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水 利 学 报

2021 年 3 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 3 期

文章编号：0559-9350（2021）03-0255-10

黄河口盐沼湿地植被群落适宜生境模拟Ⅰ：理论

易雨君 ，谢泓毅 ，宋 劼 ，杨志峰 1，4
1，3
1
1，2
（1. 北京师范大学 教育部水沙科学重点实验室，北京 100875；
2. 北京师范大学 水环境模拟国家重点实验室，北京 100875；
3. 交通运输部规划研究院 环境资源所，北京 100028；4. 广东工业大学 环境生态工程研究院，广东 广州 510006）

摘要：黄河口三角洲天然盐沼植被呈明显的带状分布，为厘清径流和潮汐共同作用下黄河三角洲土壤水盐条件的
响应及其对盐沼植被分布的影响，针对黄河三角洲自然保护区不同盐沼植被带，对其地下水和土壤水盐进行了野
外原位监测，获得了不同盐沼植被带对环境因子的响应规律。通过元胞自动机模型模拟盐沼植被的空间扩散，改
进 Logistic 模型模拟盐沼植被的种群增长和种间竞争，耦合元胞自动机模型和改进的 Logistic 模型，构建了盐沼植
被种群增长-竞争动力学模型。基于 MODFLOW 模型和广义可加模型模拟得到环境因子的时空分布，与盐沼植被
种群增长-竞争动力学模型结合，构建了土壤水盐协同-生长扩散植被群落适宜生境及生物量模拟模型。模型能
够模拟不同径流和潮汐作用下，河口三角洲地下水动力过程及土壤水盐条件，进而获得不同盐沼植被的适宜生境
和生物量的时空分布。
关键词：地下水动力；河口三角洲；径流；潮汐；生境；生物量
中图分类号：X171.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200542

1 研究背景

盐沼植被适宜生境保护是维持黄河三角洲生物多样性的重要环节之一 ［1-2］ 。许多研究表明，盐沼
［3］
植被的演替与盐沼的海拔高度和水文过程有关，尤其与地下水过程关系紧密 。不同地下水流动模式
下，非生物因子梯度，如土壤盐度与含水率梯度在空间上存在明显差异，这种差异直接导致了盐沼
［4］
植被适宜生境的变化 。对于盐沼植被适宜生境的模拟始于偏好曲线法，该方法基于生物对生境因子
［5］
的偏好，构建环境因子与生物偏好之间的关系，得到物种生境的适宜程度 。但该方法没有考虑环境
因子之间的相互作用，不能适用于环境因子相互作用关系复杂的情况。
为了解决偏好曲线法的局限，一些研究开始采用多元统计方法，通过建立目标物种分布与环境
因子之间的统计关系来模拟适宜生境，包括多元线性回归法、岭回归法、主成分回归法、逻辑回归
法、广义线性模型和广义可加模型等 ［6-7］ 。偏好曲线法和多元统计方法能较好地描述物种对多环境因
子的响应问题，并和水动力水质模型相结合，得到适宜生境范围的时空演变过程。但上述方法主要
［8］
基于环境因子和生物选择的统计关系 ，无法考虑生物的动力过程。有研究提出了基于生物生长动力
［9］
过程的适宜生境模拟方法 ，该方法能够模拟环境因子和生物过程以及两者之间的动态作用关系 ［10］ 。
目前基于生物生长动力过程的适宜生境模型主要有元胞自动机法（Cellular Automata，CA），该方法能
模拟物种的生长和扩散过程 ［11］ ；同时，有研究从生态学角度出发，提出了模拟种群增长和种间竞争
的模型 ［12］ 。然而，模拟种群扩散和增长的元胞自动机模型，和模拟种间竞争的模型，往往基于静态

收稿日期：2020-07-21；网络首发时间：2021-01-21
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网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210120.1712.001.html
基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC0407403）；国家自然科学基金优秀青年基金项目（51722901）；北京市自然科学基金
项目（JQ19034）
作者简介：易雨君（1981-），博士，教授，主要从事生态水力学研究。E-mail：yiyujun@bnu.edu.cn
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