华东师范大学河口海岸学国家重点实验室、Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”李秀珍研究团队在盐沼湿地植被格局与关键生态过程相互作用方面取得新进展，揭示了水-沙-地貌共同作用下盐沼先锋植被演变格局在景观水平的空间分异，阐明了物理条件塑造盐沼景观动态多样性的关键机制。相关成果以“Short-term evolution pattern in salt marsh landscapes: the importance of physical constraints”为题发表于国际景观生态学领域经典期刊Landscape Ecology。

研究团队在长江口崇明东滩选取淤积型和侵蚀型两处代表性岸段（图1），利用无人机航测结合同步水沙现场观测，通过构建植被-地貌-水-沙综合数据集进行比较研究。结果表明，淤积型岸段的植被空间演变过程为春季跳跃式扩张、夏季边缘型扩张和秋季填充型扩张，生长期内植被面积净增长；侵蚀型岸段只有春夏季有限的填充/边缘型扩张，生长期内植被面积净减少(图2)。此外，同步现场观测表明侵蚀型岸段盐沼前沿的床面剪切应力是北样地的1.5倍，而悬沙浓度仅为淤积型岸段的79%；侵蚀型岸段表现为向海输沙为主、而淤积型岸段为向岸输沙为主(图3)。高剪切应力和低悬沙浓度导致滩面侵蚀扰动强烈，依赖于有性繁殖(种子、实生苗)的远距离扩张难以成功，而近距离的无性繁殖(球茎、根状茎)更具优势，表现为填充/边缘型扩张占主导；而在低剪切应力、高悬沙浓度条件下，滩面更易发生淤积、侵蚀扰动减弱，种子或实生苗可通过远距离输运并滞留在光滩上成功定植，表现为大规模跳跃式扩张(图4)。

图1 研究区概况：(a) 样地在崇明东滩的位置；(b) 淤积型岸段无人机影像；(c) 侵蚀型岸段无人机影像。

图2 盐沼植被动态比较：(a) 不同斑块变化形态示意图，其中灰色部分表示原有植被斑块；(b) 4-9月两样地植被分布变化；(c) 不同斑块变化形态对植被扩张的贡献。

图3 地貌演变与水沙过程比较：(a) 两样地高程分布变化；(b) 潮滩垂向淤积速率的概率密度函数，其中正值表示淤积、负值表示侵蚀；(c) 潮滩高程标准偏差；(d)-(f)分别为现场观测得到的波-流联合剪切应力、近底悬沙浓度、潮周期输沙通量。

图4 盐沼先锋植被在不同物理条件下的演变模式：(a) 实生苗在低剪切应力、高悬沙浓度、高程适宜的岸段长距离定植成功，形成斑块；(b) 实生苗在高剪切应力、低悬沙浓度、高程受限的岸段只能近距离定植；(c) 盐沼短期演变状态，状态A代表长距离扩张主导的跳跃-边缘-填充植被演变模式，状态B代表近距离扩张主导的边缘/填充-退化植被演变模式

该研究丰富了对景观生态学“格局-过程相互作用”这一经典问题的认识，强调了即使在同一潮差、类似开敞程度的条件下，大型河口系统中物理限制条件的空间异质性塑造了盐沼景观演变的空间格局。研究建议景观水平的盐沼湿地植被修复应因地制宜，充分考虑岸段特性，优先修复侵蚀岸段，发挥盐沼植被“生态系统工程师”效应实现自然维持与扩张，从而保障生物多样性、海岸蓝碳、防灾减灾等多种生态功能的正常发挥。

论文第一作者为华东师范大学河口海岸学国家重点实验室博士毕业生薛力铭，通讯作者为华东师范大学河口海岸学国家重点实验室、Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”李秀珍研究员；共同作者还包括华东师范大学史本伟研究员、葛建忠研究员、何青研究员，以及博士生李天佑、苏琳、赵文祯和硕士生毕雨馨、宋远昊。本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市“科技创新行动计划”社会发展科技攻关项目等资助。

图文、来源 | Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”李秀珍研究团队