三江平原湿地生态系统稳定性对水文连通受损的响应过程及机理研究

Deciphering how wetland ecosystem stability responses to hydrological connectivity damage is the basis and key point of revealing coupling mechanisms of wetland evolution and ecological-hydrological patterns. In the present project, wetlands of Sanjiang Plain, Northeast China, are chosen as study areas. Using field investigation and in-situ monitoring, historical literature and data summarization, model simulation and remote sensing technologies, regional hydrological and environmental database is established; Reciprocal feedbacks between hydrological connectivity damage and key structures, processes and functions of wetland ecosystems are dissected at different scales, from species-populations to communities-ecosystems and to landscape-region scales finally. Index systems are established for quantify wetland stabilities at different scales, and how hydrological connectivity change alters wetland ecosystem stabilities are discussed. By the niche model, spatial-temporal distribution of wetlands are predicted in the future under different climatic seniors. The optimized designs and stages of rejuvenate hydrological links were established aiming to degraded wetland restoration. Results of the present work would provide scientific basis for future understanding coupling mechanisms between hydrological connectivity and wetland evolution, and also could guide the restoration of degraded wetlands in Sanjiang Plain.

阐明湿地生态系统稳定性对水文连通受损的响应机制是揭示生态水文格局与湿地演化互馈作用的基础与核心问题。本项目以三江平原典型湿地分布区为研究对象，基于野外调查、室内模拟、历史资料调研、模型推演及遥感等方法，构建区域水文环境数据库，研究三江平原湿地分布区水文连通性时空变化特征；剖析物种-种群、群落-生态系统、景观-区域不同尺度上湿地生态系统结构、过程及功能与水文连通受损的互馈关系及耦合机制；构建不同尺度上湿地生态系统稳定性量化评估指标体系，探讨水文连通受损对湿地稳定性波动的驱动机理；利用生态位模型预测未来气候变化情境下东北湿地潜在分布区时空分布规律，制定旨在恢复退化湿地的水文连通最优空间规划及策略；为深入认识湿地生态水文格局与湿地演化关系提供科学基础，为三江平原退化湿地恢复提供理论依据与支持。

阐明湿地生态系统稳定性对水文连通受损的响应机制是揭示生态水文格局与湿地演化互馈作用的基础与核心问题。本项目以三江平原典型湿地分布区为研究对象，基于野外调查、室内模拟、历史资料调研、模型推演及遥感等方法，构建区域水文环境数据库，研究三江平原湿地分布区水文连通性时空变化特征,揭示了人类活动与气候变化对湿地水文连通的影响，利用生态位模型预测未来气候变化情境下东北湿地潜在分布区时空分布规律。研究发现，挠力河流域沼泽湿地水文连通性指数随着距离阈值的增加，表现为增加趋势，且当距离阈值为35-40km时，其水文连通性不在增加，挠力河流域沼泽是呈现完全连通；通过不同距离阈值下连通斑块的总面积与个数的关系以及连通的组分数与最大组分的斑块个数的关系，确定挠力河流域沼泽湿地水文连通性最佳距离阈值为10km；1950s-2015年挠力河流域沼泽湿地水文连通性整体呈现下降趋势，尽管2005年以后，沼泽湿地水文连通性指数有所增加，但该区域沼泽湿地景观的破碎化程度并没有得到好转。影响挠力河流域湿地景观连通性的主要驱动因素为湿地面积（0.936），其次湿地景观整体连通性的主要驱动因素是按照关联程度大小依次为年降水量（0.845）、人口数量（0.812）、年均气温（0.784）、耕地面积（0.513）。挠力河流域过度的人类活动，大量沼泽湿地被开发成耕地，导致该区域沼泽湿地水文连通性降低。三江平原湿地在2050年RCP2.6情景下，将减少18.8万公顷，减少率为40.6%，处于较高风险；在2050年RCP4.5情景下，将减少6.6万公顷，减少率为14.2%，处于低风险；在2050年RCP6.0情景下，将减少19.3万公顷，减少率为41.6%，处于较高风险；在2050年RCP8.5情景下，将减少36万公顷，减少率为77.6%，处于高风险。为恢复湿地建立有效的连接而增加湿地水文连通性，在制定科学的“退耕还湿”相关政策中必须着重考虑。