碱蓬修复中芦苇秸秆配置密度：受控淹水下的情境依赖性生物学响应

《Journal of Environmental Management》：Reed-straw configuration density in Suaeda salsa restoration: Context-dependent biological responses under controlled flooding

　　

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  九种淹水处理在36个独立水槽中进行重复。
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  不同配置之间的生物学差异取决于水文条件。
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  单株生物量和单盆生物量作为两个独立的估计量进行处理。
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  2厘米和3厘米配置仍是待验证的候选方案。
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  田间试验必须区分秸秆数量与名义网格间距。

引言

恢复盐地碱蓬（Suaeda salsa）湿地取决于使植物通过一系列建群筛选环节，而非简单地播撒种子。幼苗必须出苗、存活，并在经历交替浸水与排水的盐渍化表面上维持生长（Wu等，2020）。Suaeda salsa是一种一年生先锋植物，对中国北部河口地区的栖息地形成和植被演替有贡献，但其建群受限于特定的土壤水分和盐度窗口，并随生境位置和水文暴露程度的不同而变化（An等，2019；Cao等，2022；Liu等，2018, 2021；Qian等，2022；Sun等，2026；Wu等，2020；Yu等，2023）。因此，一种有用的修复辅助手段必须保护早期建群，同时不产生后期的限制因素。

植物残体廉价、本地可得且可降解。对于沿海修复而言，交叉编织的芦苇层提供了一种近自然的方式，可以在土壤表面保留可再生的湿地材料，同时为幼苗留出开口（Cao等，2022；Wang等，2023b）。该设计旨在减少局部位移，并在建群期间缓和短期的水分和盐分波动。这些功能是一个技术原理，而非本实验中所测量的过程。密集的秸秆也可能阻碍茎生长、降低通气性或改变资源可利用性（Akhtar等，2018；Amini等，2024；Chen等，2024；Islam等，2025；Li等，2026；Liu等，2024b；Mazuecos-Aguilera等，2024；Song等，2025；Tang等，2025a, 2025b；Thidar等，2020；Wang等，2023b）。因此，实际问题是一个促进作用与干扰作用之间的权衡，而非假设材料越多总是越好。

我们的工作技术是一种锚定的、交叉编织的芦苇生物垫，由本地可得的芦苇茎制成。我们课题组的相关研究表明，1至3厘米的芦苇网格是可行的施工水平，且植物在波浪扰动下的响应取决于网格密度和强迫力（Li等，2026；Shu等，2024）。因此我们筛选了这些相同的名义开口作为候选技术参数。然而，在本实验的实施中，缩小开口必然增加了茎数量、交叉密度、覆盖面积和总秸秆负载量。我们使用配置密度来描述该复合干预措施，并将网格间距保留用于名义开口尺寸。该实验可以将已实施的配置与未处理表面进行比较，但无法分离几何形状、秸秆数量或覆盖率的独立贡献。

水文暴露可以改变促进作用与干扰作用之间的平衡。在黄河三角洲，潮间带高程和水文连通性产生了淹水深度、频率和持续时间上的显著差异，Suaeda salsa的招募对这些梯度有响应（Liu等，2021；Wang等，2019, 2022, 2024；Yu等，2023）。5、10和15厘米的深度以及每天3、6和9小时的持续时间是根据这些田间模式和课题组早期实验选取的受控低、中、高暴露对比条件。它们并非旨在定量地重现九个具名的潮间带生境。因此，候选生物垫参数应在不同的水文条件下进行筛选，而非仅从单一的平均材料效应来判断。

修复绩效还必须跨越生物学阶段进行解析。早期清查时存活的幼苗数量结合了新出苗和出苗后损失，而株高和生物量则整合了后续发育。根系分析输出提供地下表型指标，但其解释取决于图像采集、分割和几何算法，而比率性状还额外继承了生物量测量的误差。因此，地下响应必须与整株植物表现一起解释，并明确区分存档的分析输出和次级衍生变量（Bergmann等，2020；Hernandez等，2026；Liu等，2024a；Ma等，2024；Maurel和Nacry，2020；Shu等，2024；Wang等，2025a, 2025b；Zhai等，2025）。

大多数秸秆研究考察连续覆盖、翻压、夹层或生物炭，通常在作物或土壤管理系统中。它们对于在建群期间使用的固定开放式芦苇层对先锋盐生植物建立的证据有限（Xie等，2024）。本文关注一个集中的技术问题：在同一温室方案下，候选芦苇秸秆配置密度是否表现出不同的生物学响应，以及这些差异在不同淹水梯度下是否发生变化。这一参数筛选步骤是在过程测量、水动力试验和田间尺度工程评估之前所必需的（Li等，2025b, 2026；Wang等，2023c；Yan等，2025；Zhang等，2023；Zhi等，2025, 2026）。

我们探究了已实施的芦苇秸秆配置是否与Suaeda salsa早期存活幼苗丰度和后续生长的差异相关，以及这些差异是否取决于淹水深度和日淹没持续时间。我们预期配置对比在不同生物学阶段和水文组合中有所变化。目的是筛选近自然芦苇生物垫的合理参数，并为更严格的过程和田间验证识别候选方案，而非预先指定一个普适最优值。

章节摘要

实验材料与盆准备

土壤和S. salsa种子来自黄河三角洲国家级自然保护区。田间土壤与砂壤土按7:3体积比混合，装入直径约14厘米、高12厘米的塑料盆中。初始pH值、电导率、有机质、养分浓度和粒径分布未进行测量。每盆播种50粒种子，深度约1厘米。

风干芦苇茎长14–17厘米，直径5–8毫米。对于1、2和3厘米的

时间响应

存活幼苗比例在第9天前持续增加（混合模型：F_2,216 = 196.24, P < 0.001, 偏η² = 0.645），且在已实施的配置之间存在差异（F_3,81 = 5.45, P = 0.002, 偏η² = 0.168）。重要的是，配置对比随淹水深度而变化（深度×配置：F_6,81 = 3.69, P = 0.003, 偏η² = 0.215），但不随持续时间变化（P = 0.167），且在三次清查中保持稳定（时间×配置：P = 0.861）。准二项敏感性模型，被用于

生物学响应在不同配置处理和水文条件下有所差异

主要发现是，已实施的芦苇秸秆配置之间生物学响应存在差异，且该模式在不同水文条件下并不一致。在早期存活幼苗比例、后续生长和生物量方面观察到了差异，而多个配置对比在不同淹水处理下发生了变化。这一条件性模式比单一的排序更适用于参数筛选。描述性地说，2厘米和3厘米配置通常具有正的

结论

在已实施的淹水梯度下，存活幼苗比例、株高和生物量在芦苇秸秆配置处理之间存在差异，且多个对比随水文条件而变化。因此，重复盆栽实验为近自然芦苇生物垫提供了初步参数筛选，同时明确指出该干预措施结合了名义间距与秸秆数量、覆盖率和交叉密度。没有哪个间距始终优越。描述性结果支持

CRediT作者贡献声明

张璇：撰写—初稿。王彦奇：调查、数据整理。周世军：方法论、正式分析。刘佳凯：撰写—审阅与编辑、监督、正式分析。张镇明：撰写—审阅与编辑、监督、概念化。

伦理声明

本研究未涉及人类参与者或脊椎动物。

生成式AI及AI辅助技术声明

在准备本工作期间，作者使用了OpenAI Codex辅助语言编辑、稿件组织和分析代码开发。使用该工具后，作者按需审阅和编辑了内容，验证了分析过程和输出结果，并对已发表论文的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明他们不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

本工作得到中央高校基本科研业务费专项资金（项目编号BFUKF202618）和科技基础性工作专项资金（项目编号2022FY100304）的资助。

张璇|王彦奇|周世军|刘佳凯|张镇明