鄱阳湖湿地生态水文过程研究
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1.1 湿地组成要素及作用

水文、植被和土壤是湿地三大核心组成要素,三者相互作用、相互影响,共同决定着湿地生态系统的结构和功能。

水是湿地生态系统物质循环和能量流动的主要媒介与载体,是影响湿地生物群落组成和分布的关键性因素,主导着湿地景观的形成。湿地水文过程通过水文要素(包括水位、淹水周期、淹没频率、水动力条件等)可改变湿地养分和氧的可获得性、土壤水分和盐含量、酸碱度以及沉积物特性等理化环境,制约湿地内部物理、化学、生物过程的运行,影响着湿地植被格局、物种多样性、初级生产力、有机质分解与积累、养分循环及有效性等方面,进而调节湿地植被、营养动力学和碳通量之间的相互作用关系,是湿地形成、发育和演化最重要的驱动力(崔丽娟等,2011;吴春笃等,2005;于文颖等,2007;章光新等,2014)。

湿地植物作为湿地生态系统的主要初级生产者,通过转化太阳能、吸收CO2、形成水合物等途径影响湿地能量流动和物质循环过程。湿地植被格局是湿地植物与气候、水文、地貌与土壤等环境要素相互作用形成的,客观反映湿地生态环境的基本特点和功能特性。湿地植物具有较强的环境指示作用,是湿地水文情势变化最为敏感的指标,也是湿地生态系统健康最为直接的“指示器”。湿地植被往往沿着某个环境梯度呈较为明显的带状分布特点,在宏观尺度上,淡水湿地(如河间带、湖岸带)植被表现出沿水分梯度的带状分布格局(李旭等,2009)。湿地植被和湿地水文之间存在着复杂的作用关系,湿地水文过程制约着湿地植物的生长发育、分布特征,形成具有不同组成和结构的植物群落,水文过程的改变是湿地植被演替的主要驱动力(章光新,2012;李亚芳等,2016);而湿地植被则通过拦蓄沉积物、对地表水的阻挡与蓄积以及蒸腾作用反过来调节湿地水文过程。两者间的相互作用塑造出独特的湿地生物结构和营养结构,影响着湿地生态系统的稳定性和生态资源的可持续利用。

湿地土壤是湿地生物的基质和载体,是连接地上与地下生态过程的重要桥梁和纽带,不仅对湿地植物起着重要的固定作用,而且是湿地大多数动物和微生物赖以生存的活动场所,为湿地生物生长发育提供所需的多种养分。由于湿地特殊的水文和植被条件,湿地长期处于过湿状态和还原环境,抑制动植物残体的分解,长期累积后形成了富含有机质的土壤层或泥炭层,成为全球生态系统中重要的“碳库”,发挥着碳汇功能;同时,湿地水位变化引起的干湿交替,也导致土壤中有机质发生好氧和厌氧分解,产生的CO2、CH4等温室气体排放到大气中,使湿地在一定程度上也发挥着碳源功能,湿地土壤碳素的积累和释放在湿地生态系统碳循环及其引起的环境效应中起到关键作用(王红丽等,2008;崔巍等,2011)。此外,湿地土壤通过截留、沉淀、吸附、交换、氧化还原、代谢等途径影响到氮、磷、重金属等污染物质的蓄积、迁移、转化和循环过程,起到降解污染物和净化水质的重要功能作用。