上海临港滨海湿地植物种类、区系成分和种群生物学特征的生态学调查及其与环境因子间关系的研究

摘要

上海是一个建立在湿地上的城市。截止至2004年上海的湿地总面积仍占土地总面积的50％，其中的南汇东滩湿地于1998年被列入国家重要湿地名录。南汇东滩湿地位于长江入海口和杭州湾的交汇处，为长江口面积最大的滨海湿地，其北接浦东东滩，西接奉贤边滩，北临九段沙与崇明东滩，总面积约为33100hm2。南汇东滩植被繁茂，潮间带和浅水区的无脊椎动物和鱼类丰富，为鸟类提供了适宜的栖息地和充足的食物来源，是东北亚内陆太平洋候鸟迁徙的重要中转站、越冬栖息地和繁殖地。目前为止，关于南汇东滩湿地植被的种类组成、区系成分、群落特征以及其与环境因子间的相互关系的研究至今未有报道，为了填补此项空白与缺憾，为接下来进一步的湿地环境保护工作提供第一手调查资料，以期为我国的湿地修复与保护工程贡献自己的一份力量，故而展开了此项研究。现将研究结论总结如下：
　　（1）南汇东滩植湿地共发现46科、102属、126种植物。种数最多的3个科，依次为禾本科、菊科和莎草科。上海各滨海湿地植物科、属、种类数从大到小排列依次是南汇东滩>崇明东滩>奉贤海湾滩涂>九段沙。三大边滩（崇明、南汇、奉贤）的陆生或湿生植物的种类组成在很大程度上受到了外来入侵种的深刻影响。南汇东滩湿地水体的透明度和盐度均较淀山湖更高。
　　（2）南汇东滩湿地植物区系成分从大到小依次为世界广布>温带成分>热带成分>亚热带成分。南汇东滩湿地植物区系成分与崇明东滩最为相似，与淀山湖差异最大。
　　（3）10号点芦潮港入海口、8号点海三棱藨草群落、16号点东海大桥、9号点东部边滩泻湖、17号点东部边滩世纪塘泻湖，这5个样点有着较高的盐度、电导率、氨氮和总磷，属于南汇东滩湿地的滨海高盐度水域；2号点引水沟海事桥、3号点水文站、4号点泻湖、13号点随塘河加油站段、15号点随塘河科技学校段、23号点滴水湖、25号点商务广场桥，这7个样点有着较高的叶绿素a、氮磷营养盐和有机质，属于南汇东滩湿地的富营养化水域；其余样点均有着较高的表层光照强度，属于南汇东滩湿地的高透明度水域。其中，9号点东部边滩泻湖、19号点东部边滩香蒲群落与表层光照强度有密切的正相关性，意味着这2个样点处的水体较清澈；6号点南汇嘴水闸泻湖与光照强度衰减率密切的正相关性，表明南汇嘴水闸泻湖的水体较浑浊；23号点滴水湖与叶绿素a有密切的正相关性，表明滴水湖的藻型特点显著；10号点芦潮港入海口与水体总磷有密切的正相关性，表明芦潮港入海口处受陆源污染物的影响较大，并且该处水域风浪及湍流较大，水体运动剧烈。
　　（4）依据样点间环境因子的相似程度可以得出以下结论，位于五尺沟有着较高透明度的12（11号点五尺沟中横港桥交界）与13（12号点高架岔口）、位于东部边滩的有着较高透明度的10（9号点东D泻湖）与20（20号点东B芦苇群落）、同样位于东部边滩的有着较高盐度、电导率、氨氮、浊度和水体总磷的8（8号点海三棱藨草群落）与17（18号点世纪塘路）为环境因子最相似的样点对；其次是同位于芦潮引河的1（1号点农工商）与2（2号点引水沟海事桥）、有着较高叶绿素a、氮磷营养盐和有机质的3（3号点水文站）与16（17号点风车）、有着较高透明度的15（16号点东海大桥）与24（24号点草场）、同位于东部边滩的有着较高透明度的19（19号点东A）与21（21号点D）。
　　（5）氨氮和水体总磷与盐度呈极显著的正相关性（P<0.0001，P=0.0069）。南汇东滩湿地海岸潮间带海水中大量的氨氮和总磷应该源自剧烈的风浪搅动，而非表面上所呈现的盐度的作用。
　　（6）上海临港地区南汇东滩湿地共有5科8属8种沉水及漂浮植物，分别是苦草、黑藻、金鱼藻、水盾草、穗花狐尾藻、浮萍、紫背浮萍和水鳖。根据 TWINSPAN数量分类将沉水及漂浮植物分为3个主要群落，分别是：分布于水体和底泥高营养盐水域的苦草+黑藻+金鱼藻群落；分布于低有机质和高透明度水域的水盾草+浮萍+紫背浮萍+水鳖群落；分布于高盐度水域的穗花狐尾藻群落。各沉水及漂浮植物中以金鱼藻和水盾草出现频度最高，以穗花狐尾藻和金鱼藻的生物量为最大，并与其它沉水及漂浮植物有显著差异。
　　（7）在南汇东滩湿地，苦草和金鱼藻总是出现在盐度和氨氮较低、底泥中氮、磷元素含量较高以及水深较深的水域；穗花狐尾藻大量出现在盐度、氨氮、底泥中氮、磷元素含量均较高而且水深较深的水域；水盾草和漂浮植物（浮萍、紫背浮萍、水鳖）出现在盐度、氨氮、底泥中氮、磷元素含量均较低而且水深较浅的水域。
　　（8）苦草与水体总磷及底泥中磷元素均呈强正相关性，与底泥中氮元素含量和水深呈较强正相关性，金鱼藻与底泥碳氮比呈强正相关性，与水体总氮呈较强正相关性，而两者均与底泥氧化还原电位呈强负相关性。穗花狐尾藻与盐度和氨氮呈很强的正相关性，与水体COD和叶绿素a呈较强的正相关性，并且所处水域水体和底泥有机质含量较高。水盾草和漂浮植物（浮萍、紫背浮萍、水鳖）与水体COD、总有机碳、叶绿素a、浊度和底泥中碳元素含量均呈较强的负相关性。
　　（9）南汇东滩湿地的水生及湿生植被可以分为13个主要群落，它们是耐高盐度的海三棱藨草群落和互花米草群落群落；生长于较高盐度和高有机质水域的穗花狐尾藻群落；湿地沼泽植物香蒲群落；作为优势旱生或湿生杂草的钻形紫菀群落和加拿大一枝黄花群落；以田菁等为主的伴生旱生杂草群落；生长于湿润的高有机质样方中的毛茛+苣荬菜+藨草群落和芒群落；生长于淹水的高有机质样方中的作为挺水或湿生植物的稗群落以及碱菀+球穗莎草群落；对土壤氮元素有共同偏好喜旱莲子草群落和芦苇群落。
　　（10）盐度、水体还原性物质、土壤碳氮比、土壤氮、磷元素和土壤含水率是对芦苇群落影响最大的环境因子。在南汇东滩湿地，低盐度、低有机质、高营养盐、高含水率的区域，芦苇生物量、植株密度和平均高度均较大。土壤氮元素含量与芦苇生物量有最强的正相关性。
　　（11）在南汇东滩湿地，喜旱莲子草与加拿大一枝黄花的生境与芦苇最接近，它们与芦苇的生态位竞争最激烈。
　　（12）芦苇能较好地适应人为干扰的影响，在人为干扰后低盐度、富营养、高含水率的空旷区域内芦苇能作为先锋物种单一生长，并成为单优群落。

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第一章引 言

1.1 研究背景和意义

1.2 研究现状

第二章 材料与方法

2.1 采样调查方法

2.2 指标测定方法

2.3 数据分析方法

第三章上海临港地区南汇东滩湿地植物种类调查结果及植物区系研究

3.1 分析与结果

3.2 讨论与小结

第四章南汇东滩湿地各样点的环境特征及各环境因子间的相互关系

4.1 分析与结果

4.2 讨论与小结

第五章上海临港滨海湿地沉水与漂浮植物群落的种群生物学特征及其与环境因子间的关系

5.1 分析与结果

5.2 讨论与小结

第六章上海临港滨海湿地植被群落中芦苇种群的生物学特征及其与环境因子间的关系

6.1 分析与结论

6.2 讨论与小结

结论

参考文献

附录：上海临港南汇东滩湿地植物名录

致谢