湿地恢复中适应性管理的关键作用:基于中国东北长期监测证据的生态系统修复范式

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Ecological Genetics and Genomics CS1.8

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  针对短期湿地修复项目缺乏长期监测导致目标偏离的问题,中国科学院东北地理与农业生态研究所团队通过15年追踪研究,揭示适应性管理(AM)在维持湿地景观完整性和植被群落稳定性的核心作用。研究证实AM可有效缓解水文变化和入侵物种压力,并构建了"动态目标-持续监测-协同管理"的AM框架,为全球湿地生态工程提供了可持续管理范式。

  

湿地作为地球最重要的生态系统之一,承担着生物多样性保育和气候调节等关键功能。然而全球范围内湿地退化正导致其生态功能持续衰减,这促使联合国将湿地生态修复列为可持续发展目标的核心议题。尽管生态工程在湿地修复中发挥着协调人类需求与自然过程的关键作用,但实践表明,缺乏长期管理的短期修复项目往往难以达成预期目标——这是因为湿地系统具有高度动态性和不可预测性,而修复成效评估需要15-20年的时间跨度。更严峻的是,当前全球约75%的湿地修复项目周期仅3-5年,项目结束后缺乏持续监测和管理,使得修复成果能否经得起时间考验成为悬而未决的科学难题。

中国科学院东北地理与农业生态研究所的Xianglong Xing团队在《Ecological Genetics and Genomics》发表的研究,通过长达15年的控制实验揭示了这一困局的破解之道。研究人员以黑龙江太阳岛湿地为研究对象,采用无人机航测与定位监测相结合的方法,通过景观指数法分析湿地类型结构特征;设置竞争实验比较不同水文梯度下植被的相对产量总量(RYT)和绝对生长速率(AGR);并建立对照实验验证适应性管理(Adaptive Management, AM)的干预效果。

研究首先通过景观格局演变分析发现,未经AM干预的修复湿地在15年间出现显著退化:景观形状指数(LSI)从18.7增至23.4,表明斑块复杂度增加;最大斑块指数(LPI)下降12%,显示优势群落破碎化;莎草群落质心向西南偏移9米,总面积缩减15%。植被调查显示,原本设计的单优势种莎草(Carex appendiculata)群落逐渐被芦苇(Phragmites australis)-香蒲(Typha orientalis)混生群落取代,14种记录植物中仅7种能在两种微生境共存。

水文监测数据揭示了退化机制:修复初期建设的网格化水文调控系统在缺乏维护后逐渐瓦解,水域面积从170m2扩展至683m2,水深增加导致38%的莎草斑块被淹没。竞争实验证实入侵物种的竞争优势:芦苇在淹水和干旱条件下的AGR均达1.5cm/天,显著高于莎草的0.8cm/天(P<0.001);香蒲在淹水环境AGR更达2cm/天,其相对产量总量(RYT)在淹水区为1.49±0.42,显著高于湿润区的0.86±0.08(P<0.05)。

研究最关键的发现来自AM干预实验:清除凋落物后莎草生长速率(AGR)从0.3cm/天提升至1.2cm/天(P<0.001),植株高度从30cm增至近1米。这验证了AM措施能有效缓解物理压迫和资源竞争,该成果推动团队建立了创新的AM框架,包含动态目标设定、压力源识别、阈值管理和协同反馈四大模块。

这项研究的重要价值在于首次通过长期对照实验证实:AM能将湿地修复从短期工程转化为持续生态过程,是确保修复成效可持续的核心机制。提出的"实施者-管理者"协同管理模式,通过合同约定、技术培训和持续沟通构建长效机制,为全球湿地修复提供了可操作的实践范式。研究强调,将AM纳入修复项目全周期设计,不仅是生态需求,更是避免重复投入、实现多重效益的经济选择,这对正处湿地修复攻坚期的中国具有特别重要的政策指导意义。

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