基于RS、GIS技術(shù)的現(xiàn)代黃河三角洲植物群落演替數(shù)量分析及近30年植被動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、現(xiàn)代黃河三角洲位于山東北部，黃河入?？谔帲娣e約2200km2。該區(qū)是由海洋向陸地的過渡地帶，同樣也是水陸交錯(cuò)帶，多種生態(tài)系統(tǒng)在此交替。受黃河尾閭擺動(dòng)、海岸侵蝕、河口淤積、植被演替、土壤發(fā)育、人為墾殖等多種因素影響，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的濕地生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)，是中國暖溫帶最年輕、保存最完整、面積最大的河口新生濕地生態(tài)系統(tǒng)。 黃河三角洲是我國乃至世界大河中海陸變遷最活躍的地區(qū)，而現(xiàn)代黃河三角洲又是該地區(qū)造陸最年輕、河道遷徙

2、最頻繁、植被演替最快的區(qū)域，這一地區(qū)是研究植被動(dòng)態(tài)變化最理想的區(qū)域，其研究成果具有典型性和獨(dú)特性。 現(xiàn)代黃河三角洲植物群落演替數(shù)量特征分析和動(dòng)態(tài)變化研究，是黃河三角洲植被研究的基礎(chǔ)工作，這項(xiàng)研究對(duì)黃河三角洲植被的動(dòng)態(tài)特征、分類與分區(qū)研究，對(duì)該區(qū)的植被恢復(fù)與重建、植被開發(fā)與利用研究都具有重要意義。 利用“3S”技術(shù)研究現(xiàn)代黃河三角洲植被動(dòng)態(tài)變化研究，是系統(tǒng)研究黃河三角洲動(dòng)態(tài)變化的重要組成部分，對(duì)今后數(shù)字黃河三角洲建設(shè)和

3、該區(qū)資源開發(fā)與保護(hù)具有應(yīng)用價(jià)值。 現(xiàn)代黃河三角洲植物群落自然演替屬于原生演替，在無人為干擾情況下，植物群落演替序列為裸地→鹽地堿蓬(Suaeda salsa)群落→檉柳(Tamarix chinensis)群落→草甸。這種演替系列的形成與土壤水鹽動(dòng)態(tài)有密切關(guān)系。靠近海岸線土壤含鹽量較高地段是鹽堿裸地，裸地以上分布著耐赫、濕的堿蓬、檉柳，這兩種植物形成單優(yōu)群落，或由兩種植物共同組成群落。隨著距海岸線距離增大和海拔的升高，土壤含鹽

4、量降低，堿蓬、檉柳的重要性降低，多年生草本成分逐漸開始占優(yōu)，在合適的區(qū)域形成以蘆葦(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、獐茅(Aeluropus littoralis)為優(yōu)勢(shì)種的群落類型。這些類型為現(xiàn)代黃河三角洲自然演替的較高階段。 采用一次性同時(shí)采樣方法獲取了現(xiàn)代黃河三角洲不同演替階段的植物群落演替數(shù)據(jù)，并利用數(shù)量分類方法(TWINSPAN)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。此方法

5、將研究區(qū)植物群落分為3大類12個(gè)小類，用以代表3個(gè)演替階段12個(gè)演替群落。3大類為：以堿蓬為優(yōu)勢(shì)種的群落；以檉柳為優(yōu)勢(shì)種的群落；以蘆葦、稗(Echinochloa littoralis)、白茅為優(yōu)勢(shì)種組成的草本群落。12個(gè)演替群落分別為：鹽地堿蓬群落；鹽地堿蓬+蘆葦群落：檉柳群落；檉柳+堿蓬群落；檉柳+堿蓬+蘆葦群落；檉柳+堿蓬+中華補(bǔ)血草(Limonium sinesis)群落；蘆葦+堿蓬+羅布麻(Apocynum venetum)群

6、落：蘆葦+鵝絨藤(Cynanchum chinensis)+茵陳蒿(Artemisia capillaries)群落；稗+苦菜(Ixeris chinensis)+蘆葦群落；蘆葦+野大豆(Glycine soja)群落；白茅+野大豆群落；獐茅(Aeluropus Littoralis)+蘆葦+堿蓬群落。計(jì)算了12個(gè)演替群落的演替度。大多數(shù)群落處于較低的演替階段，演替度在30～184.3之間；而蘆葦+野大豆群落，獐茅+蘆葦群落已接近頂極演

7、替階段，演替度分別為286.9和230.7。 群落在演替過程中，物種多樣性指數(shù)和豐富度隨演替進(jìn)程逐漸增加，而物種均勻度指數(shù)呈減少趨勢(shì)。 利用排序(DCA)技術(shù)研究了演替與環(huán)境之間的關(guān)系，結(jié)果表明，土壤鹽份是現(xiàn)代黃河三角洲植物演替的主導(dǎo)因子，它影響群落的結(jié)構(gòu)、物種組成和演替進(jìn)程。 以配準(zhǔn)后的1977年5月10日 (MSS)、1987年5月7日(TM)、1996年5月31日(TM)、2004年5月5日(TM)四

8、時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用歸一化植被指數(shù)(NDVI)，研究了現(xiàn)代黃河三角洲近30年植被覆蓋變化，并對(duì)植被蓋度進(jìn)行了分級(jí)。結(jié)果表明，在過去27年間，植被覆蓋面積呈增加趨勢(shì)，植被累計(jì)增加面積91089.43 hm2，平均每年增加3373.68 hm2。覆蓋率增加了34.71％，平均每年增加1.29％。植被以低蓋度植被為主，高蓋度植被所占面積較小，但高蓋度植被逐年增加，平均每年增加412.83 hm2。 對(duì)研究區(qū)植被類型進(jìn)行了解譯

9、，結(jié)果表明，蘆葦植被面積從總體上是增加的，面積增加了314.19 hm2；檉柳、堿蓬群落和農(nóng)田植被的分布面積呈逐年增加的趨勢(shì)，分別增加了1066.14 hm2、1128.87 hm2和5811.71 hm2；刺槐林面積有增有減。1987～1996年，刺槐面積增加了1674.18 hm。，平均每年增加186.02 hm2；1996～2004年間，面積呈減少趨勢(shì)，刺槐林面積減少了709.65 hm2。 在20世紀(jì)70年代，濕地有河

10、流、沼澤和灘涂三種自然濕地類型。80年代以后，又增加水庫、水田、蝦池和池塘等人工濕地類型。受黃河來水和人類工農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響，河流、沼澤濕地面積呈減少趨勢(shì)，27年間，河流濕地面積減少了15085 hm2，沼澤濕地面積減少了27679hm2；而水庫、水田、蝦池、灘涂濕地面積增加明顯，面積分別增加了1790 hm2、1225 hm2、7713 hm2和25970 hm2。 從空間上分析，現(xiàn)代黃河三角洲植被演替活躍區(qū)主要集中在北部和東

11、部近海岸區(qū)和東南部黃河新淤進(jìn)區(qū)域。1977～1996年間，北部植被分布邊界線向內(nèi)陸縮退最大距離為6.3km，植被蝕退面積總計(jì)29309.06hm2。1996年后，由于海岸工程的建設(shè)，三角洲北部和東部海岸線相對(duì)穩(wěn)度，北部植被蝕退現(xiàn)象得到遏止。東南部黃河新淤出區(qū)域，由于淡水充足，土壤條件相對(duì)較好，植物很快遷入。此區(qū)域植被分布區(qū)總體是以黃河為軸心向兩側(cè)擴(kuò)展，1977～1987年，東南部區(qū)域植被增加面積為40592.34 hm2；1987～19