黃河三角洲濕地陸生植物監(jiān)測(cè)與評(píng)估研究

焦瑞峰 葛 雷

(黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究院，河南 鄭州 450004)

黃河三角洲是世界上暖溫帶保存面積最大、最完善的新生濕地生態(tài)系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生物多樣性豐富，被譽(yù)為“金三角”地帶[1]。由于氣候因素、人口的急劇增加以及人類(lèi)不合理的開(kāi)發(fā)利用，黃河三角洲濕地出現(xiàn)了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性減弱，影響了區(qū)域的生態(tài)安全[2]。

近幾年，陸續(xù)實(shí)施了黃河下游生態(tài)調(diào)水，并啟用刁口河(黃河故道)流路與現(xiàn)流路交替使用。開(kāi)展黃河三角洲植物監(jiān)測(cè)與評(píng)估，可為實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，開(kāi)展黃河三角洲濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)及評(píng)估體系建設(shè)，提供基礎(chǔ)依據(jù)?？蛇M(jìn)一步揭示黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)健康機(jī)理，闡明濕地有效保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的有效管理和制定保護(hù)對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)[3-6]。

1 區(qū)域概況

黃河三角洲是過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái)由于黃河在山東省東營(yíng)市黃河入?？谔帥_擊作用而形成的沖積扇，其國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于渤海灣南岸和萊州灣西岸，總面積15.3萬(wàn)hm2，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.3℃；年平均降水量為555.9mm，多集中在7—8月；年蒸發(fā)量為1962.1mm，是降水量的3.6倍。

刁口河尾閭保護(hù)區(qū)和現(xiàn)行流路濕地是保護(hù)區(qū)的重要組成部分，為自然保護(hù)區(qū)的試驗(yàn)區(qū)。刁口河(黃河故道)全長(zhǎng)約55km。刁口河流路因河口冰凌壅塞河道，水位猛漲，于1964年1月在羅家屋子破堤分洪，水由刁口河入海形成，是黃河三角洲上第9條入海流路，行水歷時(shí)12年5個(gè)月。1976年5月根據(jù)當(dāng)年防洪任務(wù)西河口水位接近10m的改道標(biāo)準(zhǔn)，山東省委政府組織在羅家屋子進(jìn)行人工截流，黃河由刁口河流路改走清水溝流路，刁口河流路停止行河35年。2010年,黃河“調(diào)水調(diào)沙”期間，刁口河流路恢復(fù)過(guò)水試驗(yàn)。目前，清水溝為黃河入海流路，全長(zhǎng)60km[7-9]。

2 監(jiān)測(cè)方法及內(nèi)容

近幾年對(duì)黃河下游實(shí)施了生態(tài)流量調(diào)度，對(duì)黃河三角洲濕地陸生植物進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與評(píng)估，檢查了黃河生態(tài)流量調(diào)度效果，為區(qū)域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展、濕地生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理提供了依據(jù)。

2.1 站網(wǎng)布設(shè)范圍

站網(wǎng)布設(shè)范圍由清水溝流路右岸管理界限和刁口流路左岸管理界限確定。沿垂直于海岸線擬設(shè)6條樣帶，80個(gè)生態(tài)觀測(cè)點(diǎn)位。主要考慮的因素有：?盡可能地選擇未受或少受人為干擾的地段；?沿著水鹽浸梯度變化的方向設(shè)置；?典型性和代表性：使有限的調(diào)查面積能夠較好地反映出植物群落的基本特征；?自然性：選擇人為干擾和動(dòng)物活動(dòng)影響相對(duì)較少，且較長(zhǎng)時(shí)間不被破壞的地段，避開(kāi)如流水沖刷、風(fēng)蝕沙埋、過(guò)度放牧和開(kāi)墾等地段；?可操作性：選擇易于調(diào)查和取樣的地段，避開(kāi)危險(xiǎn)地段。具體樣點(diǎn)設(shè)置分布情況見(jiàn)圖1。

圖1 河口三角洲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

2.2 調(diào)查方法及樣品處理

調(diào)查方法按照《全國(guó)濕地資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程(試行)》和《河南省濕地資源調(diào)查實(shí)施細(xì)則》進(jìn)行，在每個(gè)樣點(diǎn)隨機(jī)選取1m×1m樣方(灌木為4m×4m)，采用計(jì)數(shù)法確定群落總密度，灌木用游標(biāo)卡尺和標(biāo)桿逐棵記錄其地徑和樹(shù)高，草本植物分別數(shù)出每種植物的數(shù)量并用直尺測(cè)量每種植物的平均高度。

3 陸生植物監(jiān)測(cè)結(jié)果與評(píng)估

按照站網(wǎng)布設(shè)原則，確定6條樣帶，80個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位，對(duì)該區(qū)域的野外植物生態(tài)進(jìn)行調(diào)查和采樣，結(jié)果如下。

3.1 群落空間分布概況

黃河三角洲植物群落大致可分為5種：?鹽地翅堿蓬占主導(dǎo)地位的翅堿蓬群落，主要分布在地勢(shì)低洼、土壤鹽分含量較高、靠近海岸線的地段；?檉柳為優(yōu)勢(shì)種的檉柳群落，鹽地翅堿蓬發(fā)展到一定階段，隨著土壤鹽度的降低以檉柳為優(yōu)勢(shì)種的群落開(kāi)始出現(xiàn)；?以蘆葦、獐茅占優(yōu)勢(shì)地位的草本種群，這一群落是由蘆葦群落演替而來(lái)[10-11]；?以刺槐人工林為優(yōu)勢(shì)種的喬木群落，主要為20世紀(jì)五六十年代人工種植的刺槐林為主；?農(nóng)田群落。農(nóng)田群落是典型的黃河三角洲人工生態(tài)系統(tǒng)之一，受人為控制，因此本文僅分析前4種群落的變化情況。這5種群落類(lèi)型分別反映物種和環(huán)境梯度的關(guān)系。植被群落空間分布見(jiàn)圖2。

圖2 黃河三角洲植被群落空間分布概況

3.2 植被豐富度分析

根據(jù)監(jiān)測(cè)調(diào)查結(jié)果，黃河三角洲植被豐富度分布規(guī)律為：距離黃河由近到遠(yuǎn)，植被豐富度呈遞減趨勢(shì)；距離海岸線由近及遠(yuǎn)，植被豐富度呈遞增趨勢(shì)?，F(xiàn)行流路調(diào)查共得到62種植物，分屬28科，其中禾本科和菊科最多，各有12種，見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)行流路植物種類(lèi)組調(diào)查

續(xù)表

刁口河流路植被調(diào)查共得到42種植物，分屬23科。其中禾本科最多，有10種，見(jiàn)表2。

表2 刁口河流路植物種類(lèi)組調(diào)查

續(xù)表

3.3 植物群落高度分析

植物群落平均高度與群落地上現(xiàn)存量呈明顯正相關(guān)關(guān)系，植被群落平均高度能夠客觀地反映植被的生產(chǎn)力狀況[4]。

植物群落高度能夠反映群落中植被的生長(zhǎng)狀況以及生產(chǎn)力情況[12]。黃河三角洲不同植被樣地群落平均高度年度變化見(jiàn)圖3。由圖3可知，翅堿蓬群落和草本群落自2010年生態(tài)調(diào)水后群落平均高度持續(xù)增加，在2016年趨于穩(wěn)定，而檉柳群落在2014—2015年略有下降，2016年后又趨于穩(wěn)定。這是由于每年的淡水補(bǔ)充使得一年生的草本群落和翅堿蓬群落的生長(zhǎng)環(huán)境持續(xù)改善，群落高度持續(xù)增加。而檉柳群落為多年生耐鹽植物，高度生長(zhǎng)比較緩慢，因此群落高度變化沒(méi)有一年生植物高度變化明顯，而2014—2015年的小幅下降可能是由于2015年調(diào)查范圍有所擴(kuò)大翅堿蓬群落調(diào)查樣地增加所致，而2016年以后的調(diào)查樣地與2015年相同，群落平均高度小幅上升并逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)也說(shuō)明淡水的補(bǔ)充對(duì)于檉柳植被群落平均高度有正面影響。另一方面植被群落平均高度距現(xiàn)行流路由近到遠(yuǎn)呈減少趨勢(shì)，而距離海岸線由近到遠(yuǎn)呈增加趨勢(shì)。以監(jiān)測(cè)樣帶翅堿蓬群落為例，距海岸線由近到遠(yuǎn)，其群落平均高度由13cm增至72cm。其他植被群落均有相似規(guī)律。另外，相同植被群落距離現(xiàn)行流路遠(yuǎn)近規(guī)律相反，即植被群落高度與距離現(xiàn)行流路遠(yuǎn)近成正相關(guān)關(guān)系，以監(jiān)測(cè)樣帶檉柳灌叢為例，距離現(xiàn)行流路由近到遠(yuǎn)，其群落平均高度由330cm降至89cm。這說(shuō)明淡水的補(bǔ)充對(duì)于植被群落高度影響顯著，距離淡水水域越近，植被群落生長(zhǎng)條件越好。

圖3 黃河三角洲不同植被樣地群落平均高度年度變化

根據(jù)圖4中黃河三角洲現(xiàn)行流路與刁口河流路不同樣地群落平均高度對(duì)比情況調(diào)查結(jié)果顯示，不同樣地群落平均高度現(xiàn)行流路群落平均高度均高于刁口河流路，而在喬木林群落中這種趨勢(shì)更加明顯。這是由于現(xiàn)行流路常年有淡水的補(bǔ)充，使植被群落生長(zhǎng)得更加充分。而在刁口河流路1年僅有在幾次生態(tài)補(bǔ)水時(shí)才有一定量的淡水補(bǔ)充，因此其植被群落平均高度均不如現(xiàn)行流路高。

圖4 現(xiàn)行流路與刁口河流路不同樣地群落平均高度對(duì)比

3.4 植物群落生物量分析

3.4.1 生物量空間分布

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果顯示，黃河三角洲不同植被群落地上生物量與樣地離黃河距離成正相關(guān)關(guān)系，與樣地距離海岸線遠(yuǎn)近成負(fù)相關(guān)關(guān)系，即距離現(xiàn)行流路越近其平均地上生物量越大，距離海岸線越近其平均地上生物量越小。

3.4.2 黃河三角洲生物量變化

a.植物群落生物量變化。由黃河三角洲植物群落生物量變化情況可知(見(jiàn)圖5)，黃河三角洲不同植被類(lèi)型群落生物量變化不同，翅堿蓬群落平均地上生物量最大為500.0g/m2，最小為34.5g/m2。草本群落平均地上生物量最大為2261.0g/m2，最小為725.0g/m2。檉柳灌叢群落平均地上生物量最大為7160.0g/m2，最小為461.5g/m2。喬木群落平均地上生物量最大為19940.0g/m2，最小為16028.0g/m2。相同植被群落條件下，樣帶平均地上生物量和樣帶距離海岸線的距離成負(fù)相關(guān)關(guān)系，距離海岸線越遠(yuǎn)其平均地上生物量越大。

圖5 黃河三角洲植物群落生物量變化

b.現(xiàn)行流路不同植被群落生物量變化。由現(xiàn)行流路不同植被群落生物量調(diào)查結(jié)果可知(見(jiàn)表3)，黃河三角洲現(xiàn)行流路不同植被群落生物量，喬木林群落的地上生物量最高，高達(dá)19543.0g/m2，最小18532.0g/m2，其平均生物量為18321.0g/m2。其次是檉柳灌叢群落，最高為6540.0g/m2，最小為461.5g/m2，其平均生物量為3476.0g/m2。草本群落最高為1970.0g/m2，最小為321.5g/m2，其平均生物量為1340.0g/m2。翅堿蓬群落平均生物量最小，僅為34.5g/m2，其平均生物量為278.0g/m2。

表3 現(xiàn)行流路不同植被群落生物量調(diào)查結(jié)果

續(xù)表

c.刁口河流路不同植被群落生物量變化。由黃河三角洲刁口河流路不同植被群落生物量監(jiān)測(cè)調(diào)查結(jié)果可知(見(jiàn)表4)：?jiǎn)棠玖秩郝涞牡厣仙锪孔罡?，高達(dá)17750.0g/m2，最小為14306.0g/m2，其平均生物量為15702.0g/m2。其次是檉柳灌叢群落，最高為7785.0g/m2，最小為488.0g/m2，其平均生物量為3872.0g/m2。草本群落最高為2261.0g/m2，最小為1232.5g/m2，其平均生物量為1871.0g/m2。翅堿蓬群落平均生物量最小，最小僅為44.0g/m2，其平均生物量為164.0g/m2。

表4 刁口河流路不同植被群落生物量調(diào)查結(jié)果

d.現(xiàn)行流路和刁口河流路不同植被生物量對(duì)比。由黃河三角洲現(xiàn)行流路和刁口河流路不同植被生物量調(diào)查結(jié)果對(duì)比情況可知(見(jiàn)圖6)，目前黃河三角洲現(xiàn)行流路喬木林群落和翅堿蓬群落高度明顯高于刁口河流路，而草本群落和檉柳灌叢群落則差異不明顯。這說(shuō)明現(xiàn)行流路常年的淡水補(bǔ)充使得喬木和翅堿蓬生長(zhǎng)明顯高于刁口河流路。

圖6 現(xiàn)行流路和刁口河流路不同植被生物量調(diào)查結(jié)果對(duì)比

3.5 群落總蓋度分析

現(xiàn)行流路不同植被類(lèi)型群落總蓋度概況見(jiàn)表5。由表5可知，目前黃河三角洲現(xiàn)行流路不同植被類(lèi)型群落總蓋度最大為100%，樣方有檉柳灌叢、草本群落和喬木林群落；最小為翅堿蓬群落，僅有8%。黃河三角洲目前不同植被群落平均蓋度規(guī)律明顯，越靠近黃河其植被平均總蓋度越大，而距離海岸線越近其植被平均總蓋度越小。這是因?yàn)樵娇拷S河越能得到淡水的滋養(yǎng)，其生長(zhǎng)狀況越好，而越靠近海岸線其受到海水鹽分的抑制就越大，生長(zhǎng)狀況越差。

表5 現(xiàn)行流路不同植被類(lèi)型群落總蓋度概況

不同群落類(lèi)型群落平均總蓋度對(duì)比見(jiàn)圖7。由圖7可知，目前黃河三角洲現(xiàn)行流路喬木林群落平均總蓋度最大，達(dá)95.0%；其次為草本群落和檉柳群落，分別為80.3%和68.0%；翅堿蓬群落最小，為25.7%。

圖7 不同群落類(lèi)型群落平均總蓋度對(duì)比

黃河三角洲刁口河流路不同植被類(lèi)型群落總蓋度概況見(jiàn)表6，由表6可知，總蓋度最大為100%，樣方有檉柳灌叢群落和喬木群落；最小為翅堿蓬群落，僅為15%。

表6 刁口河流路不同植被類(lèi)型群落總蓋度概況

黃河三角洲刁口河流路不同植被類(lèi)型群落平均總蓋度對(duì)比見(jiàn)圖8。由圖8可知，黃河三角洲刁口河流路與現(xiàn)行流路類(lèi)似，喬木林群落平均總蓋度最大，為86.60%；其次為檉柳群落和草本群落，分別為57.50%和53.75%；翅堿蓬群落最小，為40.00%。

圖8 刁口河流路不同植被類(lèi)型群落平均總蓋度對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，生態(tài)調(diào)水使黃河三角洲的植物種類(lèi)呈增加趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境明顯改善，淡水的補(bǔ)充對(duì)植被群落高度影響顯著，不同植被群落地上生物量與樣地距黃河距離成正相關(guān)關(guān)系，不同植被群落平均蓋度規(guī)律明顯。多年來(lái)對(duì)黃河下游實(shí)施生態(tài)調(diào)度，有效地遏制了河口三角洲植被生態(tài)退化的趨勢(shì)，植被種群數(shù)量得以增加，生態(tài)類(lèi)型和景觀結(jié)果得到優(yōu)化，生態(tài)系統(tǒng)功能趨于改善。從而實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，進(jìn)一步揭示了黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)健康機(jī)理，闡明了濕地有效保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的有效管理和制定保護(hù)對(duì)策提供了科學(xué)依據(jù)，對(duì)進(jìn)一步完善黃河三角洲濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)及評(píng)估體系建設(shè)具有重要意義。今后應(yīng)持續(xù)開(kāi)展黃河下游的生態(tài)水量調(diào)度工作，完善調(diào)度機(jī)制，鞏固和加強(qiáng)黃河河口生態(tài)水量調(diào)度的成果。