華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站是依託於華東師範大學上海市城市化生態過程與生態恢復重點實驗室，以長江河口濕地為研究對象，覆蓋長江河口段及臨近水域的綜合性開放研究站。
基本介紹
- 中文名：華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站
- 所屬機構：華東師範大學
一、站點概況
針對長江河口濕地的各類典型生境，以實體站+監測點的方式，形成長江河口段第一級分汊口到入海端（121°-122°E; 30.7°-31.8°N）的野外監測平台。研究區域平均海拔4.7m，屬於典型亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫15.3°C，年平均降雨量1049.3mm，年平均蒸發量718.0mm。地質結構為中生代以來發育的地層，包括未固結的第四紀鬆散沉積物，土壤以灰色和灰褐色砂－粘土質粉砂為主。實體站（崇西分站和崇東分站）分別位於世界最大的河口沖積島——崇明島的西端和東端。崇西分站（121°12.691’E，31°44.091’N）所處崇西濕地位於長江河口段第一級分汊口，屬於河口潮灘漲潮濕地，基本為淡水控制區，植被類型以淡水沼澤和人工林澤為主。崇東分站（121°55.032’E，31°31.108’N）所處東灘濕地位於長江入海端，潮灘廣袤，為鹹淡水交匯區，植被類型以鹽沼為主。
二、建設目標、研究方向與任務
（一）建設目標
長江口濕地是世界重要的大型河口、強潮汐濕地，具有顯著的生態特色和生物多樣性價值。長江口濕地生態系統野外監測研究站以長江口濕地作為研究對象，對沿江沿海邊灘及河口沙洲島嶼等典型濕地開展長期定位綜合觀測；系統研究長江口濕地生態系統結構、過程、功能和格局的變化，認識長江口濕地生態環境的長期演變規律；揭示氣候變化和人類活動對長江口濕地生態系統的影響和作用機制，並探討濕地生態系統保護、修復及最佳化管理的技術和方法。本研究站的中長期目標是構建具有國際影響力的長江口濕地生態環境野外監測與試驗平台，為我國濕地生態學研究、濕地生物多樣性保育、濕地生態恢復與重建提供野外試驗和研究平台，同時也為我國長江口地區生態環境與社會經濟的可持續發展提供巨觀決策依據。
（二）研究方向
1、河口濕地生物多樣性及其形成與維持機制；
2、河口濕地生態系統結構、功能與過程及其對全球變化、人類活動的回響；
3、河口濕地生態系統的修復與重建、生態管理和示範；
4、河口濕地生態系統服務功能與區域可持續發展。
（三）主要任務
具體表現在監測、研究、示範及教育四個方面：
1、監測：長期監測是生態站的主要任務之一。長江口濕地生態系統野外觀測研究站已分別在崇西和崇東分站建立了綜合觀測場，系統監測長江口不同類型濕地生態系統的水、土、氣、生等主要生態要素的動態變化，為濕地生態系統和區域環境演變研究提供長期數據積累。
2、研究：主要集中於（1）長江口濕地生態系統結構與格局特徵長期演變規律、濕地生態系統過程與功能關係的基礎研究；(2)濕地生態系統管理、資源可持續利用、濕地修復及生物多樣性保育等套用研究。
3、示範：研究、引進及中試適合於長江口濕地生態環境綜合整治和生態恢復的新技術與方法，開展生態修復、生態規劃和生態管理等研究，並在河口濕地與海濱濕地進行推廣示範，推動地方生態環境的可持續發展。
4、教育：開展大學生野外實習課程、優秀大學生夏令營、志願者科研實踐活動及人才培訓活動，培養濕地相關科學研究工作者，提高人們的生態意識。
三、基礎設施和平台建設
（一）基礎設施
1.崇西分站：
原崇西濕地科學實驗站，占地面積近1.8萬平米。實驗用房11間，占地面積550平米。設有水生生物實驗室，植物生態實驗室，動物生態實驗室，微生物生態實驗室，生態組分常規分析室，光合生理生態實驗室，生物培養室，微機室，信息處理室，生物標本室，會議室。實驗區面積1萬平米，包括實驗田，實驗溫室，生態實驗池塘，實驗魚塘，沼氣池，氣象站，氣體交換研究平台，長江水質監測平台，大氣質量監測平台；生活區面積1500平米。教師公寓5間，學生公寓9間，可同時容納科研與科輔人員24人，實習大學生32人，並有3個為外籍專家準備的標間，生活區內各類生活設施齊全，可為駐站工作人員創建良好的環境。
2.崇東分站：
原崇明東灘濕地野外實驗站，位於崇明東灘濕地公園內，由我校與崇明東灘濕地公園合作共建，我校提供科研儀器設備、開展管理與研究工作，公園提供場地及基礎設施。現有室內實驗室面積100餘平米，擁有生物組分測定室、物種鑑定與陳列室、生物生產力測定室、數據資料分析室等分室，以及廚房、衛生間、儲物間等生活和科研設施。室外試驗區使用面積80餘公頃，包括蘆葦群落修復技術試驗區、渦度相關碳水通量監測平台、微氣象和土壤環境監測平台、氣候變化模擬試驗平台、線上水質監測平台、耐鹽鹼植物引種、群落配置與土壤改良試驗樣地等。
（二）平台建設
崇西分站的試驗觀測儀器主要包括野外試驗監測儀器和室內實驗儀器。野外試驗監測儀器包括MILOS自動氣象站、小氣候梯度儀等。水分觀測儀器主要包括：蒸滲儀、中子儀、EL602表面蒸發器及其數據感測與採集系統等。土壤監測儀器主要包括土鑽、純水儀、恆溫振盪器、全自動凱氏定氮儀（FOSS公司）、流動注射分析儀（FOSS公司）、751紫外-可見分光光度計、火焰光度計、PH計等。生物監測儀器主要包括：十分之一天平、百分之一天平、千分之一天平、萬分之一天平、望遠鏡、恆溫乾燥箱、恆溫培養箱、GPS定位系統等。
室內實驗儀器主要包括：氣相色譜、LI-6400光合測定系統、全自動凱氏定氮儀、流動注射分析儀、碳氮分析儀、酶-核酸動力分析儀、高速冷凍離心機、粗脂肪分析儀、粗纖維分析儀、氧代謝系統、分光譜輻射儀、大型光照培養箱等。
東灘分站野外試驗監測儀器和室內儀器主要有開路式碳、水通量監測系統、微氣象監測系統、多參數水質測定系統、開頂式生長室(OTCs)、真空乾燥箱、TOC測定儀、超純水系統、多用途振盪器、生化培養箱、微電腦光照培養箱、恆溫水浴鍋、可見光分光光度計、紫外分光光光度計、離心機、精密天平、十分之一天平、凱氏定氮儀、粗脂肪測定儀、電熱鼓風乾燥箱、萬用電熱器、真空泵、超淨工作檯。
目前研究站儀器設備使用率均在80%以上，各台儀器運轉良好。不僅可以滿足濕地生態系統研究站觀測指標體系的要求，也為站內的科研工作的樣品採集、處理與分析提供了保障。
四、研究成果
華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站總計發表論文112篇，其中SCI收錄33篇，CSCD收錄79篇。出版專著8部。
主要貢獻：
1、完善長江河口濕地生物多樣性研究。
收集、鑑定長江河口濕地生物標本1000餘號（濕地植物，大型底棲無脊椎動物、魚類、魚卵和仔稚魚）。據此提供了完整科學的長江河口潮灘高等植物名錄，大型底棲無脊椎動物名錄，潮間帶濕地蜘蛛名錄，濕地魚類名錄。發表SCI論文2篇，出版專著1部。
2、國內首次提出並建設了濕地公園、野外實驗站和科學研究有機結合的“三位一體”生態修復模式。
將生態修復技術與濕地公園建設理念相結合，營建了集濕地科研基地，環境科普基地和休閒基地為一體的濕地公園和建立了一個集生態科研，生物多樣性監測，人才培養，科普教育和國際學術交流為一體為濕地生態提供科技支撐的濕地野外科學實驗站，體現了積極主動保育的新理念。研究站生態修復研究基地-崇明西沙濕地公園，近年來被評為國家級4A景區，2011年晉升為國家級濕地公園。
3、建立了蘆葦群落修復技術試驗區。
針對濕地圍墾和利用過程中出現的蘆葦群落面積萎縮、生長減慢、結構功能嚴重退化、旱生和外來物種侵入加劇等問題，開展蘆葦群落結構和功能修復技術的試驗與示範。試驗區面積0.7公頃（圖4-5），示範面積80公頃。主要技術包括：水位調控技術，刈割期最佳化技術，土壤修復技術（有機肥、秸稈還田、固碳微生物）。其中，開發的“互花米草/蘆葦原位（或異位）腐化還田技術”，採用來源於鹽鹼地和海洋的耐鹽微生物結合VT高效發酵細菌促進蘆葦/米草的腐化，並用於改良土壤，取得了明顯的效果。
4、完成了圍墾濕地多目標修復工程。
為避免傳統灘涂開發方式在損失生態系統功能上的高代價，以開發生態旅遊為目的，力求在保育和修復濕地生態系統功能及生物多樣性、提供濕地參與體驗與教育、保持濱海灘涂特有風貌的基礎上，提升濕地的經濟價值。與上海東灘國際濕地有限公司合作，結合東灘濕地公園建設工程，初步完成了384.9公頃圍墾拋荒濕地多目標修復工程。通過對墾區內原有景觀元素（地形、蘆葦、河網、魚塘等）進行有序性和異質性的重組最佳化設計、配置和部分重建；植物、底棲生物、越冬水禽，特別是重要物種（黑臉琵鷺、花臉鴨等）的生境恢復，水體環境綜合控制，次生濕地可持續利用等一系列技術研發、集成和示範，增強了灘涂圍墾濕地的“生態－經濟－社會”綜合效益，為灘涂圍墾濕地的保育和持續利用提供了樣板。發表論文5篇，出版專著1部。
5、開發了海岸多功能綠地系統建設的關鍵技術。
針對崇明植被景觀破碎，樹種、結構單一，系統不穩定，抗逆性差，服務功能不能滿足崇明生態島建設目標等問題，開發了崇明多功能綠地體系建設一整套技術。開發的海岸多功能綠地系統建設的關鍵技術包括：海岸多功能植被景觀動態可視三維模型設計技術，海岸多功能防護林群落構建技術，海岸多功能城鎮綠地群落構建技術，海岸帶綠地植物種篩選技術，加固潮灘灘面的梯級植物配置技術，加固潮灘侵蝕陡坎的植物配置技術以及海岸帶植物的管護技術。申請了兩個專利：“一種加固潮灘灘面的梯級配置植物方法”，“一種加固潮灘侵蝕陡坎的植物配置方法”。
6、崇明島濕地碳通量監測和管理平台關鍵技術集成研究。
在崇明東灘圍墾濕地建設了三套基於渦度相關技術的開路式碳通量監測系統、微氣象和土壤環境監測系統，同時制定了圍墾濕地碳通量數據處理標準流程。目前，這些系統能夠提供2011年4月以來的平均半小時碳、水通量、微氣候和土壤環境數據。完成了基於遙感和氣候驅動的“濕地碳源/匯模擬模型” (WECMOD)的構建、參數化、編程和模擬運行，模型系統可對不同類型灘涂濕地的碳源匯時空格局進行動態模擬。開發了崇明濕地碳源/匯重要指標的發布平台軟體1套，平台軟體包括：崇明濕地概覽、崇明碳匯監測平台、崇明濕地碳匯動態、崇明濕地碳匯指標、碳匯博匯等功能。發表相關論文8篇；完成碩士研究生論文4篇，博士研究生論文2篇。
7、耐鹽鹼高碳匯植物群落景觀配置技術與評估研究。
上海東灘國際濕地有限公司在崇明東灘圍墾濕地的最東段營造了面積達6.49平方公里的濕地公園。東灘濕地公園在進行建設時, 4.0m高程以上，篩選了200餘種耐鹽鹼旱生喬木、灌木和草本，包括鄉土物種四十餘種，結合土壤定期翻耕、秸稈還田和有機肥等措施，進行了植物群落人工配置建設工作。主要考慮加速土壤改良、增加植物物種多樣性，豐富濕地景觀。人工配置植物群落在發揮景觀效果、改良土壤的同時，其本身的碳匯能力和碳封存能力也非常值得關注。本研究結合遙感和立地驗證，對崇明東灘濕地公園區域內植被群落進行分類；在此基礎上，進行了群落結構調查以及植物、土壤碳過程和生長過程測定；開發了基於過程的生態系統碳收支估算和評估模型；估算了東灘濕地公園植被群落類型碳固定、排放和封存能力。研究成果可為如何合理有效地管理圍墾成陸的灘涂濕地，以最大限度地發揮其生態功能和經濟價值提供科學依據。
五、隊伍建設和人才培養
華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站共有研究人員15名，包括教授4名，副教授6名，講師5名。目前已培養博士研究生15名，碩士研究生50餘人，面向社會培養濕地科學志願者百餘人。
六、學術交流
華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站廣泛開展國際學術交流。目前已接待來自上海大學，上海師範大學、上海水產大學、海南大學、上海綠洲生態保護交流中心等國內外高校與研究機構的客座研究人員數十人，實現國內外專家互訪二百餘人次，國際上與美國俄亥俄州立大學，杜蘭大學，西北太平洋國家重點實驗室建立了良好的合作關係。相繼成為“上海市能源作物育種及套用重點實驗室—崇西基地”，“濕地國際—濕地人才培訓基地”（亞洲地區的唯一基地）（Training Base for Wetland—Wetlands International），“全球濕地協作聯盟成員單位”（Member of Global Wetland Consortium）和“中美綠色合作夥伴崇西科學實驗中心”（Research Center for the EcoPartnerships Framework for the Ten Yeqr Cooperation on Energy and Environment between the United States of America and the People’s Republic of China）。通過共同申請承擔科研項目、舉辦或參加國際會議、進一步加強國際國內的合作與交流，不斷提高研究站的科學研究能力和科研成果的水平，使研究站成為有較高知名度的國際上一流的濕地科學觀測研究站。
七、公共教育和示範
華東師範大學長江口濕地生態系統野外研究站已面向社會培養濕地科學志願者百餘人為給有志於投身濕地生態科研事業的同學們更好的學習、實踐的機會。多次為上海市中學師生團體開展濕地科學科普宣傳活動，以講座及座談的形式向廣大中學生普及濕地的定義。生物多樣性、生態服務功能等濕地知識，宣傳對生態及環境的保護理念，年均為近百人次提供科普教育服務。
