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在全球气候变化和人类活动的双重影响下,红树林的北移和互花米草的南侵导致中国东南沿海红树林和互花米草的相对分布范围发生变化并呈现出持续扩张的“红树林——互花米草生态交错带”。为了更好地理解全球变化背景下互花米草入侵对红树植物生长分布的影响及其种间相互作用机理,本研究选择中国红树林人工引种北界(中亚热带,浙江乐清)、中国红树林天然分布北界(中亚热带南缘,福建宁德)、互花米草入侵红树林典型区域(南亚热带,福建云霄)和互花米草分布南端(北热带,广东雷州)4个研究站点,采用野外移植实验,于2012年春季,在刈割和不去除互花米草两种处理生境中分别移植成熟秋茄胚轴、白骨壤和桐花树1年生幼苗,跟踪测定1个生长季内红树植物幼苗的存活和生长状况以及互花米草的生长变化,同时监测土壤间隙水盐度、含水量,红树植物幼苗接受的相对光照强度等环境因子。研究结果表明:
1.四个样地的土壤间隙水盐度范围在17.3-24.9 PSU之间,以宁德样地最低。而土壤含水量的波动范围在45.9-58.4%之间,以雷州样地最低。在各样地内刈割和不去除互花米草两种处理之间,土壤间隙水盐度和含水量都没有显著差异;四个样地的互花米草均显著降低移植红树植物幼苗接受的光照强度,不去除互花米草处理下红树植物幼苗接受的相对光照强度为22.22-30.68%,以雷州样地最高。
2.在生长的高峰期,四个样地中互花米草的株高在宁德样地最高(178.3±7.2cm),雷州样地最低(66.3±3.4 cm);互花米草的密度在云霄样地最高(300±46individual/m2),宁德样地最低(61±14 individual/m2);互花米草的地上部分生物量在云霄样地最高(2295.9±532.7 g/m2),雷州样地最低(786.2±79.5 g/m2)。
3.经过一个生长季后,无论是刈割还是不去除互花米草处理,移植的秋茄、白骨壤、桐花树幼苗的存活率、存活时间都是在低纬度的雷州样地最高,三种幼苗的存活率都在95%以上;而在中纬度的宁德样地,白骨壤、桐花树幼苗的存活率都低于10%,存活时间都在3个月以下。综合比较这三个物种,可以看出秋茄幼苗的存活率、存活时间最高,其次为桐花树,最低为白骨壤。中纬度的宁德和云霄两个样地,互花米草生境中移植红树幼苗的存活率显著低于去除互花米草的生境。
4.在没有邻居植被互花米草存在的情况下,移植的秋茄、白骨壤幼苗在雷州样地生长地最好,而桐花树幼苗是在云霄样地生长地最好。然而在有互花米草存在的情况下,不同纬度样地的互花米草对移植红树植物幼苗的生长却都表现出抑制效应,而且都是在中纬度云霄样地互花米草生境中其生长的抑制效应最大。无论是刈割还是不去除互花米草处理,秋茄幼苗的相对生长速率最高,而且明显高于白骨壤、桐花树幼苗。
以上研究结果表明:互花米草会对移植红树植物幼苗的存活、生长产生抑制效应,而本研究的实验结果表明主要原因是由于互花米草显著降低了红树植物幼苗所接受的光强,而且其种间相互作用的性质和强度会随着纬度梯度、物种不同而变化,从而影响到“红树林——互花米草生态交错带”中的植被分布格局和演替动态。研究结果可为中国东南沿海红树林的保护和人工恢复提供科学依据。