前言
湿地是水陆之间的过渡区域,也是地球上生产力最高的生态系统之一,具有涵养水源、调节气候、净化水质、降解污染物和保护生物多样性等重要的生态功能。湿地生态水文过程包含水文过程和生态过程两个方面,水文过程影响着湿地植物生长发育和空间分布格局,也影响着湿地生源要素在植被和土壤系统中的迁移转化过程,进而决定着湿地生态系统的结构和功能。当前湿地生态水文研究的核心是水分与生物之间的关系,尤其是多时空尺度下湿地水文与生态格局、生态过程之间的相互作用和反馈机制。
鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊,也是长江流域重要的通江湖泊之一,与长江存在着复杂的水力联系。受流域来水和长江的双重影响,鄱阳湖水位季节变化十分显著,洲滩“淹没—出露”频繁,这种节律性的水文变化和季节性的干湿交替过程塑造了鄱阳湖湿地独特的植被和土壤分布格局。近几十年来,随着气候变化和大型水利工程兴建运行等强人类活动的干扰,鄱阳湖水文情势已发生明显变化,这势必会对湿地植物生长发育过程、分布格局与群落结构产生重要影响,并引起湿地养分循环及其关键过程的改变。当前,我国学者围绕着鄱阳湖水位变化、江湖关系、植物群落与土壤养分等方面开展了较为全面的研究,也取得了一系列丰硕的研究成果,但对于水文过程与生态过程之间的作用机制和响应关系仍缺乏深层次的认知。
本书重点介绍鄱阳湖湿地植物生态、土壤养分循环关键过程和水文变化之间的作用与响应关系。在系统分析鄱阳湖湿地水文过程及其变化的基础上,从景观生态学角度探寻鄱阳湖湿地植被景观格局对水文变化的响应;根据野外生态监测资料,研究优势植物生长发育过程及其对节律性水文变化的生态适应机制,为进一步认识湿地“植物—水文”关系、揭示鄱阳湖湿地植被带状分布格局形成及植物群落演替机制提供基础理论支持。同时,本书还剖析了生源要素(氮、磷)在植物体和土壤中的迁移转化过程,阐述水分条件和植物对湿地氮磷营养元素变化产生的重要影响,研究结果有助于深入认识淡水湖泊湿地氮、磷养分循环的关键过程与运行机制。
本书内容是国家自然科学基金项目“鄱阳湖湿地灰化苔草分布的时空变化及水文驱动机制研究”(项目编号:41101089)和河南省自然科学基金项目“鄱阳湖湿地洲滩优势植物水分利用策略及对水情变化的响应”(项目编号:212300410335)的部分研究成果,并进行了适度的拓展,是近年来课题组围绕鄱阳湖湿地生态水文过程研究的阶段性总结和集成。同时,研究过程得到了中国科学院鄱阳湖湖泊湿地观测研究站的帮助,在此表达诚挚的谢意。在书稿撰写阶段,课题组成员给予了大力支持,其中白秀玲参与了第7章、第8章和第9章内容的整理,张梦迪参与了第2章内容的整理,王浩然参与了文献的整理,在此对他们的协助和辛苦付出一并表示感谢。
由于时间仓促和本人水平有限,本书内容难免存在不足之处,恳请读者批评指正。
周云凯
2021年6月1日于开封