湿地植物生长模型在红树林湿地人工恢复调控中的应用_以珠江口淇澳岛红树林湿地恢复为
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西北植物学报
,2005,25(
10)
:2024—
2029
ActaBot.
Boreal.
-Occident.
Sin.
文章编号
:10002
4025(
2005)
102
20242
06
湿地植物生长模型在红树林湿地
人工恢复调控中的应用
——以珠江口淇澳岛红树林湿地恢复为例Ξ
王树功1,2
,杨海生2
,周永章2
,黎 夏3
,覃朝锋1
,陈桂珠1
(
1中山大学环境科学研究所
,广州
510275;2中山大学地球环境与地球资源研究中心
,广州
510275;
3中山大学遥感与地理信息工程系
,广州
510275)
摘 要
:选取珠江口淇澳岛红树林人工恢复为例
,借助湿地大型植物生长控制模型
,通过
3种不同预案的设置
,定
量分析外来种无瓣海桑与生态侵入种互花米草之间的竞争关系。研究表明
:在有互花米草的滩涂上人工种植的无
瓣海桑
,在其生物量小于互花米草生物量时
,初始生物量大的超过互花米草所需时间短于初始生物量小的
;当无瓣
海桑生物量超过互花米草生物量后
,无瓣海桑生长基本不受互花米草的影响
,同时互花米草的生物量开始下降。在
人工付出劳动相同的情况下(即人工割除互花米草的频度)
,初始生物量大的无瓣海桑超过互花米草生物量所需的
时间短于初始生物量小的无瓣海桑。
关键词
:红树林湿地
;植物生长模型
;生态恢复
;淇澳岛
中图分类号
:
Q948.1 文献标识码
:
A
UseoftheGrowthModelsforWetlandPlantsinArtificial
RehabilitationandControlofMangroveWetland
——
ACasestudyoftheMangroveWetlandinQi’ao
IslandLyingNeartheOutletofPearlRiver
WANGShu2
gong1,2
,YANGHai2
sheng2
,ZHOUYong2
zhang2
,
LIXia3
,
QINChao2
feng1
,
CHENGui2
zhu1
(
1InstituteofEnvironmentalScience,ZhongshanUniversity,Guangzhou,510275,China;2InstituteofGeo2
environmentand
Geo2
resources,ZhongshanUniversity,Guangzhou510275,China;3DepartmentofRemoteSensingandGeographicInformation
Engineering,ZhongshanUniversity,Guangzhou510275,China)
Abstract:
TakingtherehabilitationofthemangroveforestinQi’aoIslandlyingneartheoutletofPearl
Riverasanexampleandresortingtothegrowthmodelsforlarge2
sizewetlandplants,
thepaperquantita2
tivelyanalyzesthecompetitiverelationbetween
Sonneratiaapetala,
aforeignspecies,
and
Spartinaalterni2
florabyprefabricatingthreedifferentdesigns.
Itshowsthatwhere
Sonneratiaapetalaisplantedinthe
tidalflatwith
Spartinaalternifloraanditsbiomassislowerthanthebiomassof
Spartinaalterniflora,
its
plantswithahighinitialbiomasstakeashortertimetoovertake
Spartinaalterniflorainbiomassthan
thosewithalowinitialbiomass;
whereitsbiomasssurpassesthebiomassof
Spartinaalterniflora,
its
growthbasicallydoesnotsuffersfromthegrowthof
Spartinaalternifloraandthatthebiomassof
Spartina
alterniflorabeginstodecline.
Wheresamehumaneffortsaremade(
i.
e.
atthesamefrequenciestocut
Spartinaalterniflora)
,
Sonneratiaapetalaplantswithahighinitialbiomasstakeashortertimetoovertake
Ξ收稿日期
:20042
112
24;修改稿收到日期
:20052
082
24
基金项目
:中山大学“
985工程”
GIS与遥感的地学应用科技创新平台(类)(
105203200400006)
;广东省自然科学基金(
031647)
;联合
国环境规划署(
UNEP)全球环境基金(
GEF)湿地专题
;国家水利部“珠江河口综合治理规划”专题(
032
321102
4108164)。
作者简介
:王树功(
1971-)
,男
,山东沂源县
,讲师
,在职博士
,主要从事资源环境一体化与区域可持续发展研究。
E2
mail:esswsg@zsu.
edu.cn.Spartinaalterniflorainbiomassthanthosewithalowerinitialbiomass.
Keywords:
mangrovewetland;
plant2
growthmodel;
ecologicalrehabilitation;
Qi’aoIsland
珠江口历史上曾有较大面积的红树林分布
,由
于大型海岸工程建设、围垦水产养殖等人为干扰
,目
前仅集中分布在深圳湾两岸(包含香港米埔、深圳福
田红树林保护区)、深圳宝安区西岸、珠海淇澳岛大
围湾、台山镇海湾、惠东红树林保护区
,其它滨海地
段有零星分布。为构筑珠江口红树林湿地保护圈
,计
划用
5年时间
,投资
5亿元人民币
,种植红树林
5万
hm2
,抢救珠江口周围
53万
hm2
湿地资源的项目已
启动[1]
。然而
,红树林湿地恢复是一项十分复杂的生
态工程
,关键是红树林湿地植被的恢复
,包括植被的
组成与结构、植被的景观恢复、本地植物的恢复、植
被恢复与动物多样性恢复的关系。湿地恢复中功能
群和大型水生植物作用的界定、生物入侵导致湿地
退化的过程与机制等问题是研究的热点。选取珠江
口淇澳岛大围湾红树林人工恢复工程为对象
,借助
湿地大型植物生长模型
,对淇澳岛红树林引种扩种
中无瓣海桑与已经占据前沿的互花米草之间的生态
关系设置
3种不同预案
:纯种无瓣海桑的生长
;无人
工调控措施下的无瓣海桑与互花米草之间的生长关
系
;有人工调控措施下的无瓣海桑与互花米草的关
系。分析并探讨速生红树种2无瓣海桑与互花米草之
间的竞争关系
,探讨科学恢复红树林湿地的具体问
题
,可为人工恢复红树林湿地提供理论指导。
1 淇澳岛大围湾无瓣海桑与互花米草
大围湾位于淇澳岛的西北部
,是目前该岛红树
林分布最多的一个海湾(图
1)。调查显示
,该海湾红
树林属东方群系
,现有红树植物
7科
9种
,半红树
5
科
6种
,伴生植物
5科
8种
,主要分布在大围湾。大
围湾的红树林可按原来的自然分布和后来的人工种
植分为
5个群落
:秋茄2桐花树2老鼠勒群落(
Kan2
deliacandel2
Aegicerascorniculata2
Acanthusilici2
foliuscommunity)
;桐花树2芦苇群落(
Aegiceras
corniculata2
Phragmitescommuniscommunity)
;老
鼠勒单优群落(
Acanthusilicifoliuscommunity)
;无
瓣海桑单优群落(
Sonneratiaapetalacommunity)
;
木榄2银叶树群落(
Bruguieragymnorrhiza2
Heri2
tieralittoraliscommunity)[2]
。滩涂群落除上述的
5
个红树林群落
,由入侵种形成的互花米草群落占地
面积最广
,在淇澳岛已大面积出现
,互花米草群落位
于整个海滩植物群的最外侧
,分布在长
1500
m,宽
1100
m的区域
,占滩涂面积的
1
3以上
,与芦苇等
交错分布。其中无瓣海桑单优群落散布在滩涂外面的互花米草群落之间。
图
1 淇澳岛大围湾雷达遥感影像图
Fig.1
TheSARimageofDaweiBayinQi’aoisland
为获取大围湾红树林群落的分布面积
,尝试利
用神经网络法对
TM和
SAR的融合图像进行遥感
分类(研究成果另文发表)
,分类结果显示
,无瓣海桑
单优群落达到
109.14
hm2
,互花米草群落达
31.67
hm2
,分别占淇澳岛红树林面积的
44.35%和
12.87%。
2 湿地植物生长模型的
3种预案
在湿地生态系统中
,某些种类植物的过量增长
,
会造成其它大型植物的损失
,这体现了生物与生物
之间关系的生态动力问题。为了进一步科学恢复淇
澳岛的湿地植被
,需要在自然控制论的指导下进行
人工调控生态恢复工程
,重点就是处理好滩涂前缘
的无瓣海桑与互花米草之间的生态动力关系。为此
,
采用了
Shukla和
Shukala基于
Keoladeo国家公园
长期观测建立的模拟湿地大型植物生长的控制模
型[3,4]
,设置了
3种预案
4种情况进行调控。
2.1 预案
1:纯种无瓣海桑生长模型
dY
d
t=
r
0Y(
1-Y
K
0)(
1)
式中
:
Y为无瓣海桑的总生物量
;
r
0为无瓣海桑
生长率
;
K
0为无瓣海桑容纳量。
2.2 预案
2:无人工调控措施下的无瓣海桑与互花
米草生长模型
该预案分两个阶段进行
:
阶段(
1)
:无瓣海桑生物量小于互花米草生物量
时
,互花米草生物量影响无瓣海桑生长率
,互花米草
生物量对无瓣海桑容纳量没有影响。520210期王树功
,等
:湿地植物生长模型在红树林湿地人工恢复调控中的应用