荷兰Ilperveld老龄沼泽生态系统生物多样性丧失与恢复策略：65年酸化演替记录揭示的湿地管理启示

这篇综述通过65年长期监测数据，揭示了荷兰Ilperveld沼泽从富营养化向酸性Sphagnum-Polytrichum苔藓层演替的关键机制。研究指出土壤缓冲能力（Ca2+/Mg2+）耗竭和浮筏（raft）增厚导致的酸化（pH 3.8-5.3）是物种丧失（Red List物种减少47%）的主因，而盐度（Cl-）和营养（NH4-N/P）变化影响有限。作者提出仅通过重建开放水域重启生态演替（succession）才能满足欧盟栖息地指令（Habitat Directive）的保护要求。

　　

摘要

荷兰阿姆斯特丹北部Ilperveld沼泽曾是植物多样性热点，却在50年间退化为单调的酸性泥炭藓-金发藓（Sphagnum-Polytrichum）群落。通过对1942-2010年数据的系统分析，揭示了浮筏厚度从40cm增至80cm导致酸性雨水蓄积，使底层土壤缓冲系统（Ca²⁺/HCO₃^-）逐步耗竭的过程。尽管1942年已存在酸性条件（pH 4.2-4.8），但1975年后物种丧失加速，红皮书物种如沼兰（Hammarbya paludosa）和圆叶茅膏菜（Drosera rotundifolia）消失。盐度（Cl^- 6000→600 mg/L）和营养盐变化对演替影响较弱，而深层根系植物（如芦苇Phragmites australis）因能触及缓冲层得以存活。

研究区域与历史背景

Ilperveld作为Natura 2000保护地，曾是由海水入侵形成的5000年历史泥炭地。1932年Afsluitdijk大坝建设使区域淡水化，但早期仍保留独特咸水植物（如川蔓藻Zannichellia palustris）。通过对比1940年代（Meijer）、1970年代（Den Held）和1990-2010年的植被样方与水化学数据，发现浮筏增厚导致的水文隔离是酸化主因。

数据与方法

利用历史样方（33个）和土壤水化学数据（pH/EC/离子浓度），结合ESTAR模型计算生态指示值。浮筏厚度通过探地雷达验证，显示1991年酸性雨水透镜体（pH 4.0）已扩展至50cm深，2002年达1m。根系结构分析（图6）表明浅根物种因无法触及深层缓冲区而灭绝。

结果解析

1. 生物多样性变化：物种数从1944年19.6种/m²降至2010年11.3种，苔藓层（Sphagnum fallax+Polytrichum commune）覆盖达45cm。
2. 酸化机制：浮筏增厚使Ca²⁺浓度从1971年58.2 mg/L降至2002年8.4 mg/L，HCO₃^-缓冲完全消失。
3. 空间异质性丧失：1971年距开放水域27m处pH梯度（6.1→4.0），1991年该梯度消失。

恢复尝试与局限

1980年代的表层剥离+浅沟引流仅短期有效（5年），因土壤导水率（hydraulic conductivity）过低。实验显示每公顷恢复成本达5.2万欧元，而种子库衰竭和入侵物种（如美洲螯虾）进一步制约成效。

管理启示

唯一可行方案是重建开放水域重启演替，如Noorderpark案例中人工池塘成功引回沼兰。研究强调湿地保护需接受演替动态，而非静态维护特定阶段。