鄱阳湖典型洲滩湿地植被群落特征及与水土因子的关系研究

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已有大量研究表明,湿地植被格局不仅受降水、湖水位等环境因子的影响,还与湿地所在土壤环境有密切的关系,同时也与湿地植被的生物学特性有关。鄱阳湖典型洲滩湿地植被在空间上沿着与主湖面水体垂直的方向具有明显的岸带成带性特征。本文选取了鄱阳湖两个典型洲滩湿地,赣江主支口三角洲洲滩湿地A与赣江主支口三角洲洲滩湿地B,两湿地均呈现明显的带状分布特点,从水体到陆地,湿地A植被带分别为:苔草-虉草植被带、苔草植被带、芦苇-苔草植被带、蓠蒿-狗牙根植被带;湿地B的植被带分别为虉草植被带、苔草植被带、蓠蒿植被带。通过在湿地A安装水文气象观测站测定土壤水、地下水、气象等资料,研究湿地的水分传输特征,以期为后续植被分布的研究提供一个水文过程背景。在两典型湿地研究区内分别选取典型植被群落,调查研究植被的群落特征、土壤理化性质,通过分析不同植被群落的季节性变化规律,群落优势种生物量、生物多样性指数、高度、盖度等与土壤环境因子的关系,探明影响鄱阳湖典型洲滩湿地植被分布的关键水土因子,为湿地资源的保护与合理利用、植被退化的恢复提供理论依据。本文的主要研究结果如下:  (1)鄱阳湖洲滩湿地土壤水、地下水对降雨的响应  鄱阳湖洲滩湿地地下水位变化趋势与降水量的变化趋势基本一致,地下水位变化曲线整体形状呈山谷状,大体上水位下降时间相对较长,高水位保持时间较短。三层土壤剖面(15cm、55cm、85cm)的土壤含水量均对降雨的响应关系明显,土壤含水量随降雨迅速增大。对三层土壤含水量、地下水水位与降雨的互相关分析可知,三层土壤含水量、地下水水位与降雨均有显著互相关关系,三层土壤含水量均在降雨四小时后,互相关系数达到最大值;地下水水位在降雨后10天后,互相关系数达到最大值。  (2)鄱阳湖洲滩湿地水分传输过程分析与模拟  选择基于模拟土壤-植被-大气系统水分传输过程的Coup-Model模型,模拟了研究区主要植被带下水分传输特征。模拟结果表明模型对15cm、55cm、85cm深度的土壤水分含量的得出了较好的模拟结果。相关系数R2分别为0.9182、0.9186、0.8946。15cm、55cm和85cm深度的土壤水分的模拟值和实测值的平均误差在-4.63%-3.20%之间,均方根误差在5.56%-9.55%之间。总体来看,15cm处的模拟效果较好,因为15cm对降雨的响应最强烈的,变化效果很明显,85cm深度的模拟结果一般。  (3)鄱阳湖洲滩湿地植被群落的岸带成带性与季节性变化  鄱阳湖洲滩湿地有典型的带状分布特征。这种岸带成带性与高程、湖水位、与主湖面水体的距离、土壤含水量、土壤养分含量等因素有关,其中高程、土壤含水量与距主湖面水体的距离三者之间有显著相关关系。湿地B三个植被带(藜蒿带、苔草带、虉草带)的优势种地表生物量和高度随季节的变化有明显的变化特征。三种植物群落的生物多样性指数随季节变化有各自独特的规律,这与物种自身的生长规律有关。  (4)鄱阳湖洲滩湿地不同植被带的土壤养分特征  对洲滩湿地A的土壤养分分析可知,总氮在不同的植被群落带有明显差异,总氮含量为苔草带<藜蒿-狗牙根带<芦苇-苔草带<苔草-虉草带,总有机碳与总氮在不同植被群落带的分异趋势相同。最大有机碳含量均在土壤表层0-10cm深度内。对土壤因子进行线性相关分析得出,土壤有机碳与总氮呈极显著相关关系(R2=0.98),与有效磷、有效钾呈显著相关关系(R2=0.49,0.49)。土壤含水量与土壤有效磷呈显著负相关关系,与有效钾呈显著正相关关系(R2=-0.45,0.46)。  对洲滩湿地B的土壤养分分析可知,3种植物群落带的土壤有机碳与总氮随季节的变化趋势一致。三种植被带中总磷含量无明显季节性变化规律。  (5)鄱阳湖洲滩湿地植被分布与水土因子的关系  通过典型相关性分析对鄱阳湖洲滩湿地A植被群落与土壤环境因子的关系分析,结果表明:土壤含水量是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤PH、总钾含量也是影响湿地植被分布的重要土壤环境因子.群落样方按照对各环境因子的相关程度不同,大致可以分为三个组群。
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