长江淡水潮汐湿地演化规律及其水环境效应

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分布于长江近河口段河滨和江心洲的受径流和海洋潮波双重影响的淡水潮汐湿地是长江河口海岸湿地的重要组成部分,根据确定的六块典型湿地的特征,总结了湿地的演化规律,重点研究了在水生禾草演替阶段具有典型代表意义的镇江内江北固山湿地,在近三年连续观测的基础上,研究了湿地植物特性和植物群落分布特征;以在水生禾草演替阶段中成长期和成熟期分别占优势的湿地植物虉草和芦苇构建了湿地单元模型,得到了在不同季节两种湿地植物群落的对水体的净化效果,揭示了湿地去除污染物质的一些净化机理。结合现场研究了湿地中营养元素N、P的生物地球化学循环,初步揭示了作为长江近河口段水陆交错带主体的淡水潮汐湿地的水环境效应。研究表明: (1)在持续淤积的条件下,湿地植物群落要经过水生演替序列,此演替序列分为水生禾草群落、禾草+灌木混生群落和乔灌木+陆生草本群落三个阶段。乔灌木群落是植物生态演替的顶级群落;水生禾草阶段在冲淤平衡的条件下,芦苇群落可成为群落演替的顶级群落。 (2)对位于镇江北固山脚下的处于水生禾草演替阶段的北固山湿地进行了近三年的连续观测,通过对湿地的土壤、水文和植物生态过程及其相互关系进行的研究,在长江近河口段特殊的水沙条件下,密集型地下芽克隆植物虉草、芦苇、菰和产生环境饰变的酸模叶蓼能够适应严酷的生境条件,从而成为湿地的优势植物或伴生植物。 (3)淡水潮汐湿地是典型的水陆交错带,其净化水体的缓冲带效应显著。在水生禾革演替阶段,虉草群落在水水力负荷为0.6m~3/m~2·d、面源污水氮磷浓度分别为0.87mg/L-12.21mg/L和0.3mg/L-2.82mg/L条件下,削减能力分别为0.034-0.448g/m~2·d和0.035-0.129g/m.2·d;芦苇群落在水水力负荷为0.6m~3/m~2·d、面源污水氮磷浓度分别为1.7-13.67mg/L和0.38-3.11mg/L条件下,削减能力分别为0.045-0.715g/m~2·d和0.045-0.119g/m~2·d。 (4)湿地在演化过程中其净化能力是变化的,从裸地到水生禾草成熟期,湿地净化能力不断增大,在持续淤积的条件下,湿地淹水时间变短,湿地趋向成陆,对污染物质的削减能力表现出一个由低到高再到低过程,即经历由“汇”转“源”的过程。
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