崇明东滩围垦区湿地水位与土壤对芦苇生长和繁殖的影响

摘要

水是维系湿地生态系统稳定和健康的决定性因子，其中水位梯度是湿地生态系统中重要的环境梯度之一，水位波动是控制湿地特征的关键因子，是湿地典型的扰动特征之一。湿地土壤也是湿地生态系统的重要组成部分，它既是湿地获取化学物质的最初场所，又是湿地发生化学变化的中介，还是湿地植物的直接支撑者。湿地的水分条件、水位变化及湿地土壤的类型、结构和肥力状况会影响到湿地生态系统植物群落的分布及其生产量、群落的稳定性、物种多样性和群落的演替。因此，研究湿地优势建群种对湿地水位波动和土壤环境因子变化的响应具有重大的现实意义。
　　 崇明岛是上海市最主要的土地战略储备区，滩涂围垦形成了崇明现在岛域面积的43.7％。在各次围垦过程中，人为的排水脱盐行为使围垦区湿地的无机环境发生了改变，植物群落构成也发生了相应的变化。本研究的地点位于崇明东滩围垦区的湿地修复示范区，区内对主要河道的水位进行人工控制。采用样方法记录区内不同河道边芦苇的生长过程，从水位波动和土壤环境角度来解释芦苇生长和繁殖的差异，进而量化水位和土壤环境因子与芦苇生长和繁殖之间的关系，为进一步可持续利用中芦苇群落的保育与修复提供基础数据，同时为滨海围垦湿地的恢复和重建提供科学依据。
　　 主要研究结果和结论如下：
　　 1.研究区域样地间的水位存在差异，且该区域水位有如下特点：春季以地表淹水为主，夏秋季节以地下水位为主，三样地水位在秋季处于最低值（样地1平均水位-46.81±23.40cm，样地2为-23.62±15.81cm，样地3为-15.50±8.94cm）。
　　 2.随着季节的更替，各样地土壤的容重和有机质呈“V”字变化（夏季最低），全氮含量逐渐下降。样地内的土壤容重总体上高于正常范围，即:1.1～1.4g/cm3，有机质和全氮含量偏低。各样地不同季节的土壤容重和有机质不存在差异，三样地秋季时的土壤全氮间存在差异。各季节三样地土壤含水量随着垂直深度的增加而增大，且各层(O-20cm、20-40cm、40-60cm)土壤含水量都与水位密切相关。三个季节中，春季的表层(0-20cm)土壤含水量是最大的：样地1为306.1±16.4 g/kg，样地2为362.4±9.7g/kg，样地3为408.4±20.7g/kg;夏季，三样地的表层(O-20crn)土壤含水量存在差异；秋季，三样地20cm以下的土壤含水量存在差异。
　　 3.三样地芦苇种群在密度、株高、基径、单株叶数和叶面积、地上生物量方面的生长动态记录如下：密度最大值出现在夏季的2号样地（152±13棵/m2）；基径最大值出现在春季的1号样地(7.35±0.31mm)，单株叶面积最大值是夏季的3号样地(547.69±16.67cm2)，株高、单株叶数和地上生物量的最大值出现在秋季的3号样地。该区域芦苇地上生物量主要由株高和基径决定，而且株高对地上生物量的贡献比基径大。秋季，芦苇繁殖状况各指标（开花率、花数、种子数量）的最高值均出现在3号样地，且各指标样地间均存在差异。
　　 4.通过分析水位、土壤环境因子与芦苇生长和繁殖的关系，可得出：当水位高于地表时，芦苇的生长状况直接与水位有关；当水位低于地表时，芦苇的生长状况和繁殖状况与不同层次土壤含水量有关，同时土壤容重和全氮含量也决定了芦苇株高、花数与种子数量。总之，低土壤含水量、低全氮含量和高容重的环境不利于芦苇的生长和繁殖。