南流江河口桐花樹生物動力地貌過程研究

王日明，戴志軍，黃鵠，龍楚琪，梁喜幸，黎樹式

( 1.北部灣大學(xué) 廣西北部灣海岸科學(xué)與工程實驗室/欽州市環(huán)境生態(tài)修復(fù)重點實驗室，廣西 欽州 535011；2.華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點實驗室，上海 200062)

1 引言

生長于熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的桐花樹（Aegiceras corniculatum）是紅樹林重要的先鋒植物，在河口城市安全中起到防浪護岸[1-4]、凈化灘涂環(huán)境[5-6]及改善水質(zhì)[4-5]等作用。然而，桐花樹種群結(jié)構(gòu)簡單、齡級單一，且以集聚狀態(tài)位于河口前沿，易遭受極端風(fēng)暴及高強度人類活動的影響而出現(xiàn)損失。故桐花樹生長與發(fā)育、衰退與更新等一直受到較多關(guān)注[7-10]。不少研究者對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、紅樹林群落結(jié)構(gòu)[8-9,11]、紅樹林群落演替與桐花樹生理生態(tài)[7,12]進行研究，先后提出氣候變化所導(dǎo)致的海平面上升影響紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性[13-14]、淹水時間影響桐花樹生長與生理過程[15]以及群落演替進展中，群落高度級、立木級、蓋度、密度與其優(yōu)勢種群等變化特點[16]。同時，部分工作關(guān)注于潮流底層動力過程[17]、潮灘沉積過程與環(huán)境的關(guān)系[18-21]。此外，也有成果集中在紅樹林對波浪耗散[22]、潮灘表層沉積物顆粒特征[23]、土壤肥力[24]的影響及元素化學(xué)計量特征對紅樹林[25-26]影響等。先前工作在較大程度上增進了對紅樹林生態(tài)及紅樹林與棲息環(huán)境相互作用研究的理解，但較為缺乏對紅樹林與立地潮灘地貌的耦合分析。作為我國桐花樹分布極廣的北部灣河口更是如此，特別是桐花樹成長與潮灘淤漲的聯(lián)動機制研究尚未見報道。與此同時，國家“十三五”規(guī)劃中提出的“南紅北柳”濕地修復(fù)工程，把在南方以種植紅樹林為主作為有效恢復(fù)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要措施。自然資源部、國家林業(yè)和草原局關(guān)于印發(fā)《紅樹林保護修復(fù)專項行動計劃（2020-2025年）》的通知，要求到2025年人工恢復(fù)紅樹林，通過營造和修復(fù)紅樹林，使其面積達到18 800 hm2，其中營造紅樹林9 050 hm2，修復(fù)現(xiàn)有紅樹林9 750 hm2，廣西要求營造桐花樹、白骨壤（Avicennia marina）及秋茄（Kandelia candel）等本地紅樹林1 000 hm2，修復(fù)現(xiàn)有紅樹林3 500 hm2[10]。基于此，本文以南流江河口潮灘桐花樹種群為研究對象，探討河口桐花樹種群分布與潮灘向海前展的耦合過程，旨在探明桐花樹種群擴張與潮灘發(fā)育的內(nèi)在關(guān)聯(lián)機制，為保護與恢復(fù)熱帶中、小河口紅樹林潮灘生態(tài)系統(tǒng)及制定紅樹林保護管理措施提供理論依據(jù)。

2 研究區(qū)域

南流江是廣西獨流入海第一大河，有5條支流在合浦縣城西南入海，入海河口依次是干流河口、木案江河口、叉隴江河口、針魚墩河口與尿燕子河口，在出?？谛纬擅娣e約5 500 hm2以紅樹林為主的粉砂質(zhì)潮灘（圖1）。該區(qū)域位于北熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨。河口潮汐屬于不正規(guī)全日潮，平均潮差約為2.5 m，海域冬半年以北向浪為主，平均波高0.8 m，夏季以西南向浪為主，最大波高為4.8 m[27-28]。位于南流江三角洲合浦縣西南的南流江河口潮灘分布的植物自海向陸主要分布紅樹林桐花樹、秋茄和無瓣海桑（Sonneratia apetala），其間參生草本植物茳芏（Cyperus malaccensis），區(qū)域潮灘以桐花樹種群為主。

圖1 研究區(qū)域和觀測位置Fig.1 Research area and observation stations

3 實驗設(shè)計與研究方法

為較好地分析南流江河口桐花樹擴張與潮灘淤漲的聯(lián)動機制，本研究主要進行2個實驗設(shè)計。第1個基于當(dāng)?shù)睾Ｆ矫嫖恢茫ㄆ骄谐蔽唬▓D1c），于2019年10月2日在南流江河口七星島尾堤外淺灘向潮溝方向布置12條斷面，間距約10 m，并按高位、中位、低位布置3排沉積板（面積為50 cm×50 cm的瓷磚）（圖1b），并用RTK測定各站點高程，每月大潮低潮位時收集采沙板上所沉積的泥沙。高位站點標(biāo)高（以平均海平面為基準(zhǔn)面，下同）約+0.12 m，分布有自然生長的一年生桐花樹小苗，是桐花樹宜林灘地前緣；中位站點標(biāo)高約+0.02 m（處于平均海平面位置附近的中潮灘偏高潮灘位置），上緣有少量一年生小苗，另有桐花樹胚胎分布（尚未形成小苗）；低位站點標(biāo)高約-0.08 m（為平均海平面和平均低潮線之間的中潮灘偏低潮灘位置），無植被分布（圖1c）。

沉積板沉積物采集自2019年10月2日至2020年10月7日，持續(xù)時間約1 a，采集的泥沙被運回室內(nèi)干燥稱重。第1次于2019年11月3日收集編號為高位、中位及低位01號站點沉積物，第2次于2019年12月4日收集編號為高位、中位及低位01號 、 02 號 站 點 沉 積 物 ······依 此 類 推 ， 第 12 次 于2020年10月7日收集高位、中位及低位01～12號站點沉積物。顯然，每個站點第1次采集的是前幾個月累積沉沙，如2019年11月3日收集的高位、中位及低位01號站點沉積物為2019年10月2日至11月3日這1個月來的累計沉沙量，而2019年12月4日收集高位、中位及低位02號站點沉積物為兩個月的累積沉沙量······2020 年 10 月 7 日收集 12 號站點的沉積物為12個月累計的沉沙量。有必要指出的是，第4次本應(yīng)于2020年2月收集沉沙，但受新冠疫情影響而沒有收集數(shù)據(jù)。第5次采樣的高位05站點、第6次采樣的高位03站點、中位04站點、低位06站點、第8次采樣的低位07站點、中位08站點、第10次采樣的中位01站點、中位02站點、第11次采樣的中位11站點受漁民人為干擾嚴(yán)重，沉積板采集的數(shù)據(jù)無效，在此采用內(nèi)插值法補全所缺數(shù)據(jù)。

簡而言之，這些沉積板采集的泥沙分別反映不同潮灘位置逐月泥沙沉積量，表征潮灘不同部位淤積或侵蝕狀態(tài)。例如，當(dāng)月累積沉沙量（SCm）減去上月累積沉沙量（SCm-1）即為當(dāng)月凈沉沙量（SDNm），即

式中，SDNm為第m月凈沉沙量；SCm為第m月的累積沉沙量；SCm-1為第m-1月的累積沉沙量。如第12次收集的高位累積沉沙量為10 707.7 g，第11次收集的高位累積沉沙量為10 374.6 g，則2020年10月高位的凈沉沙量為333.1 g。

同時，在沉沙收集區(qū)潮灘隨機取5個500 cm3的標(biāo)準(zhǔn)土樣烘干后稱重，計算出每立方米潮灘土平均干重P為1 368.6 kg。假設(shè)研究區(qū)內(nèi)沉積物容重保持恒定，則潮灘淤漲或侵蝕高度H為

式中，H為潮灘淤漲或侵蝕高度；P為每立方米潮灘土平均干重；G為沉積板采集土壤干重。

對每個土樣采用篩分法，分別以20目、40目、60目、80目、100目、120目、140目、170目、200目、230目的網(wǎng)篩進行篩分處理，分析不同潮位沉沙的顆粒組成。

設(shè)計的第2個方案是桐花樹樣方統(tǒng)計。即2020年10月19日在七星島尾堤外淺灘的桐花樹宜林潮灘外緣，以沉積板為中心設(shè)計5 m×5 m的生態(tài)樣方，統(tǒng)計每個樣方內(nèi)二年生、一年生桐花樹小苗與停留的胚胎數(shù)量（圖1b）。

此外，還收集南流江河口2005年4月29日、2009年12月5日、2013年10月20日、2017年11月1日和2019年10月26日谷歌歷史影像，分辨率為2.22 m，所收集的5景遙感影像瞬時成像時刻的潮位均較低。基于收集的5景高分辨率影像和實地勘探，隨后利用ENVI和ArcGIS對原影像進行幾何糾正和地理配準(zhǔn)、裁剪和鑲嵌、彩色增強和濾波等預(yù)處理。在不同季節(jié)對研究區(qū)用無人機航拍獲取正射影像數(shù)據(jù)與現(xiàn)場調(diào)查相結(jié)合，確定潮灘解譯標(biāo)志與桐花樹的解譯標(biāo)志[29]，并核查區(qū)域內(nèi)潮灘與桐花樹的分布狀態(tài)。再對經(jīng)預(yù)處理的5景遙感影像采用目視解譯，得到較為準(zhǔn)確的潮灘分布矢量數(shù)據(jù)與桐花樹分布矢量數(shù)據(jù)。然后利用ArcGIS的ArcToolbox工具，計算各年度桐花樹分布的平均中心，并推導(dǎo)出重心轉(zhuǎn)移軌跡[30]。

4 結(jié)果分析

4.1 潮灘地貌變化分析

通過對南流江河口5景歷史影像分析與現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn)，2005-2019年南流江河口潮灘自陸向海展現(xiàn)蒲扇狀，且主軸向東南方向偏轉(zhuǎn)。其間，河口潮灘整體呈現(xiàn)向?？焖儆贊q的趨勢，中潮灘發(fā)育增長主要集中在七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘（圖2）。

這4個堤外潮灘面積依次增長656.37 hm2、766.45 hm2、346.71 hm2及 658.36 hm2（表1），相當(dāng)于每年平均增加面積11.73%、5.89%、6.27%與3.68%。特別是，堤外潮灘向海淤漲方向與河口延伸方向基本平行，表現(xiàn)為自西北向東南淤積（圖2）。此外，4個干流河口的江心洲面積增長緩慢。2005-2019年，這4個江心洲面積增加為0.4～4.60 hm2，江心洲面積年均增長基本都不到1%，遠小于河口堤外淺灘面積的增長率（表1）。

表1 2005-2019年南流江河口潮灘面積變化Table 1 Changes in tidal flat areas in the Nanliu River Estuary from 2005 to 2019

圖2 2005-2019年南流江河口潮灘淤積狀態(tài)Fig.2 The tidal flat accretion status in the Nanliu River Estuary from 2005 to 2019

與此同時，基于七星島尾堤外東側(cè)淺灘布置的沉積板所采集的沉沙數(shù)據(jù)見圖3。不同高程位潮灘年累積沉沙量不同，高位、中位及低位的年累積沉沙量分別為 10 707.7 g、15 755.1 g、16 042.6 g（圖3a），按公式（1）折算成淤漲厚度即高位、中位及低位潮灘年增長高度分別為0.031 m、0.046 m、0.047 m。低位及中位潮灘年增長略高于高位潮灘。同時，不同季節(jié)各站點沉沙量不同。11月（第1次取樣）至翌年4月（第6次取樣），潮灘處于緩慢淤漲階段，高位、中位、低位每月凈沉沙量基本上小于1 000 g；而5（第7次取樣）-8月（第10次取樣）處于快速淤漲階段，并逐月增加，并且低位的淤漲量明顯大于中位和高位；9（第11次取樣）-10月（第12次取樣）處于侵蝕階段，低位的侵蝕量大于中位與高位（圖3b）?？傮w上，月凈沉沙量表現(xiàn)為5-8月較多，9-10月表現(xiàn)為侵蝕，11月至翌年4月淤漲少。

圖3 站點沉沙量與侵蝕量Fig.3 Amounts of both deposition and erosion at the observation sites

以上表明，南流江河口七星島尾堤外淺灘豐水季沉沙量大于枯水季，枯水期凈沉沙量由多到少依次為高位、中位、低位，而豐水季節(jié)則為低位、中位、高位。

此外，南流江河口七星島尾堤外淺裸灘沉積物顆粒較粗，高位、中位、低位沉沙粒徑大于0.125 mm所占比例分別為53.14%、52.18%與47.78%；粒徑0.125～0.063 mm所占比例分別為43.61%、44.34%與45.09%。沉積物屬細沙質(zhì)，且高位沉積物的顆徑稍粗于中位與低位（圖4）。

圖4 沉積物顆粒組成Fig.4 The composition in sediments of the tidal flat

4.2 研究區(qū)內(nèi)桐花樹分布特征

南流江河口桐花樹面積由2005年263.36 hm2增長到2019年1 387.76 hm2，年增長率為12.6%。桐花樹擴張整體上呈隨潮灘發(fā)育向海擴張趨勢。

4.2.1 江心洲桐花樹種群擴張?zhí)卣?/p>

干流河口兩個江心洲A與B在2005年基本沒有桐花樹分布，而在2013年江心洲出現(xiàn)稀疏的桐花樹群，面積分別為 2.11 hm2和 1.14 hm2（圖5，圖6）。隨后向陸側(cè)江心洲A分布的桐花樹以團塊狀向海方向擴張，而江心洲B桐花樹覆蓋的范圍基本不變，但以內(nèi)插形式向中心空地帶成長，到2019年桐花樹面積達到3.30 hm2與4.80 hm2。經(jīng)實地調(diào)查，目前兩處江心洲桐花樹均為2011年生的桐花樹苗，可見在15年期間，兩處江心洲已完成桐花樹建群發(fā)育過程。同時，干流河口向外縱向分布的江心洲C、江心洲D(zhuǎn)在2005年已滿布桐花樹（圖5），面積分別為12.86 hm2與4.11 hm2（圖6）。經(jīng)過15 a的發(fā)展，直至2019年兩個江心洲桐花樹面積分別為 16.76 hm2與 4.75 hm2（圖6），增幅僅23.27%與15.57%，年平均增長率約為1%。

4.2.2 堤外潮灘桐花樹種群擴張?zhí)卣?/p>

南流江河口桐花樹面積擴張主要集中在七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘，沿原種群前緣呈帶狀向海擴展（圖5）。七星島尾堤外淺灘桐花樹面積由2005年的0.84 hm2增加到2019年的47.65 hm2（圖6），增加了55倍，是南流江口潮灘桐花樹面積增長速度最快的區(qū)域。針魚墩堤外淺灘2019年桐花樹的面積為646.62 hm2（圖6），比2005年的135.77 hm2增加了511.15 hm2，是南流江口潮灘桐花樹面積增長最多的區(qū)域。

2005-2009 年間南流江河口七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘桐花樹面積快速增長，4年時間增加了235.12 hm2（圖6）。2009-2013年與2013-2017年是七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘桐花樹緩慢增長期，且增速越來越慢。2009-2013年增加了147.21 hm2，增幅為30.6%，2013-2017年僅增加了73.65 hm2，增幅僅為11.7%。2017-2019年是桐花樹加速發(fā)展時期，兩年時間由702.37 hm2增加到1 358.15 hm2（圖6），約增加了1倍。這4個區(qū)域桐花樹面積的增加都是呈現(xiàn)向海擴張趨勢（圖5）。

圖5 2005-2019年南流江河口桐花樹種群分布變化過程Fig.5 The variations in population distribution of Aegiceras corniculatum in the Nanliu River Estuary from 2005 to 2019

圖6 2005-2019年南流江河口潮灘桐花樹面積變化Fig.6 The area changes of Aegiceras corniculatum in the Nanliu River Estuary from 2005 to 2019

4.2.3 不同潮灘分帶桐花樹種群擴張?zhí)卣?/p>

2020年10月19 日，實測高位、中位、低位沉積板附近潮灘高程分別為+0.16 m、+0.07 m、-0.04 m（圖1c）。以沉積板為中心的5 m×5 m生態(tài)樣方內(nèi)二年生、一年生桐花樹小苗與停留的胚胎數(shù)量統(tǒng)計見圖7。

高位每個25 m2的樣方內(nèi)平均有桐花樹二年生苗27.0棵（圖7），株高約為30 cm，分枝較多，冠幅為20～30 cm；而中位僅 3.7棵（圖7），株高約為 20 cm，冠幅為15～20 cm；低位1.7棵（圖7），株高為15～20 cm，分枝少，冠幅為10～15 cm。表明，在2019年高位是桐花樹的宜林灘地前緣，中位、低位還不適合桐花樹的生長。2020年10月，中位平均每個樣方內(nèi)有桐花樹一年生苗14.8棵，低位也有10.7棵，且大多分布在高、中位之間區(qū)域，表明到2020年10月，中位潮灘已發(fā)育成桐花樹的宜林灘地，低位內(nèi)緣已發(fā)育成桐花樹宜林灘地前緣（圖8）。

圖7 桐花樹宜林灘地前緣種群擴張樣方Fig.7 Population expansion quadrate in front of the suitable flat for Aegiceras corniculatum appropriate forest beach

圖8 潮灘桐花樹種群擴張Fig.8 The population expansion of Aegiceras corniculatum over the tidal flat

4.3 南流江河口桐花樹種群重心轉(zhuǎn)移

以斑塊面積為權(quán)重計算各年度桐花樹斑塊的幾何中心，并計算各年度桐花樹的分布重心（圖5f）。2005-2009 年，桐花樹分布重心向南偏東 71°44′49″方向轉(zhuǎn)移了985.30 m，而2009-2013年、2013-2017年，重心分別向北偏西89°00′12″方向轉(zhuǎn)移236.27 m與北偏西 77°49′47″方向轉(zhuǎn)移 673.68 m。2017-2019年，呈現(xiàn)快速向海（東南）擴張的趨勢，重心向南偏東46°15′23″方向轉(zhuǎn)移了 478.57 m（圖5f）。2005-2019年的15年間，南流江河口桐花樹重心總體上向東南偏東偏移了 38°05′21″，遷移距離為 626.91 m。

5 討論

5.1 水動力作用對紅樹林生物地貌的影響

潮灘是紅樹林立地的基本條件，南流江河口宜林潮灘總體上呈自西北向東南方向淤漲趨勢，各個區(qū)域淤漲情況有所不同（表1，圖2）。南流江河口潮灘的發(fā)育進程和河水含沙量、徑流與潮汐交匯作用的水動力相關(guān)。干流河口的4個江心洲周圍水動力較強、沉沙少、灘涂發(fā)育速度緩慢，尤其是向海側(cè)的兩個江心洲位于主干河口入海急流區(qū)（圖1），受上游河水與漲落潮水動力的綜合作用，該區(qū)域水動力強，洲灘周邊泥沙沉積少，洲灘幾乎不發(fā)育。因而在2005-2019年，這兩個江心洲面積僅增加0.79 hm2與0.12 hm2（表1），桐花樹面積增加極為有限（圖7）。然而，受向海兩個江心洲遮蔽效應(yīng)，向陸側(cè)的兩個江心洲洲尾形成緩沖區(qū)，水動力相對較弱，這有利于泥沙沉積而致使向陸側(cè)兩個江心洲灘尾潮灘延展發(fā)育。15年來，向陸側(cè)的兩個江心洲面積分別增加0.4 hm2、4.6 hm2（表1），相應(yīng)的桐花樹范圍亦明顯擴大。

七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘4個堤外潮灘受南流江5個入?？谒髋c潮汐的綜合作用，在該區(qū)域形成混流區(qū)，水動力相對較弱，沉沙作用明顯，灘涂向海發(fā)育較快。自2005年以來，七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘的潮灘面積明顯增加，這亦導(dǎo)致生長在弱動力條件的桐花樹面積也隨之增大（表1）。

5.2 河口潮灘變化與紅樹林?jǐn)U張的耦合機制

從潮灘發(fā)育進程角度分析，4個江心洲位于干流河道中心，四周受河水與潮汐漲落的沖刷，灘涂發(fā)育慢甚至不增長，不能為桐花樹提供適宜的立地灘涂，桐花樹面積增加也極為有限。然而，如上所述，在5個入海河道水流的沖刷與潮汐漲落的綜合作用下，4個堤外潮灘向?？焖侔l(fā)育。同時，七星島尾堤外淺灘的沉沙試驗與生態(tài)樣方試驗也表明了桐花樹向海快速擴張。七星島尾堤外淺灘桐花樹宜林灘地前沿在平均海平面+0.020～+0.12 m，且在灘宜林灘地前沿-0.08～+0.02 m的潮灘發(fā)育速度較快，一年凈增高約0.05 m。經(jīng)過1 a的發(fā)育，原來不適于桐花樹生長的中位灘涂已達+0.07 m，從高程（潮位）對桐花樹生長的影響角度看，該區(qū)域已發(fā)育成了宜林灘地（圖8）。

潮灘的快速發(fā)育為桐花樹提供更多立地灘涂。高位、中位、低位潮灘沉積物顆粒分析表明，當(dāng)年沉積的顆粒在高位較粗，沉積物粒徑大于0.125 mm的占總體沉積物的53.14%（圖4），更有利于灘涂透水透氣，對桐花樹幼苗的根系生長更為有利；中位、低位沉積物的顆粒較細，粒徑大于0.125 mm的占總體沉積物的52.18%與47.78%（圖4），更有利灘涂保肥與桐花樹胚胎在灘涂的附著，從而促使胚胎快速發(fā)育成小苗。原標(biāo)高為+0.3～+0.4 m的中、低潮灘經(jīng)過1 a的發(fā)育，較細顆粒的沉積物為胚胎在灘涂著陸提供機會；高程分別增加到+0.07 m、-0.04 m，延長了停留在潮灘的胚胎露出水面的時間，為胚根與胚芽萌動提供了可能；細顆粒沉積物較好的保水保肥能力，為胚胎發(fā)育成桐花樹小苗提供了物質(zhì)基礎(chǔ)?；诖?，七星島尾堤外淺灘原高程為+0.02 m的灘涂區(qū)域已完全發(fā)育成桐花樹的宜林灘地。

此外，南流江河口桐花樹的生物學(xué)習(xí)性與潮灘發(fā)育的季節(jié)變化高度吻合。七星島尾堤外東側(cè)淺灘2019年11月至2020年4月發(fā)育較慢，5-8月快速增長，9-10月又減緩發(fā)育速度。主要原因在于，11月至翌年4月是南流江枯水季，該時段河流徑流量小、流速慢，水體中所攜帶的泥沙量少導(dǎo)致該時段沉沙量少。豐水季河流徑流量大、水流速快，水體中所攜帶的泥沙量多，導(dǎo)致該時段沉沙量顯著增多（圖3，圖4）。9-10月由于受“海高斯”“紅霞”“浪卡”“沙德爾”等多次臺風(fēng)的作用，這時期的侵蝕量較大（圖3），潮灘發(fā)育表現(xiàn)為沖刷狀態(tài)。該區(qū)域桐花樹胚胎成熟期在7-9月。+0.02 m的中位、低位潮灘在5-8月快速發(fā)育成宜林灘地，為胚胎在灘涂附著、萌動、小苗發(fā)育提供了機會，9-10月胚胎已發(fā)育成完整的植株，扎根于潮灘，在一定程度上可抗拒潮灘的沖刷侵蝕。潮灘發(fā)育與桐花樹生物學(xué)習(xí)性耦合，促進桐花樹向?？焖贁U張。

研究時段5景遙感影像的分析也表明，堤外潮灘桐花樹分布面積大、發(fā)育速度快。同時，成片的桐花樹林也充分發(fā)揮出其消浪促淤功能，促進泥沙在林緣潮灘沉積，進一步促進灘涂發(fā)育。顯然，2005年以來，七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘4個堤外潮灘面積增長迅速，桐花樹分布面積也有大幅度增長。潮灘向海發(fā)育是桐花樹向海擴張的物質(zhì)基礎(chǔ)，南流江河口堤外潮灘桐花樹呈帶狀由西北向東南方向快速擴張與堤外潮灘潮灘發(fā)育趨勢保持高度一致，桐花樹種群的擴張速度與宜林潮灘的發(fā)育速度也緊密相關(guān)。此外，予以指出的是，當(dāng)全球氣候變暖引起海平面上升，但南流江口七星島周邊桐花樹向海淤積較平穩(wěn)，七星島以東區(qū)域則處于快速擴展?fàn)顟B(tài)，其緣由主要是2002年以后廣西強化紅樹林恢復(fù)政策，并在這些區(qū)域進行較大規(guī)模的人工栽培，導(dǎo)致紅樹快速促淤而引起區(qū)域潮灘向海迅速推進。隨著 2020 年廣西紅樹林新的政策實施，預(yù)期人工栽培將導(dǎo)致區(qū)域紅樹林潮灘可能會進一步向海推進。

5.3 南流江河口桐花樹潛在分布區(qū)

2005-2019 年，南流江河口桐花樹種群呈自西北向東南方向（向海）擴張趨勢。桐花樹重心向南偏東偏移，平均每年向海推進約40 m。其中，2009-2013年、2013-2017年，重心向北偏西轉(zhuǎn)移，但這并不能說明桐花樹在該時段內(nèi)向陸遷移。經(jīng)分布重心分析可知，南流江河口桐花樹重心位于針魚墩堤外淺灘，而尿燕子河口淺灘在重心的東南向，干流河口4個江心洲與七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘位于重心的西北向（圖5）。2009-2013年與2013-2017年，位于2009年重心東南向的尿燕子河口淺灘區(qū)域，桐花樹面積僅分別向海擴張增加了35.26 hm2與16.17 hm2，而位于2009年重心的西北向干流河口4個江心洲與七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘，桐花樹面積向海擴張的總和分別為73.93 hm2與10.73 hm2，結(jié)合重心所在區(qū)域針魚墩堤外淺灘這兩時段內(nèi)桐花樹的向海擴張面積分別為42.31 hm2與49.91 hm2，由重心計算面積加權(quán)，桐花樹重心向西偏北方向偏移，也正說明了南流江河口西北向潮灘桐花樹種群的快速向海呈帶狀擴張。

七星島尾堤外淺灘的沉沙試驗表明，相對較細的顆粒為桐花樹胚胎著陸提供了可能。原標(biāo)高為+0.02 m的中位經(jīng)過1 a的發(fā)育，高程已達+0.07 m, 為桐花樹胚胎發(fā)育提供了適宜的浸淹水條件。同時，生態(tài)樣方試驗表明，中位與低位上緣已具有較多桐花樹一年生苗（圖8），即E區(qū)潮灘桐花樹宜林灘地向外推進到低位上緣，向海推進了16 m。

在桐花樹種群擴張與潮灘淤漲的相互促進作用下，可以預(yù)見七星島尾堤外淺灘、木案堤外淺灘、針魚墩堤外淺灘、尿燕子河口淺灘4個堤外潮灘外緣是南流江河口桐花樹向海推進的潛在發(fā)育區(qū)（圖9）。

圖9 南流江河口桐花樹潛在發(fā)育區(qū)Fig.9 Potential development region of Aegiceras corniculatum in the Nanliu River Estuary

6 結(jié)論

河口復(fù)雜的水文與地貌條件限制紅樹林在潮灘的分布與擴張。本文利用15 a南流江河口影像數(shù)據(jù)，結(jié)合沉沙取樣實驗與種群擴張樣方統(tǒng)計，通過對南流江河口桐花樹種群的空間分布分析，主要結(jié)論包括：

（1）南流江河口桐花樹種群總體上呈現(xiàn)帶狀向海擴張的趨勢，經(jīng)歷2013-2017年的緩慢擴張后，2017-2019年快速發(fā)育。同時，不同區(qū)域桐花樹面積增長存在較大差異。其中堤外潮灘是南流江河口桐花樹主要分布區(qū)，發(fā)展速度快；江心洲分布相對較少，發(fā)展速度慢。

（2）水體所攜帶的泥沙在潮灘淤積導(dǎo)致河口潮灘灘位升高成為宜林灘地是桐花樹向海擴張的前提。南流江河口桐花樹種群的擴張趨勢與潮灘呈自西北向東南方向發(fā)育趨勢保持高度一致。

（3）河道水流與潮汐交匯于河口，在桐花樹的消浪作用下，堤外潮灘形成混流區(qū)，水動力相對較弱，促進了水體中泥沙在此區(qū)域沉積，加速堤外潮灘發(fā)育，進而為桐花樹種群擴張?zhí)峁┝⒌貤l件。江心洲區(qū)域由于四周水動力強、泥沙沉積少、灘涂發(fā)育慢，限制了桐花樹種群的擴張。南流江河口桐花樹潛在發(fā)育區(qū)主要分布在堤外潮灘向海區(qū)域。