黃河三角洲溼地是世界上暖溫帶保存最廣闊、最完善、最年輕的溼地生態系統。溼地生態系統的形成、發育和演化受氣候變化和人類活動的雙重驅動,為了促進黃河三角洲溼地的保護、維護溼地生態系統健康和提升其生態服務功能,北京師範大學環境學院等單位在黃河口開展了大量的科研工作,取得了一系列研究成果,最終在《自然資源學報》2019年第12期和2020年第2期以專欄形式發表(其中2019年12期刊文10篇,2020年第2期刊文5篇)。
採集黃河三角洲典型自然溼地和人為建設幹擾溼地不同植物群落下的土壤剖面樣品,並進行實驗室測定,運用單因素方差分析、非參數檢驗、聚類分析等方法,對土壤剖面含鹽量及理化性 狀進行統計分析。結果顯示,由陸向海溼地土壤從輕度鹽漬化向鹽土過渡,鹽分剖面特徵受人為活動影響顯著,同時人為影響因植被類型而異。總體而言,人為幹擾溼地土壤鹽漬化程度高於自然溼地。土壤鹽分剖面類型可劃分為表聚型、震蕩型和均勻型三種,空間上由海向陸土壤鹽分剖面類型由表聚型、震蕩型向均勻型轉變。人為幹擾溼地中的檉柳群落和海灘裸地土壤鹽分表聚特徵明顯,屬於表聚型剖面,表聚係數為63%,均勻型剖面佔比最高,達到2/3。當地人為築壩修路等建設活動,通過直接阻斷或改變地形等方式削弱了溼地潮汐連通過程,改變土壤含水率、容重等屬性,可能成為影響鹽分剖面特徵的重要因素。通過閘閥調控、生態補水工程等水文連通恢復措施能夠改善溼地土壤鹽鹼化問題,進而推動黃河三角洲濱海溼地的可持續發展與管理。
黃河三角洲潮溝網絡分布的差異性導致水鹽條件和植被結構的異質性,從而使土壤有機碳、總氮含量存在顯著的時空變異特徵。土壤有機碳和全氮含量變化的總體特徵基本一致,表現為一級潮溝>三級潮溝>二級潮溝。各樣帶土壤有機碳、總氮含量在垂直潮溝方向上均表現出差異性變化特徵。水鹽條件變化會改變植物群落結構,從而影響土壤營養元素含量水平和分布特徵。植物根系和凋落物的輸入顯著制約著土壤土壤碳、氮元素的含量,因此採樣帶土壤有機碳和總氮含量的峰值出現在高植被生物量區域。此外,降水量和土壤沉積侵蝕強度等也是影響土壤有機碳、總氮含量和分布的重要因素。
濱海溼地鹽沼植被修復中的種子產品
製作過程及其有效性研究
本研究首次將種子產品技術引入濱海溼地修復領域,具體開展以下工作:以黃河三角洲鹽沼溼地的鹽地鹼蓬為修復物種研發了一種固態種子產品,並對該產品的有效性進行了初步的試驗研究。其作用原理如下:(1)通過吸、保水來緩解種子周圍的水鹽脅迫;(2)通過吸水、增重縮短種子的懸浮時間,加快種子的沉降、定植,從而增強種子抵擋濱海鹽沼周期性水動力幹擾的能力;(3)通過種子多粒團聚的促進作用和定植後緩釋營養來促進種子的萌發和幼苗的成長。具體目標是:種子產品具有良好的抵抗水動力幹擾的能力,能夠有效地緩解種子定植微點位的水、鹽脅迫,促進種子的萌發和幼苗的建立。
由於潮汐運動、潮灘地貌及其相互作用的複雜性,潮灘上的水文過程具有很高的變異性。除了高程梯度的影響,微地形、植被等因子也影響了潮灘的水文過程。因此,不同高程的鹽沼中呈現出不同的水文特徵,表現為不同的淹水頻率、水位和持續時間,進而對鹽沼植物的生長和分布格局產生影響。為了明晰濱海鹽沼水文過程對鹽沼植物定植的影響機制,本研究以黃河三角洲濱海鹽沼溼地為研究區,以中國北方分布最廣、最普遍的鹽生植物鹽地鹼蓬為研究對象,探討了不同水文特徵對其定植的影響,以期為鹽沼溼地的修復和保護提供支持。
黃河口濱海溼地水文連通對
大型底棲動物生物連通的影響
在野外的實地調查中,同的潮溝高程、斷面面積、流量以及理化性質等存在差異,並且越靠近源頭的潮溝水文連通性越高,對不同潮溝生境下的底棲動物進行採樣調查,調查結果表明越靠近源頭、水文連通性越高的潮溝,底棲動物的總密度越高,但是中等水文連通強度的潮溝,底棲動物的生物多樣性最高。並且不同種類的底棲動物的分布也存在很大的差異,多毛類和寡毛類在遠離源頭、水文連通弱的區域佔優勢,軟體動物在水文連通較強營養物質含量豐富的區域佔優勢,甲殼類在靠近源頭、水文連通最強的區域佔優勢。本文研究了從源頭到支流產生的潮溝縱向水文連通強度差異,對大型底棲動物群落分布以及生物多樣性的影響,有助於深入了解溼地水文連通對生物連通的作用機制。