氣候變化對七星河濕地蘆葦生長量影響的分析

王 芳，崔守斌,潘華盛，陳俊范

（1.雙鴨山市氣象局，黑龍江 雙鴨山155100；2.寶清七星河國家級自然保護區(qū)管理局，黑龍江 寶清155600;3.黑龍江省氣象臺，黑龍江 哈爾濱150030）

1 引言

七星河濕地自然保護區(qū)， 是國家重要濕地之一，位于黑龍江省三江平原腹地，寶清縣北部40 km 處。 地理坐標為132°5′-132°26′E，46°40′-46°52′N。 東西長30 km，南北寬10 km，土地面積20 000 km2，保護區(qū)的地貌特征可概括為"兩草一水七分葦"。 自然植被以蘆葦、小葉章、苔草為主，是三江平原地區(qū)保存完好的原始濕地之一。尤其是蘆葦沼澤為三江平原唯一的大面積蘆葦分布區(qū)，可占保護區(qū)內(nèi)面積的70%,具有較高的典型性和代表性。同時該濕地是三江平原經(jīng)四十余年開發(fā)后保留下來的比較完整的生態(tài)系統(tǒng)原始、典型、齊全的濕地，是典型的內(nèi)陸低溫高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)。

近些年來隨著環(huán)境保護意識的加強，對濕地環(huán)境的研究已越來越引起人們的關注。但大多從濕地生態(tài)保護與恢復重建、水資源配置和圍繞氣候變化如何影響濕地以及濕地在緩解全球氣候變化方面的作用；對蘆葦生態(tài)環(huán)境研究也較多；而氣候變化對單一品種蘆葦生長量這方面的研究卻很少見。為此本文以氣候變化對一個品種影響為例，研究表明氣候影響是不可忽視的重要驅(qū)動因子之一，為今后的環(huán)境治理提供科學依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于七星河濕地5 a（2009-2013年）野外監(jiān)測。 具體做法是：在濕地里隨機選取能代表濕地蘆葦生長狀況的5 塊樣地，樣地面積為1 m2，觀測植株主要是蘆葦、小葉章，由于地下部分（根重）收獲很難，可選擇地上部分（地面以上植物部分），收獲，自然干燥，稱重。

由于七星河濕地自動氣象觀測站觀測資料 （溫度、降水、日照等）年限較短（起始于2012年），氣候變化對濕地蘆葦生產(chǎn)力影響的分析需要較長的濕地氣象觀測資料，因此采用網(wǎng)格插值技術，利用全省81 個氣象站逐日氣象資料（氣溫、降水、日照）進行網(wǎng)格插值（50 km×50 km）,選取七星河濕地所在網(wǎng)格的逐日氣象（溫度、降水、日照） 代替七星河濕地的氣候資料。 特別是結(jié)合近5 a的氣候變化特征， 找出蘆葦生長量與氣候因子的關系，分析氣候變化對蘆葦生長與發(fā)育的影響及其對氣候變化的響應。

3 氣候變化影響分析

表1 七星河濕地蘆葦生物量（單位：g/m2)

從七星河濕地2009-2013年蘆葦生長干物重,可以看出(表1)，2010年5 個樣方的蘆葦干物重為近5 a 中長勢最好的一年。 結(jié)合七星河濕地氣象站生長季（5-9月）氣溫、降水及日照時數(shù)的觀測數(shù)據(jù)（表2），蘆葦對溫度的敏感響應最大。 2010年6月寶清月平均溫度23.9℃，高于常年4.4 ℃，為歷史極值。 溫度高再加上充足的光照，有利于蘆葦?shù)墓夂献饔茫S著溫度的逐漸升高，蘆葦?shù)墓夂献饔媚芰Σ粩嘣鰪姡?地上生物量急劇增加，6月份是蘆葦營養(yǎng)生長的高峰期。 到7月下旬，蘆葦?shù)厣仙锪恳呀?jīng)超過全年生物量最高值的80%；蘆葦種群生物量最大值出現(xiàn)在8月下旬。 從表2 可以看出， 近5 a中2010年生長季的溫度最高，光照最好，與之相對應的觀測數(shù)據(jù)也顯示2010年七星河濕地蘆葦?shù)纳锪吭诮? a 的觀測中最高。

表2 七星河濕地蘆葦生長期氣溫、日照、降水情況表

2012年和2013年生長季內(nèi)氣溫雖不及2010年，但都是正距平。但與2010年相比，生長季內(nèi)日照時數(shù)明顯不足，可見蘆葦對光照的響應也很明顯，日照時數(shù)時間長，光照條件好，有利于蘆葦?shù)母晌镔|(zhì)積累。 2013年降水量大， 雨水充沛所以蘆葦長勢比2012年稍好、稍高，但因為低溫寡照所以和2012年相比長勢就算正常。可見，蘆葦對降水的響應也是正相關的，2013年從氣象條件上看溫度高、降水多，是有利于蘆葦?shù)奈锖蛏L發(fā)育，但2013年5-9月日照時數(shù)明顯少于歷年同期，故嚴重影響了蘆葦?shù)纳L，最后表現(xiàn)在干物質(zhì)積累上反而不及2012年。

4 總結(jié)

蘆葦在生長期能夠吸收大量的CO2，通過根系儲存于濕地深層土壤中，成為碳匯，在減緩溫室氣體排放方面起到了重要作用。 蘆葦又是優(yōu)良的飼草， 可入藥、造紙、生產(chǎn)輕工業(yè)原料以及建筑材料，能夠調(diào)節(jié)局部小氣候、維護生物多樣性，改善土壤環(huán)境，堿化草甸上的蘆葦草地可用作牧場或割草地，因此它在維持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和當?shù)厣鷳B(tài)經(jīng)濟建設方面發(fā)揮著不可替代的作用。 通過上述研究分析可以得出；氣溫升高特別是生長季氣溫升高，提高了植被光合作用強度，增加了植被干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)化， 促進了濕地植被生物量的增加；由于七星河濕地水分較充足，降水量略呈減少且間歇性的降水可形成季節(jié)性積水的沼澤化濕地，有利于七星河濕地植被生物量的增加； 濕地氣候相對較干燥的年份（干燥指數(shù)相對較高），濕地水熱條件配合較好，植被蒸發(fā)量增大，光合作用增強，生物量增加。

本研究采用濕地所在網(wǎng)格點的近50 a 逐日插值資料代替濕地資料，這在濕地氣候分析的精度上可能會有一些影響，但在氣候趨勢分析上應該是一致的，因此，濕地氣候分析方面是可靠的。隨著七星河濕地氣候與植被觀測資料的積累，濕地植被生物量及氣候分析的精度將得到進一步改觀。