陳 琤, 劉玉虹, 陸 瀅, 4, 王光美, 張 華

?

防潮堤壩對(duì)山東昌邑濱海濕地植物及土壤性質(zhì)的影響分析

陳 琤1, 2, 3, 劉玉虹1, 2, 陸 瀅1, 2, 4, 王光美1, 張 華1

(1. 中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所, 山東煙臺(tái)264003; 2. 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 淺水湖泊綜合治理與資源開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇南京210098; 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 4. 吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院, 吉林長(zhǎng)春130118)

為研究防潮堤壩對(duì)濱海濕地植物及土壤性質(zhì)的影響, 本研究在昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)內(nèi), 通過(guò)樣線法進(jìn)行野外調(diào)查采樣, 進(jìn)行防潮堤壩內(nèi)外土壤、植被以及兩者之間聯(lián)系的分析, 研究了堤壩內(nèi)外植被及土壤性質(zhì)差異。結(jié)果表明: 堤壩內(nèi)外土壤、植被有一定的差異; 堤壩外部土壤C、N、P含量小于堤壩內(nèi)部, 堤壩外部土壤鹽度大于堤壩內(nèi)部; 堤壩外部是以鹽地堿蓬()和獐毛()為主濱海濕地景觀, 堤壩內(nèi)部則是以檉柳()為主的灌草叢景觀; 保護(hù)區(qū)內(nèi)物種豐富度與土壤鹽度值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 隨著鹽度的升高, 堤壩外部物種豐富度低于堤壩內(nèi)部; 蘆葦()體內(nèi)TC、TN、TP及C︰N︰P與土壤C、N、P含量及C︰N︰P沒(méi)有明顯相關(guān)性, 而檉柳體內(nèi)N含量與土壤P含量呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系, 說(shuō)明木本植物比草本植物更加依賴土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的供給。

防潮堤壩; 濱海濕地; 昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)

濱海濕地是陸地-海洋-大氣相互作用最活躍的地帶, 被喻為“海洋之腎”, 具有涵養(yǎng)水源、凈化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性、攔截陸源物質(zhì)、護(hù)岸減災(zāi)、防風(fēng)等生態(tài)功能, 并且能夠通過(guò)生物地球化學(xué)過(guò)程促進(jìn)大氣及C、H、S 等關(guān)鍵元素的循環(huán), 提高環(huán)境質(zhì)量[1-2]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)濱海濕地景觀格局、沉積環(huán)境變化和碳的沉積、碳氮磷生物地球化學(xué)特征和人類活動(dòng)的影響等進(jìn)行了大量研究[3-8]。

防潮堤壩是指修建于沿海灘涂、入?？诘鹊? 用以抵御暴潮, 防止海水入侵的堤壩[9]。對(duì)于經(jīng)常發(fā)生風(fēng)暴潮的沿海地區(qū), 修建、加固防潮堤壩對(duì)防潮、防浪及防沙、汛期行洪排澇、控制海域污染、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)等有重要的意義[10]。據(jù)統(tǒng)計(jì), 濰坊市己建成防潮堤壩總長(zhǎng)110 km左右, 對(duì)濰坊市海洋生態(tài)恢復(fù)和控制海洋污染作出重要貢獻(xiàn)[11]。但防潮堤壩對(duì)濱海濕地生態(tài)環(huán)境的影響研究尚少。

昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)位于潮間帶, 擁有多種濱海濕地生態(tài)系統(tǒng), 包括檉柳林、灘涂濕地、淺海等[12]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)該保護(hù)區(qū)的研究主要關(guān)注保護(hù)區(qū)內(nèi)水鹽運(yùn)移[13]、植物物種多樣性[14]、大型底棲動(dòng)物時(shí)空分布特征[15]、檉柳()分布與土壤性質(zhì)的關(guān)系以及檉柳葉片生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[16-18]。例如, 湯愛(ài)坤等[12]曾對(duì)昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性與植物群落的分布特征進(jìn)行過(guò)研究。但前者對(duì)該保護(hù)區(qū)的研究主要集中在自然環(huán)境方面, 并未涉及保護(hù)區(qū)內(nèi)已建成的防潮堤壩對(duì)該區(qū)域?yàn)I海濕地的影響。傅新等[19]曾對(duì)人工堤壩影響下黃河三角洲海岸帶濕地的生態(tài)特征進(jìn)行分析, 結(jié)果表明人工堤壩的阻隔作用影響著土壤養(yǎng)分的梯度變化及植被演替方向。但是, 針對(duì)昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)土壤養(yǎng)分和植被群落的研究較少, 且保護(hù)區(qū)內(nèi)防潮堤壩修建對(duì)土壤養(yǎng)分和植物群落演替的影響鮮有研究。

作者以昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)內(nèi)的防潮堤壩為界, 以堤壩外部自然濱海濕地和堤壩內(nèi)部自然檉柳林為研究對(duì)象, 通過(guò)分析土壤pH、鹽度、C、N、P含量和C︰N︰P生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)和植物體內(nèi)TC、TN、TP和C︰N︰P之間的相互關(guān)系, 以及群落物種豐富度與土壤性質(zhì)之間的相互聯(lián)系, 揭示防潮堤壩對(duì)土壤養(yǎng)分元素、鹽度、pH的改變和濱海濕地植被演替內(nèi)部作用機(jī)制的影響, 為濱海濕地保護(hù)和生態(tài)重建提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

山東昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)(圖1) (119°20′19″~119°23′49″E, 37°03′07″~37°07′12″N)于2007年10月底獲得國(guó)家海洋局批準(zhǔn)建立, 是中國(guó)唯一以檉柳為主的國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū), 總面積29.3 km2[16]。保護(hù)區(qū)位于山東省濰坊市昌邑市北部堤河以東、海岸線以下的灘涂區(qū)域, 屬于渤海萊州灣南岸[15]。萊州灣屬正規(guī)半日潮, 并受風(fēng)暴潮影響[12]。地質(zhì)構(gòu)造屬于華北地臺(tái)渤海凹陷的一部分, 地層是第四紀(jì)堆積層, 堆積平原海岸是主要地貌形態(tài), 土壤母質(zhì)為近代黃河沖積物, 整個(gè)地勢(shì)自南向北從高到低, 海拔6 m以下, 地下水位高, 潛水礦化度高[16]。氣候類型是溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)性大陸氣候, 年降水量為580~ 660 mm, 年均蒸發(fā)量為1 764~1 859 mm, 平均氣溫12.9℃左右, 極端最高氣溫39.2℃, 極端最低氣溫–19℃, 無(wú)霜期195~225 d[16-17]。

保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)類型主要由檉柳灌草叢、灘涂濕地、淺海構(gòu)成, 土壤種類以潮土和鹽土為主, 植被類型以灌木和草本為主, 優(yōu)勢(shì)灌木樹(shù)種為檉柳, 優(yōu)勢(shì)草本植物有鹽地堿蓬、二色補(bǔ)血草()等。保護(hù)區(qū)內(nèi)建有防潮堤壩, 堤壩以北(簡(jiǎn)稱堤壩內(nèi)部)是檉柳林, 堤壩以南(簡(jiǎn)稱堤壩外部)是大片的灘涂濕地、淺海。

2 研究方法

2.1 采樣方法

2014年8月在山東昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)內(nèi)堤壩內(nèi)外分別設(shè)置采樣帶, 共設(shè)置5條采樣帶和 48個(gè)采樣點(diǎn)。防潮堤壩外, 設(shè)置了3條采樣帶(A、B、C), 其中樣帶A平行海岸線, 樣帶B、C垂直于海岸線; 防潮堤壩內(nèi), 設(shè)置了2條采樣帶(D、E), 均垂直于防潮堤壩(圖1)。每條樣帶中采樣點(diǎn)之間的距離為50 m, 每個(gè)樣點(diǎn)設(shè)置3 m×3 m的樣方采集植物和土壤樣品。在采樣過(guò)程中, 為了保證樣帶連續(xù), 不影響樣帶空間的關(guān)聯(lián)性及造成空間的差異, 始終以大堤為采樣起始點(diǎn)。

采用樣方調(diào)查法, 記錄樣方內(nèi)物種種類、數(shù)量、高度和蓋度等數(shù)據(jù), 采集每個(gè)樣方內(nèi)植物的地上部分, 并把莖和葉分別裝入信封內(nèi)保存。若樣方內(nèi)某種植物數(shù)量較少或生長(zhǎng)狀態(tài)較差, 為保護(hù)當(dāng)?shù)刂脖簧鷳B(tài)不受破壞, 則不采集該種植物。在每個(gè)樣方中選取5個(gè)點(diǎn)(分別為樣方4個(gè)角和樣方中心位置), 使用土壤采樣器收集0~10 cm, 10~20 cm, 20~30 cm深的土壤樣品, 放入密封袋封裝保存。

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

植物樣品在采集后24 h內(nèi)放置電熱鼓風(fēng)干燥箱中105℃殺青30 min, 然后70℃烘干至恒質(zhì)量。烘干植物樣品通過(guò)粉碎機(jī)粉碎并封存。剔除石塊與植物根、莖等雜物土壤樣品自然風(fēng)干后過(guò)100目篩并通過(guò)密封袋保存。通過(guò)元素分析儀(Various MACRO cube)測(cè)定植物和土壤樣品總碳和總氮。通過(guò)硫酸消煮法處理后植物樣品及濃硫酸-高氯酸消煮法處理后土壤樣品分別進(jìn)入連續(xù)流動(dòng)分析儀(Auto Analyzer III)測(cè)定總磷。稱取10.0 g土壤樣品, 加入25 mL蒸餾水, 配成溶液, 經(jīng)過(guò)低速離心機(jī)(3 500 r/min)處理后, 靜置1 h, 上清液通過(guò)手持pH計(jì)(SoilStik)測(cè)定pH和鹽度。

2.3 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)箱形圖和獨(dú)立樣本檢驗(yàn), 分析防潮堤內(nèi)外土壤pH、鹽度、C、N、P含量的差異性; 通過(guò)Pearson相關(guān)性檢驗(yàn), 分析了物種豐富度與土壤性質(zhì)之間的關(guān)系[20-21]及植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)含量特征(TC、TN、TP及C︰N︰P)與土壤性狀之間的關(guān)系; 通過(guò)配對(duì)檢驗(yàn), 比較堤壩內(nèi)外植物體內(nèi)TN、TP、N︰P差異性; 物種豐富度是指一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目多少, 在本研究中, 物種豐富度表示為單位樣方內(nèi)植物物種種類數(shù)量。所有統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)繪圖均通過(guò)統(tǒng)計(jì)軟件(Excel 2003、Origin Pro 8、SPSS 23.0)完成。

3 結(jié)果

3.1 防潮堤壩內(nèi)外土壤養(yǎng)分空間差異

通過(guò)獨(dú)立樣本檢驗(yàn), 防潮堤內(nèi)外土壤除pH (= –0.566, d=61.532,=0.573)以外, 鹽度(=11.211, d=26.382,=0.00)、C(= –3.052, d=64,=0.001)、N(= –3.745, d=64,=0.00)、P(= –4.099, d=37.981,=0.00)均有顯著差異。

防潮堤壩內(nèi)外土壤pH差異不明顯, 堤壩內(nèi)土壤pH的離散程度大于堤壩外部, 說(shuō)明堤壩內(nèi)部土壤的pH空間上分布差異較大。堤壩外部土壤鹽度及離散程度顯著高于堤壩內(nèi)部, 說(shuō)明堤壩外鹽度空間分布的差異大。堤壩內(nèi)部土壤C、N、P含量均高于堤壩外部, 說(shuō)明堤壩外部的土壤營(yíng)養(yǎng)成分流失較大, 這可能與堤壩外潮汐作用的沖刷密切相關(guān)(圖2)。因此,防潮堤壩造成了堤壩內(nèi)外土壤鹽度、C、N和P含量的差異, 而堤壩內(nèi)外土壤pH沒(méi)有受到較大影響。

3.2 防潮堤壩內(nèi)外植物物種分布比較

堤壩外部鹽地堿蓬出現(xiàn)頻數(shù)最多為22次, 其次是獐毛()12次, 檉柳出現(xiàn)9次, 二色補(bǔ)血草出現(xiàn)7次, 堿蓬和蘆葦()出現(xiàn)6次, 說(shuō)明鹽地堿蓬、獐毛和檉柳是堤壩外灘涂濕地優(yōu)勢(shì)種, 以草本、灌木為主要景觀特征; 堤壩內(nèi)部出現(xiàn)頻數(shù)最多的物種是茵陳蒿() 18次, 其余依次是檉柳、蘆葦9次, 狗尾草()6次, 鵝絨藤()、長(zhǎng)裂苦苣菜()5次, 灰綠藜() 4次, 豬毛菜()3次, 二色補(bǔ)血草、苦荬菜()2次, 藜()和鹽地堿蓬1次, 說(shuō)明茵陳蒿、檉柳、蘆葦在堤壩內(nèi)屬于優(yōu)勢(shì)物種。物種茵陳蒿、鵝絨藤、豬毛菜、長(zhǎng)裂苦苣菜、灰綠藜、藜、苦荬菜、狗尾草只出現(xiàn)在堤壩內(nèi), 而堿蓬、獐毛只出現(xiàn)在堤壩外。優(yōu)勢(shì)種鹽地堿蓬主要分布在堤壩外, 檉柳在堤壩內(nèi)外均有分布(表1)。

表1 堤壩內(nèi)外不同植物出現(xiàn)頻數(shù)

3.3 土壤因子對(duì)物種豐富度的影響分析

植物豐富度分別與土壤pH (=0.371,<0.05)、土壤C含量(=0.5000,<0.01)呈正相關(guān)關(guān)系, 和土壤鹽度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(= –0.657,<0.01), 而與土壤N、P含量無(wú)顯著相關(guān)。因此, 植物豐富度主要受土壤pH、C含量和鹽度的影響, 受土壤N和P含量的影響較小。土壤鹽度分別與土壤C、N、P含量在0.01顯著水平上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系, 相關(guān)系數(shù)分別為–0.630、–0.487、–0.428。土壤C含量與土壤N含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系(=0.444,<0.01)(表2)。土壤pH對(duì)土壤養(yǎng)分含量無(wú)顯著影響。

3.4 防潮堤壩內(nèi)外典型植物物種TN、TP比較和土壤養(yǎng)分的關(guān)系

分別對(duì)堤壩內(nèi)外典型植物蘆葦和檉柳TN、TP和N︰P數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)檢驗(yàn)(表3)。結(jié)果顯示在堤壩內(nèi)外同種植物TN、TP差異不明顯(>0.01), 說(shuō)明堤壩內(nèi)外相同植物養(yǎng)分含量水平相似。

表4說(shuō)明蘆葦與土壤之間C、N、P含量及化學(xué)計(jì)量特征相關(guān)性不顯著。表5說(shuō)明檉柳植物TC、TP含量與土壤C、N、P含量相關(guān)性不顯著; 檉柳植物TN含量與土壤P含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.01), 與土壤C︰P含量存在正相關(guān)關(guān)系(<0.05); 檉柳植物C: N與土壤P含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系(=0.611,<0.01)與土壤C︰P比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系(= –0.525,<0.01), 但與土壤C、N含量、C︰N及N︰P比相關(guān)性不顯著; 檉柳植物C︰P正相關(guān)于土壤C︰P(=0.483,<0.05), 而檉柳的N︰P與土壤N︰P相關(guān)性不顯著。

4 討論

在昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)內(nèi), 由于潮汐作用和風(fēng)暴潮的影響差異, 防潮堤壩內(nèi)外土壤性狀和植物類型差異明顯。堤壩外土壤含鹽率高、養(yǎng)分含量偏低, 因此, 鹽地堿蓬成為堤壩外的優(yōu)勢(shì)種, 并且其呈簇狀分布, 這與郭曉麗[22]的研究結(jié)果相似。由于不受潮汐的影響, 堤壩內(nèi)土壤鹽度低于堤壩外部、土壤養(yǎng)分流失少, 而且植物凋落物分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[23]有利于提高土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量, 因此, 土壤N、P、C含量高于堤壩外, 形成了以檉柳為優(yōu)勢(shì)種景觀類型, 并且檉柳作為一種泌鹽植物, 可以改善土壤性質(zhì)[24], 也是大壩內(nèi)土壤鹽度低的原因之一。植被群落景觀特征與土壤性狀具有一定的相關(guān)性, 并且土壤的差異將對(duì)濕地植物種類產(chǎn)生影響[25], 大量研究表明黃河三角洲鹽生植被生長(zhǎng)與分布受土壤鹽分影響較大[26-28],隨著鹽度增加, 物種豐富度不斷減少。作者的研究也發(fā)現(xiàn), 由于防潮堤壩的存在, 物種豐富度主要受土壤pH、C含量和鹽度的影響, 受土壤N和P含量的影響較小, 隨著鹽度的增加, 堤外物種豐富度小于堤內(nèi), 而且堤壩外部植物的平均生物量(372.67 g/m2)也小于大堤內(nèi)部植物的平均生物量(655.26 g/m2), 該研究結(jié)果與王樂(lè)云等[26]的研究一致。堤壩外部適合生長(zhǎng)的植物主要有堿蓬、鹽地堿蓬、二色補(bǔ)血草、獐毛、檉柳、蘆葦, 形成以鹽地堿蓬、獐毛為優(yōu)勢(shì)種、檉柳稀疏分布的植被景觀, 而堤壩內(nèi)部植物種類增加, 物種豐富度提高, 形成以檉柳為優(yōu)勢(shì)種的灌草叢植被景觀。傅新等[19]發(fā)現(xiàn)堤壩影響海岸帶植被的蓋度, 并在一定程度上加速了植物群落的正向演替, 依次形成裸灘涂-鹽地堿蓬群落-檉柳群落-蘆葦群落-檉柳群落的植物演替序列。本研究發(fā)現(xiàn): 堤壩外的植物群落依次是裸灘涂-鹽地堿蓬群落-蘆葦群落-檉柳群落; 堤壩內(nèi)為檉柳群落。因此, 堤壩改變了堤壩內(nèi)的演替序列, 形成了檉柳頂級(jí)群落, 而堤壩外的演替方向與傅新的研究相似。

表2 采樣點(diǎn)植物豐富度與土壤性質(zhì)之間的相關(guān)性分析

注: *. 在0.05級(jí)別(雙尾), 相關(guān)性顯著, **. 在0.01級(jí)別(雙尾), 相關(guān)性顯著(表5同)

表3 昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)典型植物檉柳與蘆葦TN、TP和N︰P及其堤壩內(nèi)外顯著性

表4 昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)土壤與蘆葦TC、TN、TP含量及其化學(xué)計(jì)量比之間的相關(guān)性分析

表5 昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)土壤與檉柳TC、TN、TP含量及化學(xué)計(jì)量比之間的相關(guān)性分析

在相似的氣候環(huán)境條件下, 土壤性狀影響著植物的群落特征[29], 例如土壤pH不僅能夠反映了土壤的酸堿性, 而且能夠影響土壤的養(yǎng)分, 對(duì)植物生長(zhǎng)和種類有重要影響[30]; 土壤養(yǎng)分因子C、N、P對(duì)植物生長(zhǎng)、發(fā)育和行為也起著重要作用, 尤其N︰P可以作為N的飽和指標(biāo), 用來(lái)判斷環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)元素供應(yīng)情況和植物自身生長(zhǎng)速率[31], 同時(shí)可以對(duì)環(huán)境中的限制性元素起指示作用[32-33]。對(duì)于濱海濕地生態(tài)系統(tǒng), 一些研究發(fā)現(xiàn): 當(dāng)N︰P>16時(shí), 植物生長(zhǎng)受到P元素控制; 當(dāng)N︰P<14時(shí), 植物生長(zhǎng)受N元素限制; 當(dāng)14

因此, 防潮堤壩阻隔了潮汐向堤壩內(nèi)部輸送鹽分和水分, 導(dǎo)致堤壩內(nèi)土壤性質(zhì)發(fā)生改變, 主要包括鹽度值降低、土壤C、N、P含量升高, 加速了以鹽地堿蓬、獐毛為主濱海濕地植被景觀演替成以檉柳為主灌草叢景觀, 促進(jìn)了濕生植被向中旱生植被的演化。

5 結(jié)論

防潮堤壩外部土壤pH、C、N、P含量均小于堤壩內(nèi)部土壤, 堤壩外部土壤鹽度大于堤壩內(nèi)部; 堤壩外部是以鹽地堿蓬和獐毛為主、檉柳伴生的濱海濕地景觀, 堤壩內(nèi)部則是以檉柳為主的灌草叢景觀; 保護(hù)區(qū)內(nèi)物種豐富度與土壤鹽度值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 隨著鹽度的升高, 物種豐富度降低, 堤壩外部物種豐富度低于堤壩內(nèi)部。防潮堤壩的建立改變了堤壩內(nèi)外土壤的養(yǎng)分狀況, 加速了堤壩內(nèi)部植物群落的正向演替及堤壩外部的生態(tài)脆弱性。

[1] Costanza R, Pérez-Maqueo O, Martinez M L, et al. The value of coastal wetlands for hurricane protection[J]. Ambio, 2008, 37(4): 241-248.

[2] 葉翔, 王愛(ài)軍, 馬牧, 等. 高強(qiáng)度人類活動(dòng)對(duì)泉州灣濱海濕地環(huán)境的影響及其對(duì)策[J]. 海洋科學(xué), 2016, 40(1): 94-100. Ye Xiang, Wang Aijun, Ma Mu, et al. Effects of high-intensity human activities on the environment variations of coastal wetland in the Quanzhou Bay, China[J]. Marine Sciences, 2016, 40(1): 94-100.

[3] 肖艷芳, 張杰, 馬毅, 等. 基于“資源三號(hào)”衛(wèi)星的黃河口濕地景觀格局及其空間尺度效應(yīng)分析[J]. 海洋科學(xué), 2015, 39(2): 35-42. Xiao Yanfang, Zhang Jie, Ma Yi, et al. Landscape pattern and scale effect of Yellow River Estuarine wetland based on ZY-3 satellite[J]. Marine Sciences, 2015, 39(2): 35-42.

[4] 劉力維, 張銀龍, 汪輝, 等. 1983~2013年江蘇鹽城濱海濕地景觀格局變化特征[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2015, 34(1): 93-100. Liu Liwei, Zhang Yinlong, Wang Hui, et al. Variation of landscape pattern in Jiangsu Yancheng coastal wetland 1983-2013[J]. Marine Environmental Science, 2015, 34(1): 93-100.

[5] 曹磊, 宋金明, 李學(xué)剛, 等. 黃河三角洲典型潮汐濕地碳、氮、磷生物地球化學(xué)特征[J]. 海洋科學(xué), 2015, 39(1): 84-92. Cao Lei, Song Jinming, Li Xuegang, et al. Biogeochemical characteristics of soil C, N, P in the tidal wetlands of the Yellow River Delta[J]. Marine Sciences, 2015, 39(1): 84-92.

[6] 魏夢(mèng)杰, 葉思源, 丁喜桂, 等. 黃河三角洲濱海濕地沉積環(huán)境演化與碳的累積[J]. 海洋科學(xué), 2015, 39(4): 64-72. Wei Mengjie, Ye Siyuan, Ding Xigui, et al. Carbon sequestration of different sedimentary layers in coastal wetland of the Yellow River Delta[J]. Marine Sciences, 2015, 39(4): 64-72.

[7] 梁文, 胡自寧, 黎廣釗, 等. 50年來(lái)北海市濱海濕地景觀格局變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[J]. 海洋科學(xué), 2016, 40(2): 84-93. Liang Wen, Hu Zining, Li Guangzhao, et al. Change and driving mechanism of landscape patterns in the coastal wetland of Beihai City in the last 50 years[J]. Marine Sciences, 2016, 40(2): 84-93.

[8] Tian X Y, Ji Y L, J?rgensen S E, et al. Landscape change detection of the newly created wetland in Yellow River Delta[J]. Ecological Modelling, 2003, 164(1): 21-31.

[9] 段曉峰, 許學(xué)工. 沿海防潮堤壩對(duì)風(fēng)暴潮危害的減災(zāi)效益研究[J]. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào), 2006, 26(3): 279- 283. Duan Xiaofeng, Xu Xuegong. Research on contributions of coastal dykes to reducing losses caused by storm surges[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering, 2006, 26(3): 279-283.

[10] 劉玉鳳, 王濤. 昌邑市濰河入海口防潮堤工程設(shè)計(jì)[J].山東水利, 2011, 8: 39-40. Liu Yufeng, Wang Tao. Design of the embankment of the Weihe River in Changyi City[J]. Shandong Water Resources, 2011, 8: 39-40.

[11] 王磊. 濰坊市濱海開(kāi)發(fā)區(qū)沿海防護(hù)堤的建設(shè)研究[D]. 濟(jì)南: 山東大學(xué), 2013. Wang Lei. The construction of Weifang binhai coastal protection embankment[D]. Jinan: Shandong University, 2013.

[12] 湯愛(ài)坤, 劉汝海, 許廖奇, 等.昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性與植物群落的分布[J]. 水土保持通報(bào), 2011, 31(3): 88-93. Tang Aikun, Liu Ruhai, Xu Liaoqi, et al. Spatial heterogeneity of soil nutrients and distribution of plant community in Changyi marine ecological special protection area[J].Bulletin of Soil and Water Conservation, 2011, 31(3): 88-93.

[13] 張順, 賈永剛, 郭磊, 等. 山東昌邑海洋特別保護(hù)區(qū)土壤水鹽運(yùn)移現(xiàn)場(chǎng)原位自動(dòng)監(jiān)測(cè)研究[J]. 土壤通報(bào), 2014, 45(2): 376-382. Zhang Shun, Jia Yonggang, Guo Lei, et al. An in-situ automatic monitoring technology for soil water and salt transport in the Changyi Marine ecological special protection area[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2014, 45(2): 376-382.

[14] 王學(xué)沁, 衣華鵬, 高猛, 等. 昌邑國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)植物物種多樣性[J]. 濕地科學(xué), 2015, 13(3): 364-368. Wang Xueqin, Yi Huapeng, Gao Meng, et al. Plant species diversity of Changyi Ocean ecology special protection zone[J]. Wetland Science, 2015, 13(3): 364-368.

[15] 冷宇, 張守本, 劉一霆, 等. 昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)潮間帶大型底棲動(dòng)物時(shí)空分布特征[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2014, 30(2): 164-169. Leng Yu, Zhang Shouben, Liu Yiting, et al. Spatial distribution and seasonal variation of macrobenthos in intertidal fiat of Changyi Marine ecological special protection area[J]. Environmental Monitoring in China, 2014, 30(2): 164-169.

[16] 夏江寶, 孔雪華, 陸兆華, 等.濱海濕地不同密度檉柳林土壤調(diào)蓄水功能[J]. 水科學(xué)進(jìn)展, 2012, 23(5): 628-634. Xia Jiangbao, Kong Xuehua, Lu Zhaohua, et al. Capacity of soil water storage and regulation under different density forests ofLour in coastal wetland[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(5): 628-634.

[17] 榮戧戧, 劉京濤, 夏江寶, 等. 萊州灣濕地檉柳葉片N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2012, 31(12): 3032-3037. Rong Qiangqiang, Liu Jingtao, Xia Jiangbao. Leaf N and P stoichiometry ofL. in Laizhou Bay wetland, Shandong Province of East China[J]. Chinese Journal of Ecology, 2012, 31(12): 3032-3037.

[18] 何秀平. 檉柳對(duì)濱海濕地土壤理化性質(zhì)的影響[D]. 青島: 國(guó)家海洋局第一海洋研究所, 2014. He Xiuping. Effects ofon ecological environment of coastal wetlands[D]. Qingdao: The First Institute of Oceanography, Soa, 2014.

[19] 傅新, 劉高煥, 黃翀, 等. 人工堤壩影響下的黃河三角洲海岸帶生態(tài)特征分析[J]. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 13(6): 797-803. Fu Xin, Liu Gaohuan, Huang Chong, et al. Analysis of ecological characteristics of coastal zone in Yellow River Delta under dam disturbance[J]. Journal of Geo-information Science, 2011, 13(6): 797-803.

[20] 潘齊坤, 羅專溪, 顏昌宙, 等.城市濱海濕地表層沉積物磷形態(tài)與相關(guān)關(guān)系分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 19(9): 2117-2122. Pan Qikun, Luo Zhuanxi, Yan Changzhou, et al. Phosphorus fractions and theirs correlation analysis in surface sediment of urban coastal wetland[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2010, 19(9): 2117-2122.

[21] Han W, Fang J, Guo D, et al. Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across 753 terrestrial plant species in China.[J]. New Phytologist, 2005, 168(2): 377-385.

[22] 郭曉麗. 昌邑市國(guó)家沿海濕地公園生物資源調(diào)查及保護(hù)對(duì)策研究[D]. 濟(jì)南: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2015. Guo Xiaoli. Changyi national coastal wetland park research on biological resources investigation and protection countermeasures[D]. Jinan: Shandong Agricultural University, 2015.

[23] Koull N, Chehma A. Soil characteristics and plant distribution in saline wetlands of Oued Righ, Northeastern Algeria[J]. Journal of Arid Land, 2016, 8(6): 948-959.

[24] 丁秋祎, 白軍紅, 高海峰, 等.黃河三角洲濕地不同植被群落下土壤養(yǎng)分含量特征[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 28(10): 2092-2097. Ding Qiuyi, Bai Junhong, Gao Haifeng, et al.Soil nutrient contents in Yellow River Delta wetlands with different plant communities[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2009, 28(10): 2092-2097.

[25] 侯本棟, 馬風(fēng)云, 邢尚軍, 等. 黃河三角洲不同演替階段濕地群落的土壤和植被特征[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 2007, 24(3): 313-318. Hou Bendong, Ma Fengyun, Xing Shangjun, et al. Soil and vegetation characteristics of wetland communities at different successive stages in the Huanghe River Delta[J]. Journal of Zhejiang Forestry College, 2007, 24(3): 313-318.

[26] 王樂(lè)云. 生物炭和濕地凋落物對(duì)黃河三角洲濱海濕地土壤有機(jī)碳礦化的影響[D]. 青島: 中國(guó)海洋大學(xué), 2015. Wang Leyun. Effects of biochar and wetland litter on mineralization of organic carbon in coastal wetlands of the Yellow River Delta[D]. Qingdao: Ocean University Of China, 2015.

[27] 吳志芬, 趙善倫, 張學(xué)雷.黃河三角洲鹽生植被與土壤鹽分的相關(guān)性研究[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 1994, 18(2): 184-193. Wu Zhifen, Zhao Shanlun, Zhang Xuelei. Studies on interrelation between salt vegetation and soil salinity in the Yellow River Delta[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 1994, 18(2): 184-193.

[28] 徐治國(guó), 何巖, 閆百興, 等. 植物N/P與土壤pH對(duì)濕地植物物種豐富度的影響[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2006, 26(3): 346-349. Xu Zhiguo, He Yan, Yan Baixing, et al. The influence of plant N/P, soil pH value on wetland plant species richness[J]. China Environmental Science, 2006, 26(3): 346-349.

[29] 張小萌, 李艷紅, 李磊. 艾比湖濕地梭梭與土壤因子關(guān)系的分析[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 55(6): 1406- 1409. Zhang Xiaomeng, Li Yanhong, Li Lei.Analysis of the relations betweenBunge and soil factors in Ebinur Lake wetland[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2016, 55(6): 1406-1409.

[30] 師剛強(qiáng), 趙藝, 施澤明, 等. 土壤pH值與土壤有效養(yǎng)分關(guān)系探討[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 16(5): 93-94. Shi Gangqiang, Zhao Yi, Shi Zeming, et al. Soil pH value and to explore the relationship between soil nutrient[J]. Modern Agricultural Sciences, 2009, 16(5): 93-94.

[31] 宋紅麗. 圍填海活動(dòng)對(duì)黃河三角洲濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)類型變化和碳匯功能的影響[D]. 長(zhǎng)春: 中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所, 2015. Song Hongli. Influence of reclamation activities on ecosystem type and carbon sink function of the coastal wetland in the Yellow River Estuary[D]. Changchun: Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, 2015.

[32] Koerselman W, Meuleman A F M. The vegetation N︰P ratio: a new tool to detect the nature of nutrient limitation[J]. Journal of Applied Ecology, 1996, 33(6): 1441-1450.

[33] Tessier J T, Raynal D J. Use of nitrogen to phosphorus ratios in plant tissue as an indicator of nutrient limitation and nitrogen saturation[J]. Journal of Applied Ecology, 2003, 40(3): 523-534.

[34] 劉興華. 黃河三角洲濕地植物與土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013. Liu Xinghua. C, N, P stoichiometry of plants and soil in the wetland of Yellow River Delta[D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2013.

[35] 李征, 韓琳, 劉玉虹, 等.濱海鹽地堿蓬不同生長(zhǎng)階段葉片C、N、P化學(xué)計(jì)量特征[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2012, 36(10): 1054-1061. Li Zheng, Han Lin, Liu Yuhong, et al. C, N and P stoichiometric characteristics in leaves ofduring different growth phase in coastal wetlands of China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2012, 36(10): 1054-1061.

[36] Smalt R, Mitchell F T, Howard R L, et al. Induction of NO and prostaglandin E2in osteoblasts by wall-shear stress but not mechanical strain[J]. American Journal of Physiology, 1997, 273(4): E751-E758.

[37] Zheng X, Fu C, Xu X, et al. The Asian nitrogen cycle case study[J]. Ambio A Journal of the Human Environment, 2002, 31(2): 79-87.

[38] 劉興詔, 周國(guó)逸, 張德強(qiáng), 等.南亞熱帶森林不同演替階段植物與土壤中N、P的化學(xué)計(jì)量特征[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 34(1): 64-71. Liu Xingzhao, Zhou Guoyi, Zhang Deqiang, et al. N and P stoichiometry of plant and soil in lower subtropical forest successional series in Southern China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2010, 34(1): 64-71.

[39] Sundby B, Gobeil C, Silverberg N, et al. The phosphorus cycle in coastal marine sediments[J]. Limnology and Oceanography, 1992, 37(6): 1129-1145.

Effects of tide dyke on plants and soil properties of coastal wetlands in Changyi, Shandong

CHEN Cheng1, 2, 3, LIU Yu-hong1, 2, LU Ying1, 2, 4, WANG Guang-mei1, ZHANG Hua1

(1. Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; 2. Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lake of Ministry of Education, College of Environment, Hohai University, Nanjing 210098, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. China School of Municipal and Environmental Engineering, the University of Jilin Architecture, Changchun 130118, China)

A field-survey sampling was conducted in Changyi National Marine Ecological Special Reserve to study the influence of tide dyke on the plant and soil properties of coastal wetlands. The analysis of the relation between soils and vegetation and that between the two sides of the dam was performed. Results showed that the soil and vegetation status inside and outside the dyke had some differences. While the salinity was contrary, the contents of soil such as C, N, and P outside the dyke were less than that inside the dyke. Outside the dyke,andare the dominant species of coastal wetlands, while inside the dyke, shrub-grasslandis the dominant species. The richness of species was negatively correlated with soil salinity; with the increasing soil salinity, the richness of soil outside the dyke was less than that inside the dyke. There was no significant correlation of C, N, and P, and the stoichiometric ratio C︰N︰P between the soil and, whereas a significant negative correlation existed between the contents of P of soil and content of N of, which indicated that woody plants depended on soil nutrient more than herbaceous plants.

Tide dyke; coastal wetland; Changyi National Marine Ecological Special Reserve

(本文編輯: 譚雪靜)

[Key Project of Chinese Academy of Sciences, No .Y324021021; National Natural Science Foundation of China(General Program), No.31370474; A Project Funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions, No. PAPD; The Fundamental Research Funds for the Central Universities, No.2016B12014]

Sep. 29, 2016

P76

A

1000-3096(2017)05-0050-09

10.11759//hykx20160929002

2016-09-29;

2017-03-04

中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(Y324021021); 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31370474); 江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD); 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(2016B12014)

陳琤(1993-), 女, 安徽馬鞍山人, 碩士研究生, 主要從事濱海濕地水文模型研究, 電話: 18363827098, E-mail: chen@yic.ac.cn; 劉玉虹, 通信作者, E-mail: yhliu@hhu.edu.cn