互花米草入侵与水环境污染胁迫下长江河口九段沙湿地退化的微观过程与机理研究

湿地退化微观过程与机理研究是国际湿地科学前沿领域主要热点之一。借鉴国际湿地退化研究新思路、方法和技术，利用美国YSI多参数水质监测仪、Hydrolab多参数水质监测仪和ISCO自动水质采样仪等在线环境监测设备，集成多学科研究方法与技术，获取高精度、高准确度与高分辨率湿地退化信息。从互花米草入侵与水环境污染的生物、生理、生化、化学与生物地球化学等过程入手，研究九段沙湿地退化生态特征参数，定量划分湿地退化等级，确定不同退化等级湿地主要生态特征参数阈值，建立湿地退化诊断评价指标及指标体系，探明湿地退化的生物、生理、生化、化学与生物地球化学等过程，确定引发不同程度湿地退化胁迫因子阈值，探明互花米草入侵与水环境污染分别胁迫与协同胁迫下湿地退化微观过程与机理。为退化湿地生态恢复决策与工程实践提供科学依据与关键技术支撑。对维护国家生态安全、满足国家需求、建立与完善中国特色湿地科学理论体系具有重要意义。

受外来入侵物种互花米草、长江水环境污染的协同胁迫作用，九段沙原生河口湿地发生明显退化，其生态环境功能也明显减弱。因此，有必要探明其退化过程与机理，采取科学恢复技术措施，遏制湿地进一步退化，恢复其生态环境功能。该研究对建立与完善具有中国特色的湿地科学理论体系，攻克退化湿地恢复关键技术均具有重要意义。. 对国内外湿地退化进展进行研究，探明了湿地退化研究的热点领域、科学问题、重点前沿及其最新进展，找到了湿地退化研究主要突破口，调整了研究方案与方法。通过对滇西北高原等典型湿地退化过程与机理预研究，获得的成功案例，重新制定九段沙湿地退化研究技术、方法及方案，使其更具有可行性。. 研究发现，外来物种互花米草入侵与水环境污染均为九段沙湿地退化的胁迫因子。相对而言，互花米草入侵是决定因素，水环境污染是次要因素。互花米草破坏原生湿地作用十分明显，破坏的速度极快，作用强度极大。 基本查清了九段沙不同区域湿地退化的胁迫因素、退化特征、退化湿地类型，退化湿地分布规律、湿地退化的主要过程与机理，探明了退化湿地恢复对策。作为湿地退化胁迫因子，互花米草入侵物种具有向海向陆的双向破坏作用。向海入侵过程，它侵入海三棱藨草湿地，缩小海三棱藨草湿地分布面积，这导致海三棱藨草群落分布带变窄，群落破碎化明显，湿地生态环境功能减弱。海三棱藨草湿地面积缩小，东亚迁徙鸟类熹食的海三棱藨草种子数量大幅度减少，这对东亚鸟类生物多样性影响很大。向陆入侵过程，它侵入芦苇湿地植物群落，也缩小芦苇湿地的分布面积，使得芦苇群落带变窄，群落破碎化也很明显，群落生态环境功能减弱。芦苇湿地净化污水的功能减弱，九段沙湿地作为长江口天然污水处理厂生态净化功能也随之减弱。随着互花米草不断入侵原生湿地，该类型湿地面积不断扩大，而芦苇湿地与海三棱藨草湿地面积则逐渐缩小，由于芦苇湿地与海三棱藨草湿地净化水质的能力相对更强，九段沙湿地净化水质功能下降，最终影响长江口区域的生态环境质量。监测发现，潮沟两侧均集中发育大面积的互花米草群落，该入侵种具有独特的空间分布规律。研究还发现了互花米草入侵的主要路径，其扩展路径不仅在九段沙岛边缘入侵，而且也沿着广泛分布的潮沟向九段沙岛中心区域全面入侵。互花米草借助涨潮潮水搬运互花米草的种子与植株体迅速地向九段沙全岛扩展，潮沟是互花米草入侵的高速公路。九段沙湿地退化还有很多问题没完全解决，有待深入研究。