植物种群的多尺度集聚与聚块特征变化是植物对环境协同适应的结果.运用成对相关函数与零模型方法,依据微地形的土壤盐分分布规律设置4个样地,在2 m×2 m的样方内设置400个小格子记录植物株数并取土样,分析了兰州秦王川盐沼湿地土壤盐分梯度下角果碱蓬种群(Suaeda corniculata)种群空间格局的集聚分布内在特征.结果表明:角果碱蓬种群集聚分布范围内呈现2个关键尺度的集聚现象,小尺寸聚块的集聚或叠加形成复合大尺度聚集,整体表现为嵌套双聚块分布;随着土壤盐分递减,种群集群分布中大聚块尺寸趋于增大,小聚块尺寸差异不明显;大尺寸聚块的数量明显减少,小聚块数量随种群植株数量变化,整个梯度呈现降低趋势;小聚块中植株个体平均数逐渐减少,复合大聚块中包含小尺度聚块平均数量呈降低趋势.内陆盐沼湿地土壤环境异质性背景下角果碱蓬种群集群分布中聚块特征的梯度变化,是植株个体形态与构成的调整适应,种群正负向生态关系、庇护与自疏效应梯度转换的结果.

盐沼湿地作为陆海交互作用的过渡带是CH4重要的自然来源.潮汐活动通过影响CH4的产生、氧化和传输驱动了湿地CH4间歇性、周期性的排放.利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲一个盐地碱蓬生态系统CH4通量、环境因子和水文要素(潮汐)进行了长期连续监测分析了该生态系统生长季CH4排放的季节动态及潮汐作用对CH4排放的影响.结果 表明:生长季该生态系统是CH4的排放源,排放日均值为0.063 mg m-2 h-1,(范围为-0.36-0.57 mg m-2 h-1).潮汐淹水阶段和落潮后湿润阶段表现为CH4的显著源.此外我们发现,短期潮汐活动引起土壤干湿状况的变化促进了CH4脉冲式的排放,因此未来气候变化下温度升高和降雨季节分配引起的土壤干湿变化将会对该区域CH4排放甚至碳循环产生积极影响.

大规模湿地生态恢复是一项耗资巨大、复杂的系统工程,需要以整个区域湿地结构和功能恢复作为基本目标,将时间和空间上分散的研究成果进行系统梳理,形成对区域湿地生态变化及其驱动因素的规律性认识.本研究以盐城盐沼湿地为案例,以1987年作为未干扰或干扰较少的状态,从结构-过程-功能耦合作用角度,确定区域湿地恢复的关键生态特征,包括:健康与动态潮间带湿地系统、碱蓬生态系统生产力与弹性、复杂景观镶嵌与相互作用、潮间带底栖动物丰富与鸟类觅食基地,以及濒危与关键水鸟种群保护.在此基础上,将围垦与土地利用、水管理、全球变化与海平面上升作为驱动区域湿地生态变化的三大外部因素;海岸侵蚀与沉积、区域水格局变化、地形地貌变化、湿地空间变化与连通性丧失,以及互花米草入侵等是影响湿地生态系统变化的内在压力因子;基于这些压力因子与湿地生态系统变化之间复杂作用关系分析,形成了外部驱动力-内在压力源-生态影响-生态特征之间联合作用下的区域湿地恢复概念生态模型.此模型以复杂因果关系研究为基础,直观展示了湿地恢复需要去除或减缓各种压力因子的一般路径,有利于指导大规模盐沼湿地恢复规划与实践.

研究降雨格局(如降雨量和降雨时间)对滨海盐沼湿地土壤碳矿化的影响,对于深入理解土壤碳的稳定性和积累机制具有重要意义.本研究选取远离海岸且不受潮汐影响的黄河三角洲原生盐地碱蓬盐沼湿地为对象,通过野外原状土柱的控制试验,分析土壤碳矿化(CO2和CH4通量)在不同时期(干旱期和湿润期)对降雨事件的响应.结果表明:降雨时间和降雨量对土壤CO2通量的影响存在交互作用.在干旱期,大降雨事件显著降低了土壤CO2通量;而湿润期的降雨事件对土壤CO2通量没有显著影响,这可能与盐沼湿地的水盐运移有关.降雨量、降雨时间及其交互作用均对土壤CH4通量没有显著影响.降雨时间和降雨量对CH4/CO2比率均没有显著影响,但是相关分析表明随着土壤含水量和盐分的升高,CH4/CO2比率呈升高趋势.随着降雨量的增加,土壤含水量和土壤盐分都显著增加,且两因素呈现显著的正相关关系.因此,未来该地区降雨体系改变将可能通过调控土壤水盐运移等条件对该滨海湿地土壤碳矿化和碳汇功能产生深远影响.

盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼湿地是黄渤海地区河口区域的重要湿地类型,是水鸟迁徙停歇期的重要栖息地.本研究以辽河口国家级自然保护区为研究地点,通过对盐地碱蓬盐沼湿地和相邻泥质滩涂两个固定样区连续三年的水鸟组成调查和行为观察,分析盐地碱蓬盐沼湿地在鹆鹬类多样性维持和栖息地利用中的作用.共记录到鸻鹬类水鸟28种6,348只次,其中盐地碱蓬湿地记录到4科13种,泥质滩涂记录到4科27种,泥质滩涂的物种多样性显著高于盐地碱蓬盐沼湿地.此外,盐地碱蓬盐沼湿地与相邻的泥质滩涂的鹆鹬类鸟类群落组成存在较大差异,盐地碱蓬盐沼湿地的鸟类群落组成以体型较大的大杓鹬(Numenius madagascariensis)、白腰杓鹬(N.arquata)、灰鹆(Pluvialis squatarola)等为主,而泥质滩涂以环颈鹆(Charadrius alexandrinus)、黑腹滨鹬(Calidris alpina)等小型鹆鹬类为主,这说明两种生境在鸟类多样性维持中具有不同的功能.行为分析发现,泥质滩涂中栖息鸟类的主要行为为取食(58.71％-93.26％),而盐地碱蓬盐沼湿地鸟类的行为既包括较大比例的取食,也包括休息,特别是在春季迁徙期.这进一步说明,两种生境在水鸟的栖息地利用中具有一定的生态功能差异.尽管盐地碱蓬盐沼湿地记录到的鸟类物种数和数量均低于泥质滩涂,但是,两种生境中存在较大比例的共同分布物种,这说明其生态功能具有较强的生态互补性,二者作为一种独特的湿地景观组合,在鹆鹬类迁徙停歇期的栖息地利用和物种多样性维持中发挥着不可替代的作用.