【科學網】“松嫩濕地”的春天
松嫩濕地風光
科研人員進行典型濕地植被人工恢復。
■本報見習記者 辛雨
來到東北松嫩平原西部沼澤濕地，碧波浩渺，水肥草美，風光旖旎。然而，曾經的她并不是這樣的。
松嫩平原西部濕地，曾因氣候變化、人為干擾等原因退化嚴重。近年來，在科研人員的不懈探索和實踐下，這里的生態環境不僅得以修復，而且以葦—蟹為核心的濕地寬幅全鏈生態產業模式生態產業模式成型，讓松嫩平原上的這顆“瀚海明珠”重新煥發出光彩。
缺水帶來的退化
2016年7月，由中國科學院東北地理與農業生態研究所（以下簡稱東北地理所）牽頭，聯合北京師范大學、東北師范大學、中國林業科學研究院等17家單位申報的國家重點研發計劃項目“東北典型退化濕地恢復與重建技術及示范”正式立項。項目組針對東北典型濕地退化確定了幾個濕地恢復技術示范區。
據項目組調查，近25年來，三江平原濕地面積喪失71%，松嫩平原濕地面積喪失23%，現存濕地近72%受到不同因子威脅。過度捕撈、污染、基建占用……被稱為“地球之腎”的濕地，空間正被不斷擠壓。
看著“面目全非”的濕地，項目首席科學家、東北地理所研究員呂憲國很痛心。他下定決心，一定要恢復退化的濕地，重建“地球之腎”。
“恢復前，我們需要明確濕地退化和喪失的原因，了解濕地演變的規律。”呂憲國告訴《中國科學報》。為此，項目組針對不同濕地類型的水文功能、鳥類生境、土壤微生物等開展野外調查，分析濕地退化、喪失的原因，并探索恢復、重建濕地的方法措施。
他們發現，大面積農業開墾是濕地喪失的主要原因，而濕地退化的主要因素是人為干擾。“很多濕地退化的原因就是缺水。”呂憲國說。
因此，恢復濕地環境中的水，成為解決濕地問題的關鍵所在。
“水深是平原地區濕地植被分布格局的重要影響因素，可以影響不同種群的分布。因此，快速恢復濕地，首先要明確環境所需水量。”東北地理所副研究員安雨向《中國科學報》解釋道。
然而，保證水深并不是往地里灌水就可以解決的。科研人員發現，修路、挖溝等人為干擾改變了原有的地貌特征，從而導致濕地水文聯通隔斷。因此，在恢復水深之前，還需要通過微地貌改造使斑塊自然連通，保證水深梯度多樣，才能確保不同水深情況下植被正常生長。
恢復種群不容易
此前開展的沼澤濕地水深恢復措施，多以大水漫灌為主，既浪費水資源，恢復效果又差。項目組通過長期研究分析，逐漸明晰了不同植被類型生命周期各階段的生態需水規律，建立了濕地植被群落水分響應模型，研發了種群快速繁殖—水文調控—微地貌改造退化濕地恢復技術體系。
在進行濕地恢復時，利用此模型可以提供合理的水量，平衡積水量與植被關系，從而促進自然濕地植被和水文關系的形成。
安雨介紹，按照模型中水深與植被之間的對應關系，研究人員還可以精準恢復不同水深環境下的各種目標植被。“大面積恢復濕地植被，僅靠植物種群的自然擴張，速度比較慢。”他解釋說，這就需要人工干預加速“自然進程”。
雖然說濕地恢復應盡量減少人工干預，但人工干預是必需的。“前提是人工干預的目的是促進自然規律的形成。”呂憲國強調。
種子休眠是濕地植物物種更新和種群建立的主要限制因子。如何快速恢復濕地植被，加快濕地恢復過程，成為項目組面臨的一大難題。
針對濕地植物種子休眠期長、發芽率低且無性繁殖擴散能力慢等問題，科研人員通過低溫浸種、變溫淹水、低溫濕藏和生長劑處理，打破種子休眠，縮短種子休眠期的同時，提高了萌發率，有效克服了有性繁殖過程中的障礙因素。
運用快速繁殖技術，項目組成功突破了蘇打鹽堿濕地植物無性繁殖瓶頸，提高了人工恢復過程中營養繁殖體存活率，加快了種群擴張速度，有效提升了植被恢復效率。植被快速恢復技術不僅讓種子提前“蘇醒”，還可以調控植被后期生長，增加濕地生物多樣性、水鳥棲息地、水文調節、水質凈化、碳匯等生態功能。該技術由此獲得2017年吉林省科技進步獎一等獎。
生計是更大挑戰
濕地的生態功能逐漸恢復了，呂憲國又陷入思考：能否發揮濕地生態服務價值，提高濕地經濟效益，解決當地老百姓的生計問題？
吉林省大安市牛心套保濕地是項目組設立的重點示范基地之一。2005年，項目組專家、中國工程院院士、東北地理所研究員劉興土帶領團隊，在牛心套保濕地開展了“葦—魚（蟹）—稻復合生態工程合理利用模式”的研究與示范。
項目組成員、東北地理所副研究員李曉宇告訴《中國科學報》，通過改良土壤、建立濕地與河流水力聯系、重新栽植蘆葦植被、自然增殖與人工放流魚蟹等生物措施，牛心套保濕地的生態系統得到了明顯改善。
在此生態模式的基礎上，項目組進一步與劉興土課題組合作，在牛心套保濕地開展了芡實、籽蓮等水生經濟植物的引種示范，拓寬生態產品多樣性。如今，牛心套保濕地的生態河蟹年平均產量超40萬斤，產值達1000萬元以上。
一次現場調研使劉興土了解到蘆葦可以作為主要原料培養食用菌。于是，他帶領團隊又跟蘆葦“較上了勁”，希望改變過去蘆葦作為造紙和發電原料的低效模式。
2017年，劉興土團隊在實驗室里成功將收割后的蘆葦秸稈制成了栽培食用菌的菌棒。次年，葦基食用菌栽培進入中試生產車間，經多次試驗，解決了蘆葦秸稈向栽培基質轉化的難題，提升了工廠化制棒的生產效率，1噸蘆葦可日產菌棒2000棒。葦基食用菌栽培是葦—蟹產業鏈的延伸。
“由于食用菌生長的營養需求，在蘆葦基質加工菌棒過程中需要加入其他蛋白質補充材料，通過物理壓縮形成菌棒。”李曉宇介紹，食用菌采摘后的菌棒叫作菌糠。菌糠作為肥料可直接粉碎還田，有利于改良松嫩平原西部鹽堿濕地。
至今，每次外出參加會議，總有人問呂憲國，濕地中的蘆葦到底能不能收割？呂憲國總會不遺余力地向對方推薦“牛心套保模式”。正是這一模式，為昔日的牛心套保濕地帶來了春天——年均創造產值4000萬元以上，職工年均收入增加2.8萬元。牛心套保濕地也成為全國重點建設的國家濕地公園之一。
“東北濕地是個大寶庫，我們不僅要用生態工程技術手段恢復退化的濕地，還要在應用示范中探索經濟發展新道路。”在呂憲國看來，濕地保護和發展必須雙管齊下。
《中國科學報》 (2019-12-27 第1版 要聞)
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