成果名称: 广东滩涂湿地生态系统功能恢复及定向提升关键技术
完成单位: 广东省林业科学研究院,中国林业科学研究院林业新技术研究所,深圳大学,南京大学,广州中医药大学,棕榈生态城镇发展股份有限公司
主要人员: 崔丽娟,高常军,蔡坚,李晶,张曼胤,李伟,邬国锋,刘茂松,苏子仁,甘美娜,魏龙,易小青,吴琰
介绍:

    1、 课题来源与背景; [1] 科技部国家重点研发计划课题:人类活动导致滨海滩涂湿地生态系统服务功能退化机理研究(2017YFC0506201),276万元 [2] 科技部国家重点研发计划课题:基于生态单元构建的滨海滩涂湿地恢复技术研究与示范(2017YFC0506204),388万元 [3] 科技部国家重点研发计划课题:滨海滩涂湿地资源可持续利用及生态服务产业一体化研究(2017YFC0506205),316万元 广东作为全国经济第一大省,在过去30年间其滩涂湿地减少了54.1%,而广东经济的核心区珠三角滩涂湿地消亡和退化速度远高于全国平均水平,如深圳市过去15年间滩涂湿地面积减少72%,可见广东滩涂湿地所面临的威胁极为严峻,其生态功能恢复的需求也更为紧迫。国内外就不同种类滩涂湿地生态系统服务功能的恢复技术做了一定的探索,目前滩涂湿地恢复技术主要针对滩涂湿地的水文过程和植被恢复来进行。受损滩涂湿地生态功能恢复在部分滩涂湿地开展了试验示范,但仍处于尝试和探索阶段,尤其是关键生态功能的定向提升,缺少完善成熟的技术。

    2、 技术原理及性能指标; 以广东滩涂湿地为研究对象,系统构建了以下三方面的滩涂湿地生态功能恢复与定向提升技术: 1.创建了主导服务功能诊断技术:以自动获取的长时序滩涂湿地面积及动态为基础数据,借助自主研发的服务功能诊断技术,识别并量化了广东滩涂湿地主导服务功能。 2.研发了广东滩涂湿地生境恢复技术体系:以滩涂湿地植物恢复与土壤改良为目标,研发了滩涂湿地植物种植生态槽、滩涂湿地植物繁育抗盐生态材料等,提出了基于微地形塑造的滩涂湿地生态单元构建技术;提出了基于生境结构优化的水鸟栖息地营建技术,构建针对鸻鹬类和雁鸭类水鸟的功能性栖息环境。 3.建立了主导服务功能定向提升技术体系:构建植物配置调控微生物群落的水质净化功能提升技术;构建广东滩涂湿地碳汇计量指标体系,提出不同滩涂植物和土壤碳收支评估与预警技术;以滩涂特色植物无瓣海桑等的叶、果实为材料,建立了滩涂植物生物活性物质的提取、分离纯化的优化工艺。

    3、 技术的创造性与先进性; (一)构建了以结构修复为主的生境恢复技术体系 通过构建湿地生态系统内部生态单元,以及湿地“外援”生态单元等多种生态单元,为滩涂湿地营造丰富生境,改善滩涂湿地生态系统结构和功能、增加区域生境多样性,为滩涂湿地植被、土壤恢复提供技术支撑。本技术选材广泛、成本低,也是天然材料,通过一系列技术创新改善了传统植物种植、生长和生物炭加工工艺,提升了植物、土壤修复能力,实现了技术突破和创新。 创制了不同种类水鸟的功能性栖息地营建技术。针对鸻鹬类、雁鸭类水鸟对繁殖、游憩和取食等功能性生境的不同需求,本技术量化了候鸟种类及其对生境的需求(如繁殖、栖息和游憩生境等),构建了环颈鸻和金眶鸻等鸻鹬类水鸟的高潮位“砂石+零星盐沼植物”繁殖巢生境、黑翅长脚鹬等鸻鹬类水鸟“低密度盐沼植物+明水面”繁殖巢生境、雁鸭类水鸟“生境岛+明水面”繁殖巢生境等,同时将栖息生境与水鸟取食与游憩生境单元进行关联和联通,在提高迁徙时段生境管理单元内候鸟的种类、数量及停留时间方面具有技术创新性。 (二)创建了综合生态和经济收益的主导功能定向提升技术体系 突破并量化了滩涂植物的多个除氮过程,实现了“堤坝-缓冲区-盐沼-光滩”湿地生境连续体的植物景观丰富度和水质净化功能的双重提升,在改善高度城市化河口区堤坝与高潮位滩涂缓冲区植物景观和土壤水环境质量方面具有创新性。 突破了碳释放模型的尺度转换技术,将流域尺度模型应用于局域尺度滩涂湿地土壤碳释放,识别并预计其碳释放风险和源区,上述技术在评估广东滩涂湿地碳收支方面具有创新性。 利用现代生物技术对特色滩涂植物无瓣海桑、银叶树、木榄等的叶、果实进行生物活性提取,优化不同生物活性物质的提取、分离纯化的工艺参数;通过药理活性作用测试,实现了在不降低滩涂湿地生物多样性、生态系统功能的情况下,高附加值产品的产出,提高了滩涂湿地的经济效益。与国内外同类技术相比,目前,在红树植物中已经发现了不少具有免疫活性、抗菌消炎、抗病毒及抗肿瘤活性的化合物。但是,在此领域所开展的研究工作大部分相对较为浅显,很多研究仅停留在提取物的生物活性研究,并没有做到进一步通过活性跟踪去分离、结构表征其中的活性化合物。

    4、 技术的成熟程度,适用范围和安全性; 成果已经应用于广东海丰长沙湾、珠江口、湛江雷州半岛等部分滨海滩涂湿地的恢复工程,效果良好,并在辽宁辽河口、江苏盐城、浙江杭州湾等滨海滩涂湿地进行了推广应用,该成果能够为不同类型、不同退化程度、不同恢复目标的滨海滩涂湿地恢复和功能提升,提供有力的技术支撑。

    5、 应用情况及存在的问题; 本研究虽然针对受损的滩涂湿地提出了生态功能恢复及定向提升的关键技术,但相关技术仅限于实验区和部分示范应用区,对于全国滩涂湿地生态功能恢复的问题,仍有待进一步的完善修复技术和野外验证工作。

     6、 历年获奖情况; 无。

批准登记号:
登记日期: 2021-07-28
研究起止时间: 2017-07-01至2020-12-31
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 中国林学会
评价日期: 2021-06-27