季节性受淹湖泊洲滩湿地水文与植物相互作用机制研究

Hydrological processes are the fundamental conditions that affect wetland vegetation species, diversity and above-ground biomass, and hence are the key factors that maintain the ecological functions of wetland. To explore the interaction of hydrological process and vegetation growth, typical islet wetlands of Poyang Lake with apparent seasonal inundations are selected as experimental areas. In-situ observation is conducted to obtain high resolution data of climate, soil moisture, lake water level, groundwater depth, vegetation biomass. The dependence of vegetation growth on hydrological processes is investigated. Relationship of vegetation carrying capacity and hydrological variables are established. Based on this, coupled hydrological and vegetation growth and competition models are developed and validated with the field observation data. The models are used to predict the response of the wetland hydrological processes to the changes in the regime of lake water level variations, and the potential effects on wetland vegetation communities. Outcomes of this research are expected to add new knowledge of wetland hydrological processes and the interactions with vegetations, and hence to enrich the theory of wetland eco-hydrology. This research is also expected to meet the urgent needs of formulating wetland management under a rapid changing situation.

湿地水文过程是决定湿地植物种群分布、生物多样性和生物量，维护湿地重要生态功能的关键。深入研究并阐明湿地水文与种群的相互作用机制，定量模拟湿地植物对水文要素变异的响应，具有重要学术价值。本项研究选取鄱阳湖代表性洲滩湿地为实验区，通过气象、湖水位、土壤水分、地下水位、植被、地形等多要素观测，重点研究季节性受淹洲滩湿地的水文过程及其对鄱阳湖典型湿地植物的影响，建立典型植物承载力与水文要素的关系，构建洲滩湿地水文与植物生长的耦合模型，解析鄱阳湖洲滩湿地植物种群分布与生长的主控因子，预测湖泊水情变化对湿地植物的潜在影响。本项研究可望深入揭示水文要素变异对植物生长影响的途径和方式，预测典型湿地植物对湖泊水情变化的响应。研究成果可望丰富湿地生态水文学内容，并为维持快速变化环境下湖泊湿地正常生态功能提供科学依据，满足国家紧迫需求。

湿地水文过程是决定湿地植物种群分布、生物多样性和生物量，维护湿地重要生态功能的关键。深入研究并阐明湿地水文与种群的相互作用机制，定量模拟湿地植物对水文要素变异的响应，具有重要学术价值。本项研究选取鄱阳湖代表性洲滩湿地为实验区，通过气象、湖水位、土壤水分、地下水位、植被、地形等多要素观测，重点研究了季节性受淹洲滩湿地的水文过程及其对鄱阳湖典型湿地植物的影响，构建了洲滩湿地生态水文模型，解析鄱阳湖洲滩湿地植物种群分布及其耗水的来源，并就未来气象水文变化，预测了湿地植物的响应。本项目揭示了湿润区湿地地下水埋深对湿地植物耗水的影响及不同植物适宜地下水埋深，具有重要的创新性。项目按计划实施，完成了所有的研究内容，达到了预定的研究目标。取得的成果主要有：实验观测样带连续3年的多要素同步观测数据，包括的要素有气象、土壤含水量、地下水位、蒸散发、植物叶面积指数、生物量、根系结构等。这些原位观测数据具有一定的研究价值，不仅支撑了本项目的完成，还将作为后续进一步研究的基础，也可以作为独立数据集进行出版；主要成果还包括建立了湿地生态水文模型。该模型对湿地水分通量具有良好的模拟能力，可作为模拟工具就气象水文变化对湿地植物的影响进行预测，并具有推广到除本项目实验区以外的鄱阳湖其它类型湿地进行应用研究，也具有与其它尺度模型进行联合运用的潜力。共发表论文20篇，其中SCI论文10篇；本项目的成果在EGU、AGU等国际会议的分会场做了口头报告，取得了良好的宣传效果，为同行所认可。