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为探究水文连通性阻断导致的水文情势偏差对湿地生态系统的影响,研究人员以吉林莫莫格国家级自然保护区为对象,运用湿地 InSAR 技术等开展研究。结果表明该偏差会改变生态系统结构与功能。这为湿地恢复和管理提供了重要依据。
在大自然的生态拼图中,湿地宛如一颗颗璀璨的明珠,拥有独特的水文、生物地球化学和生态特征。水文过程对湿地的形成与维持起着关键作用,然而,如今气候变化和人类活动却如同两只无形的大手,肆意拨弄着湿地的水文进程。频繁且严重的极端气候,以及世界各地大坝、水闸的修建,让水位波动的幅度、频率、持续时间和时间点都发生了巨大变化,水文连通性的阻断更是让湿地的水文情势偏离了自然状态。全球湿地面积不断缩减、功能逐渐退化,湿地生态系统面临着前所未有的危机。
在这样的困境下,为了守护湿地生态系统,满足社会经济发展的需求,人们实施了一系列水调节策略,像生态调水工程和水位控制措施。但这些策略在实施过程中却带来了新的问题,湿地突然被洪水淹没,最低水位上升,季节性水位波动减少,不仅改变了泥沙输送、温度调节和生物地球化学循环等过程,还使得湿地的栖息地条件和相关功能发生改变。由于缺乏水位数据,在许多无监测的湿地中,水文连通性与生态系统之间的相互作用难以确定,这无疑给湿地的保护和恢复工作增添了重重迷雾。
为了驱散这片迷雾,来自国内的研究人员将目光聚焦于吉林莫莫格国家级自然保护区(MNNR),开展了一项意义重大的研究。他们希望通过这项研究,揭示不同孤立湿地斑块间水位波动的差异,分析这些差异对生态系统健康的影响,并探讨其对湿地恢复和管理的启示。该研究成果发表在《CATENA》上,为湿地保护领域带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。其中,湿地 InSAR(干涉合成孔径雷达)技术是重中之重,利用这一遥感技术,研究人员能够识别水文阻断情况,并对水位进行评估。此外,研究人员还引入了生态系统弹性这一指标,以此来反映受水文情势影响的生态系统状态。
下面让我们深入了解一下具体的研究结果:
- 湿地 InSAR 评估水位反映水文情势偏差:尽管受到雷达信号低相干性的阻碍,但利用湿地 InSAR 评估出的水位,成功反映出了孤立湿地斑块中水文情势的偏差。这意味着湿地 InSAR 技术在监测湿地水位变化、揭示水文情势差异方面具有一定的可行性,为后续研究提供了重要的数据支持。
- 水位变化与水文屏障改变影响水文连通性:在丰水期和枯水期,水位的升降伴随着水文屏障的变化,改变了水文连通性,进而导致水文情势出现偏差。这清晰地展示了水位与水文屏障之间复杂的相互关系,以及它们对水文连通性和水文情势的显著影响,让我们对湿地水文过程有了更深入的认识。
- 水位波动幅度影响生态系统弹性呈现不对称趋势:从生态系统弹性可以推断出不对称趋势,在 ErT、ELT 和 ND 湿地斑块中,水位波动幅度分别以 0.07m、0.10m 和 0.19m 为阈值增加时,生态系统弹性发生变化。这表明即使是水文情势的细微偏差,也可能引发湿地斑块间结构和功能的差异,对湿地完整性造成影响,进一步凸显了水文情势稳定对湿地生态系统的重要性。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:水文连通性的阻断使得湿地斑块孤立化,各斑块水位波动相互独立,这种变化诱导了生态系统结构和功能的改变,为湿地恢复和管理工作带来了诸多不确定性。而从湿地 InSAR 数据中获取的水位信息,有力地证明了不同湿地斑块之间的水文联系被切断,意味着各斑块可能由不同水源补给。
这项研究意义非凡,它强调了在湿地恢复和管理过程中,应从长期角度出发,运用多尺度(如样地尺度和区域尺度)方法来阐明湿地栖息地的水文机制。只有深入了解湿地水文过程的内在规律,才能制定出更科学、更有效的保护和恢复策略,为湿地生态系统的可持续发展保驾护航,让湿地这颗大自然的明珠重新焕发出勃勃生机,在地球生态系统中继续发挥其不可替代的重要作用。