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

;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

,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

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。

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

,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