黄河三角洲湿地生态系统退化特征及生态阈研究

摘要

黄河三角洲是世界上暖温带保存最广阔、最完善、最年轻的新生湿地生态系统，被誉为“金三角”地带。由于自然因素以及人类不合理开发利用，黄河三角洲湿地出现了一系列生态环境问题，生态功能遭到严重破坏，导致整个生态系统的退化。为实现区域内湿地生态系统的良性发展，必须对湿地生态系统的退化开展进一步研究。
　　 因此，本文在前人研究的基础上，并依托国家自然科学基金“黄河三角洲天然湿地生态系统稳定性研究”项目，通过对黄河三角洲地区受人为干扰湿地与自然保护区内极少受干扰湿地的各个演替阶段进行对比，分别对植被和土壤在湿地退化前后的变化进行研究，并采用层次分析法得出湿地生态系统退化过程中的生态阈值。以期为黄河三角洲湿地生态系统的稳定性评价体系提供基础研究和信息资料支持，为湿地生态恢复工程提供一些依据。研究结果表明：
　　 1.湿地退化降低了各演替阶段建群种的重要值，柽柳群落阶段和白茅群落阶段丰富度指数减小。各演替阶段群落的Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson指数总的趋势是下降的，生物量也出现明显下降趋势。
　　 2.湿地退化导致土壤的物理结构劣化，养分退化。土壤容重增大，土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度减小，土壤含盐量增加。土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和全磷含量均有不同程度的降低，速效磷含量变化趋势不明显，全钾含量呈增大趋势。
　　 3.湿地退化降低了土壤蛋白酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性，脲酶活性呈先降低后升高又降低趋势，总的趋势是下降的。碱性磷酸酶降幅最大。
　　 退化湿地土壤微生物各类群数量差异较大，其数量关系为：细菌数量>放线菌数量>真菌数量，呈现出细菌占绝对优势，放线菌次之，真菌最少的局面。随着湿地的退化，各类群数量有减少的趋势。
　　 4.从相关分析和主成分分析得知：脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶与土壤养分、微生物有密切相关关系，蛋白酶与各土壤养分间相关关系不显著，微生物数量与土壤养分之间相关性密切：除Shannori-Wiener多样性指数以外，丰富度指数、simpson指数和均匀度指数与土壤理化指标均有较好的相关性，植被与土壤之间相互作用的，有密切联系。植被破坏对土壤理化性质劣化影响很大，而土壤退化也引起了物种多样性下降。
　　 5.黄河三角洲湿地退化过程中，存在两个关键阶段，分别为碱蓬群落阶段向光板地退化和碱蓬柽柳群落阶段向碱蓬群落阶段退化的阶段。
　　 6.建立了黄河三角洲湿地生态系统退化指标体系，确定黄河三角洲湿地退化过程中的生态阈值，当生态退化指数大于0.70时，湿地退化为光板地阶段；生态退化指数在0.55～0.70之间时，湿地退化为碱蓬群落阶段；生态退化指数在0.42～0.55之间时，湿地退化为碱蓬柽柳群落阶段；生态退化指数在0.27～0.42之间时，湿处于柽柳群落阶段；当生态退化指数小于0.27时，湿地处于白茅群落阶段。