全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 34 卷 第 2 期摇 摇 2014 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
连续免耕对不同质地稻田土壤理化性质的影响 龚冬琴,吕摇 军 (239)…………………………………………
下辽河平原景观格局脆弱性及空间关联格局 孙才志,闫晓露,钟敬秋 (247)……………………………………
完全水淹环境中光照和溶氧对喜旱莲子草表型可塑性的影响 许建平,张小萍,曾摇 波,等 (258)……………
赤潮过程中“藻鄄菌冶关系研究进展 周摇 进,陈国福,朱小山,等 (269)……………………………………………
盐湖微微型浮游植物多样性研究进展 王家利,王摇 芳 (282)……………………………………………………
臭氧胁迫对植物主要生理功能的影响 列淦文,叶龙华,薛摇 立 (294)……………………………………………
啮齿动物分子系统地理学研究进展 刘摇 铸,徐艳春,戎摇 可,等 (307)…………………………………………
生态系统服务制图研究进展 张立伟,傅伯杰 (316)………………………………………………………………
个体与基础生态
NaCl胁迫下沙枣幼苗生长和阳离子吸收、运输与分配特性 刘正祥,张华新,杨秀艳,等 (326)………………
不同生境吉首蒲儿根叶片形态和叶绿素荧光特征的比较 向摇 芬,周摇 强,田向荣,等 (337)…………………
小麦 LAI鄄2000 观测值对辐亮度变化的响应 王摇 龑,田庆久,孙绍杰,等 (345)…………………………………
K+、Cr6+对网纹藤壶幼虫发育和存活的影响 胡煜峰,严摇 涛,曹文浩,等 (353)…………………………………
马铃薯甲虫成虫田间扩散规律 李摇 超,彭摇 赫,程登发,等 (359)………………………………………………
种群、群落和生态系统
莱州湾及黄河口水域鱼类群落结构的季节变化 孙鹏飞,单秀娟,吴摇 强,等 (367)……………………………
黄海中南部不同断面鱼类群落结构及其多样性 单秀娟,陈云龙,戴芳群,等 (377)……………………………
苏南地区湖泊群的富营养化状态比较及指标阈值判定分析 陈小华,李小平,王菲菲,等 (390)………………
盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 侯明行,刘红玉,张华兵 (400)…………………………
江苏省农作物最大光能利用率时空特征及影响因子 康婷婷,高摇 苹,居为民,等 (410)………………………
1961—2010 年潜在干旱对我国夏玉米产量影响的模拟分析 曹摇 阳,杨摇 婕,熊摇 伟,等 (421)………………
黑龙江省 20 世纪森林变化及对氧气释放量的影响 张丽娟,姜春艳,马摇 骏,等 (430)…………………………
松嫩草原不同演替阶段大型土壤动物功能类群特征 李晓强,殷秀琴, 孙立娜 (442)…………………………
小兴安岭 6 种森林类型土壤微生物量的季节变化特征 刘摇 纯,刘延坤,金光泽 (451)…………………………
景观、区域和全球生态
黄淮海地区干旱变化特征及其对气候变化的响应 徐建文,居摇 辉,刘摇 勤,等 (460)…………………………
我国西南地区风速变化及其影响因素 张志斌,杨摇 莹,张小平,等 (471)………………………………………
青海湖流域矮嵩草草甸土壤有机碳密度分布特征 曹生奎,陈克龙,曹广超,等 (482)…………………………
基于生命周期评价的上海市水稻生产的碳足迹 曹黎明,李茂柏,王新其,等 (491)……………………………
研究简报
荒漠草原区柠条固沙人工林地表草本植被季节变化特征 刘任涛,柴永青,徐摇 坤,等 (500)…………………
跨地带土壤置换实验研究 靳英华,许嘉巍 ,秦丽杰 (509)………………………………………………………
SWAT模型对景观格局变化的敏感性分析———以丹江口库区老灌河流域为例
魏摇 冲,宋摇 轩,陈摇 杰 (517)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*288*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*29*
室室室室室室室室室室室室室室
2014鄄01
封面图说: 高原盐湖———中国是世界上盐湖分布比较稠密的国家,主要分布在高寒的青藏高原以及干旱半干旱地区的新疆、内
蒙古一带。 尽管盐湖生态环境极端恶劣,但它们依然是陆地特别是高原生态系统中十分重要的组成部分。 微微型
浮游植物通常是指粒径在 0. 2—3 滋m之间的光合自养型浮游生物。 微微型浮游植物不仅是海洋生态系统中生物量
和生产力的最重要贡献者,也是盐湖生态系统最重要的组成部分。 研究显示,水体矿化度是影响微微型浮游植物平
面分布及群落结构组成的重要因子,光照、营养成分和温度等也会影响盐湖水体中微微型浮游植物平面分布及群落
结构组成(详见 P282)。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 34 卷第 2 期
2014年 1月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.2
Jan.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41071119);江苏省高校自然科学研究重大资助项目(10KJA170029);江苏省省属高校自然科学研究资
助项目(12KJB170006)
收稿日期:2013鄄04鄄22; 摇 摇 修订日期:2013鄄10鄄09
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: liuhongyu@ njnu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201304220777
侯明行,刘红玉,张华兵.盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响.生态学报,2014,34(2):400鄄409.
Hou M H, Liu H Y, Zhang H B.Effection of tidal creek system on the expansion of the invasive Spartina in the coastal wetland of Yancheng.Acta Ecologica
Sinica,2014,34(2):400鄄409.
盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响
侯明行,刘红玉*,张华兵
(南京师范大学地理科学学院 /江苏省环境演变与生态建设重点实验室,南京摇 210023)
摘要:潮沟是潮滩上发育典型的地貌因子,是潮滩演变的重要标志。 米草植被的发育与扩张,改变了潮流的动力特征和滩面物
质组成,从而形成了特殊的米草潮沟系统。 采用实地调查与遥感影像相结合的方法,分析了湿地潮沟的整体形态特征,并重点
对米草潮沟系统的形态特征及成因进行了系统分析。 结果表明:淤受潮流和地形作用的控制,本区并无大型潮沟分布,潮沟规
模从北至南依次增大,发育高程为 0—1.8 m。 盐沼和光滩上潮沟形态截然不同。 于米草潮沟系统具有独特特征:潮沟多窄而
深、密度大、分级多、侧向迁移小于纵向迁移、宽深比较小;潮沟两侧发育高度不等的不对称性的沿岸堤;盐沼边缘发育有陡坎和
冲沟,并贯穿整个米草带。 盂潮沟的发育是影响米草向内陆碱蓬区扩张的因素之一,起着非常重要的引领作用,而米草陆向扩
张的宽度和幅度取决于所在区域潮沟的发育程度。 同时,随米草扩张速度的降低,光滩上潮沟的活动性有所放缓。
关键词:潮沟发育;米草扩张;响应机制;盐城
Effection of tidal creek system on the expansion of the invasive Spartina in the
coastal wetland of Yancheng
HOU Minghang, LIU Hongyu*, ZHANG Huabing
College of Geography, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China
Abstract: Wetland ecosystems are landscapes of the highest biodiversity in nature and one of the most important
environmental resources for human welfares. Their important ecosystem functions sometimes are regarded as “ the earth忆s
filtration system冶. Yancheng coastal wetland now remains a typical mudflat by frequent tidal reaction. A more complex,
changing creek system is formed by the mudflat development with a process of tidal movement. The creek system as a typical
geomorphologic factor has formed at mudflat and become a pivotal pathway to continuously exchange matter, energy and
information within and outside of the system. It is also important for distribution of the tidal water and sediment supply. And
creek system development has a direct impact on the wetland ecologically environmental change and spatial distribution of
vegetation. Therefore it has become an important indicator for the evolution of the mudflat. Spartina is a salt, flooded
tolerant and perennial plant growing in a vast intertidal zone. It is growing at low tide with well鄄developed root system, and
it could strongly intercept sediment. Accompanied with the formation of Spartina, hydrodynamic force and sediment transport
conditions change in its mudflat surface, caused by changes of tidal flat sedimentary characteristics and topography, thereby
affecting the development of trenches. And Spartina tidal trenches are specially established. Yancheng coastal wetland was
chosen as the study area. Based on the remote sensing images of 1996—2012, using GIS techniques and field survey, we
extract tidal creek system in this study. And a 16鄄year trend was analyzed on the mutual relations of Spartina expansion and
tidal creek system development between 1996 and 2012 of Yancheng coastal wetland. Research results show that: Under the
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control of the tidal and terrain, no large鄄scale distribution of trenches present in this study area. The size of the trenches
gradually increased from north to south. Their elevation is 0—1. 8m. Distinct morphology exists in salt marsh and bare
mudflat. Trenches covered by Spartina indicate a unique feature, which present narrow and deep; Trenches are very dense
with covering of 1539m / km2; They reach up to 4—5 grades; And lateral movement is less than longitudinal. The trenches
are wide and deep, the main trenches are generally about 17m and branches between 3—9m. The trenches are becoming
deep at low grade; both sides of the edges of the trenches often development in asymmetry coastal embankment with ranging
different height. The edges of the salt marsh have developed scarps and gullies with stretches throughout the Spartina zone.
Inside the salt marsh, tidal creek development leads to Spartina inland expansion, expansion of the width and amplitude
largely depends on the density and size of the tidal creek areas; Outside of the salt marsh, creeks activity in bare tidal will
slow down with the reduction of the rate of expansion of Spartina. The wetlands microrelief variation has been further
understand with this study. The baseline information greatly supports the Yancheng coastal wetlands and management, and
benefits regional social and economic development in an effective manner.
Key Words: tidal creek development; Spartina expansion; response mechanism; coastal wetlands
摇 摇 淤泥质潮滩湿地受潮汐作用显著,并且在潮流
动力作用下,其上多发育着复杂多变的潮沟系统。
潮沟作为潮滩上发育典型的地貌因子,是潮滩及潮
沟系统本身与外界不断进行物质、能量和信息交换
的重要通道[1],对潮水的分配以及泥沙的供应都起
着至关重要的作用。 同时,潮沟分布形态也直接影
响着湿地生态环境变化和植被的空间分布规律[2],
是潮滩演变的重要标志。 近年来,国内外有关学者
在潮沟成因[3鄄5]、发育演化[6鄄9]、分布形态[10鄄11]、水文
水动力[12鄄14]以及沉积地貌[15鄄16]等方面进行了较多
的研究,取得了丰硕的成果。 但是,针对盐城淤泥质
潮滩湿地潮沟系统特征及其发育规律方面的研究成
果较少。 尤其是从宏观尺度,开展潮沟系统发育与
外来物种米草植被扩张之间的关系研究还尚未见报
道。 而该方面研究对深入理解与认识淤泥质潮滩湿
地景观演变与保护具有重要理论与现实意义。
盐城自然保护区核心区是我国目前残留的典型
淤泥质潮滩湿地[17],米草作为一种在广阔潮间带生
长的耐盐、耐淹多年生禾本科植物[1],具有根系发
达,植株密度大[18]等生物学特征,其对潮流动力产
生重要影响。 在较低潮滩的米草盐沼内,潮沟系统
往往比较发育,尤其是伴随着米草南北带状特征的
形成,滩面水动力和泥沙搬运条件发生改变,引起潮
滩沉积特征和地貌形态的变化,从而进一步影响潮
沟系统的发育,而潮沟系统发育带来的输水输沙功
能的改变,又直接影响着米草植被的分布与扩张。
因此,开展该区域潮沟研究,揭示潮沟形态特征及其
与米草植被扩张的相互关系,已显得尤为必要。
1摇 研究区特征
盐城保护区,地处江苏省中部沿海,是典型的淤
泥质潮滩湿地。 地理位置处于 32毅20忆—34毅37忆 N,
119毅29忆—121毅16忆 E之间,面积约为 45.33伊104 hm2,
是我国最大的海岸带保护区。 该区属正规半日潮,
主要受南黄海旋转潮波的控制,潮汐作用频繁,平均
潮差为 2.42 m,潮流作用强,沉积物供应丰富,潮滩
异常发育。 季风气候显著,夏秋季节多台风风暴潮
等大风天气。 地貌类型主要为海积平原。
本研究区域为保护区的核心区,其北至新洋港,
南至斗龙港,西至海堤,总面积为 1.90伊104 hm2。 核
心区内原始植被保存完整,植被类型丰富多样。 目
前,保护区以中路港为界分为南北两部分。 北部主
要为人工管理区,受人类活动干扰强烈,景观组分单
一,主要为养殖塘、道路等人为景观。 南部则主要为
自然湿地区,受人类活动干扰较弱,基本保持了原始
湿地面貌。 为反映自然条件下潮沟发育对米草植被
扩张的影响,选择南部自然湿地区为本文的研究区
域。 其中,该区米草自 20 世纪 80 年代引种以来扩
展迅速,目前已形成南北长 15 km,东西宽约 2.8 km,
面积达 38.25 km2以上的米草盐沼滩地。 该区米草
盐沼具有植物群落结构单一(主要由互花米草群落
构成)、植被密集、植株粗壮高大等特征,其平均株高
1.6 m,平均茎粗 0.75 cm 左右,根系在 0—40 cm 的
土层中横向发育,并分布着复杂的潮沟系统。 研究
104摇 2期 摇 摇 摇 侯明行摇 等:盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 摇
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区位置与范围如图 1所示。
图 1摇 研究区位和范围
Fig.1摇 Location and scope of the study area
2摇 研究方法
研究使用的高程数据来源于 2012 年 4、9 月利
用全站仪测高模式所进行的两次野外地形测量(采
用 1985年国家高程基准面(大地水准面));潮沟的
宽度利用皮尺测量;潮沟密度是在划定一定面积的
区域内采用 GPS跟踪定位并结合皮尺测量;在米草
滩内进行典型潮沟样方调查,并在光滩和碱蓬滩内
的潮沟上取样方与米草滩内潮沟作对比;在测量过
程中观察潮沟发育的地貌特征、心滩以及陡坎发育
情况;利用非监督分类与目视解译相结合的方法从
遥感影像中提取潮沟信息,绘制潮沟空间分布图,对
潮沟的形态和密度等特征进行室内分析,并利用两
次实地调查过程中对潮沟实际情况的认识来验证潮
沟解译的结果;依据研究区高程数据,对潮沟发育的
高程范围进行定量统计。 1996、2006、2012年 3期的
LandsatTM / ETM+遥感影像并利用监督分类方法制
作 1996—2012年 3期核心区景观类型图[19](经过野
外调查检验,遥感影像解译判读精度均在 90%以
上)。 以上数据统一采用高斯鄄克吕格投影的 3 度分
带西安 1980坐标系。
在东西走向主潮沟的上中下段分别设立垂直于
潮沟的南北向断面 6 条(A1—B3),从东向西依次穿
过光滩、米草滩和碱蓬滩,用以分析米草滩内潮沟的
宽深比与其他盐沼滩内的差异;在米草滩内分别于
主潮沟、一级支潮沟、二级及以上支潮沟上设立垂直
于潮沟的断面 6 条(C1—E2),用于分析米草滩内不
同级别潮沟的宽深比特征;并在垂直于东西走向的
主潮沟和南北走向的支潮沟上各设一条断面,用于
分析米草滩内潮沟的沿岸堤现象(M—N)。 通过对
比米草在两个时段内的分布面积与扩张速度,分析
米草带状特征形成前后光滩上潮沟形态的变化规
律;并以基准区域为起点度量有大型主潮沟经过的
地方米草向内陆碱蓬区扩张的宽度和面积,以此揭
示潮沟发育对米草陆向扩张的引领作用。
3摇 研究结果
3.1摇 区域总体潮沟系统发育及时空演变特征
图 2、图 3 为 1996—2012 年 3 期潮沟系统空间
分布图以及叠加效果图。 表 1、表 2为对 3期潮沟的
数量、长度和密度以及 16a 来光滩上潮沟的迁移情
况的统计结果。
图 2摇 1996—2012年潮沟系统空间分布图
Fig.2摇 Effect diagram of the tidal creek system
摇 摇 从图 2 可以得知,总体来看研究区并无大型潮
沟的分布,从北至南潮沟长度和规模依次增大。 盐
沼内潮沟的密度要远远大于光滩,且多为垂直于堤岸
的东西走向潮沟。区域内最长的一条潮沟(2006年)
204 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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图 3摇 潮沟系统叠加效果图
Fig.3摇 Effect diagram of the tidal creek superimposition
尚不足 6 km,稍具规模的潮沟仅有 5条,且长度大都
不超过 3.5 km,平均每隔 3 km才分布一条。 由于区
域地形较为平坦,潮沟发育的高程仅局限于 0—1.8
m的范围内。
在潮沟形态方面,1996 年时的潮沟多短小且分
叉较少(1—2 级),形态多为单一的微弯型,曲流不
发育。 汇水面积和长度仅为 60.66 km2和 54.24 km,
密度也只有 0.89 km / km2;2006 年时则达到时段内
最大规模,潮沟长度骤增至 93.03 km,密度则达到
1郾 09 km / km2,潮沟相对于 1996 年时已发生显著变
化。 潮沟分叉增多(4—5 级),形态复杂,多呈树枝
状分布,横跨光滩盐沼区,溯源侵蚀尤为明显,曲流
特别发育。 2012年时潮沟相对于 2006 年各项指标
都有不同程度的下降。 潮沟密度降为 1.02 km / km2,
长度也大大减小,分叉级数降低(3—4 级),潮沟有
向海方向萎缩的趋势。
表 1摇 3期潮沟长度和密度分布变化表
Table 1摇 Length and density of the tidal creek
年份
Years
潮沟数量 Number of tidal creek
主潮沟
Main creek
支潮沟
Branch creek
潮沟长度 Tidal creek length / km
主潮沟
Main creek
支潮沟
Branch creek
潮沟密度(km / km2)
Tidal creek density
1996 5 21 30.84 23.40 0.89
2006 5 59 37.24 55.79 1.09
2012 5 43 34.17 46.44 1.02
摇 摇 在潮沟运动方面,盐沼滩内的潮沟横向迁移较
小纵向迁移较大。 1996—2006年盐沼滩内潮沟在南
北方向上迁移较小,仅为 12 m / a,而东西方向上则上
升为 140 m / a 上下;2006—2012 年潮沟在南北方向
上仅表现为蠕动,在东西方向上则向海方向萎缩,速
度为 40 m / a左右,相对于前期变化较为微弱。 光滩
上潮沟则纵向迁移较小而横向迁移较大。 1996—
2006年在口门处表现为向南迁移,最大值为 3047
m,4条潮沟平均向南迁移 1428 m,年均迁移速度为
142.8 m / a,该时段内潮沟活动性较强,移动幅度相对
较大;2006—2012 年则表现为向北迁移,平均迁移
679 m,年均迁移速度下降为 113.2 m / a,潮沟变化趋
于和缓。
表 2摇 两个时段内光滩上潮沟迁移变化统计表
Table 2摇 Statistical table of the tidal creek changes in beach
年份
Years
向南 Southward / m
最大值
Maximum
value
最小值
Minimum
value
平均值
Average
value
向北 Northward / m
最大值
Maximum
value
最小值
Minimum
value
平均值
Average
value
年均值 / m
The annual average
1996—2006 3047 281 1428 142.8
2006—2012 1392 318 679 113.2
3.2摇 米草潮沟系统基本形态特征
图 4 为从光滩鄄米草滩鄄碱蓬滩以及米草滩内主
潮沟、支潮沟上不同位置的断面分布图(以 2012 年
潮沟为例)。 从宽深比、沿岸堤和边缘地貌等方面揭
304摇 2期 摇 摇 摇 侯明行摇 等:盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 摇
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示米草潮沟系统的独特特征。
图 4摇 断面分布图
Fig.4摇 The distribution of the cross鄄sectional
3.2.1摇 形态特征
查看图 2并结合野外实地调查资料,发现米草
滩内的潮沟系统非常发达。 在米草还处于点状分布
的 1996年遥感图上,潮沟形态较为简单,呈单一弯
曲型,分支较少,一般为 1—2 级,曲流不发育,且主
潮沟多分布在米草点上,潮沟向西最长延伸到米草
带的边缘即停止生长。 2006年随着米草南北连接成
带,潮沟系统得到进一步发育,数目众多,纵横交错。
大潮沟开始形成,分级达到 4—5 级,呈树枝状贯穿
于整个米草带,曲流特别发育。 在米草滩内平均每 1
km2范围内就有大小潮沟长度约 1539 m,而在相同
动力条件的光滩上仅为 898 m左右。 2012年伴随着
米草扩张速度的下降,潮沟的规模也相应的呈下降
趋势,从图 3中可以清晰的看出,相较于 2006 年,潮
沟的分支在减少,级别较高的小潮沟已经逐渐淤死,
溯源侵蚀已大幅度减弱,并向海方向萎缩。
3.2.2摇 宽深比特征
潮沟宽深比指潮沟宽度与深度之比,是潮沟形
态的一个重要特征,也是反映潮流等水动力条件和
滩面相互作用的重要指标[20]。 基于图 4 的宽深比
统计结果见表 3、表 4所示。
由表 3可知,不同滩面内潮沟宽深比表现出显
著的不同,光滩上宽深比最大,碱蓬滩次之,米草滩
最小。 光滩上潮沟宽度较大,泥沙淤积深度较浅,宽
深比平均值达到了 107.29;米草滩粘结力强,潮沟窄
而深,平均值仅为 18.48;碱蓬滩相较于米草滩而言,
平均值略有上升,为 22.37。 A 断面为位于湿地中间
的一条潮沟,B 断面为位于湿地南部靠近三里河处
的一条潮沟,可以看出 B断面的宽深比,在各个滩内
都要高于 A断面。
由表 4可知,米草滩内不同级别的潮沟宽深比
也存在明显的差别,主潮沟宽深比较大,支潮沟宽深
比较小,潮沟级别越高其宽深比越小。 主潮沟宽度
较大,沟坡平缓,宽深比在 17 左右;支潮沟冲刷严
重,深度较大,宽深比较小,一级支潮沟在 9 左右,二
级及以上支潮沟宽深比多在 3 左右。 同时,该项统
计也反映了湿地南部潮沟(C2、D2、E2)的宽深比要
略大于北部(C1、D1、E1)。
表 3摇 不同滩面潮沟宽深比统计表
Table 3摇 The width and depth ratio in the different regions
指标
Index
光滩 Beach
A1 B1
米草 Spartina
A2 B2
碱蓬 Suaeda
A3 B3
宽度 Width 76.00 151.91 25.20 29.80 24.70 31.40
深度 Depth 0.84 1.22 1.41 1.60 1.07 1.45
宽深比 Width / depth 91.07 124.51 17.87 19.10 23.08 21.66
平均值 Mean 107.29 18.48 22.37
摇 摇 A1—B3为在东西走向主潮沟的上中下段分别设立的垂直于潮沟的南北向断面
404 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 4摇 不同级别潮沟宽深比统计表
Table 4摇 The width and depth ratio in the different tidal creek
指标
Index
主潮沟
The main creek
C1 C2
一级支潮沟
Secondary creek
D1 D2
二级及以上支潮沟
Lower鄄level creek
E1 E2
宽度 29.70 31.40 10.50 12.2 2.50 3.50
深度 1.68 1.73 1.12 1.17 0.97 1.05
宽深比 17.68 18.15 9.37 10.43 2.58 3.33
平均值 17.87 9.90 2.96
摇 摇 C1—E3为在米草滩内分别垂直于主潮沟、一级支潮沟、二级及以上支潮沟的断面
3.2.3摇 沿岸堤特征
在野外调查以及高程数据处理中发现,在米草
滩内主潮沟和一级支潮沟等较大的潮沟两侧,往往
形成规模较大的沿岸堤。 基于图 4 的典型断面高程
统计结果如图 5所示。
观察断面形态能够发现,在潮沟的两侧边缘往
往发育有高度不等的不对称性的沿岸堤,主潮沟南
侧沿岸堤高差大,而支潮沟西侧沿岸堤高差大,主潮
沟附近高程明显高于支潮沟。 在主潮沟上,沿岸堤
一般比滩面高 0.25 m 左右,且潮沟南部边缘高出北
部 0.15 m;在支潮沟上,沿岸堤一般比滩面高出 0.2
m左右,潮沟西部边缘则高出东部 0.19 m。 而这一
现象在笆斗垦区和东川垦区的米草滩内同样
存在[1,20]。
图 5摇 潮沟断面高程图
Fig.5摇 Elevation mapof the tidal creek cross鄄section
3.2.4摇 边缘地貌特征
在对研究区的实地调查中发现,在米草靠近光
滩方向的边缘处,发育着明显的陡坎和冲沟,并连成
一线,沿着米草边缘贯穿整个米草带。 陡坎宽度不
一,深度一般在 0.3—1 m左右,且靠近米草一侧要明
显高于靠近光滩一侧。 如图 6 所示为沿着东西方向
在米草与光滩交界处设置的一条断面,通过断面形
态可以清晰的发现这种陡坎和冲沟的存在。
图 6摇 典型冲沟断面图
Fig.6摇 Effect diagram of the typical gully
3.3摇 潮沟发育对米草扩张的影响
3.3.1摇 米草滩与潮沟变化
表 5 为湿地 1996—2012 年米草植被的面积和
年均增长率变化情况统计表,重点揭示潮沟系统变
化对米草的扩张影响。
通过观察图 3和表 5 可知,在米草形成前后,光
滩上的潮沟形态和活动性都表现出不同的特点。
1996—2006年是米草从立地生根到快速扩张的时
期,年均增长率达到了 2.35 km2 / a,而该时段光滩上
潮沟的活动性较强,潮沟极不稳定。 随着米草带状
特征的形成,滩面归槽水量剧增而导致落潮动力增
加,使光滩上潮沟的横向摆动尤为明显,分支增多,
密度、宽度都大幅度增加;2006—2012年米草的扩张
速度逐步放缓,年均增长率下降为 1.53 km2 / a,处于
504摇 2期 摇 摇 摇 侯明行摇 等:盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 摇
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一种相对稳定时期,而该时段内光滩上潮沟的活动
性减弱。 潮沟横向摆动不大,分支减少。
表 5摇 16年来米草变化情况统计表
Table 5摇 Statistical table of the Spartina area changes
年份
Years
面积 / km2
Areas
年均增长率 / (km2 / a)
Average annual growth rate
1996 6.36
2006 29.94 2.35
2012 39.11 1.53
3.3.2摇 陆侧潮沟发育对米草扩张的影响
图 7为相对于米草未发生明显变化的基准区
域,有大型东西向主潮沟经过的地方,米草相对于基
准区域超出的宽度和面积,及 2006—2012 年期间米
草扩张在主潮沟上的表现方式。
由图 7、表 6、表 7可知,在有大型东西向主潮沟
经过的地方,米草沿着潮沟发育的方向有明显向内
陆碱蓬区突起的趋势,且潮沟发育越完善、密度越
大,则米草的突起越显著(图 7 线画区域)。 其中潮
沟 2 的规模最小,相应的其向碱蓬区延伸的宽度和
面积也最小,只有 1134 m和 1.49 km2;而潮沟 4的规
模最大,潮沟向西伸展的距离也最长,相应的在其影
响下的米草植被向碱蓬区的延伸宽度和面积也最
大,达到 2587 m和 8.22 km2。 2006—2012 年期间米
草沿潮沟发育方向向内陆扩张,基准区域在期间内
的面积并未发生明显变化,仅仅增加了 0.24 km2,宽
度增加了 98 m,这相对于有潮沟经过的地方米草的
扩张速度来说可以忽略不计;区域内最大的一条潮
沟 6年间米草向碱蓬方向扩张了 1692 m,直接扩张
面积达 2.51 km2;而其它 3 条主潮沟经过的区域,米
草向碱蓬区扩张的趋势同样相当明显。 平均扩张宽
度为 760 m,扩张面积为 1.28 km2。 这相对于没有东
西走向潮沟经过的基准区域来说,显得尤为明显。
因此,基于以上统计分析认为:潮沟的发育是影响米
草向内陆碱蓬区扩张的因素之一,起着非常重要的
引领作用,而米草陆向扩张的宽度和幅度取决于所
在区域潮沟的发育程度。
图 7摇 断面线和米草扩张分布图
Fig.7摇 The distribution of the cross鄄sectional and Spartina expansion
表 6摇 4条潮沟区米草分布相对于基准面超出的宽度和面积
Table 6摇 Statistical table of the length and area in different creek systems
指标
Index
潮沟 1
Tidal creek 1
潮沟 2
Tidal creek 2
潮沟 3
Tidal creek 3
潮沟 4
Tidal creek 4
平均值
Average value
宽度 Width / m 1345 1134 1317 2587 1596
面积 Area / km2 2.71 1.49 1.65 8.22 3.52
604 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 7摇 2006—2012年米草在潮沟发育方向上的扩张宽度和面积
Table 7摇 The length and area of Spartina expansion from 2006 to 2012
指标
Index
潮沟 1
Tidal creek 1
潮沟 2
Tidal creek 2
潮沟 3
Tidal creek 3
潮沟 4
Tidal creek 4
平均值
Average value
基准面区域
Standard area
宽度 / m 366 818 163 1692 760 98
面积 / km2 1.32 0.72 0.57 2.51 1.28 0.24
4摇 讨论
潮沟是潮滩上发育典型的地貌因子,对潮水的
分配以及泥沙的供应都起着重要作用。 在淤长型潮
滩,随着滩面淤涨加宽,潮沟系统通过自身调节来适
应潮滩的淤涨,以完成输干滩面滞留水的功能
要求[3]。
本区为落潮水流冲刷型潮沟,而潮差是潮汐作
用强度的重要指标,与江苏弶港一带,4m 以上的平
均潮差相比[21],该区的潮差仅为 2.42 m,在此潮差
下形成的潮流作用远不及弶港一带。 因此,潮流对
潮沟的改造作用有限,从而造成了该区并无大型潮
沟的分布,潮沟密度较小,南北间距较大。
滩面沉积物也是塑造潮沟的重要因素,根据研
究发现从光滩鄄米草滩鄄碱蓬滩沉积物粒度由粗变
细[22]。 在光滩上主要为砂质粉砂和细砂,落潮归槽
水对滩面的改造作用强,潮沟发育一般较宽且多顺
直;而该区一直处于不断的淤积状态,大量的泥沙沉
积使光滩上的潮沟深度较浅。 因此,相对于盐沼区
的潮沟而言,光滩上的潮沟多具有较大的宽深比;同
时,光滩上泥的含量较低,粘结力较差,容易受潮水
的冲蚀,一般表现为大冲大淤,使很多潮沟一开始形
成即被淤死[23];另外,光滩靠海较近,受风浪和风暴
潮的影响更加强烈,往往一次风暴潮就能对光滩的
潮沟形态进行重塑[24],进而使光滩上的潮沟表现为
较强的活动性,具有较高的横向摆动速度和幅度。
盐沼滩内的沉积物主要以粉砂为主,泥的含量较高,
沉积物的粘结力较强,同时滩内生长着茂密的植被,
受植被的阻挡和消浪作用,使潮水到达盐沼滩内时
能量已大大降低,潮沟的横向迁移比较微弱。 而为
了完成疏干滩面归槽水的任务,这就需要刷深沟底
或形成新的潮沟以增加潮沟密度或是形成分叉以增
加过水断面[9]。 正是由于这种动力的存在,才造成
了盐沼滩内潮沟的宽度较小而深度较大,分支较多,
密度较高,溯源侵蚀更为明显的特征。
米草作为一种外来种,其发达的茎叶和强大的
扩张能力,已大大改变了潮流的动力特征和滩面物
质组成,随着米草的形成和扩展,其强大的滞流和消
浪作用,使落潮中后期滩面的水流速度明显小于滩
外的光滩。 借助于米草的淤高使其与碱蓬滩的坡差
减小,碱蓬滩内大量的潮水下泄时并没有较好的坡
降,从而瞬间使米草滩内的水量增加,产生更多的滩
面滞留水。 同时,人为挖掘桑蚕,在米草滩内形成的
小土堆或蟹穴也会在一定程度上增加地面粗糙度,
进一度降低流速。 而要疏干滩内的潮水,就需要不
断的增加潮沟数量,产生更多的分支,以增加过水面
积,这也就是米草滩内潮沟密度较高的原因。 再者,
大量细颗粒沉积物在此沉积,经过大潮到小潮的半
月循环,泥沙不断淤积压实,从而固定了滩面。 因
此,潮水的侧向侵蚀较难,而要宣泄大量的归槽水,
只能通过加大潮沟深度来实现,从而使米草滩内形
成了窄而深的潮沟。
在涨潮初期涌流的作用下,使主潮沟具有较大
的宽度,并不断向上游扩张,以溯源侵蚀的方式来宣
泄更多的潮水。 主潮沟和较低级别的支潮沟承担着
疏干滩内滞留水的作用,为了适应这个要求,其努力
向两侧岸滩侵蚀。 因此才会造成米草滩内潮沟级别
越低,宽深比越大。 至于米草滩内出现的沿岸堤现
象,主要是因为在潮水漫滩时,流路突然变宽,加上
米草的滞留作用,流速突然减小,泥沙在岸边沉积所
致。 之所以会出现两岸不对称现象,主要是因为区
域地形大致为西高东低、北高南低的趋势,因此在高
差的作用下使东部和南部先漫滩,泥沙率先沉积,随
着时间的延长,就会出现不对称现象。 米草的根茎
具有强烈的固滩作用,使其不易被潮水冲刷而发生
崩塌现象,随着潮水的持续冲刷,其不断的向粘结力
弱的底部侵蚀,从而掏蚀泥沙,形成陡坎和冲沟,并
顺着米草的边缘从北至南贯穿整个米草带。 南部潮
沟规模要普遍大于北部,分析认为除了潮汐潮差因
素外,还与该区的高程较低有关。 本区潮沟沟口处
704摇 2期 摇 摇 摇 侯明行摇 等:盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 摇
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高程较低,水源充足,溯源侵蚀较强,更容易发育大
潮沟。
5摇 结论
本文采用实地调查与遥感影像相结合的方法,
通过提取湿地 3 期潮沟数据,分析了湿地潮沟的整
体形态特征,并重点对米草潮沟系统的形态特征及
成因以及米草潮沟发育对米草扩张的影响进行了系
统分析。 通过对上述问题的研究,得出了以下基本
结论:
(1)受潮流和地形作用的控制,本区并无大型潮
沟的分布,潮沟规模从北至南依次增大。 发育高程
为 0—1.8 m。 盐沼内潮沟的密度要远大于光滩,且
多为垂直于岸堤的东西走向潮沟。 光滩上潮沟形态
简单,活动性较强,侧向迁移明显;而盐沼内潮沟形
态复杂,前期溯源侵蚀明显,后期则有向海萎缩的
趋势。
(2)米草潮沟系统具有独特特征,多发育窄而深
的潮沟;潮沟密度较大,达到 1539 m / km2;潮沟分级
多,可达 4—5级;潮沟侧向迁移小于纵向迁移;宽深
比较小,一般主潮沟在 17 左右,支潮沟在 3—9 之
间,潮沟级别越低,宽深比越大;潮沟两侧边缘往往
发育有高度不等的不对称性的沿岸堤;盐沼边缘发
育有陡坎和冲沟,并贯穿整个米草带。
(3)潮沟的发育是影响米草向内陆碱蓬区扩张
的因素之一,起着非常重要的引领作用,而米草陆向
扩张的宽度和幅度取决于所在区域潮沟的发育程
度,在有东西向主潮沟经过的地方米草平均向陆扩
张宽度为 760 m,扩张面积为 1.28 km2。 同时,近年
来随着米草扩张速度的降低,光滩上潮沟的活动性
有所放缓。
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904摇 2期 摇 摇 摇 侯明行摇 等:盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 34,No. 2 Jan. ,2014(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Effects of soil texture on variations of paddy soil physical and chemical properties under continuous no tillage
GONG Dongqin,L譈 Jun (239)
………………………
………………………………………………………………………………………………………
Evaluation of the landscape patterns vulnerability and analysis of spatial correlation patterns in the lower reaches of Liaohe River
Plain SUN Caizhi, YAN Xiaolu,ZHONG Jingqiu (247)……………………………………………………………………………
Effects of light and dissolved oxygen on the phenotypic plasticity of Alternanthera philoxeroides in submergence conditions
XU Jianping, ZHANG Xiaoping, ZENG Bo, et al (258)
……………
……………………………………………………………………………
A review of the relationship between algae and bacteria in harmful algal blooms
ZHOU Jin, CHEN Guofu,ZHU Xiaoshan, et al (269)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Biodiversity and research progress on picophytoplankton in saline lakes WANG Jiali, WANG Fang (282)……………………………
Effects of ozone stress on major plant physiological functions LIE Ganwen, YE Longhua, XUE Li (294)……………………………
The current progress in rodents molecular phylogeography LIU Zhu, XU Yanchun, RONG Ke, et al (307)…………………………
The progress in ecosystem services mapping: a review ZHANG Liwei, FU Bojie (316)………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Growth, and cationic absorption, transportation and allocation of Elaeagnus angustifolia seedlings under NaCl stress
LIU Zhengxiang, ZHANG Huaxin, YANG Xiuyan, et al (326)
…………………
……………………………………………………………………
Leaf morphology and PS域chlorophyll fluorescence parameters in leaves of Sinosenecio jishouensis in Different Habitats
XIANG Fen, ZHOU Qiang,TIAN Xiangrong, et al (337)
………………
…………………………………………………………………………
Response of change of wheat LAI measured with LAI鄄2000 to the radiance
WANG Yan, TIAN Qingjiu, SUN Shaojie, et al (345)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of K+ and Cr6+ on larval development and survival rate of the acorn barnacle Balanus reticulatus
HU Yufeng, YAN Tao, CAO Wenhao, et al (353)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Diffusion of colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata, adults in field LI Chao, PENG He, CHENG Dengfa, et al (359)……
Population, Community and Ecosystem
Seasonal variations in fish community structure in the Laizhou Bay and the Yellow River Estuary
SUN Pengfei, SHAN Xiujuan, WU Qiang, et al (367)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Variations in fish community structure and diversity in the sections of the central and southern Yellow Sea
SHAN Xiujuan, CHEN Yunlong, DAI Fangqun, et al (377)
……………………………
………………………………………………………………………
Research on the difference in eutrophication state and indicator threshold value determination among lakes in the Southern Jiangsu
Province, China CHEN Xiaohua, LI Xiaoping, WANG Feifei,et al (390)………………………………………………………
Effection of tidal creek system on the expansion of the invasive Spartina in the coastal wetland of Yancheng
HOU Minghang, LIU Hongyu, ZHANG Huabing (400)
…………………………
……………………………………………………………………………
The spatial and temporal variations of maximum light use efficiency and possible driving factors of Croplands in Jiangsu Province
KANG Tingting, GAO Ping, JU Weimin, et al (410)
……
………………………………………………………………………………
Simulation of summer maize yield influenced by potential drought in China during 1961—2010
CAO Yang,YANG Jie, XIONG Wei,et al (421)
………………………………………
……………………………………………………………………………………
Forest change and its impact on the quantity of oxygen release in Heilongjiang Province during the Past Century
ZHANG Lijuan,JIANG Chunyan,MA Jun,et al (430)
……………………
………………………………………………………………………………
Soil macro鄄faunal guild characteristics at different successional stages in the Songnen grassland of China
LI Xiaoqiang, YIN Xiuqin, SUN Lina (442)
……………………………
………………………………………………………………………………………
Seasonal dynamics of soil microbial biomass in six forest types in Xiaoxing忆an Mountains, China
LIU Chun, LIU Yankun, JIN Guangze (451)
……………………………………
………………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Variation of drought and regional response to climate change in Huang鄄Huai鄄Hai Plain XU Jianwen,JU Hui,LIU Qin,et al (460)…
Wind speed changes and its influencing factors in Southwestern China
ZHANG Zhibin,YANG Ying,ZHANG Xiaoping,et al (471)
…………………………………………………………………
………………………………………………………………………
Characteristics of soil carbon density distribution of the Kobresia humilis meadow in the Qinghai Lake basin
CAO Shengkui, CHEN Kelong, CAO Guangchao, et al (482)
…………………………
……………………………………………………………………
Life cycle assessment of carbon footprint for rice production in Shanghai CAO Liming, LI Maobai, WANG Xinqi, et al (491)………
Research Notes
Seasonal changes of ground vegetation characteristics under artificial Caragana intermedia plantations with age in desert steppe
LIU Rentao, CHAI Yongqing, XU Kun, et al (500)
……
………………………………………………………………………………
The experimental study on trans鄄regional soil replacement JIN Yinghua,XU Jiawei,QIN Lijie (509)…………………………………
Sensitivity analysis of swat model on changes of landscape pattern: a case study from Lao Guanhe Watershed in Danjiangkou
Reservoir Area WEI Chong, SONG Xuan, CHEN Jie (517)………………………………………………………………………
625 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34 卷摇
《生态学报》2014 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
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《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
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国内邮发代号:82鄄7,国外邮发代号:M670
标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 34 卷摇 第 2 期摇 (2014 年 1 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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Vol郾 34摇 No郾 2 (January, 2014)
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