本项目站在国际前沿热点,面向湿地生态需水和湿地恢复的现实需求,以黄河三角洲自然保护区芦苇湿地恢复区为主要研究对象,针对黄河来水(包括小浪底调水调沙下冲水)不均衡所带来恢复区湿地水量季节分配不均衡问题,在近年来连续监测和再监测的基础上,应用数量生态学、生态水文学等方法,揭示水位波动对湿地生态特征的影响和作用机制;通过"3S"技术对不同季节的水位进行模拟,在建立湿地栖息地适宜性评价和合理水位相适应的可度量指标体系和评判模式的基础上,确定不同时期的栖息地适宜水位,以达到季节性水位波动的要求;在此基础上,进一步计算不同时段的生态需水量;针对湿地恢复区生态补水与生态系统自身节律不匹配问题,建立对湿地恢复的分时生态补水方案,并推算该区域潜在的湿地恢复规模,以实现黄河三角洲芦苇湿地恢复区的水资源合理配置,为同类研究和管理实践提供科学的决策依据。
wetland restoration;competition and stress;eco-water requirements;water level simulation;habitat suitability
本项目以黄河三角洲湿地为主要研究对象,针对恢复区和未恢复区的生态特征差异,结合野外监测和模拟试验,在盐沼植物竞争与胁迫、湿地恢复区分时水位模拟、恢复区生态补水方案和湿地恢复潜在规模方面取得了重要成果。任务全部完成,已发表论文16篇,其中SCI 12篇,EI 4篇。培养国家杰出青年科学基金获得者1名,培养博士4人,硕士4人。重要成果表现在 1、盐沼植物竞争与胁迫的新认识证实了非生物因子、种间竞争、种间促进作用共同调控黄河三角洲盐沼柽柳的带状分布,但二者的相对重要性随盐沼带区空间位置的不同而不同;植食性螃蟹天津厚蟹喜食并强烈影响黄河口盐沼中优势植物盐地碱蓬的存活和生长,蟹类植食作用强度和重要性会随不同盐沼生物和非生物因子的变化而变化,从而揭示了蟹类植食对盐沼优势植物盐地碱蓬生长和分布的作用机制;通过竞争能力、胁迫耐受力、柽柳冠层去除实验等,证明了盐地碱蓬和碱蓬具有截然相反的竞争能力和胁迫耐受力,从而导致柽柳灌丛对一方产生促进作用,却对另一方产生竞争作用,论证了柽柳对草本植物群落的调控作用即植物生存策略的影响。 2、湿地恢复区分时水位模拟图研究针对缺资料或少资料的湿地区,通过“3S”技术对不同季节水位进行模拟,运用多参数评估方法(MCEs)和地图学模拟方法,对湿地鸟类以及研究区生境对关键保护物种-东方白鹳的适宜生境进行模拟及评价,构建了栖息地适宜性评价指标体系;在建立湿地栖息地适宜性评价和合理水位相适应的可度量指标体系和评判模式的基础上,确定了不同时期的栖息地适宜水位,以达到季节性水位波动的要求;在此基础上,计算不同时段的生态需水量,进而综合考虑研究区的降雨量及蒸发量,进行了该区域的分时水位模拟,建立了基于水深、景观类型和植被盖度的鸟类适宜生境分布图。为制定该区的分时补水方案奠定基础。 3、多目标湿地恢复潜在规模确定方法针对湿地恢复区生态补水与生态系统自身节律不匹配问题,建立了对湿地恢复的分时生态补水方案,并综合考虑湿地变化、鸟类生境适宜性以及水系连通性等多方面确定了该区淡水湿地潜在的最大可能恢复规模。从湿地的变化主要映射需要恢复的尺度、规模和时间,从鸟类生境适宜性来反映恢复的目标和可行性,从水系连通性来表征恢复的难易和现实性,综合集成各目标实现的可行性,形成不同时间段的湿地恢复潜在规模,以实现黄河三角洲湿地恢复区的水资源合理配置。