黄河故道区退化湿地人工促进恢复机制与优化模式研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flurryzhang
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黄河三角洲是中国暖温带保存最完整、最广阔和最年轻的滨海湿地生态系统,近年来由于人类活动等因素的影响加剧了湿地生态退化。为了探索有效的人工促进模式以提高有限淡水利用率,把土壤盐分控制在植物耐盐阈值内,最终提升退化湿地自我维持能力,本研究以黄河故道区退化湿地为研究对象,通过对有限淡水、盐分、养分和耐盐植被的优化控制以及对退化湿地恢复机制的揭示,探索可控条件下退化湿地的人工促进恢复关键技术与优化模式。主要结论如下:(1)两种碱蓬(中潮滩碱蓬,JP1;低潮滩碱蓬,JP2)的种子发芽率均随盐分的升高而降低,相同盐分条件下JP1的发芽率以及鲜重干重均明显高于JP2。在高盐分胁迫下,高N浓度或者低P浓度有利于二者种子的萌发和幼苗的生长。两种碱蓬在高盐分条件下均表现出较高的平均生长量,这可能是碱蓬对高盐分胁迫的一种特殊适应机制。(2)高盐分胁迫条件下N/P=9.5时,高浓度的N、P对两种碱蓬的种子萌发和幼苗的生长均有促进作用。N/P=17时,不论是高盐分还是低盐分胁迫下,高浓度的N、P均有利于两种碱蓬种子的萌发和幼苗的生长,而平均生长量的变化趋势与之相反。(3)引发技术应用于盐生植物碱蓬种子萌发有较好的效果,表现为在高盐分条件下,用KNO3引发有利于碱蓬种子的萌发,而用KH2PO4引发则有利于幼苗的生长。(4)水分条件和残体混土方式对碱蓬生长期的土壤养分状况存在一定影响,整体表现为两种人工水分干预方案土壤养分含量大于真实降水条件,混土处理土壤的有机质和溶解有机碳(DOC)含量高于表层覆盖,而其他土壤指标的变化趋势在不同时期具有不同表现。(5)两种有限淡水人工干预方案条件下碱蓬种子萌发率、株高、分枝数、叶绿素含量以及鲜重均优于真实降水情况,表层覆盖处理有利于碱蓬的生长以及对P的积累,混土和覆盖对株高和分枝数、叶绿素含量的影响不存在显著差异。(6)构建了黄河故道区退化湿地恢复的优化管理模式,明确了人工促进恢复优化模式在黄河三角洲退化湿地恢复中的重要作用。本优化模式从种子萌发开始,研究了N、P浓度、N/P比以及不同引发技术对碱蓬种子萌发和幼苗生长的影响,解决了在退化湿地区碱蓬的立苗问题。结合研究区域的实际情况,依据经济可行性原则,采用不同水分干预方式、不用残体覆盖方式、不同残体覆盖量与耐盐植被相结合的方案,对黄河故道区退化湿地恢复机制进行了探索,并对恢复模式进行了优化,最终得出:“高N低P(N/P=17)一种子引发-人工干预方案-水分条件-表层覆盖的残体添加方式”为黄河故道区退化湿地人工促进恢复的最优模式。
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