黄河三角洲湿地陆生植物监测与评估研究

焦瑞峰 葛 雷

(黄河水资源保护科学研究院，河南 郑州 450004)

黄河三角洲是世界上暖温带保存面积最大、最完善的新生湿地生态系统，它结构复杂、生物多样性丰富，被誉为“金三角”地带[1]。由于气候因素、人口的急剧增加以及人类不合理的开发利用，黄河三角洲湿地出现了一系列生态环境问题，导致整个生态系统的稳定性减弱，影响了区域的生态安全[2]。

近几年，陆续实施了黄河下游生态调水，并启用刁口河(黄河故道)流路与现流路交替使用。开展黄河三角洲植物监测与评估，可为实现区域内湿地生态系统的良性发展，开展黄河三角洲湿地生态监测及评估体系建设，提供基础依据。可进一步揭示黄河三角洲湿地生态系统健康机理，阐明湿地有效保护和恢复机制，为湿地生态系统的有效管理和制定保护对策提供科学依据[3-6]。

1 区域概况

黄河三角洲是过去长期以来由于黄河在山东省东营市黄河入海口处冲击作用而形成的冲积扇，其国家级自然保护区位于渤海湾南岸和莱州湾西岸，总面积15.3万hm2，属于温带大陆性季风气候，年平均气温12.3℃；年平均降水量为555.9mm，多集中在7—8月；年蒸发量为1962.1mm，是降水量的3.6倍。

刁口河尾闾保护区和现行流路湿地是保护区的重要组成部分，为自然保护区的试验区。刁口河(黄河故道)全长约55km。刁口河流路因河口冰凌壅塞河道，水位猛涨，于1964年1月在罗家屋子破堤分洪，水由刁口河入海形成，是黄河三角洲上第9条入海流路，行水历时12年5个月。1976年5月根据当年防洪任务西河口水位接近10m的改道标准，山东省委政府组织在罗家屋子进行人工截流，黄河由刁口河流路改走清水沟流路，刁口河流路停止行河35年。2010年,黄河“调水调沙”期间，刁口河流路恢复过水试验。目前，清水沟为黄河入海流路，全长60km[7-9]。

2 监测方法及内容

近几年对黄河下游实施了生态流量调度，对黄河三角洲湿地陆生植物进行了监测与评估，检查了黄河生态流量调度效果，为区域内湿地生态系统的良性发展、湿地生态系统的科学管理提供了依据。

2.1 站网布设范围

站网布设范围由清水沟流路右岸管理界限和刁口流路左岸管理界限确定。沿垂直于海岸线拟设6条样带，80个生态观测点位。主要考虑的因素有：ⓐ尽可能地选择未受或少受人为干扰的地段；ⓑ沿着水盐浸梯度变化的方向设置；ⓒ典型性和代表性：使有限的调查面积能够较好地反映出植物群落的基本特征；ⓓ自然性：选择人为干扰和动物活动影响相对较少，且较长时间不被破坏的地段，避开如流水冲刷、风蚀沙埋、过度放牧和开垦等地段；ⓔ可操作性：选择易于调查和取样的地段，避开危险地段。具体样点设置分布情况见图1。

图1 河口三角洲监测点位

2.2 调查方法及样品处理

调查方法按照《全国湿地资源调查技术规程(试行)》和《河南省湿地资源调查实施细则》进行，在每个样点随机选取1m×1m样方(灌木为4m×4m)，采用计数法确定群落总密度，灌木用游标卡尺和标杆逐棵记录其地径和树高，草本植物分别数出每种植物的数量并用直尺测量每种植物的平均高度。

3 陆生植物监测结果与评估

按照站网布设原则，确定6条样带，80个观测点位，对该区域的野外植物生态进行调查和采样，结果如下。

3.1 群落空间分布概况

黄河三角洲植物群落大致可分为5种：ⓐ盐地翅碱蓬占主导地位的翅碱蓬群落，主要分布在地势低洼、土壤盐分含量较高、靠近海岸线的地段；ⓑ柽柳为优势种的柽柳群落，盐地翅碱蓬发展到一定阶段，随着土壤盐度的降低以柽柳为优势种的群落开始出现；ⓒ以芦苇、獐茅占优势地位的草本种群，这一群落是由芦苇群落演替而来[10-11]；ⓓ以刺槐人工林为优势种的乔木群落，主要为20世纪五六十年代人工种植的刺槐林为主；ⓔ农田群落。农田群落是典型的黄河三角洲人工生态系统之一，受人为控制，因此本文仅分析前4种群落的变化情况。这5种群落类型分别反映物种和环境梯度的关系。植被群落空间分布见图2。

图2 黄河三角洲植被群落空间分布概况

3.2 植被丰富度分析

根据监测调查结果，黄河三角洲植被丰富度分布规律为：距离黄河由近到远，植被丰富度呈递减趋势；距离海岸线由近及远，植被丰富度呈递增趋势。现行流路调查共得到62种植物，分属28科，其中禾本科和菊科最多，各有12种，见表1。

表1 现行流路植物种类组调查

续表

刁口河流路植被调查共得到42种植物，分属23科。其中禾本科最多，有10种，见表2。

表2 刁口河流路植物种类组调查

续表

3.3 植物群落高度分析

植物群落平均高度与群落地上现存量呈明显正相关关系，植被群落平均高度能够客观地反映植被的生产力状况[4]。

植物群落高度能够反映群落中植被的生长状况以及生产力情况[12]。黄河三角洲不同植被样地群落平均高度年度变化见图3。由图3可知，翅碱蓬群落和草本群落自2010年生态调水后群落平均高度持续增加，在2016年趋于稳定，而柽柳群落在2014—2015年略有下降，2016年后又趋于稳定。这是由于每年的淡水补充使得一年生的草本群落和翅碱蓬群落的生长环境持续改善，群落高度持续增加。而柽柳群落为多年生耐盐植物，高度生长比较缓慢，因此群落高度变化没有一年生植物高度变化明显，而2014—2015年的小幅下降可能是由于2015年调查范围有所扩大翅碱蓬群落调查样地增加所致，而2016年以后的调查样地与2015年相同，群落平均高度小幅上升并逐渐趋于稳定的趋势也说明淡水的补充对于柽柳植被群落平均高度有正面影响。另一方面植被群落平均高度距现行流路由近到远呈减少趋势，而距离海岸线由近到远呈增加趋势。以监测样带翅碱蓬群落为例，距海岸线由近到远，其群落平均高度由13cm增至72cm。其他植被群落均有相似规律。另外，相同植被群落距离现行流路远近规律相反，即植被群落高度与距离现行流路远近成正相关关系，以监测样带柽柳灌丛为例，距离现行流路由近到远，其群落平均高度由330cm降至89cm。这说明淡水的补充对于植被群落高度影响显著，距离淡水水域越近，植被群落生长条件越好。

图3 黄河三角洲不同植被样地群落平均高度年度变化

根据图4中黄河三角洲现行流路与刁口河流路不同样地群落平均高度对比情况调查结果显示，不同样地群落平均高度现行流路群落平均高度均高于刁口河流路，而在乔木林群落中这种趋势更加明显。这是由于现行流路常年有淡水的补充，使植被群落生长得更加充分。而在刁口河流路1年仅有在几次生态补水时才有一定量的淡水补充，因此其植被群落平均高度均不如现行流路高。

图4 现行流路与刁口河流路不同样地群落平均高度对比

3.4 植物群落生物量分析

3.4.1 生物量空间分布

现场调查结果显示，黄河三角洲不同植被群落地上生物量与样地离黄河距离成正相关关系，与样地距离海岸线远近成负相关关系，即距离现行流路越近其平均地上生物量越大，距离海岸线越近其平均地上生物量越小。

3.4.2 黄河三角洲生物量变化

a.植物群落生物量变化。由黄河三角洲植物群落生物量变化情况可知(见图5)，黄河三角洲不同植被类型群落生物量变化不同，翅碱蓬群落平均地上生物量最大为500.0g/m2，最小为34.5g/m2。草本群落平均地上生物量最大为2261.0g/m2，最小为725.0g/m2。柽柳灌丛群落平均地上生物量最大为7160.0g/m2，最小为461.5g/m2。乔木群落平均地上生物量最大为19940.0g/m2，最小为16028.0g/m2。相同植被群落条件下，样带平均地上生物量和样带距离海岸线的距离成负相关关系，距离海岸线越远其平均地上生物量越大。

图5 黄河三角洲植物群落生物量变化

b.现行流路不同植被群落生物量变化。由现行流路不同植被群落生物量调查结果可知(见表3)，黄河三角洲现行流路不同植被群落生物量，乔木林群落的地上生物量最高，高达19543.0g/m2，最小18532.0g/m2，其平均生物量为18321.0g/m2。其次是柽柳灌丛群落，最高为6540.0g/m2，最小为461.5g/m2，其平均生物量为3476.0g/m2。草本群落最高为1970.0g/m2，最小为321.5g/m2，其平均生物量为1340.0g/m2。翅碱蓬群落平均生物量最小，仅为34.5g/m2，其平均生物量为278.0g/m2。

表3 现行流路不同植被群落生物量调查结果

续表

c.刁口河流路不同植被群落生物量变化。由黄河三角洲刁口河流路不同植被群落生物量监测调查结果可知(见表4)：乔木林群落的地上生物量最高，高达17750.0g/m2，最小为14306.0g/m2，其平均生物量为15702.0g/m2。其次是柽柳灌丛群落，最高为7785.0g/m2，最小为488.0g/m2，其平均生物量为3872.0g/m2。草本群落最高为2261.0g/m2，最小为1232.5g/m2，其平均生物量为1871.0g/m2。翅碱蓬群落平均生物量最小，最小仅为44.0g/m2，其平均生物量为164.0g/m2。

表4 刁口河流路不同植被群落生物量调查结果

d.现行流路和刁口河流路不同植被生物量对比。由黄河三角洲现行流路和刁口河流路不同植被生物量调查结果对比情况可知(见图6)，目前黄河三角洲现行流路乔木林群落和翅碱蓬群落高度明显高于刁口河流路，而草本群落和柽柳灌丛群落则差异不明显。这说明现行流路常年的淡水补充使得乔木和翅碱蓬生长明显高于刁口河流路。

图6 现行流路和刁口河流路不同植被生物量调查结果对比

3.5 群落总盖度分析

现行流路不同植被类型群落总盖度概况见表5。由表5可知，目前黄河三角洲现行流路不同植被类型群落总盖度最大为100%，样方有柽柳灌丛、草本群落和乔木林群落；最小为翅碱蓬群落，仅有8%。黄河三角洲目前不同植被群落平均盖度规律明显，越靠近黄河其植被平均总盖度越大，而距离海岸线越近其植被平均总盖度越小。这是因为越靠近黄河越能得到淡水的滋养，其生长状况越好，而越靠近海岸线其受到海水盐分的抑制就越大，生长状况越差。

表5 现行流路不同植被类型群落总盖度概况

不同群落类型群落平均总盖度对比见图7。由图7可知，目前黄河三角洲现行流路乔木林群落平均总盖度最大，达95.0%；其次为草本群落和柽柳群落，分别为80.3%和68.0%；翅碱蓬群落最小，为25.7%。

图7 不同群落类型群落平均总盖度对比

黄河三角洲刁口河流路不同植被类型群落总盖度概况见表6，由表6可知，总盖度最大为100%，样方有柽柳灌丛群落和乔木群落；最小为翅碱蓬群落，仅为15%。

表6 刁口河流路不同植被类型群落总盖度概况

黄河三角洲刁口河流路不同植被类型群落平均总盖度对比见图8。由图8可知，黄河三角洲刁口河流路与现行流路类似，乔木林群落平均总盖度最大，为86.60%；其次为柽柳群落和草本群落，分别为57.50%和53.75%；翅碱蓬群落最小，为40.00%。

图8 刁口河流路不同植被类型群落平均总盖度对比

4 结 语

综上所述，生态调水使黄河三角洲的植物种类呈增加趋势，生态环境明显改善，淡水的补充对植被群落高度影响显著，不同植被群落地上生物量与样地距黄河距离成正相关关系，不同植被群落平均盖度规律明显。多年来对黄河下游实施生态调度，有效地遏制了河口三角洲植被生态退化的趋势，植被种群数量得以增加，生态类型和景观结果得到优化，生态系统功能趋于改善。从而实现了区域内湿地生态系统的良性发展，进一步揭示了黄河三角洲湿地生态系统健康机理，阐明了湿地有效保护和恢复机制，为湿地生态系统的有效管理和制定保护对策提供了科学依据，对进一步完善黄河三角洲湿地生态监测及评估体系建设具有重要意义。今后应持续开展黄河下游的生态水量调度工作，完善调度机制，巩固和加强黄河河口生态水量调度的成果。