及耦合關(guān)系。結(jié)果表明: 農(nóng)田、濕地植被區(qū)是研究區(qū)內(nèi)面積最大的景觀類型, 分別占有46.87%、20.6%, 而植被覆蓋貢獻(xiàn)率59.07%、37.62%, 生物量貢獻(xiàn)率59.08%、36.04%, 是濕地藍(lán)碳資源的重要補(bǔ)充。另外, 黃河三角洲濕地年均有效磷(AP)以Ⅳ級(jí)土壤為主, 土壤肥力標(biāo)準(zhǔn)處于缺乏狀態(tài), 景觀類型中農(nóng)田區(qū)年均AP最高, 濕地植被區(qū)最低; 年均有效鉀(AK)以Ⅲ級(jí)土壤為主, 處于中等狀態(tài); 光灘、鹽田區(qū)年均AK高、濕地植被區(qū)最低。最后，相關(guān)性分析顯示: 春秋兩季, 有效鉀與Shannon-wiener指數(shù)、植被覆蓋度呈顯著負(fù)相關(guān), 成為植物生長、凋零過程中主控因子。

黃河三角洲; 濕地; 景觀類型; 土壤因子; 植被

0 前言

濱海濕地因其獨(dú)特且重要的生態(tài)地位, 一直是環(huán)境生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)[1-3], 它具有多種生態(tài)功能, 包括改善當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、生物多樣性的維持、養(yǎng)護(hù)水資源等。通過遙感技術(shù)既能及時(shí)、綜合的對(duì)濕地景觀格局變化進(jìn)行研究[4-6], 又可以為植被生物量反演、生態(tài)健康評(píng)價(jià)以及環(huán)境污染遙感檢測(cè)等研究提供方便[7-8]。濱海濕地研究目前主要涉及景觀格局和地貌演變、海岸侵蝕、生物群落結(jié)構(gòu)、濱海濕地退化和恢復(fù)等方面[9]。

黃河三角洲, 是我國暖溫帶最完整、面積最大的濱海濕地[10], 其生態(tài)系統(tǒng)具有豐富完整的濕地植被, 而土壤理化性質(zhì)與植物生長過程密切相關(guān)[11-15], 土壤中的來源相同的各種元素之間又會(huì)相互影響[19-20], 同時(shí)濕地土壤性質(zhì)與地表植被又受景觀類型演變的影響[16-18]。近年來, 眾多學(xué)者圍繞黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)同樣開展了一系列卓有成效的工作, 其中不乏生態(tài)系統(tǒng)碳過程、土壤碳含量、NPP 空間分布等相關(guān)研究[21-24], 但目前缺乏小尺度景觀下的植被因子與土壤因子耦合關(guān)系研究[25]。本文通過遙感影像解譯得到2017年黃河三角洲濱海濕地景觀格局, 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的91組實(shí)地?cái)?shù)據(jù)分析了土壤因子、植被因子間的耦合關(guān)系, 并模擬兩種因子受到區(qū)域、季節(jié)、土地利用類型的不同呈現(xiàn)空間分布規(guī)律。不僅可以對(duì)連續(xù)時(shí)間尺度上的黃河三角洲濱海濕地變化后生態(tài)系統(tǒng)的在空間變化上進(jìn)行分析, 也能對(duì)未來黃河三角洲濱海濕地資源利用的變化趨勢(shì)做出更具時(shí)效性的預(yù)測(cè)。

現(xiàn)代黃河三角洲(118°32′—119°15′E, 37°31′—38°91′N)是指以墾利縣魚洼為頂點(diǎn)、以挑河口和宋春榮溝口為端點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域。本文結(jié)合地理完整性和實(shí)際情況, 將研究區(qū)南側(cè)端點(diǎn)南延至墾利縣濱海大道南端紅光漁港處。行政區(qū)范圍以東營市墾利區(qū)、河口區(qū)和利津縣等多個(gè)行政區(qū)圍成的扇形淤積面積(圖1), 并全部位于東營市境內(nèi), 分別屬于河口區(qū)(51%)、墾利區(qū)(40%)和利津縣(9%)。黃河三角洲地處北溫帶, 屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候, 年均氣溫為12.3—12.8℃, 年降水量為530—630 mm。多集中于夏季, 常伴有旱、澇、暴雨等自然災(zāi)害發(fā)生。植被結(jié)構(gòu)方面, 受氣候、降水、含鹽量和地貌類型及人類活動(dòng)多重因素的影響, 類型少, 以草甸景觀為主。自然植被以鹽生草甸為主, 典型植物群落優(yōu)勢(shì)種有蘆葦()、檉柳()、鹽地堿蓬()等。

1 材料與方法

1.1 分區(qū)布點(diǎn)及采樣

根據(jù)孫志高, 朱博勤, 葉思源[26-28]等人對(duì)黃河三角洲的區(qū)域劃分的研究成果以及研究區(qū)內(nèi)生態(tài)保護(hù)區(qū)開發(fā)、管理現(xiàn)狀, 將濱海濕地劃分為保護(hù)區(qū)與非保護(hù)區(qū)兩大類, 其中保護(hù)區(qū)包括一千二管理區(qū)(A)和大汶流管理區(qū)(C); 非保護(hù)區(qū)包括油田區(qū)(B)、黃河農(nóng)用區(qū)(D)與黃河故道農(nóng)用區(qū)(E)[26-28], 進(jìn)一步根據(jù)所在區(qū)的主要景觀類型面積占有情況劃分為植被區(qū)、植被農(nóng)田區(qū)、光灘鹽田區(qū)、農(nóng)田1區(qū)以及農(nóng)田2區(qū)。具體站位布點(diǎn)信息如表1。

圖1 研究區(qū)范圍

Figure 1 Scope of study area

選取的91個(gè)野外調(diào)查站位采用網(wǎng)格布點(diǎn)法 (圖2)。樣地設(shè)1 mí1 m樣方, 當(dāng)場(chǎng)鑒定植物種類、覆蓋率并取樣方內(nèi)全部植物地上部分帶回實(shí)驗(yàn)室, 土壤樣品均為表層土壤(0—20 cm深度)。

1.2 數(shù)據(jù)檢測(cè)

測(cè)生物量數(shù)據(jù), 取內(nèi)所有植物地上部分, 在100℃下恒溫烘干至恒重并稱量; 測(cè)土壤數(shù)據(jù)需前處理, 在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干, 取出石塊和植物根系等雜物, 研磨過篩。土壤pH值測(cè)定采用電位法; 土壤全氮(TN)測(cè)定采用開氏法; 土壤有效磷(AP)測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法; 土壤有效鉀(AK)測(cè)定采用醋酸銨提取, 火燃光度法[28]。以上所有指標(biāo)均測(cè)定3個(gè)平行, 取平均值。

1.3 遙感影像處理

在地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站(http://www.gscloud.cn/)選擇Landsat 8 OLI_TIRS 衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品。并選取2017年10月黃河三角洲濱海濕地區(qū)域(經(jīng)緯度范圍: 118.1055°E—120.1444°E、36.3972°N—38.5361°N)的Landsat 8遙感影像, 行列號(hào)121/34, 云量4.62%。

在ENVI 5.0和ArcGIS10.0中對(duì)遙感影像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)以及波段融和, 獲得非標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。通過目視解譯法并建立景觀分類體系(表2), 將研究區(qū)地表覆蓋類型劃分為植被、農(nóng)田、水域、鹽田、養(yǎng)殖池、裸地、建筑類用地、光灘8類, 通過得到2017年黃河三角洲濱海濕地景觀類型分布圖(圖3)。

1.4 植被因子、土壤肥力劃分標(biāo)準(zhǔn)

按照全國養(yǎng)分含量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將黃河三角洲濱海濕地TN、AK、AP含量劃分為豐富(I級(jí))、較豐富(II級(jí))、中等(III級(jí))、較缺乏(IV級(jí))、缺乏(V級(jí))和極缺乏(VI級(jí))6個(gè)等級(jí)(表3)。

參考任繼周、李博[29-30]等人對(duì)植被、草地退化程度劃分的方法以及研究區(qū)內(nèi)的植物物種組成、地上生物量與蓋度、土壤狀況, 依據(jù)植被蓋度劃分成未退化、輕度退化、中度退化、重度退化、極度退化(蓋度分別為＞90%、70%—90%、50%—70%、30%—50%、＜30%)。參考池源[31][32]的研究成果, 將研究區(qū)劃分為高生產(chǎn)力區(qū)、中高生產(chǎn)力區(qū)、中生產(chǎn)力區(qū)、中低生產(chǎn)力區(qū)以及低生產(chǎn)力區(qū)(生物量分別為＞180g·m–2、120g·m–2—180g·m–2、80g·m–2—120g·m–2、50g·m–2—80g·m–2、＜50g·m–2)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用ORIGIN 2018版進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖型的整理; 運(yùn)用AICGIS中的Kriging插值法表現(xiàn)不同土壤因子在不同季節(jié)、不同地域的空間梯度特征, 利用重分類法計(jì)算不同肥力指數(shù)類型的面積情況; 運(yùn)用SPSS10中Spearman相關(guān)性分析對(duì)黃河三角洲地區(qū)的土壤因子之間進(jìn)行相關(guān)性分析。

圖2 黃河三角洲濱海濕地野外調(diào)查站位

Figure 2 Field survey stations of YRDW

表1 分區(qū)站位布點(diǎn)信息

表2 黃河三角洲濕地景觀分類體系

表3 土壤肥力指標(biāo)等級(jí)劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 黃河三角洲濕地景觀類型

截止到2017年10月, 黃河三角洲濱海濕地研究區(qū)面積共計(jì)2496.2 km2, 其中農(nóng)田以1198.53 km2成為第一大景觀類型, 植被區(qū)次之為528.53 km2, 兩種景觀類型面積占比分別為46.87%、20.6% (表4)。

2.2 不同景觀類型下植被因子空間分布分析

研究區(qū)的植被覆蓋度與生物量不同季節(jié)表現(xiàn)出極大的空間相似度, 而不同季節(jié)表現(xiàn)出了明顯的空間分異性(圖4—圖5)。夏、秋兩季的整體著色度明顯要高, 主要體現(xiàn)在內(nèi)陸的黃河農(nóng)用區(qū)南部以及黃河故道農(nóng)用區(qū)中部, 其生物量劃為高生產(chǎn)力區(qū)、植被覆蓋度均劃為輕度退化區(qū)。

圖3 2017年黃河三角洲濱海濕地景觀類型分布

Figure 3 Landscape types distribution of the YRDW in 2017

表4 不同景觀類型的面積統(tǒng)計(jì)情況

圖4 2017年4個(gè)季度黃河三角洲生物量空間梯度變化

Figure 4 Spatial gradient changes of biomass in the fourth quarter

不同景觀類型同樣表現(xiàn)出了明顯的空間分異性, 農(nóng)田相比其他景觀類型表現(xiàn)出更大的波動(dòng)性, 其下降和增長都十分明顯, 秋季生產(chǎn)力184.6 g·m–2, 植被覆蓋率90.9%, 達(dá)到未退化、高生產(chǎn)力區(qū); 而春季剛播種, 生物量34.5 g·m–2, 植被覆蓋率24.3%, 為退化、低生產(chǎn)力區(qū)。濕地植被、光灘四季植被覆蓋度以及生物量波動(dòng)小, 年均值達(dá)到輕度退化、中生產(chǎn)力區(qū); 而光灘區(qū)植被覆蓋度、生物量低, 全年為重度退化、低生產(chǎn)力區(qū)(表5)。

根據(jù)表5統(tǒng)計(jì)結(jié)果, 計(jì)算四類景觀的年平均生物量、植被覆蓋度, 得到植被區(qū)、農(nóng)田植被覆蓋度貢獻(xiàn)率37.62%、59.07%、生物量貢獻(xiàn)率36.04%、59.08%, 都遠(yuǎn)高于鹽田以及光灘, 若用植被覆蓋度和生物量兩個(gè)指標(biāo)來反映不同景觀類型下植被的生長狀態(tài), 則植被區(qū)優(yōu)于農(nóng)田區(qū)優(yōu)于鹽田區(qū), 光灘區(qū)最差(圖6)。

圖5 2017年4個(gè)季度黃河三角洲植被覆蓋度空間梯度變化

Figure 5 Spatial gradient change of vegetation coverage in YRWD in the four quarters

2.3 不同景觀類型下土壤因子季節(jié)空間分布特征

2.3.1 土壤含水量(SW)

研究區(qū)不同季節(jié)的SW呈現(xiàn)出相同的空間梯度變化規(guī)律, 整體而言中部區(qū)域的SW高, 四周低; 東部沿海高, 內(nèi)陸低。從不同景觀類型分析: 光灘鹽田區(qū)和植被區(qū)SW差別更為明顯。8月(秋季)、11月(冬季)相對(duì)于2月(春季)、5月(夏季)在整體顏色波動(dòng)明顯, 有明顯的下降, 農(nóng)田區(qū)SW季節(jié)波度小(圖7)。

不同景觀類型同樣表現(xiàn)出了明顯的空間分異性: 黃河三角洲西部的濕地植被區(qū)呈現(xiàn)的深藍(lán)色均值在32%左右, 其次是光灘鹽田區(qū)均值在24.6%, 上述兩種景觀類型含水量最高; 農(nóng)田2區(qū)及農(nóng)田1區(qū)呈綠色SW低, 均值在22%以下。

表5 不同景觀類型四個(gè)季度生物量、植被覆蓋度分區(qū)情況

圖6 不同景觀類型下植被因子的貢獻(xiàn)率

Figure 6 Contribution rate of vegetation factors under different landscape types

2.3.2 土壤含鹽量(SA)

研究區(qū)不同季節(jié)的SA呈現(xiàn)出相同的空間梯度變化規(guī)律, SA高的區(qū)域主要在沿海帶, 呈現(xiàn)三角之勢(shì)即西北角、東北角和東南角多呈現(xiàn)藍(lán)色(三個(gè)區(qū)域主要的景觀類型為鹽田)并向中心遞減。從不同景觀類型分析: 沿海的光灘鹽田區(qū)、植被區(qū)SA均值最高（＞8 mg·kg–1）, 而內(nèi)陸的農(nóng)田1區(qū)、2區(qū)SA均值在5 mg·kg–1以下, 遠(yuǎn)低于其他景觀類型(圖8)。

圖7 2017年黃河三角洲濕地4個(gè)季度SW空間梯度變化

Figure 7 Spatial gradient changes of SW in four quarters

2.3.3 土壤有效磷(AP)

研究區(qū)不同季節(jié)的AP呈現(xiàn)出不規(guī)律空間梯度分布, 區(qū)域AP相關(guān)度不高。春季呈現(xiàn)沿海地區(qū)低于內(nèi)陸地區(qū)的規(guī)律, 只有沿海的光灘鹽田區(qū)區(qū)域顯示深灰色, 達(dá)到IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn), AP的含量最高; 夏季研究區(qū)整體呈現(xiàn)淺灰色, 屬于VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的極缺乏狀態(tài); 秋季農(nóng)田1區(qū)、2區(qū)80%面積顯示為淺灰色(V級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及以下), AP的含量最十分低。冬季AP含量整體要高, 農(nóng)田1區(qū)要整體達(dá)于III標(biāo)準(zhǔn), 植被區(qū)、農(nóng)田2區(qū)達(dá)到IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn), 整體呈現(xiàn)西高東低(圖9)。

圖8 2017年4個(gè)季節(jié)黃河三角洲SA空間梯度變化

Figure 8 Spatial gradient change of SA in four quarters.

圖9 2017年4個(gè)季度黃河三角洲有效磷含量梯度變化

Figure 9 Spatial gradient change of AP in four quarters

2.3.4 土壤有效鉀(AK)

研究區(qū)不同季節(jié)的AP呈現(xiàn)出不規(guī)律空間梯度分布, 區(qū)域AP相關(guān)度不高。整體而言, AK色度偏紅色, 說明研究區(qū)土壤AK含量高。而不同季節(jié)的AK呈現(xiàn)出相同的空間梯度變化規(guī)律, 沿海AK濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)地地區(qū), 呈現(xiàn)沿海向內(nèi)陸濃度遞減的規(guī)律。以東南沿海帶以及北部沿海帶為典例, 沿海區(qū)域呈環(huán)帶狀向內(nèi)陸遞減。2017年黃河三角洲濱海濕地年均AK以III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)土壤為主, 占34.02%, 整體處于中等水平(圖10)。

從不同景觀類型分析: 農(nóng)田區(qū)AK要低于其他景觀類型, 全年未達(dá)到III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域?yàn)檗r(nóng)田1區(qū), 而全年呈深紅色的區(qū)域(達(dá)到I、II級(jí)標(biāo)準(zhǔn))的區(qū)域有光灘鹽田區(qū)北部、植被農(nóng)田區(qū)東部(黃河口生態(tài)保護(hù)區(qū))及農(nóng)田2區(qū)西北部。第二: 光灘鹽田區(qū)年均最高, AK 值為151.22 mg·kg–1; 植被農(nóng)田區(qū)年均AK為88.77 mg·kg–1為最低, 但植被農(nóng)田區(qū)內(nèi)部區(qū)域梯度差異明顯, 西高東低。

圖10 2017年4個(gè)季度黃河三角洲土壤有效鉀梯度變化

Figure 10 Spatial gradient change of AK in four quarters

2.3.5 土壤全氮(TN)

根據(jù)2017年春冬兩季TN呈現(xiàn)出梯度規(guī)律顯示: TN含量整體處于較低水平, 西高東低(圖11)。通過對(duì)比景觀類型圖土壤肥力標(biāo)準(zhǔn)高的地區(qū)在黃河三角洲中部以及西北部的農(nóng)田區(qū)、東北區(qū)的鹽田色度偏淺, 為IV級(jí)土壤, 其余地區(qū)均為V標(biāo)準(zhǔn)以上的土壤。面積總和7392.6 km2, 占29.61%; VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)面積2496.8 km2, 占8.13%。

圖11 2017年2個(gè)季度黃河三角洲TN含量梯度變化

Figure 11 Spatial gradient change of TN in two quarters

2.3.6 土壤pH

研究區(qū)不同季節(jié)的土壤pH之間呈現(xiàn)不規(guī)律分布的特點(diǎn), 沿海高內(nèi)陸低。如圖12所示: 光灘鹽田區(qū)以及植被農(nóng)田區(qū)季節(jié)pH波動(dòng)不大且色度偏深色, 年均pH達(dá)到8.21、8.11, 高于其他三個(gè)區(qū)。兩個(gè)農(nóng)田區(qū)季節(jié)pH波動(dòng)較大、整體色度偏淺色, pH值高。

2.4 土壤因子相關(guān)性分析

對(duì)91個(gè)站位的土壤因子進(jìn)行相關(guān)性分析, 結(jié)果顯示: 土壤TN與AP在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01); 土壤TN與SA在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān)。土壤SA與AP含量在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05); 土壤TN與AK在水平上顯著負(fù)相關(guān)(表6)。可見, 土壤全氮含量存在指向性特征, 對(duì)其他土壤因子影響更大, 表明研究區(qū)土壤其他因子受土壤全氮含量的限制更明顯。

圖12 2017年4個(gè)季度黃河三角洲土壤pH值梯度變化

Figure 12 Spatial gradient change of AK in four quarters

表6 土壤因子之間相關(guān)性分析

注：*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān); **.在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.5 植被因子與土壤因子相關(guān)性分析

對(duì)植物生物量、Shannon-wiener指數(shù)、植被覆蓋度與土壤因子、pH值, 按照季節(jié)進(jìn)行相關(guān)性分析, 結(jié)果顯示: 春季植物AK與Shannon-wiener指數(shù)在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān), 與植被覆蓋度在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān); 秋季植物AK與Shannon-wiener指數(shù)在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān); 春秋兩季SA與植被覆蓋度在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān)。說明在土壤AK成為植物的多樣性以及植物覆蓋率的主要控制因子(表7)。

表7 土壤因子與生物量、生物多樣性指數(shù)、植被覆蓋度相關(guān)性分析

注：*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān); **.在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

3 討論

土壤肥力流失已成為濕地最嚴(yán)重的生態(tài)問題。按照國家養(yǎng)分含量標(biāo)準(zhǔn), 濕地土壤全氮含量、有效磷含量總體嚴(yán)重偏低。濕地土壤為貧營養(yǎng)狀態(tài), 土壤鹽度是濱海地區(qū)土壤養(yǎng)分的限制因子[33], 本文通過相關(guān)性分析證實(shí)了該觀點(diǎn)。相比之下, 在空間分析中, 土壤鹽漬化主要受景觀類型的影響, 光灘鹽田區(qū)的鹽度十分高, 對(duì)離岸距離不敏感, 說明鹽水入侵不明顯。另外, 土壤肥力和土壤鹽漬化是土地利用變化的主要原因, 也是自然環(huán)境長期積累的結(jié)果, 嚴(yán)重威脅著濕地的生態(tài)穩(wěn)定[34-35]。

人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響[36]。研究區(qū)天然濕地植被面積少, 鹽田和養(yǎng)殖池等人工濕地面積大, 影響了濕地植被生長及土壤涵養(yǎng), 例如, 養(yǎng)殖池的污水會(huì)污染土壤、鹵水的大量開采會(huì)引發(fā)濕地土壤鹽漬化, 導(dǎo)致植物生長受阻, 進(jìn)而導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降。這是造成研究區(qū)養(yǎng)分匱乏, 流失嚴(yán)重的主要原因。

針對(duì)濕地現(xiàn)狀, 提出以下建議。一是, 土壤肥力等級(jí)、含鹽量是景觀形成差異或是景觀變遷的主要原因, 也是自然環(huán)境長期累積的結(jié)果, 并嚴(yán)重威脅研究區(qū)內(nèi)的生態(tài)穩(wěn)定性, 難以通過系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)恢復(fù)到良好的狀態(tài), 因此, 涵養(yǎng)水源, 修復(fù)濕地, 土壤污染修復(fù), 通過自然物質(zhì)以及能量的流動(dòng)使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到健康的“本底”。二是, 人類活動(dòng)不僅干擾自然生態(tài)系統(tǒng), 還包括生態(tài)建設(shè)和管理, 如自然保護(hù)區(qū)的建立和規(guī)范, 土壤鹽漬化問題的持續(xù)治理, 它們?cè)诰S護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)方面發(fā)揮了重要作用[36]。

4 結(jié)論

以黃河三角洲濕地為研究區(qū), 構(gòu)建了濕地景觀類型和主要影響因子的空間分布格局, 解析不同景觀類型下的植被及土壤因子的空間分布特征以及耦合關(guān)系。本研究可得到以下幾個(gè)結(jié)論:

(1)根據(jù)全國養(yǎng)分含量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn), 2018年黃河三角洲濱海濕地AP以IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn)土壤為主, 占39.96%, 整體處于缺乏狀態(tài); TN以IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn)土壤為主, 占54.70%, 處于輕缺乏狀態(tài)。

(2)植被和農(nóng)田是研究區(qū)分布最廣的景觀類型, 也是生物量和植被覆蓋度的主要貢獻(xiàn)者。總量占比均在90%以上。農(nóng)田相比其他景觀顯示出更大的季節(jié)波動(dòng)性和空間異質(zhì)性, 其土壤因子含量的季節(jié)性下降和增長都十分明顯, 主要受農(nóng)作物生長構(gòu)成的限制。

(3)植被與土壤因子相關(guān)性分析結(jié)果: 春秋季AK與Shannon-wiener指數(shù)、植被覆蓋度呈顯著負(fù)相關(guān)(<0.01); SA與植被覆蓋度相關(guān)系數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。AK成為植物生長、凋零過程中主控因子。

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Spatial characteristics of vegetation and soil factors under different landscape types in the Yellow River Delta Wetland

LU Jingfang1, SHI Honghua2,3, SUN Hui4, LI Jie1,*, HUANG Jiantao1, LIU Yiman1

1. School of Environmental and Municipal Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266033, China 2. Qingdao National Laboratory of Marine Science and Technology Marine Geological Process and Environmental Function Laboratory, Qingdao 266061, China 3. First Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Qingdao 266061, China 4. Branch Center of Operation and Maintenance Center of Shandong Water transfer Project,Qingdao 266300, China

The study was conducted in the Yellow River Delta Wetland (YRDW). The purpose of this study is to investigate the spatial characteristics of vegetation and soil factors, so that the coupling relationship can be applied in different wetland landscape types. The results indicated that farmland and wetland vegetation were the two largest landscape types in YRDW, occupying about 46.87% and 20.6%. They provided abundant biomass and vegetation coverage, as an important supplement for wetland blue carbon. In addition, spatial distribution characteristics of soil factors was determined by landscape types. The annual average available phosphorus (AP) was in a state of deficiency, at grade IV standard, and the highest content in the farmland; the annual average available potassium (AK) was in a medium state, at grade IV standard and the highest content in the bare area. Finally, there was a significantly negative correlation between effective potassium and Shannon-wiener index, which became the main controlling factor in plant growth and zeroing.

Yellow River Delta; coastal wetland; landscape type; soil factor; vegetation

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.02.020

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-8873(2021)02-157-08

2019-08-07;

2019-12-03

山東省專項(xiàng)海洋科技資金重大科技創(chuàng)新工程(2018SDKJ0505-1); 國家自然資源部研究課題(A2018-099); 國家海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201505001); 山東省黃河三角洲生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(2016KFJJ01)

路景鈁(1994—), 男, 山東濰坊人, 碩士研究生, 主要從事環(huán)境生態(tài)學(xué)研究。E-mail: 975477978@qq.com

李捷, 男, 博士, 教授, 主要從事環(huán)境生態(tài)學(xué)研究, E-mail: jli@qut.edu.com

路景鈁, 石洪華, 孫輝,等. 黃河三角洲濕地不同景觀類型下植被與土壤因子的空間特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(2): 157–166.

LU Jingfang, SHI Honghua, SUN Hui, et al. Spatial characteristics of vegetation and soil factors under different landscape types in the Yellow River Delta Wetland [J]. Ecological Science, 2021, 40(2): 157–166.