王日明，梁喜幸，周曉妍，黃鵠，戴志軍

1.北部灣大學(xué)欽州市環(huán)境生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,欽州 535011;

2.北部灣大學(xué)廣西北部灣海洋災(zāi)害研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,欽州 535011;

3.華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200062

1 引言

生長(zhǎng)于熱帶亞熱帶河口潮灘的紅樹林在沿海城市抵御海洋災(zāi)害、維持河口生物多樣性以及高存貯碳等方面具有不可或缺性。然而，因海平面上升、土地利用變化與海岸城市擴(kuò)張等作用，世界較多河口紅樹林都出現(xiàn)大規(guī)模生境破壞及損失，這很可能對(duì)沿海生態(tài)安全帶來風(fēng)險(xiǎn)（Lovelock 等，2015）。由于紅樹植被茂密且所處的狹窄潮間帶出露時(shí)間短，到目前為止很難獲得準(zhǔn)確的紅樹林空間分布及生態(tài)學(xué)特性等資料。

基于此，較多成果從技術(shù)層面以定量潮間帶紅樹林面積、生物量與植被結(jié)構(gòu)（Rumondang等， 2022）。譬如，利用Landsat TM/ETM+/OLI 監(jiān)測(cè)紅樹林的動(dòng)態(tài)變化（Long 等，2021），或把激光雷達(dá)（Mazzini 等，2007）、多光譜（Hu 等，2020）與高光譜（Wulder 等，2012）用于紅樹林分布研究；將高空間分辨率及多光譜特性的多源數(shù)據(jù)融合，監(jiān)測(cè)紅樹林類別（Simard 等，2002；李春干，2002）、估算紅樹林生物量（Satyanarayana 等，2011）、分層結(jié)構(gòu)（Kovacs 等，2010）、群落特征參數(shù)（Shah 等，2005）、樹高（Proisy 等，2007）及平均冠幅（Satyanarayana 等，2011）等生態(tài)學(xué)參數(shù)特征。同時(shí)，一些工作則基于遙感技術(shù)開展了紅樹林濕地動(dòng)態(tài)演替及影響機(jī)制的研究等（Long 等，2021；Wang 等，2019）。也有工作將遙感影像反演以揭示紅樹林應(yīng)對(duì)氣候變化、海平面變化（Doyle 等，2009）。就北部灣沿岸紅樹林而言，賈明明等利用6 景Landsat 數(shù)據(jù)獲取了較高精度的該區(qū)域近40年紅樹林分布地圖（賈明明，2014；Jia等，2014）。Long 等（2022）基于長(zhǎng)期Landsat 影像揭示了區(qū)域南流江河口紅樹林空間變化格局。李春干和代華兵（2015）基于航空?qǐng)D像、遙感影像（SPOT 1—5 圖像、Landsat 5 TM圖像、ALOS圖像）和野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)北部灣沿岸近50年紅樹林面積減少了22.16%，其中斑塊消失、碎化和萎縮是紅樹林面積減少的主要途徑。

毋庸置疑，遙感技術(shù)在紅樹林信息解譯與提取方面提供實(shí)時(shí)、快捷和大范圍的優(yōu)勢(shì)。但紅樹林生長(zhǎng)于狹窄的潮間帶，不同種群的紅樹林混雜而生，很難利用遙感技術(shù)甄別；加之當(dāng)衛(wèi)星過境如恰值高潮，則部分紅樹林被淹沒亦將影響遙感影像反演紅樹林信息，由此導(dǎo)致對(duì)紅樹林面積及生物學(xué)習(xí)性的量化誤差。顯然，很有必要將遙感技術(shù)與野外調(diào)查等多技術(shù)結(jié)合以甄別紅樹林空間分布格局與表征紅樹林物種變化的各種參數(shù)特性。

與分布在一般為數(shù)百米寬的狹窄海岸潮間帶紅樹林比較，河口生長(zhǎng)的紅樹林自海向陸可從口外海濱延伸到感潮河道；同時(shí)河口水位、鹽度與沉積物的變化梯度要遠(yuǎn)高于海岸潮間帶。這意味著河口紅樹林遠(yuǎn)比海岸潮間帶紅樹林空間演替及其變化要復(fù)雜，利用遙感技術(shù)來提取河口潮灘的紅樹林信息必然將出現(xiàn)較大誤差，很難甄別河口區(qū)紅樹林種屬。同時(shí)，當(dāng)前國內(nèi)外針對(duì)紅樹林的研究工作主要聚焦在熱帶與亞熱帶海岸，探討河口自海向陸潮間帶紅樹林種群空間演替過程的成果仍較缺乏（Woodroffe 等， 2016）。有必要指出的是，河口同樣遭受高強(qiáng)度人類活動(dòng)的影響，河口紅樹林的損失并不亞于海岸潮間帶，對(duì)河口潮間帶紅樹林群落甄別、紅樹林受損緣由及機(jī)理的分析應(yīng)是理解河口紅樹林生長(zhǎng)發(fā)育過程及恢復(fù)的關(guān)鍵所在?；诖耍疚囊员辈繛硽J江河口潮灘為研究區(qū)，試圖結(jié)合歷史遙感影像、無人機(jī)正射影像和實(shí)測(cè)水文及沉積觀測(cè)資料，闡明欽江河口紅樹林植被的分布特性、空間變化格局及可能的影響機(jī)制，這能為熱帶河口潮灘紅樹林的研究、保護(hù)與紅樹林生態(tài)修復(fù)工程提供重要理論與技術(shù)借鑒。

2 研究區(qū)域與方法

2.1 研究區(qū)域概述

研究區(qū)位于茅尾海的欽江河口（圖1）。欽江是廣西獨(dú)流入海的第二大河，全長(zhǎng)179 km，于尖山鎮(zhèn)橫山頭分為二支，分別于犁頭咀、沙井注入茅尾海。該區(qū)域一般每日發(fā)生高、低潮各一次，半月周期新老潮期交替之日則發(fā)生高、低潮各兩次，屬不正規(guī)混合全日潮型（常濤等，2015）。漲潮潮差最大為2.21 m，平均0.97 m，落潮潮差最大為2.20 m，平均為1.01 m。欽江尖山鎮(zhèn)河段為欽江感潮河段上限，漲潮歷時(shí)最大為505 min，平均264 min；落潮歷時(shí)最大為1424 min，平均1122 min。

圖1 欽江河口監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布置Fig.1 Layout of monitoring stations at Qinjiang Estuary

受兩入海河道徑流與潮汐綜合作用，欽江河口在大新圍與堅(jiān)心圍沙島外灘及河口感潮段形成紅樹林潮灘。該區(qū)域分布有紅樹植物11 科16 種，于2005年納入茅尾海自治區(qū)級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)。該區(qū)域分布面積最大的紅樹植物為桐花樹（Aegiceras corniculatum），其次是無瓣海桑（Sonneratia apetala）。同時(shí)還有部分海漆（Excoecaria agallocha）、木欖（Bruguiera gymnorhiza）、紅海欖（Rhizophora stylosa）、秋茄（Kandelia candel/Kandelia obovata）、小花老鼠簕（Acanthus ebracteatus）等。感潮段河岸高潮位以上分布有半紅樹植物苦郎樹（Clerodendrum inerme）、黃槿（Hibiscus tiliaceus）。此外，在該河段潮灘還零星分布有蘆葦（Phragmites communis）、茳芏（Cyperus malaccensis）等草本植物。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法

2.2.1 無人機(jī)影像采集與影像數(shù)據(jù)處理

在2021年4月28日和2021年5月16日對(duì)欽江河口堤外潮灘與河口感潮段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，收集研究區(qū)資料，主要包括對(duì)各類紅樹植物分布極限點(diǎn)、典型植物群落記錄與拍照，并用GPS 工具與奧維數(shù)字地圖定位、標(biāo)識(shí)。根據(jù)紅樹林空間分布信息進(jìn)行航跡規(guī)劃：考慮到航攝需要在低潮期間進(jìn)行，但研究區(qū)范圍較大且需要無人飛機(jī)多次航攝，把欽州河口分為堤外潮灘（2 個(gè)區(qū)域）與感潮河段共3 個(gè)區(qū)域，對(duì)堤外潮灘采用區(qū)域規(guī)劃方式，對(duì)感潮河段采用航帶規(guī)劃方式（圖2）。

圖2 無人機(jī)航拍航線規(guī)劃Fig.2 The UAV aerial photography route planning

2021年5月，通過衛(wèi)星影像和實(shí)地調(diào)研的方式對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行綜合評(píng)估，結(jié)合飛行安全、飛行效率等因素確定無人機(jī)起降點(diǎn)備降點(diǎn)、盤旋點(diǎn)等信息。根據(jù)研究目標(biāo)和無人機(jī)載荷的相關(guān)參數(shù)確定無人機(jī)飛行高度、航飛路線。結(jié)合飛行窗口期的風(fēng)力、能見度、太陽光線照射角度等信息對(duì)無人機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的地面調(diào)試、檢測(cè)準(zhǔn)備，利用地面站控制系統(tǒng)控制無人機(jī)垂直起飛，到達(dá)預(yù)定高度后切換成為固定翼巡航模式，本次航攝采用復(fù)合翼垂直起降無人機(jī)，搭載sony5100 可見光攝像頭對(duì)研究區(qū)進(jìn)行航攝，獲取研究區(qū)的正射影像數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)包含R、G、B 這3 個(gè)波段。飛行高度250 m，航向重疊率80%，旁向重疊率70%，地面分辨率0.05 m。共飛行7 個(gè)架次，每個(gè)架次飛行時(shí)間45 min 左右，全部航拍任務(wù)歷時(shí)325 min，共獲取5692張有效像片，覆蓋面積11.52 km2。

對(duì)采集的無人機(jī)影像使用Pix4D 軟件進(jìn)行幾何糾正與拼接，利用“Grographic Ortho-Metric”功能生成正射影像圖；隨后利用“htitchMe”功能鑲嵌正射影像；再利用行正射“station operator”功能評(píng)定精度以及糾正、修改在鑲嵌階段產(chǎn)生的誤差；最終得到研究區(qū)拼接后的影像，生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)字表面模型DSM（Digital Surface Model）影像數(shù)據(jù)。

2.2.2 無人機(jī)影像與衛(wèi)星遙感影像紅樹林?jǐn)?shù)據(jù)提取

本研究結(jié)合紅樹林生長(zhǎng)特點(diǎn)和所獲取的無人機(jī)影像與2016年衛(wèi)星遙感影像（數(shù)據(jù)來自圖新地球4.0 版2016年12月28日分辨率為0.27 m 的谷歌歷史影像）的參數(shù)信息，根據(jù)不同物種的光譜特征、紋理特征、幾何形狀和拓?fù)涮卣鞯龋T家莉等，2015），采用目視判讀法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查校核，確定桐花樹、無瓣海桑解譯標(biāo)志（圖3）并識(shí)別，提取欽江河口桐花樹、無瓣海桑等紅樹林空間分布信息。因其他紅樹植物個(gè)體體量小、分布范圍窄且大多分布于桐花樹與無瓣海桑林下，或與這兩種紅樹植物混生在一起，所提取數(shù)據(jù)難以在圖上清晰表達(dá)，故本研究?jī)H提取2016年與2021年桐花樹、無瓣海桑等紅樹植物在欽江河口堤外潮灘的空間分布。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)校核，在圖上僅表達(dá)各紅樹植物沿欽江河口的分布極限位置。

圖3 無瓣海桑與桐花樹解譯識(shí)別Fig.3 Interpretation and identification of S.apetala and A.corniculatum

采用解譯結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)校核與現(xiàn)場(chǎng)植株定位到解譯數(shù)據(jù)確認(rèn)的雙向驗(yàn)證法對(duì)無人機(jī)圖像目視解譯精度進(jìn)行驗(yàn)證。第1 步，從解譯結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，主要驗(yàn)證解譯結(jié)果的正確性：根據(jù)無瓣海桑解譯標(biāo)志，對(duì)無人機(jī)影像目視解譯結(jié)果中，在研究區(qū)內(nèi)按分布均勻原則隨機(jī)選取識(shí)別的無瓣海桑40 棵，記錄其分布位置后再去現(xiàn)場(chǎng)勘查確認(rèn)，確認(rèn)結(jié)果所選40棵中有39為無瓣海桑，1棵為海漆。第2步，從現(xiàn)場(chǎng)植株定位到解譯數(shù)據(jù)校核，主要校核是否漏譯：在欽江河口堤外紅樹林潮灘，現(xiàn)場(chǎng)選取樹齡5年生左右的中小型無瓣海桑植株40 棵，用RTK 標(biāo)定其位置，再對(duì)根據(jù)無人機(jī)影像目視解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，查證所有無瓣海桑植株是否被解譯。驗(yàn)證結(jié)果為所選取的40 棵無瓣海桑中有39 棵被正確識(shí)別并在解譯結(jié)果中標(biāo)識(shí)，有一棵漏譯（圖4）。綜上，對(duì)無人機(jī)圖像目視解譯所抽取總樣本為80 棵，其中解譯正確的為78 棵，則目視解譯的精度為97.5%。

圖4 無人機(jī)影像無瓣海桑目視解譯精度驗(yàn)證Fig.4 Validation of visual interpretation accuracy of Sonneratia apetala images from UAV

2.2.3 實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)布置

結(jié)合無人飛機(jī)航攝進(jìn)行沿程校核的同時(shí)，專門布設(shè)定點(diǎn)觀測(cè)紅樹林植物群落結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相應(yīng)水體鹽度測(cè)定與潮灘沉積物粒度分析?？紤]到犁頭咀入海河段采用人工硬質(zhì)駁岸，近岸幾乎沒有潮灘，河段內(nèi)大規(guī)模生蠔養(yǎng)殖、漁民趕海等人工干擾導(dǎo)致該河段到外灘極少有紅樹林生長(zhǎng)，故在該河段沒有布置監(jiān)測(cè)和校核站點(diǎn)。而在沙井入海河段，部分岸堤采用人工硬質(zhì)駁岸，但全線較為平緩，岸外有寬窄不一的潮灘。同時(shí)，該河段彎道較多，沿線內(nèi)灣分布有大小不一潮灘。沿該河段上溯，感潮段潮灘有較多紅樹植物分布。故本研究沿沙井入海河段，以HS00（21°51′21.54″N，108°35′54.06″E）為河口基點(diǎn)，上溯到感潮段最上限尖山鎮(zhèn)HE00 點(diǎn)（21°55′42.19″N，108°37′05.02″E）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)（圖1）。沿感潮段在河道轉(zhuǎn)點(diǎn)及河口紅樹林潮灘邊緣依次布置10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（QJ01—QJ10），在HS00 向海段布置3 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（HO01—HO03），同時(shí)在大新圍外灘離堤約20 m 的紅樹林灘地設(shè)置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（DW01—DW05）（圖1）。

2.2.4 沉積物及水樣樣品采集測(cè)定

（1）2021年3月28日在外灘與河道現(xiàn)場(chǎng)校核監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖1）的紅樹林片區(qū)采集2 cm 厚表層土，帶回實(shí)驗(yàn)室干燥后，用篩分法分析各沉積物粒徑組成。

（2）堤外潮灘水樣采集與鹽度測(cè)定：于2020年11月8日區(qū)域漲潮接近高程位開始，分別在外灘站點(diǎn)（圖1）每隔30 min 取表水采樣，每個(gè)點(diǎn)共采10 個(gè)水樣帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定鹽度，取其平均值為該站點(diǎn)的表水鹽度值。

（3）感潮河段水樣采集與鹽度測(cè)定：在漲潮接近高潮時(shí)，從口外站點(diǎn)HO03 出發(fā)，駕船按5 km/h 時(shí)速逆流上溯至HE00 站點(diǎn)，隨后從HE00站點(diǎn)駕船按5 km/h 時(shí)速順流至口外站點(diǎn)HO03（圖1）。途中每隔5 min 采一次表層水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水體鹽度。根據(jù)各取樣點(diǎn)與布設(shè)站點(diǎn)的距離，采用內(nèi)插值法，計(jì)算出各站點(diǎn)的鹽度。以順、逆流各站點(diǎn)兩次鹽度的平均值為該站點(diǎn)的鹽度值。

2.2.5 欽江河口潮灘紅樹植物分布現(xiàn)場(chǎng)勘查

（1）堤外潮灘紅樹植物分布現(xiàn)場(chǎng)勘查。沿大新圍與堅(jiān)心圍向海岸線，勘查紅樹植物空間分布，并分析記錄群落結(jié)構(gòu)。對(duì)有代表性的紅樹植物種類與典型群落結(jié)構(gòu)拍照，并用GPS 工具與奧維數(shù)字地圖定位、標(biāo)識(shí)，以便后期影像數(shù)據(jù)處理時(shí)核驗(yàn)。沿堤外潮灘紅樹林向海林緣線，探查向海分布的紅樹植物種類，觀察記錄不同紅樹植物二年生與當(dāng)年生幼苗生長(zhǎng)極限位置。當(dāng)年生紅樹植物為紅樹向海生長(zhǎng)的極限位置（王日明等，2020）。隨后，獲取當(dāng)?shù)睾Ｆ矫嫠谖恢酶叱厅c(diǎn)，利用中海達(dá)V90 GNSS RTK 進(jìn)行區(qū)域橫向斷面的測(cè)量，作業(yè)過程中，測(cè)定點(diǎn)在固定解狀態(tài)下，有效衛(wèi)星個(gè)數(shù)應(yīng)多于5 個(gè)，PDOP 值小于6，高程測(cè)量精度約為0.02 m。根據(jù)海事資料，欽州灣平均海平面比1985 黃?；娓?.36—0.38 m，此處取0.37 m。則所測(cè)定的高程數(shù)據(jù)減去0.37 m，即為該點(diǎn)以當(dāng)?shù)睾Ｆ矫鏋榛鶞?zhǔn)的高程值，其中一年生紅樹林所在位置的高程即為極限位置。

（2）感潮河段紅樹植物分布現(xiàn)場(chǎng)勘查。沿欽江河堤上溯，以及駕船沿河段內(nèi)林緣線上溯，勘查紅樹植物空間分布。隨后記錄各紅樹植物沿江分布狀況與典型群落結(jié)構(gòu)、拍照定位。各紅樹植物沿江分布距HE00 站點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)即為該類植物向陸分布上限。半紅樹植物與非紅樹植物沿江分布距HE00 站點(diǎn)最近點(diǎn)即為該類植物分布下限，最遠(yuǎn)點(diǎn)為分布上限。

3 結(jié)果分析

3.1 欽江河口紅樹林群落分布特征

欽江河口潮灘紅樹林群落分布表現(xiàn)為紅樹植物種類與數(shù)量自海向陸逐減的特點(diǎn)。紅樹植物向陸分布最遠(yuǎn)為距離HE00站點(diǎn)11.00 km處的QJ09河段，植物種類為桐花樹；紅樹植物向陸成林分布最遠(yuǎn)為距離HE00 站點(diǎn)9.55 km 處的QJ07 河段，植物種類為無瓣海桑（圖5）。

3.1.1 欽江河口潮灘植物分布特征

欽江河口潮灘分布的紅樹植物種類主要有桐花樹、無瓣海桑、海漆、木欖、紅海欖、秋茄、小花老鼠簕及部分半紅樹植物黃槿、苦郎，非紅樹草本植物蘆葦、茳芏。按其數(shù)量與分布范圍，以桐花樹為主，數(shù)量多，分布范圍廣。欽江河口潮灘桐花樹面積約400.00 hm2，其向海分布自堤外潮灘紅樹林林緣線外0.67 km 處（108°34′28.31″E，21°50′35.96″N），所處位置高程（以當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫鏋闇?zhǔn)，下同）為-0.37 m 有當(dāng)年生桐花樹小苗生長(zhǎng)（圖5）。其向陸分布自HS00 站點(diǎn)沿欽江上溯8.91 km 處潮灘有約20 m2小片林，11.00 km 處有當(dāng)年生桐花樹小苗生長(zhǎng)（圖5、圖6）。

圖5 欽江河口潮灘植物分布特征Fig.5 Distribution characteristics of plant species in tidal flat of Qinjiang Estuary

圖6 欽江河口感潮段植物分布極限Fig.6 Distribution limit of plants in tidal section of the Qinjiang Estuary

2002年欽州市引種無瓣海桑20000 株種植于康熙嶺鎮(zhèn)標(biāo)準(zhǔn)海堤外灘，面積約15 hm2。2011年入侵欽江河口潮灘后，得到快速發(fā)展。2016年欽江河口潮灘無瓣海桑面積發(fā)展到0.30 hm2，至2021年已達(dá)5.62 hm2，平均年增長(zhǎng)79.6%，并呈現(xiàn)繼續(xù)擴(kuò)張趨勢(shì)。同期，欽江河口紅樹林總面積也在增長(zhǎng)，但平均年增長(zhǎng)僅46.0%?？梢?，外來物種無瓣海桑在欽江河口適應(yīng)能力強(qiáng)，發(fā)展速度快。無瓣海桑主要集中分布于堤外潮灘，首先以單株分散入侵桐花樹林后，再逐漸發(fā)育成片林。無瓣海桑片林下的桐花樹等灌木逐漸衰老死亡。無瓣海桑向陸分布到HS00 站點(diǎn)沿欽江上溯9.55 km處（圖6）。

小花老鼠簕、秋茄、海漆、木欖、紅海欖等主要散布于堤外潮灘桐花樹片林中，數(shù)量少，分布面積小。小花老鼠簕沿江分布上限為距HS00 站點(diǎn)5.90 km的潮灘（圖6）。

3.1.2 欽江河口堤外潮灘植物群落格局

欽江河口大新圍與堅(jiān)心圍堤外海灘形成以桐花樹為主，少量無瓣海桑、海漆、木欖與紅海欖，極少數(shù)小花老鼠簕與秋茄組成的紅樹林群落復(fù)合體（圖7）。在堤外潮灘，向海灘地局部形成以桐花樹為主的“無瓣海?！┗洹比郝?，部分無瓣海桑密集區(qū)域形成“無瓣海桑純林”。近堤岸區(qū)域，局部形成“無瓣海桑+海漆—桐花樹+秋茄+鹵蕨+小花老鼠簕—苦郎”、“黃槿+海漆—桐花樹+小花老鼠簕”、“海漆—桐花樹”群落（圖7）。其中，黃槿、苦郎等半紅樹植物僅分布于堤岸高高潮位以上的岸堤，小花老鼠簕主要分布于近岸高潮位潮灘。

圖7 欽江河口潮灘植物群落格局Fig.7 Plant community patterns in tidal flats of the Qinjiang Estuary

3.1.3 欽江河口感潮段潮灘植物群落格局

欽江河口感潮段潮灘紅樹林分布表現(xiàn)為向海河口段紅樹林植物種類較豐富、分布面積較廣，以“無瓣海?！┗洹奔兗t樹植物群落為主。沿河上溯種類與數(shù)量逐漸減少（圖5、圖7），表現(xiàn)出紅樹植物與半紅樹植物、非紅樹植物混生的特點(diǎn)。HS00 至QJ04河段是海陸過渡帶，河段兩側(cè)有較寬潮灘，河中間有江心洲潮灘，紅樹林面積53.60 hm2。該區(qū)域形成以桐花樹為主的“無瓣海?！┗洹比郝?。

QJ04 至QJ07 河段受潮汐作用逐漸減弱，河段沿線潮灘分布的植物群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為：“無瓣海?！┗洹比郝洹ⅰ疤J葦+桐花樹”或“桐花樹+茳芏”混生群落；中高潮灘林叢邊緣有小量小花老鼠簕分布，近高潮帶河堤中上部有部分苦郎樹分布。QJ05 至QJ07 河段潮灘遍布蘆葦，在蘆葦叢中雜生有部分桐花樹，有少量3—5年生的無瓣海桑分布，形成以蘆葦為主的“無瓣海?！J葦+桐花樹”混生群落結(jié)構(gòu)。

QJ07 至QJ10 河段受潮汐作用進(jìn)一步減弱，沿線潮灘少，是紅樹植物與非紅樹植物混生區(qū)。該區(qū)域群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為“蘆葦+苦郎樹”或“蘆葦+茳芏+苦郎樹”的混合植物群落。

3.2 欽江河口鹽度梯度變化特征

在大潮高潮漲平期間測(cè)得的欽江河口鹽度表明，自口外站點(diǎn)沿河道向陸逐漸降低。大潮高潮時(shí)感潮河段自HO03站點(diǎn)平均鹽度14.2‰，至HS00站點(diǎn)平均鹽度13.8‰，鹽度變化較平緩。自HS00站點(diǎn)沿江上溯，至距HS00站點(diǎn)5.90 km處的QJ05—QJ06 河段，鹽度從11.3‰快速降低至3.7‰。隨后QJ07 站點(diǎn)鹽度小幅度上升后又緩慢降低，至距HS00 站點(diǎn)13.20 km 的HE00 處降到0.0‰（10 次測(cè)量結(jié)果有兩次鹽度分別為0.02‰與0.01‰，其他顯示為0.00‰）（圖8）。

圖8 欽江口感潮段河道表層水體鹽度特征Fig.8 Characteristics of surface water salinity along the tidal reach of Qinjiang River

自HS00 沿河道上溯，距離越遠(yuǎn)，水體鹽度越低。感潮段最遠(yuǎn)距離為距河口13.20 km 的HE00 站點(diǎn)，該點(diǎn)是欽江河口感潮段最遠(yuǎn)極限點(diǎn)。

3.3 欽江河口紅樹林潮灘沉積物粒度特征

欽江河口感潮段沉積物屬沙質(zhì)土，土壤顆粒較粗。其中以距HS00 站點(diǎn)4.00—8.00 km 河段的沉積物粒徑最粗，粒徑大于0.125 mm 的含量達(dá)67%—79%，粒徑在0.063—0.125 mm 的含量達(dá)20%—30%（圖9（a））。堤外潮灘近岸紅樹林叢內(nèi)土壤顆粒相對(duì)較細(xì)，粒徑大于0.125 mm 的含量為59%—71%，粒徑在0.063—0.125 mm 的含量為27%—33%（圖9（b））。

圖9 欽江河口潮灘沉積物粒度特征Fig.9 Grain-size characteristics in tidal flat sediments of the Qinjiang Estuary

4 討論

4.1 欽江口紅樹林分布格局

影響紅樹林在河口分布格局的主要因素有水體鹽度、潮位高低、土壤粒徑等，受控于河口復(fù)雜的水文與地貌條件，河口紅樹林自海向陸都展現(xiàn)出距離河口越遠(yuǎn)，紅樹群落趨于簡(jiǎn)單和長(zhǎng)勢(shì)較差的格局（王日明等，2020）。通過對(duì)欽江河口紅樹林分布格局研究，其結(jié)論與上述基本吻合。欽江河口潮灘紅樹林群落可以歸納為4種類型。

第1種為“純紅樹植物”群落。大新圍與堅(jiān)心圍外灘遍布桐花樹，無瓣海桑分散于桐花樹林叢中，形成以桐花樹為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種的“無瓣海?！┗洹比郝?。外灘近岸區(qū)域，還有部分海漆、紅海欖、小花老鼠簕、鹵蕨等的分布（圖7）。于HS00—QJ05 河段，仍以桐花樹為優(yōu)勢(shì)種，無瓣海桑散布于桐花樹林叢中，形成以“無瓣海?！┗洹比郝錇橹鞯娜郝浣Y(jié)構(gòu)。部分中高潮灘桐花樹林緣有小花老鼠簕分布，局部形成“無瓣海?！┗?小花老鼠簕”群落（圖7）。

第2種類型為“紅樹植物—半紅樹植物”混交群落。該類型主要位于河口堤外潮灘高高潮位與QJ01—QJ03 河段河堤高高潮位。分布于高高潮位及以上的苦郎與黃槿，與分布于高高潮位的海漆、桐花樹、小花老鼠簕、鹵蕨等構(gòu)成“黃槿+海漆—桐花樹+小花老鼠簕+鹵蕨”混交群落。

第3種類型是“紅樹植物—半紅樹植物—非紅樹植物”混交群落，主要位于QJ05—QJ08 河段的中高潮灘。在該區(qū)域開始出現(xiàn)大面積的蘆葦分布，桐花樹苗混生于蘆葦叢中，少量小花老鼠簕雜生于蘆葦叢或林緣，在高潮位以上的堤岸有部分苦郎分布，該河段潮灘形成了“無瓣海?！┗?蘆葦+小花老鼠簕—苦郎”或“無瓣海?！J葦+桐花樹+小花老鼠簕—苦郎”混交群落（圖7）。

第4 種類型為QJ08-HE00 河段的“半紅樹植物—非紅樹植物”群落。自QJ08 往上河段，紅樹植物分布極少，在高潮位以上的堤岸分布有部分苦郎與黃槿等半紅樹植物，潮灘以蘆葦為主，有少量茳芏分布，形成“非紅樹植物+苦郎—蘆葦/茳芏”混交林（圖7）。

4.2 鹽度對(duì)植物群落的影響

鹽度是制約紅樹林分布的關(guān)鍵因子之一，不同紅樹植物種類所能適應(yīng)的鹽度范圍不同（王日明，2020）。欽江河口幾種主要的紅樹植物耐鹽性如表1所示。

表1 欽江河口紅樹植物耐鹽特性Table 1 Salt tolerance characteristics of mangrove plants in Qinjiang Estuary

欽江河口大新圍外灘鹽度高，感潮河段離海距離越遠(yuǎn)，鹽度越低。相應(yīng)地，鹽度較高的外灘向海區(qū)域群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為無瓣海桑散布于大面積桐花樹林叢（圖5），且伴生少量秋茄；地勢(shì)較高的灘地在桐花樹林叢偶分布紅海欖與木欖，近岸桐花樹林緣分布有部分小花老鼠簕。從HS00 至HE00 河段，平均鹽度從11.2‰逐漸下降至0.0‰，潮灘紅樹林?jǐn)?shù)量與種類也逐漸減少，由“純紅樹植物”群落向“紅樹植物—半紅樹植物”群落、“紅樹植物—半紅樹植物—非紅樹植物”混交群落、“半紅樹植物—非紅樹植物”群落轉(zhuǎn)變，群落中紅樹植物所占比例逐漸降低。

4.3 潮灘沉積物粒度變化對(duì)河口紅樹林群落發(fā)育的影響

土壤為植物提供了耐以生存的立地條件，土壤顆粒組成決定土壤的通氣透水性與保水保肥性（姜芃，2011）。粒徑小的粘質(zhì)土壤保水保肥性好，有利于植物地上部分生長(zhǎng)；而粒徑粗的砂質(zhì)土壤透水透氣性強(qiáng)（李百鳳等，2007），有利于植物根系發(fā)育。生長(zhǎng)于潮間帶的紅樹植物由于長(zhǎng)期交替浸淹水，對(duì)立地的通氣透水性要求更高。尤其是根系尚不發(fā)達(dá)的一二年生幼苗更是要求其立地土壤排水良好。

欽江河口堤外近岸潮灘沉積物粒徑小，距HS00 站點(diǎn)4.00—8.00 km 的QJ03—QJ07 段潮灘粒徑較大（圖9（a））。相對(duì)應(yīng)地，堤外潮灘紅樹林成年樹片林較集中分布于近岸區(qū)域，生長(zhǎng)發(fā)育良好，種類品種多。受紅樹林片林影響，漲潮時(shí)自林外緣向岸水動(dòng)力逐漸減弱，落潮水流緩慢。粗顆粒自外向岸逐漸下沉，至近岸灘地水動(dòng)力達(dá)到最弱，沉積物粒徑最小。因此，堤外潮灘由岸向海沉積物粒徑由細(xì)變粗，紅樹林分布也由岸向海擴(kuò)張，由分布密集變?yōu)橄∈琛Ｍ┗涠晟缦蚝７植紭O限距林緣線0.43 km 與當(dāng)年生苗向海分布極限距林緣線0.67 km，也正從另一側(cè)面表明了植物分布與土壤粒徑的相關(guān)性。

欽江河口感潮河段，自HS00向QJ03河段受潮汐與徑流水動(dòng)力綜合影響，在該區(qū)域易形成紊流區(qū)，更有利于來自海水的較細(xì)顆粒的下沉。而在QJ03—QJ07 河段，是潮水與徑流的交鋒區(qū)，尤其是QJ05—QJ06 河段，受另一入海河道漲落潮水流的作用，該區(qū)域潮汐與欽江徑流作用頻繁，水流紊亂。因此，水體持沙力較強(qiáng)，沉積物粒徑相對(duì)較粗。相應(yīng)地，HS00—QJ03 河段潮灘面積大，分布的紅樹植物較多且生長(zhǎng)良好；QJ05—QJ06 河段橫向剖面較陡，潮灘窄，紅樹植物少，僅沿河岸呈窄長(zhǎng)帶狀分布（圖5），林緣線一二年生幼苗較多。QJ06 上溯河段受漲落潮作用越來越弱，潮灘面積逐漸減少，紅樹植物種類與數(shù)量也相應(yīng)減少，至距HE00 站點(diǎn)11.00 km 處當(dāng)年生桐花樹幼苗，是欽江沿江上溯紅樹林分布極限（圖6、圖7）。

5 結(jié)論

受鹽度、潮汐與土壤結(jié)構(gòu)等因子作用，北部灣北部欽江河口潮灘的紅樹植物群落自海向陸呈梯度變化，主要結(jié)論包括：

（1）自海向陸紅樹林種類與數(shù)量逐漸減少，群落結(jié)構(gòu)由“純紅樹植物”、“紅樹植物—半紅樹植物”、“紅樹植物—半紅樹植物—非紅樹植物”、“半紅樹植物—非紅樹植物”群落變化。

（2）潮位與鹽度是影響紅樹植物在欽江河口潮灘分布范圍的關(guān)鍵要素。桐花樹是欽江河口潮灘紅樹林群落的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，其向海分布極限為距林緣線0.67 km 的當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫嬉韵?.37 m 潮灘。向陸分布極限為距河口HS00 站點(diǎn)10.18 km 感潮段潮灘。紅樹林片林向陸分布極限為距HS00 站點(diǎn)9.55 km 處潮灘，該位點(diǎn)所測(cè)鹽度值為4.30‰，主要植物種類為無瓣海桑。

（3）沉積物粒徑影響到紅樹林胚胎發(fā)育與成年樹的生長(zhǎng)。堤外潮灘向海潮灘沉積物粒徑較大，距HS00 站點(diǎn)4.00—8.00 km 河段潮灘沉積物粒徑粗，落潮后有利于胚胎的著陸與根系發(fā)育。河口堤外潮灘近岸較細(xì)粒徑的土壤結(jié)構(gòu)具有較好的持有養(yǎng)分能力，能促進(jìn)紅樹林成年樹生長(zhǎng)。