【科學(xué)網(wǎng)】“松嫩濕地”的春天
松嫩濕地風(fēng)光
科研人員進(jìn)行典型濕地植被人工恢復(fù)。
■本報(bào)見習(xí)記者 辛雨
來(lái)到東北松嫩平原西部沼澤濕地，碧波浩渺，水肥草美，風(fēng)光旖旎。然而，曾經(jīng)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(yán)重。近年來(lái)，在科研人員的不懈探索和實(shí)踐下，這里的生態(tài)環(huán)境不僅得以修復(fù)，而且以葦—蟹為核心的濕地寬幅全鏈生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式成型，讓松嫩平原上的這顆“瀚海明珠”重新煥發(fā)出光彩。
缺水帶來(lái)的退化
2016年7月，由中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡(jiǎn)稱東北地理所）牽頭，聯(lián)合北京師范大學(xué)、東北師范大學(xué)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院等17家單位申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“東北典型退化濕地恢復(fù)與重建技術(shù)及示范”正式立項(xiàng)。項(xiàng)目組針對(duì)東北典型濕地退化確定了幾個(gè)濕地恢復(fù)技術(shù)示范區(qū)。
據(jù)項(xiàng)目組調(diào)查，近25年來(lái)，三江平原濕地面積喪失71%，松嫩平原濕地面積喪失23%，現(xiàn)存濕地近72%受到不同因子威脅。過(guò)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(xiàng)目首席科學(xué)家、東北地理所研究員呂憲國(guó)很痛心。他下定決心，一定要恢復(fù)退化的濕地，重建“地球之腎”。
“恢復(fù)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(guī)律。”呂憲國(guó)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。為此，項(xiàng)目組針對(duì)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(diào)查，分析濕地退化、喪失的原因，并探索恢復(fù)、重建濕地的方法措施。
他們發(fā)現(xiàn)，大面積農(nóng)業(yè)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(guó)說(shuō)。
因此，恢復(fù)濕地環(huán)境中的水，成為解決濕地問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
“水深是平原地區(qū)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(fù)濕地，首先要明確環(huán)境所需水量。”東北地理所副研究員安雨向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》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(fā)現(xiàn)，修路、挖溝等人為干擾改變了原有的地貌特征，從而導(dǎo)致濕地水文聯(lián)通隔斷。因此，在恢復(fù)水深之前，還需要通過(guò)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(zhǎng)。
恢復(fù)種群不容易
此前開展的沼澤濕地水深恢復(fù)措施，多以大水漫灌為主，既浪費(fèi)水資源，恢復(fù)效果又差。項(xiàng)目組通過(guò)長(zhǎng)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(tài)需水規(guī)律，建立了濕地植被群落水分響應(yīng)模型，研發(fā)了種群快速繁殖—水文調(diào)控—微地貌改造退化濕地恢復(fù)技術(shù)體系。
在進(jìn)行濕地恢復(fù)時(shí)，利用此模型可以提供合理的水量，平衡積水量與植被關(guān)系，從而促進(jìn)自然濕地植被和水文關(guān)系的形成。
安雨介紹，按照模型中水深與植被之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究人員還可以精準(zhǔn)恢復(fù)不同水深環(huán)境下的各種目標(biāo)植被。“大面積恢復(fù)濕地植被，僅靠植物種群的自然擴(kuò)張，速度比較慢。”他解釋說(shuō)，這就需要人工干預(yù)加速“自然進(jìn)程”。
雖然說(shuō)濕地恢復(fù)應(yīng)盡量減少人工干預(yù)，但人工干預(yù)是必需的。“前提是人工干預(yù)的目的是促進(jìn)自然規(guī)律的形成。”呂憲國(guó)強(qiáng)調(diào)。
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(fù)濕地植被，加快濕地恢復(fù)過(guò)程，成為項(xiàng)目組面臨的一大難題。
針對(duì)濕地植物種子休眠期長(zhǎng)、發(fā)芽率低且無(wú)性繁殖擴(kuò)散能力慢等問(wèn)題，科研人員通過(guò)低溫浸種、變溫淹水、低溫濕藏和生長(zhǎng)劑處理，打破種子休眠，縮短種子休眠期的同時(shí)，提高了萌發(fā)率，有效克服了有性繁殖過(guò)程中的障礙因素。
運(yùn)用快速繁殖技術(shù)，項(xiàng)目組成功突破了蘇打鹽堿濕地植物無(wú)性繁殖瓶頸，提高了人工恢復(fù)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)繁殖體存活率，加快了種群擴(kuò)張速度，有效提升了植被恢復(fù)效率。植被快速恢復(fù)技術(shù)不僅讓種子提前“蘇醒”，還可以調(diào)控植被后期生長(zhǎng)，增加濕地生物多樣性、水鳥棲息地、水文調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、碳匯等生態(tài)功能。該技術(shù)由此獲得2017年吉林省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
生計(jì)是更大挑戰(zhàn)
濕地的生態(tài)功能逐漸恢復(fù)了，呂憲國(guó)又陷入思考：能否發(fā)揮濕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值，提高濕地經(jīng)濟(jì)效益，解決當(dāng)?shù)乩习傩盏纳?jì)問(wèn)題？
吉林省大安市牛心套保濕地是項(xiàng)目組設(shè)立的重點(diǎn)示范基地之一。2005年，項(xiàng)目組專家、中國(guó)工程院院士、東北地理所研究員劉興土帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在牛心套保濕地開展了“葦—魚（蟹）—稻復(fù)合生態(tài)工程合理利用模式”的研究與示范。
項(xiàng)目組成員、東北地理所副研究員李曉宇告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，通過(guò)改良土壤、建立濕地與河流水力聯(lián)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(tài)系統(tǒng)得到了明顯改善。
在此生態(tài)模式的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組進(jìn)一步與劉興土課題組合作，在牛心套保濕地開展了芡實(shí)、籽蓮等水生經(jīng)濟(jì)植物的引種示范，拓寬生態(tài)產(chǎn)品多樣性。如今，牛心套保濕地的生態(tài)河蟹年平均產(chǎn)量超40萬(wàn)斤，產(chǎn)值達(dá)1000萬(wàn)元以上。
一次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研使劉興土了解到蘆葦可以作為主要原料培養(yǎng)食用菌。于是，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)又跟蘆葦“較上了勁”，希望改變過(guò)去蘆葦作為造紙和發(fā)電原料的低效模式。
2017年，劉興土團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)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(jìn)入中試生產(chǎn)車間，經(jīng)多次試驗(yàn)，解決了蘆葦秸稈向栽培基質(zhì)轉(zhuǎn)化的難題，提升了工廠化制棒的生產(chǎn)效率，1噸蘆葦可日產(chǎn)菌棒2000棒。葦基食用菌栽培是葦—蟹產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。
“由于食用菌生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需求，在蘆葦基質(zhì)加工菌棒過(guò)程中需要加入其他蛋白質(zhì)補(bǔ)充材料，通過(guò)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(huì)議，總有人問(wèn)呂憲國(guó)，濕地中的蘆葦?shù)降啄懿荒苁崭睿繀螒棁?guó)總會(huì)不遺余力地向?qū)Ψ酵扑]“牛心套保模式”。正是這一模式，為昔日的牛心套保濕地帶來(lái)了春天——年均創(chuàng)造產(chǎn)值4000萬(wàn)元以上，職工年均收入增加2.8萬(wàn)元。牛心套保濕地也成為全國(guó)重點(diǎn)建設(shè)的國(guó)家濕地公園之一。
“東北濕地是個(gè)大寶庫(kù)，我們不僅要用生態(tài)工程技術(shù)手段恢復(fù)退化的濕地，還要在應(yīng)用示范中探索經(jīng)濟(jì)發(fā)展新道路。”在呂憲國(guó)看來(lái)，濕地保護(hù)和發(fā)展必須雙管齊下。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2019-12-27 第1版 要聞)
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