黃河三角洲和萊州灣南部自然濕地植被類型、分布與演化

黃河三角洲和萊州灣南部自然濕地植被類型、分布與演化

濕地植被屬于非地理植被。與帶帶性植被相比，群落組成和結(jié)構(gòu)相對簡單，空間序列明顯，建模迅速。濕地的地貌、水文條件和土壤的理化性質(zhì)對濕地植被的形成、結(jié)構(gòu)、空間分異和演替有很強的影響。黃河三角洲和萊州灣濕地作為一個整體是我國173塊重要濕地之一。但由于黃河三角洲和萊州灣南岸濱海濕地?！懴嗷プ饔玫南鄬姸?、微地貌結(jié)構(gòu)、土壤理化性質(zhì)的差異,兩地濕地植被類型、分布和濕地植物的形態(tài)變異顯著不同。對濕地植被分布和濕地植物形態(tài)變異起直接作用的生態(tài)因子是地表水分條件和土壤含鹽量,?！懴嗷プ饔玫南鄬姸取⒌孛矖l件通過控制濕地的水分條件和土壤含鹽量來間接影響植被的形成、分布和濕地植物形態(tài)變異。地表積水,淡水補給條件,淺層地下水上升、蒸發(fā),土壤水蒸發(fā)和土壤積鹽等過程均與平原微地貌類型、微地貌部位密切相關(guān)。探討黃河三角洲和萊州灣南岸濕地植被的差異及其形成原因,對研究濱海濕地的形成、演化過程,恢復(fù)、重建退化濕地有重要意義。1黃河三角洲和萊州灣南岸濕地類型及濕地植物生態(tài)適應(yīng)型1.1黃河三角洲濕地分布現(xiàn)狀見表3黃河三角洲和萊州灣南岸是平緩廣闊的平原,受黃河等河流和海洋的共同作用水源豐富,有利于濕地發(fā)育,是環(huán)渤海重要的沿海濕地分布區(qū)。本文將兩地濕地類型劃分為濕地類、濕地型、濕地亞型3級,共2個濕地類,10個濕地型,18個濕地亞型(表1)。黃河三角洲濕地總面積6.13×105hm2,其中自然濕地4.47×105hm2,占73.0%,人工濕地1.65×105hm2,占27.0%。自然濕地以濱海濕地、河流及河口濕地為主,主要集中成片分布在三角洲東部地區(qū)。三角洲的中西部主要分布人工濕地,自然濕地較少。萊州灣南岸濕地總面積2.55×105hm2,其中自然濕地2.02×105hm2,占79.5%,人工濕地5.20×104hm2,占20.5%。自然濕地也以濱海濕地、河流和河口濕地為主,主要分布在距海10km內(nèi)的海岸帶范圍內(nèi)。自海向陸分別為潮下帶濕地、潮間帶裸露灘涂濕地、潮上帶鹽土光灘濕地、各種潮上帶咸水沼澤濕地、淡水沼澤濕地等濕地類型呈帶狀分布,河流及河口濕地貫穿其中。1.2自然濕地植物生態(tài)適應(yīng)類型黃河三角洲濕地共有維管束植物64科185屬318種及變種,其中蕨類植物12種,裸子植物2種,被子植物304種;萊州灣南岸濕地維管束植物共55科160屬230種,其中蕨類植物4種,裸子植物4種,被子植物222種。濕地植物的生態(tài)適應(yīng)類型是指在同一氣候區(qū)內(nèi)不同生境中植物適應(yīng)狀況和形態(tài)變異(生境生態(tài)型)。根據(jù)對水分狀況和土壤含鹽量的生態(tài)適應(yīng),將黃河三角洲和萊州灣南岸自然濕地植被的建群種和主要伴生種分為鹽生植物、水生植物、濕生植物3類(表2)。上述濕地植物的生態(tài)適應(yīng)類型劃分是相對的,有些濕地植物在環(huán)境條件與最適宜的生境不同時也有分布,但會發(fā)生形態(tài)變異和群落中地位的變化。例如水生植物蘆葦在無積水的潮濕環(huán)境中與獐茅作為共建種伴生形成草甸濕地,鹽角草(Salicorniaeuropaea)、鹽地堿蓬(Suaedasalsa)等鹽生植物能適應(yīng)潮水的周期性浸潤;獐毛(Aeluropuslittoralisvarsinensis)、虎尾草(Cholorisvirgata)、狗尾草(Setariaviridis)等濕生植物也比較適應(yīng)鹽堿環(huán)境。2黃河三角洲與萊州灣南岸濕地植被的差異2.1自然濕地植被分布黃河三角洲自然濕地中以鹽地堿蓬、檉柳等鹽生植物為建群種的咸水沼澤濕地植被主要分布在潮間帶灘涂的中上部,占黃河三角洲灘涂濕地的36.3%,濕地總面積的6.6%。潮上帶自然濕地植被主要是以蘆葦、香蒲、獐毛等為建群種的蘆葦沼澤、香蒲沼澤和獐毛—蘆葦草甸、茅草草甸等淡水沼澤和草甸,有小面積的檉柳濕地和柳林濕地分布。萊州灣南岸灘涂濕地全部為光灘。自然濕地植被分布在潮上帶,以鹽地堿蓬、堿蓬、檉柳等鹽生植物為建群種的潮上帶鹽地堿蓬濕地、潮上帶鹽地堿蓬—檉柳濕地、潮上帶堿蓬濕地植被占萊州灣南岸自然濕地面積的18.6%,濕地總面積的13%,無論絕對面積還是占濕地總面積的比重均低于黃河三角洲的28.1%,20.4%。淡水蘆葦沼澤濕地、香蒲沼澤濕地、草甸濕地和灌叢疏林濕地植被不發(fā)育,其絕對面積,占濕地總面積的比重都很小。2.2黃河三角洲濕地中蘆蝦植株分布、形態(tài)變異及分布特點黃河三角洲和萊州灣南岸濕地因水分條件、土壤含鹽量等生境條件不同,不同濕地植被建群種和主要伴生種的形態(tài)變異差異也很顯著。以蘆葦為例,黃河三角洲和萊州灣南岸自然濕地中分布的普通蘆葦遺傳性狀相同,但黃河三角洲淡水蘆葦沼澤中蘆葦植株高而粗、葉長而寬,而萊州灣南岸蘆葦主要分布在潮上帶各種鹽沼濕地中的伴生種蘆葦植株矮而細、葉短而窄、穗相對較大。另據(jù)作者實地調(diào)查,分布于萊州灣南岸昌邑市灶戶鹽場北部鹽沼濕地中的鹽地堿蓬自海向陸表現(xiàn)出植株矮而細、高而粗、再矮而細的形態(tài)變異特征。檉柳也有類似的形態(tài)變異,在黃河三角洲濕地中因土壤含鹽量較低,檉柳高大茂盛,而萊州灣南岸濕地中檉柳相對矮小分布稀疏。3黃河三角洲和萊州灣南岸濕地植被差異的形成3.1鹽土濕地植被分布黃河三角洲濕地的成土母質(zhì)主要是黃河沖積物,濕地土壤包括鹽土、潮鹽土、鹽化潮土、潮土、新淤潮土、水稻土等土類。表層含鹽量>2.0%的鹽土分布在沿海灘涂內(nèi)側(cè)的高潮灘地和潮上帶沿海地平地下部,土壤鹽分限制了濕地植被的發(fā)育。表層含鹽量1%~2%的潮鹽土,分布在鹽土內(nèi)側(cè)潮間帶和海拔<3.5m的潮上帶。受自然降水的淋鹽作用,土壤季節(jié)性脫鹽開始了自然成土過程,形成以鹽地堿蓬、蘆葦、獐茅、檉柳等鹽生植物,水生植物和濕生植物為建群種的草甸濕地植被和咸水沼澤濕地植被。在海拔>3.5m的潮上帶分布鹽化潮土、潮土和表層含鹽量<1%的新淤潮土分布淡水沼澤濕地、草甸濕地和灌叢疏林濕地植被。萊州灣南岸濕地的成土母質(zhì)是海積物和沖海積物,濕地土壤包括鹽土、潮鹽土、鹽化潮土、潮土等類型。受全新世3次海侵形成的地下鹵水和海水影響在潮間帶和海拔<2.5m的潮上帶的土壤為鹽土,土壤表層含鹽量>4%,分布潮間帶裸露灘涂濕地、潮上帶鹽土光灘濕地和潮上帶鹽地堿蓬濕地等濕地類型,含鹽量高的鹽土限制了濕地植被的發(fā)育,鹽地堿蓬濕地植被面積較小。在鹽土以南海拔2.5~5m海積平原上主要分布潮鹽土,土壤表層含鹽量1%~4%,發(fā)育潮上帶鹽地堿蓬、潮上帶鹽地堿蓬—檉柳濕地、潮上帶堿蓬濕地和茅草草甸等濕地類型,植被發(fā)育較好。在距海較遠海拔5m以上的潮上帶沖海積平原分布表層含鹽量<1%的鹽化潮土、潮土,發(fā)育蘆葦、香蒲沼澤、茅草草甸等濕地植被。但是由于徑流量小、河道低于地面,地表徑流側(cè)滲補給量小,濕地植被面積的比重較黃河三角洲濕地小得多,濕地植物也比較矮小。3.2下部地區(qū)土壤微地形黃河三角洲高程13~1m,自然比降1/8000~1/12000,地勢西南高,東北低。由于新堆積體的形成以及老堆積體被反復(fù)淤淀,造成三角洲平原大平、小不平,微地貌形態(tài)復(fù)雜的特點。地貌類型有河灘地(河道)、河灘高地與河流故道、決口扇與淤泛地、微斜平地、河間洼地與背河洼地、濱海低地等。其中,河灘高地與河流故道、決口扇與淤泛地地勢較高無地表積水,地下水埋深超過蒸發(fā)臨界深度,土壤不受地下水影響,土壤水鹽以下行、水平運動為主,一般不發(fā)生鹽堿化,主要濕地植被為獐毛—蘆葦草甸、茅草草甸、檉柳林和柳林等。微斜平地、河間洼地、背河洼地與濱海低地是水鹽匯集之地,地下水埋深一般小于蒸發(fā)臨界深度,甚至有一些淺平洼地,潛水面高出地面形成地表積水,發(fā)育以鹽地堿蓬、蘆葦?shù)葹榻ㄈ悍N的濕地植被。微斜平地中上部、距海較遠的河間洼地、背河洼地與濱海低地土壤以鹽化潮土和潮鹽土為主,含鹽量較低,主要發(fā)育蘆葦沼澤、香蒲沼澤、獐毛—蘆葦草甸等濕地植被。微斜平地下部,河間洼地、背河洼地邊緣相對高起處蒸發(fā)積鹽強烈,三角洲外緣的潮間帶受周期性潮水淹沒影響,土壤都以含鹽量較高的鹽土和潮鹽土為主,濕地植被不發(fā)育,分別形成潮間帶下部的潮間帶裸露灘涂濕地,中上部的鹽地堿蓬鹽土灘涂濕地、檉柳—鹽地堿蓬灘涂濕地,潮上帶鹽土光灘濕地,并且群落建群種鹽地堿蓬、檉柳長勢不好,植株矮,蓋度小。萊州灣南岸平原地勢低緩,濕地大部分地區(qū)在海拔7m以下。平原微地貌類型包括濱海低地,緩平低地,淺平洼地和碟形洼地(如渠淀湖、清水泊、別畫湖等古湖泊)。比較而言,萊州灣南岸平原微地貌結(jié)構(gòu)相對簡單。北部的濱海低地和緩平低地下部地下水埋深淺,地下水蒸發(fā)和土壤積鹽強烈,形成鹽土、潮鹽土,分布潮上帶鹽土光灘和以鹽地堿蓬、堿蓬、檉柳為主要建群種的鹽沼濕地植被。原生的蘆葦沼澤、香蒲沼澤濕地植被主要分布在徑流量較大的河流下游河漫灘上和南部的淺平洼地、碟形洼地中,現(xiàn)在留存面積非常有限。3.3徑流側(cè)滲補充濕地?！懴嗷プ饔玫南鄬姸纫灿绊憹竦氐乃謼l件、土壤含鹽量和濕地植被類型與分布。黃河三角洲和萊州灣南岸濕地淡水主要由河流和大氣降水輸入。由于黃河三角洲和萊州灣南岸都屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,降水少而蒸發(fā)強烈,蒸發(fā)量是降水量的3~4倍,降水不能滿足濕地的需要。所以濕地地面積水深度、持續(xù)時間、土壤含鹽量和濕地植被發(fā)育等主要與兩地河流徑流量、潮差大小、風(fēng)暴潮的頻率、強度等因素有關(guān)。黃河是地上懸河,徑流量大,有大量徑流側(cè)滲補充濕地[在黃河三角洲頂點寧海的上側(cè)濱州1988—1989年黃河側(cè)滲速率大約0.62~0.64m3/(d·m)],徑流測滲產(chǎn)生的沖淡作用以及黃河三角洲地勢較高,淤高、向海淤進快等原因使潮上帶濱海濕地受潮水影響較小,自然濕地植被以建群種為蘆葦、香蒲、獐毛等的淡水沼澤、草甸為主。在三角洲北部遠離現(xiàn)在河口入海水道的高潮線附近濱海低地下部徑流作用弱,潮水影響強,無濕地植被發(fā)育,形成潮上帶鹽土光灘濕地。三角洲外緣潮間帶發(fā)育了鹽地堿蓬濕地和檉柳—鹽地堿蓬濕地,也與潮間帶不斷迅速淤高,海潮影響弱有關(guān)。萊州灣南岸小清河、彌河、白浪河、濰河和白浪河等5條主要河流的多年平均入海徑流量為1.85×109m3,徑流量遠低于黃河。并且除彌河因排污徑流維持時間較長外,其它河流都長時間斷流,通過側(cè)滲補給濕地的水量很小;高潮線以上地勢低緩,風(fēng)暴潮侵沒頻率高,受潮水和地下咸鹵水入侵影響,濕地土壤含鹽量高,所以高潮線以上鹽土光灘濕地面積較大,各類咸水沼澤、淡水沼澤植被不發(fā)育。潮間帶土壤因入海徑流小,淤積慢,風(fēng)暴潮多發(fā),潮水影響強度大等原因,含鹽量太高不適合鹽角草、鹽地堿蓬、檉柳等鹽生植物生長,沒有濕地植被發(fā)育。4黃河三角洲和福建海岸濕地植物的發(fā)育過程和發(fā)育趨勢之間的差異4.1濕地演化和鹽地堿蓬濕地、蘆期濕地的演化過程肖篤寧等利用1975年,1984年,1997年的衛(wèi)片和20世紀60年代的航測地形圖研究了最近30多年黃河三角洲濕地植被的演化過程。研究顯示黃河三角洲濕地總面積變化不大,但濕地與非濕地之間、不同濕地類型之間的演化迅速。由于圍墾和油田開發(fā)破壞了草甸濕地和蘆葦沼澤濕地,一部分濕地已經(jīng)消失,一部分轉(zhuǎn)化為稻田和蝦池等人工濕地,蘆葦沼澤已經(jīng)由1981年的6.90×104hm2減小到目前的2.36×104hm2;由于泥沙淤積岸線不斷向海推進,各種灘涂濕地向海推進,面積在20世紀80年代迅速增大,并以如下模式演化:裸露灘涂濕地→鹽地堿蓬灘涂濕地→檉柳—鹽地堿蓬灘涂濕地→潮上帶鹽地堿蓬濕地→潮上帶鹽地堿蓬—檉柳濕地、潮上帶堿蓬濕地→蘆葦沼澤濕地→草甸濕地→陸上農(nóng)田。但由于黃河斷流后黃河局部岸段岸線侵蝕自20世紀90年代灘涂濕地及濕地自然植被面積又開始減小,演化方向與上述演化模式相反。4.2鹽地堿蓬—萊州灣南岸濕地植被的演化過程和演化趨勢萊州灣南岸(包括壽光、寒亭、昌邑3市、區(qū))由于河流徑流、入海泥沙減少等原因近30a來自小清河口到白浪河口岸線蝕退200~300m,使該岸段潮間帶濕地向陸移動,各種帶狀分布的濕地植被均相應(yīng)向陸移動。由于缺乏濕地保護意識,圍墾、鹽田和蝦池建設(shè),港口、鐵路建設(shè)等原因使鹽地堿蓬—檉柳濕地、檉柳濕地的植被受到嚴重破壞。由于過量抽取地下水使地下水位下降、河流斷流、地表水缺乏和海平面上升等原因,萊州灣南岸80年代初開始發(fā)生咸水入侵,南部的濕地土壤鹽堿化加重,使?jié)竦刂脖谎莼杆?淡水蘆葦沼澤濕地、香蒲沼澤濕地面積日益減小,向草甸濕地演化。昌邑市灶戶鹽場以北以鹽地堿蓬、檉柳為建群種的濕地植被,由于鹽場抽取地下鹵水導(dǎo)致地下水位下降,土壤脫鹽、干化,現(xiàn)在南部已演化以虎尾草、狗尾草、荻為建群種的草甸濕地植被,這種演化過程隨著當(dāng)?shù)卦}生產(chǎn)抽取地下鹵水量的增大還將向北部鹽沼濕地推進。因水源缺乏、蓄水減少,古巨淀湖等以蘆葦為建群種的淡水沼澤濕地植被正向以蘆葦、獐毛為建群種的草甸濕地植被方向演化。5濕地植被分布黃河三角洲和萊州灣南岸濕地植被的群落建群種和主要伴生種類似。受黃河徑流沖淡作用的影響,黃河三角洲灘涂上部以鹽生植