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湿地弹性和适应性循环指导恢复目标构建方面获进展

花匠小妙招
2024-09-26 10:14

近几十年来，在气候变化和人类活动的双重干扰下，全球湿地的损失和功能退化速率很大，严重影响了区域生态环境和可持续发展。为服务国家生态文明建设需求，维持湿地可持续发展，急需开展湿地保护和恢复的基础理论及关键技术研究工作。从湿地生态恢复目标的制定方法上看，由于缺乏对湿地弹性和适应性循环的深入了解，目前常用的历史记录法、参考点法等通常把系统受到扰动之前的生态特征设定为恢复参考目标，导致恢复所需成本过高、周期过长。

为探索是否可以利用湿地沉积记录揭示生态系统的弹性和适应性循环机制并指导制定湿地恢复目标，中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地演化与生态功能学科组研究人员利用洪河湿地（一个退化的湿地）和申家店湿地（一个在近十几年来逐渐消失的湿地），选取耐受性较强的植被群落和硅藻群落等慢变量，评估其在近百年来人类活动胁迫下表现出的弹性特征和适应性循环过程。分析发现，20世纪70年代末，植被群落和硅藻群落在严重人类活动的干扰下逐渐从喜湿物种转变为了喜干物种。基于STARS计算和F统计等识别稳态转换早期信号的方法，研究发现湿地在1990年前后发生了稳态转换(图1)。湿地排干和地下水的过度使用等人类活动是造成洪河和申家店湿地发生稳态转换的主要原因。

基于湿地生态系统慢变量的变化和稳态转换的时间，可以判断出三江平原湿地生态系统在20世纪70年代末之前处于适应性循环的保持阶段，20世纪70年代末至1990年处于释放阶段，1990年以后则处于重组阶段，从贫营养-喜湿的状态转变为了富营养-喜干的状态(图2)。研究表明，生态系统在保持阶段早期具有较高的弹性力和稳定的状态，尽管生态系统已遭受轻微的人类活动干扰，这个阶段的生态特征仍可以作为湿地恢复的参考基准。

相关成果发表在Earth’s future上。该研究工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中科院青年创新促进会和中科院特别研究助理等项目的资助。