【摘 要】
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白鹤(Grus leucogeranus)是世界极危(CR)鸟类,全球种群数量估计为3500-4000只,东部种群占全球种群总数的99%。我国东北松嫩平原是白鹤东部种群的重要迁徙通道,吉林莫莫格湿地是其重要的中途停歇地。白鹤在该区域主要取食盐碱湿地中扁杆藨草(Scirpus planiculmis)和三江藨草(S.nipponicus)的地下球茎。藨草沼泽的生境状况直接关系到白鹤的能量补给和迁徙安
【基金项目】
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十三五重点专项“东北典型退化湿地恢复与重建技术及示范”项目子课题“栖息地退化对水禽分布及种群动态的影响机制(2016YFC0500404)”;
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白鹤(Grus leucogeranus)是世界极危(CR)鸟类,全球种群数量估计为3500-4000只,东部种群占全球种群总数的99%。我国东北松嫩平原是白鹤东部种群的重要迁徙通道,吉林莫莫格湿地是其重要的中途停歇地。白鹤在该区域主要取食盐碱湿地中扁杆藨草(Scirpus planiculmis)和三江藨草(S.nipponicus)的地下球茎。藨草沼泽的生境状况直接关系到白鹤的能量补给和迁徙安全。本文以莫莫格自然保护区为研究地点,通过对其盐碱湿地中碱蓬(Suaeda glauca)、扁杆藨草、三江藨草和芦苇(Phragmites australis)等四种典型湿地植物群落土壤和水体理化特征和微生物多样性对比分析,探讨两种藨草适宜生境土壤和水体理化指标及其关键影响因子,及其土壤微生物群落结构与物种多样性,旨在为提升白鹤重要中途停歇地藨草沼泽的稳定性和恢复力提供科学依据,确保白鹤东部种群的迁徙安全和健康发展。主要研究结果与结论如下:(1)二龙涛河流域尺度上,使用综合污染指数评价法、生态风险指数法和地积累指数评价法对水体和土壤中的重金属污染程度进行评价。结果表明,除岔台湿地为轻度污染外,二龙涛河流域尺度和其它4个地点水质综合污染指数WQI≤1,为无污染;单重金属元素而言,只有Se的污染指数在5个地点均大于1,为轻度污染。二龙涛河流域和7个地点土壤重金属综合污染指数均8<Cd≤16,为中等程度污染;流域和岔台、元宝吐、苏克马等3个地点的土壤重金属生态风险指数60<RI≤120,为中等潜在生态风险,明嘎、鹅头泡、孟天昭和格力吐等4个地点RI<60,为低潜在生态风险。(2)在二龙涛河流域和岔台湿地两种空间尺度下,使用方差分析和主成分分析法对碱蓬、扁杆藨草、三江藨草和芦苇等4种典型盐碱湿地植物群落中土壤和水体理化特征进行分析。结果表明,扁杆藨草和三江藨草群落的土壤有机碳和全氮均显著高于其他两个群落;两种藨草群落中,扁秆藨草群落的土壤p H值、电导率和水体有效磷3项指标显著高于三江藨草群落,土壤有效磷显著低于三江藨草群落。主成分分析结果显示,流域尺度下,影响扁杆藨草群落的前2个主成分为土壤盐碱性与土壤物理性质,影响三江藨草群落的前2个主成分为土壤物理性质与土壤有机碳成分;单元尺度下,影响两种藨草的前2个主成分与流域尺度相同,但顺序正好相反。(3)岔台湿地尺度下,对4种典型盐碱湿地植物群落中土壤微生物群落进行物种多样性分析,对主要微生物门类与土壤化学性质进行冗余分析。结果表明,两种藨草群落中酸杆菌(Acidobacteria)和壶菌(Chytridiomycota)丰度显著高于芦苇群落,芽单胞菌(Gemmatimonadetes)和放线菌(Actinobacteria)丰度显著高于碱蓬群落,子囊菌(Ascomycota)丰度均显著低于碱蓬和芦苇群落。土壤细菌物种多样性为三江藨草群落显著高于其他三种植物群落,扁秆藨草显著高于碱蓬群落。土壤真菌物种多样性为三江藨草群落显著高于扁秆藨草和芦苇群落。三江藨草群落土壤微生物多样性和群落均匀度均高于其他三种植物群落。变形菌(Proteobacteria)、酸杆菌、绿弯菌(Chloroflexi)、疣微菌(Verrucomicrobia)等细菌门类以及罗兹菌(Rozellomycota)、壶菌、毛霉菌(Mucoromycota)等真菌门类的丰度与土壤有机碳、全氮、水解氮均呈正相关关系,芽单胞菌、放线菌等细菌门类以及子囊菌、担子菌(Basidiomycota)、球囊菌(Glomeromycota)、被孢霉菌(Mortierellomycota)等真菌门类与土壤p H、电导率、有效磷呈正相关关系。(4)总体上,二龙涛河流域湿地水体重金属健康状况良好,土壤重金属属于中等潜在生态风险,适宜于白鹤迁徙停歇。为提升迁徙白鹤特定依赖的藨草沼泽稳定性和恢复力,综合本研究和前人研究成果,提出以下管理建议:(a)每年4-5月上旬,维持藨草沼泽水位<10cm,保证扁秆藨草和三江藨草球茎的最大萌发率;在生长期水位控制在10-20cm最佳,最高水位不超过40cm,保证白鹤食物可获得性。(b)加强土壤和水体含盐量监测,控制在0.1-1.0g/l;充分运用“水盐规律”,通过水位调控来控制含盐量。(c)加强土壤有机碳和全氮监测,75%概率下分别控制在9.37g/kg-10.38g/kg和776.88mg/kg-860.52 mg/kg之间。
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