東北地理所在濕地彈性與機制轉變上取得重要進展
工業革命以后,隨著人類活動的加劇,氣候變化、土地和大氣污染、生物多樣性喪失等一系列全球環境問題越來越嚴重,成為了制約人類文明延續的重要因素。有學者認為全球的地質年代已經進入到了“人類世”,相應地,如何確定人類世開始的時間也受到了人們的關注。由于我國受到工業革命的浪潮影響較晚,尤其是東北地區,在清代有著三百年的封禁,人類世的起點有著自身的特點。建國以后,我國對東北地區,尤其三江平原,實行積極的移民政策,轉業官兵及知識青年先后到三江平原進行大規模的開墾。截止到2010年,有3/4的濕地轉變成了農田,現存的濕地也存在著不同程度的退化和破壞。
東北地理所濕地演化與生態功能學科組通過對三江平原八處現存濕地進行調查和柱芯采集,結合不同樣點的沉積學特征(沉積速率、沉積粒徑)、地化特征(重金屬、黑碳和多環芳烴)及生物指標變化規律(植物大化石、硅藻),得出三江平原的濕地在1920s開始受到人類活動的影響;所有濕地在1950s都出現了人類活動的痕跡,對應新中國成立以后的工業農業發展,我們定義為三江平原人類世的開端;反映人類活動的各個指標在1970s末期有一個高速的增加,對應我國改革開放的實施,工農業發展更加迅速,對濕地的影響也更強烈。然而,濕地在受到強烈人類活動干擾的伊始,由于濕地生態系統較強的彈性,并不會立即出現系統機制轉變的現象,首先進入適應性循環的“釋放”階段,生態系統各組分的相互作用被打破。通過對三江平原洪河濕地中的植物群落和硅藻群落的DCA分析、機制轉變分析以及自相關分析表明,洪河濕地的彈性較低、機制轉變發生在1990年前后,此時濕地進入“再生”階段,成為另外一種系統。
濕地生態系統相較于湖泊、河流生態系統等有著更強的彈性。對受損的濕地進行恢復,可以把該濕地“釋放”階段之前的生態特征作為濕地恢復的參考目標,之后濕地可通過自身的恢復力恢復到干擾前的狀態,從而節約人工恢復成本和保持濕地恢復后的穩定性。本研究得到國家自然科學基金(41571191; 41701217)和國家重點研發計劃(2016YFA0602301)的資助。相關研究成果發表在《Ecological Indicators》、《Science of the total Environment》上。
相關論文信息:
Liu, Hanxiang, et al. "Evaluating the timing of the start of the Anthropocene from Northeast China: Applications of stratigraphic indicators." Ecological Indicators 84 (2018): 738-747. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.09.040
Liu, Hanxiang, Chuanyu Gao, and Guoping Wang. "Understand the resilience and regime shift of the wetland ecosystem after human disturbances." Science of The Total Environment 643 (2018): 1031-1040. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.276
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