盐城滨海湿地植被分布的主导因子分析

植被是构成滨海湿地景观格局的要素之一，其时空分布具有地带性特征，是开展生态保护与恢复工作必须遵循的自然规律之一，也是分析景观格局的重要理论基础之一。通常，在区域尺度上，植被分布主要受气候条件、海陆位置、海拔高度等自然因素的影响：在南北方向上呈纬度地带性，在海陆方向上具有经度地带性，在高山地区则表现为垂直地带性。在中小尺度上，滨海湿地植被分布特征不仅受制于土壤水分、土壤含盐量等因素，同时还深受农业、水产养殖业、旅游业等人类活动影响，因此其地带性分布规律常常被忽视，进而削弱了其对景观规划、生态恢复工作的指导作用。有鉴于此，本研究将依据土壤有机碳、盐度等土壤数据调查结果，讨论考察期内8个生态脆弱性因子的分布特征及其主导因子，旨在为类似地区开展植被恢复和生物多样性保护工作提供参考和借鉴。

首先，应用Sigma stat V3.5软件统计取得的土壤理化性质指标，在组内和组间两个水平上进行单因素方差分析（one-way ANOVA），从而判断同一类型植物群落下覆盖的土壤理化性质在南北方向上的差异性是否显著（a-d），以及不同植物群落下覆盖的土壤理化性质（每一样方内5个点的均值）在东西方向上差异性是否显著（A-D），然后利用Sigma Plot V10.0软件制图，结果如图3.1所示。

图3.1　不同植物群落中土壤理化性质的分布特征

在相同植被类型（群落内部，包括光滩）和不同植被类型（群落之间）两个尺度上，图3.1依次显示了土壤群落中有机碳、盐度、总氮、总磷、全钾、水分含量及酸碱度、中值粒径等理化指标。从群落内部尺度上来看，在光滩、互花米草、盐蒿、芦苇以及水稻田等5种土壤群落中，全钾、酸碱度、中值粒径具有比较高的同一性（正负误差均低于5%），表明三者在同一种植被类型的南北方向上（不同功能分区之间）具有极低的差异性，而有机碳、盐度、总氮、总磷、水分含量等5个指标在南北方向上的差异性相对较高（正负误差高于5%），但其在统计学意义上的显著性水平均不高（c或d）。

植被、土壤等自然地理要素的地带性分布规律主要受太阳辐射及海陆位置的影响，而我们从图3.1得出的结果表明，在中小尺度的滨海湿地，海陆位置对土壤属性空间分布影响要显著高于太阳辐射的作用。在本研究区，尽管南北跨度远大于东西距离，但是与太阳辐射的作用相比，海水在东西方向上的周期性涨落是土壤理化学性质差异的主导因素。由于在海陆方向上潮水入侵的范围不同，从而导致湿地土壤中的有机碳、盐度、总氮、总磷及水分含量的分布呈现显著差异，在东西方向上形成不同类型土壤群落，促使植被分布呈现显著的经度地带性特征（平均低潮位和中潮位之间为光滩和互花米草，中潮位和高潮位之间为盐蒿，高潮位和天文大潮位之间为芦苇）。与之相对的是，由于潮水作用在南北方向上的差异相对较小，因此土壤的纬度地带性分布特征不显著，整体上呈现隐域性分布特征。

张华兵等基于典范对应分析（canonical correspondence analysis）和地统计学方法［20］，探讨了盐城自然保护区核心区的土壤水分和盐度的空间分异特征，指出水分和盐度是自然条件下控制盐城滨海湿地植被分布的关键因子。为了尽量避免基于单一断面所得结论的局限性，本研究在这一认识基础上开展进一步探讨，分别在不同保护级别的缓冲区和实验区增设多个断面，采集不同植被类型的下覆土壤，同样利用典范对应方法分析其主导因子及其空间分布特征，结果如图3.2～图3.4所示。

图3.2　研究区典型断面土壤水分和盐分与植被类型的典范对应顺序图

图3.2显示的是基于平行海岸线方向上两个典型断面的土壤水分和土壤盐分数据，利用CANOCO 4.5软件得出不同植被类型与水分、盐度对应排序图（CCA排序），图中四种植被类型的垂直投影点到箭头的距离长短体现了某种植被类型与水分、盐分的相关性大小（垂直投影点越靠近箭头，相关性越高）。结果表明：实验区（图3.2a）土壤水分与盐蒿的相关性最高，其后依次为芦苇、互花米草和光滩；缓冲区（图3.2b）土壤盐分与光滩的相关性最高，其后依次为互花米草、盐蒿和芦苇。此外，图3.2还显示，研究区四种湿地植被类型在CCA排序轴上分别处于第一、第二、第三和第四象限，因此可以认为土壤水分和盐分是在垂直岸线的方向上控制研究区湿地植被分布的关键因子——每个象限代表不同的土壤水分和盐分组合特征，芦苇滩为低水分-低盐分的“双低型”，互花米草则为“双高型”。

张华兵等还通过变异函数探讨了盐城保护区的土壤水分和盐分空间分异的主导因素［20］，指出核心区土壤水分和盐分具有空间自相关格局，据此指出两者的空间分布特征是完全在自然条件控制下引起的变异：空间变异的延伸方向与海岸线垂直，并且在垂直于海岸线方向上的变异大于在平行于海岸线方向上的变异。(www.xing528.com)

应用Microsoft Excel软件统计研究区土壤水分和盐分数据，再通过IBM SPSS 20.0软件在组内和组间水平上进行单因素方差分析（one-way ANOVA），从而判断研究区土壤水分和土壤盐分的空间异质性是否显著。本研究同样发现核心区土壤水分和土壤盐分在垂直于海岸线方向上具有空间变异性特征（图3.3），单因素方差分析结果表明，包括核心区在内的研究区土壤水分含量、土壤盐分含量在与海岸线垂直方向上的差异均比较显著（n=20，P＜0.05）。

图3.3　研究区土壤水分和土壤盐分在垂直海岸线方向上的空间分布特征

续图3.3　研究区土壤水分和土壤盐分在垂直海岸线方向上的空间分布特征

图3.4　研究区土壤水分和土壤盐分在平行海岸线方向上的空间分布特征

续图3.4　研究区土壤水分和土壤盐分在平行海岸线方向上的空间分布特征

通过图3.4还可以看出研究区土壤水分和土壤盐分的南北分异情况：除了光滩之外，在同一植被类型的不同区域之间，土壤水分和盐分的南北分异特征同样比较显著。单因素方差分析结果表明：在平行于海岸线方向上，芦苇、盐蒿及互花米草群落的下覆土壤同样具有中等变异性特征（n=20，P＜0.05）。结合实地调研情况，本研究认为主导研究区土壤水分和盐分南北分异特征的区域因素（自然因素）和非区域因素（人为因素）在不同分区具有不同的对比关系：北部缓冲区属于侵蚀型潮滩，滩面高程低，潮水入侵频率高，人类活动强度相对较低，因此自然因素的影响高于人为因素；核心区植被类型丰富，是候鸟集中分布的区域，近年来通过增益性人为干扰来提高其生境承载力，尤其是人工开挖的引潮沟和水禽湖建设，使得这一区域的自然影响与人为影响接近平衡状态；南部缓冲区属于淤长型潮滩，滩面高程相对较高，加之人类的围垦活动导致潮水上涨能力受限，因此土壤水分、盐度相对低于中部核心区和北部缓冲区，人为因素的负面影响（导致植被退化）高于自然因素。

需要指出的是，在极端灾害频发、海平面上升的全球变化背景下，强烈的海陆相互作用可能导致滨海湿地面临越来越复杂的人地矛盾。因此，如果想准确识别主导滨海湿地土壤性质、植被格局演化的驱动因素，可能依然面临巨大挑战。尤其是在不同的立地条件下，确实很难完全地将导致景观格局变化的自然因素和人为因素相互剥离：除了直接改变植被格局，通过城市建设、引入外来生物等人类活动同样可以改变滨海湿地土壤物理化学性质，从而间接改变植被分布特征；土壤质地类型变化、水文变异等自然因素也会反作用于人类活动，植被格局也可能随之改变。