三江平原苔草沼泽物种多样性对生境变化的响应研究

三江平原是我国沼泽湿地主要分布区，苔草沼泽占三江平原沼泽总面积的80%左右。近些来由于气候变化和人类活动导致苔草沼泽生态系统退化，生态功能衰退，对本区湿地的生态安全和经济发展构成了严重威胁。本项目拟通过选取三江平原7个苔草沼泽主要分布区为研究区，以漂筏苔草群落、毛苔草群落和乌拉/灰脉苔草群落等3种群落为研究对象，研究1973-2011年生境变化对3种苔草沼泽物种多样性的影响，探索3种苔草沼泽群落的物种多样性数量特征、物种组成特征的变化规律及其主要影响因素，建立主要植物种对生境变化响应的模拟模型，揭示苔草沼泽群落演化规律和退化机理，预测未来生境变化下苔草沼泽物种多样性的变化趋势，为三江平原沼泽湿地生态系统的恢复与重建提供科学依据。

本项目研究工作完全按照项目预期目标和研究计划进行。本项目完成了70年代苔草沼泽群落123个样方的群落及生境因子数据的收集整理，完成了8个研究区的194个样方的植被生态调查、21个优势植物种的样品采集及138个生境因子（包括地表水位和土壤因子）的记录与取样，完成了两个剖面苔草梯度带的连续3年（2010-2012）的生长季水位季节变化格局监测及优势植物种的频度监测，并分析了梯度带上4个关键植物种的氮、磷含量及其比率。.本研究取得进展如下：1）在时间尺度上，阐明了苔草群落近40 年来物种多样性的变化规律及气候和生境因子的变化趋势，分析了气候、水位对物种多样性变化的影响及其它潜在的驱动机制。具体结论为：近40年来，3种苔草群落物种组成和丰富度均发生了明显变化，但3个群落变化的强度不同，生境越湿的群落变化越明显；物种组成的变化表现为沼生种的降低及非沼生种的增加；群落的总物种丰富度和单个样方的物种丰富度均表现为增加的趋势；年均温增加了约1.24度，年降雨无明显变化；地表水位明显降低；土壤肥力有轻微增加，但不显著；物种和环境因子关系的分析表明物种多样性的变化由气候因子和土地利用方式的变化共同引起；2）在空间尺度上，阐明了3 种群落物种组成及群落相似性的差异、生境因子之间的差异及物种组成、丰富度变化与生境因子的关系，并进一步探索了物种组成变化的驱动机制；具体结论为：3种群落的水位变化格局及其它生境因子特征及物种组成均明显不同，群落相似性的分析表明毛苔草到草丘苔草的物种更替更明显，CCA分析表明水位和养分梯度是控制上述格局变化的主要因素，但优势种的生物学特性可能也起了一定作用；3）将时空尺度的数据相结合，建立了优势种对水位变化响应的分布模型。具体结论为：优势植物的盖度随生境水位变化的趋势表明16种优势植物的水位生态幅和最佳水位生态位明显不同，但又有一定的交叉，从而揭示了物不同种对生境变化响应的差异；相关成果发表在African Journal of Biotechnology（2012） 、Fresenius Environmental Bulletin （2012(2)和（12））及Nordic Journal of botany(2013) 4篇论文上，审稿人认为这些结果对全球湿地植被的多样性研究及三江平原湿地的保护和管理具有重要参考价值。