【摘要】：三江平原是我國重要的淡水沼澤濕地分布區(qū),也是濕地喪失和退化嚴(yán)重的地區(qū)之一,濕地生態(tài)恢復(fù)工作亟需開展,生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)制定需求迫切。本研究選擇8個典型類型濕地作為三江平原濕地的代表,基于沉積物中的古生態(tài)和地球化學(xué)記錄,依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性循環(huán)和彈性理論制定濕地生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)。首先在8個典型類型濕地中選取31個樣點采取表層沉積物和水樣,進(jìn)行土壤屬性、水文狀況和生物物種等現(xiàn)代生態(tài)學(xué)調(diào)查,運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計模型建立了植被與水位的聯(lián)系,硅藻與水位、硅藻與NH_4-N之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)。每個濕地中分別采取一個沉積柱芯,進(jìn)行~(210)Pb測年建立了百年尺度的年代框架;其中洪河作為主要柱芯,還輔以AMS ~(14)C測年建立千年尺度的年代框架,并對其進(jìn)行植物大化石和硅藻鑒定。洪河濕地的優(yōu)勢植物群落在5200 cal yr BP先從水木賊群落演替為了水木賊——鐮刀蘚群落,隨后在2400 cal yr BP演替為了毛果苔草——鐮刀蘚群落,最后近百年間演替為了苔草科——小葉章群落。硅藻群落中開始圓齒直鏈藻(Aulacoseira crenulata)和雙尖菱板藻(Hantzschia amphioxys)為優(yōu)勢種,在3800 cal yr BP之后利比亞雙眉藻(Amphora libyca)和小頭舟形藻(Navicula cuspidata)出現(xiàn),在2200 cal yr BP之后圓齒直鏈藻、雙尖菱板藻、絨毛平板藻(Tabellaria flocculosa)和拉氏異極藻(Gomphnema lagerheimii)并存為優(yōu)勢種。結(jié)合構(gòu)建的三江平原地區(qū)典型類型濕地硅藻與水位、硅藻與NH_4-N轉(zhuǎn)換函數(shù),重建了洪河濕地全新世以來的水位和養(yǎng)分狀況變化特征。受東亞季風(fēng)的影響,洪河濕地的水位在3600 cal yr BP開始升高,而后在2900 cal yr BP又迅速下降。NH_4-N含量變化在這兩個時間節(jié)點和水位呈幾乎相反的趨勢,且在1500 cal yr BP出現(xiàn)了下降趨勢,并在近百年來急速增加,達(dá)到歷史最高。其次對三江平原典型類型濕地沉積物中的營養(yǎng)元素、重金屬和多環(huán)芳烴等指標(biāo)反演,并結(jié)合考古資料和文獻(xiàn)紀(jì)錄,重建了近現(xiàn)代的人類活動序列,評估了不同歷史時期人類活動對三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。人類活動對濕地的影響起始于20世紀(jì)20年代;到50年代幾乎所有濕地都受到了人類活動的干擾,可作為三江平原人類世的起始時期;70年代末人類活動的影響達(dá)到最強(qiáng),洪河濕地生態(tài)系統(tǒng)的彈性力也隨著人類活動的影響發(fā)生了變化,此時達(dá)到風(fēng)險臨界點,進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性循環(huán)的“釋放”階段。近百年來的植物群落和硅藻群落分別在70年代和50年代開始轉(zhuǎn)變,均在1990年前后完成了演替,主要由喜濕的物種轉(zhuǎn)變?yōu)橄哺晌锓N。根據(jù)DCA排序、STARS計算和自相關(guān)分析等數(shù)學(xué)統(tǒng)計,表明生態(tài)系統(tǒng)在1990年前后出現(xiàn)了機(jī)制轉(zhuǎn)變。結(jié)合三江平原的氣候濕潤指數(shù)和人類活動強(qiáng)度變化特征,由濕地排水開墾為農(nóng)田或過度使用地下水進(jìn)行灌溉造成的現(xiàn)存濕地水位下降,水分涵養(yǎng)功能喪失是造成這種轉(zhuǎn)變的主要因素。濕地生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險臨界點與機(jī)制轉(zhuǎn)變點之間有一個時間差,表明系統(tǒng)應(yīng)對風(fēng)險是抵抗能力(resistence)強(qiáng)。最后,為了有效的恢復(fù)濕地和節(jié)約人工恢復(fù)的成本,把70年代末風(fēng)險臨界點之前的濕地生態(tài)特征作為濕地恢復(fù)的參考基準(zhǔn),制定恢復(fù)目標(biāo),進(jìn)行人工恢復(fù),當(dāng)生態(tài)狀況達(dá)到恢復(fù)目標(biāo)時,濕地就可以依靠自身系統(tǒng)彈性力逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)。作為濕地恢復(fù)參考目標(biāo)的水位為11-13 cm,NH_4-N為0.8-1.2 mg/L;營養(yǎng)元素N\P的參考富集因子為5.5、2.6;重金屬Cu\Zn\Pb的參考富集因子為1.3、1.1、1.2;相應(yīng)的植被參考優(yōu)勢物種為蘚類和苔草等,硅藻的參考優(yōu)勢物種群落為短肋羽紋藻群落(Pinnularia brevicostata)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X171.4
【圖文】：

素動對濕地生的干擾料研究計劃、樣地選取、樣品采集與分析鑒定濕地生態(tài)系重建生物群落在近現(xiàn)代人類干擾下的變化特征屬14C/210Pb 測年構(gòu)建年代框架植PCA 提取地化指標(biāo)主成分熱力圖分析對主成分進(jìn)行分組

圖 2.1 三江平原 8 個采樣點位置圖及洪河濕地照片F(xiàn)ig 2.1 Location of eight wetland sites in the Sanjiang Plain, Northeast China and the photoof Honghe (HH) wetland洪河國家級自然保護(hù)區(qū)位于黑龍江省東北部撫遠(yuǎn)市與同江市的交界處，其東部為瓦其卡河，西北靠濃江河，南部為別拉洪河和三環(huán)泡，沃綠蘭河縱貫全保護(hù)區(qū)。該區(qū)地理坐標(biāo)為 47°42′—47°52′N，133°34′—133°46′E，總面積約為 218km2，其中沼澤濕地面積約為 110km2（以下簡稱洪河濕地），占總面積的一半以上。該區(qū) 1984 年建立省級自然保護(hù)區(qū)，2002 年 1 月被拉姆薩濕地公約（RamsarConvention）列入《國際重要濕地名錄》。主要的植物有漂筏苔草、毛果苔草、臌囊苔草（Carexschmidtii）、小葉章、柴樺、地衣（lichen）、苔蘚（Bryophyta）和蕨類植物（Pteridophyta）等。雖然洪河濕地目前是三江平原所剩不多的一塊生態(tài)系統(tǒng)相對完整的濕地，但是由于濃江上游截流以及保護(hù)區(qū)周邊農(nóng)場逐年完善農(nóng)業(yè)

26圖 3.1 洪河沉積柱芯年代——深度 AMS14C bacon 模型（a）與210Pb CRS 模型（b）Fig 3.1 The AMS14C bacon (a) and210Pb CRS (b) age- depth models of the Honghsedimentary core

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本文編號：2769981