湿地生态研究中心

研究方向

　　围绕我国典型海岸带地区经济发展对生态学研究的迫切需求,瞄准生态学研究的国际发展前沿。通过多学科交叉渗透和综合集成，利用高新技术手段，深入研究河口海岸湿地生态系统的结构、功能、演替与生物多样性，全球变化和人类活动等对海岸带生态系统的影响及其应对策略，丰富和发展具有区域特色的湿地生态学，同时在高层次上为我国沿海地区资源开发、重大工程建设、环境保护及社会经济可持续发展服务。

团队成员

 

张利权 研究员

办公室: 505 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62232599

邮箱: lqzhang@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 湿地生态学与景观生态学

 

李秀珍 研究员

办公室: 607 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62233002

邮箱: xzli@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 景观生态学与湿地生态学

 

袁琳 副研究员

办公室: 326 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62233451

邮箱: lyuan@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 湿地生态学与海岸带管理

 

葛振鸣 副研究员

办公室: 320 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62233392

邮箱: zmge@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 湿地生态学与系统生态学

 

童春富 副研究员

办公室: 510 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62232174

邮箱: cftong@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 系统生态学与湿地生态学

 

闫中正 助理研究员

办公室: 214B Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62235593

邮箱: zzyan@sklec.ednu.edu.cn

研究专长: 湿地生态学与生态毒理学

许媛 助理研究员

办公室: 422 Estuarine and Coastal Building

电话: 86-21-62231028

邮箱: yxu@sklec.ecnu.edu.cn

研究专长: 原生动物多样性及系统学、原生动物生态学

 

学术任职

国际景观生态学会(IALE)议长(Council Chair)，2011 ~ 2015
国际景观生态学会中国分会，副理事长，2009 ~
中国自然资源学会湿地资源保护专业委员会，副主任委员，2009 ~
中国生态学会青年生态学工作者委员会，主任委员，2012 ~ 2014
中国生态学会景观生态专业委员会，副主任委员，2012 ~
中国生态学会湿地生态专业委员会委员，2005 ~
中国水利学会滩涂湿地保护与利用专业委员会 副秘书长，2006 ~

期刊编委

Ecological Engineering，2008，2012~
Wetlands Ecology and Management, 2012，2012~
Journal of Conservation Planning, 2001，2012~
Chinese Geographical Science, 2009，2012~
生态学报，2012~
生态学杂志 ，2006~

人才培养

　　开设有《生态学基础》、《景观生态学》、《全球生态学》、《河口海岸概论（河口生态部分）》、《教授讲座（部分）》等研究生课程。2014年，在读硕士生15名，毕业4名；在读博士研究生9名，毕业2名。

在研项目

  1. 2013-2016，国家自然科学基金面上项目：长江口潮滩湿地C、N 汇聚能力时空分异及影响因素
  2. 2014-2016，上海市科委“海洋与崇明生态岛建设”重大项目，“潮间带盐沼植被种群重建和复壮技术研究与示范”
  3. 2013-2016，国家自然科学青年基金：基于植物生理生态过程–遥感耦合模型的长江口湿地植被生产力动态研究
  4. 2013-2016，国家自然科学青年基金：重金属和虫害胁迫下红树的抗性适应及外源茉莉酸酮脂的调控
  5. 2010-2013，国家自然科学基金重点项目：“流域来水来沙变异对长江河口泥沙输移与潮滩湿地演变的影响及其对策”子课题
  6. 2010-2012，国家自然科学青年基金：基于高光谱技术的大型沉水植物遥感监测与信息反演
  7. 2010-2014，科技部973项目：“我国典型海岸带系统对气候变化的响应机制及脆弱性评估研究”子课题3和子课题4
  8. 2011-2014，国家海洋公益项目：东海沿岸狭长型海湾综合整治集成技术及示范应用研究
  9. 2010-2012，上海市科委项目：九段沙湿地碳汇监测技术体系及碳汇能力评估
  10. 2010-2012，上海市科委项目：临港新城滨海湿地营造关键技术研究
  11. 2011-2012，国家林业部及上海市绿化和市容管理局配套项目：上海市第二次湿地资源调查（4个子项）
  12. 2012-2013，交通运输部长江口航道管理局项目：长江口北港航道开通工程鸟类影响研究
  13. 2010-2013，城市与区域生态国家重点实验室开放基金：长江口不同围垦年限滩涂土地利用变化与土壤熟化影响机制
  14. 2010-2012，实验室科研业务费项目：生物浮床对富营养化水体的净化功能与机理
  15. 2012-2015，重点实验室科研业务费项目：长江口湿地碳源/汇稳定性对气候变化的响应及适应性调控策略研究
  16. 2012-2013，重点实验室青年教师自主课题：重金属胁迫下红树幼苗内外源胁迫激素的相互作用及其对幼苗抗逆性的意义研究
  17. 2012-2013，大型工程配套项目：流域骨干水利工程水生态修复关键技术研究——东太湖水生生物调查
  18. 2012-2013，大型工程配套项目：东台300MW海上风电场鸟类及其影响评价
     

Selected Publications （2010-2015）

  1. Schwarz C., Ye Q.H., van der Wal D., Zhang L.Q., Bouma T., Ysebaert T., Herman P.M.J., 2014. Impacts of salt marsh plants on tidal channel initiation and inheritance. Journal of Geophysical Research - Earth Surface 119: 385-400.
  2. Li X.Z., Ren L.J., Liu Y., Craft C., Mander Ü., Yang S.L., 2014. The Impact of the Change in Vegetation Structure on the Ecological Functions of Salt Marshes: The Example of the Yangtze Estuary. Regional Environmental Change,14: 623-632.
  3. Li X.Z., Sun Y.G., Mander Ü., He Y.L., 2013. Effects of Land Use Intensity on Soil Nutrient Distribution after Reclamation in an Estuary Landscape. Landscape Ecology, 28: 699–707.
  4. Yan Z., Li X., Chen J., Tam N.F.Y., 2015. Combined toxicity of cadmium and copper in Avicennia marina seedlings and the regulation of exogenous jasmonic acid, Ecotoxicology and Environmental Safety, http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2014.11.031.
  5. Yan Z., Zhang W., Chen J., Li X., 2015. Methyl jasmonate alleviates the cadmium toxicity in Solanum nigrum by regulating metal uptake and antioxidative capacity. Biologia Plantarum, DOI: 10.1007/s10535-015-0491-4.
  6. Chen J., Yan Z., Li X., 2014. Effect of methyl jasmonate on cadmium uptake and antioxidative capacity in Kandelia obovata seedlings under cadmium stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, Doi: 10.1016/j.ecoenv.2014.01.022
  7. Yan Z., Chen J., Li X., 2013. Methyl jasmonate as modulator of Cd toxicity in Capsicum frutescens var. fasciculatum seedlings. Ecotoxicology and Environmental Safety, 98: 203-209.
  8. Yan Z., Tam N.F.Y., 2013. Effect of lead stress on anti-oxidative enzymes and stress-related hormones in seedlings of Excoecaria agallocha Linn. Plant and Soil, 367:327-38.
  9. Yan Z., Tam N.F.Y., 2013. Differences in lead tolerance between seedlings of Kandelia obovata and Acanthus ilicifolius under varying treatment times. Aquatic Toxicology, 126:154-62.
  10. Yuan L., Ge Z.M., Fan X.Z., Zhang L.Q., 2014. Ecosystem-based coastal zone management: a comprehensive assessment of coastal ecosystems in the Chongming Dongtan coastal zone. Ocean & Coastal Management 95: 63 – 71.
  11. Li S.S., Meng X.W., Ge Z.M., Zhang L.Q., 2014. Vulnerability Assessment on the Coastal Mangrove Ecosystems under in Guangxi, China to Sea-level Rise. Regional environmental Change (online) DOI: 10.1007/s10113 -014-0639-3
  12. Li S.S., Meng X.W., Ge Z.M., Zhang L.Q., 2014. Evaluation of the threat from sea-level rise to the mangrove ecosystems in Tieshangang Bay, Southern China. Ocean & Coastal Management, 109, 1–8.
  13. Wang H., Ge Z.M., Yuan L., Zhang L.Q., 2014. Evaluation of the combined threat from sea-level rise and sedimentation reduction to the coastal wetlands in the Yangtze Estuary, China. Ecological Engineering 71: 346-354.
  14. Cui, L.F., Ge, Z.M., Yuan, L., Zhang, L.Q., 2015. Vulnerability assessment of the coastal wetlands in the Yangtze Estuary, China to sea-level rise. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 156, 42–51.
  15. Ge, Z.M., Kellomäki, S., Peltola, H., Zhou, X., Väisänen, H. 2013. Impacts of climate change on primary production and carbon sequestration of boreal Norway spruce forests: Finland as a model. Climatic Change, 118, 259–273.
  16. Ge, Z.M., Kellomäki, S., Peltola, H., Zhou, X., Väisänen, H. 2013. Adaptive management to climate change for Norway spruce forests along a regional gradient in Finland. Climatic Change, 118, 275–289.
  17. Ge, Z.M., Cao, H.B., Zhang, L.Q. 2013. A process-based grid model for range expansion of Spartina alterniflora on the coastal saltmarshes in the Yangtze Estuary. Ecological Engineering, 58, 105–112.
  18. Ge, Z.M., Zhang, L.Q., Yuan, L., Zhang, C. 2014. Effects of salinity on temperature-dependent photosynthetic parameters of a native C3 and a non-native C4 marsh grass in the Yangtze Estuary, China. Photosynthetica, 52, 484–492.
  19. Ge, Z.M., Guo, H.Q., Zhao, B., Zhang, L.Q., 2015. Plant invasion impacts on the gross and net primary production of the salt marsh on eastern coast of China: insights from leaf to ecosystem. Journal of Geophysical Research - Biogeosciences, 120, 169–186.
  20. Ge, Z.M., Zhang, L.Q., Yuan, L. 2015. Spatiotemporal dynamics of salt marsh vegetation regulated by plant invasion and abiotic processes in the Yangtze Estuary: observations with a modeling approach. Estuaries and Coasts, 38, 310–324.
  21. Zhang L.Q., Yuan L., Huang H.M., 2014. Coastal Wetlands in the Changjiang Estuary. In: Jing Zhang (eds.) Land–Ocean Interactions in the Changjiang (Yangtze River) Watersheds to Continental Margin Continuum. Springer.

湿地生态研究中心2014年科研成果总结

　　湿地生态研究中心围绕国家和地方的重大需求，运用生态科学理论，指导区域社会、经济与生态的持续发展战略，积极为沿海地区进行经济建设提供决策支持与服务。针对本中心的关键科学问题：1）河口海岸带和湿地生态系统的结构、功能、演替与生物多样性以及对气候变化和人类活动的响应过程和机理； 2）湿地生态系统修复与重建关键技术的理论和实践，在国家973课题、国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、上海市科委重大项目、欧盟第七框架国际合作项目、国家科技部中荷科学战略联盟计划合作项目以及实验室自主课题等支持下，围绕国家和地方的重大需求，2014年持续开展了河口海岸湿地生态系统的结构、功能、演替与生物多样性研究；人类活动和气候变化等对海岸带生态系统影响及其应对策略研究；河口海岸地区的环境保护、生态修复和可持续发展等方面的研究。研究成果受到国内外同行高度评价，不仅对学科理论的发展做出了一定的贡献，还解决了国家社会经济发展中的若干具体问题。其主要研究进展及其科研成果可总结为：

1.阐明了河口海岸湿地生态系统生物-物理相互作用及其演变过程与机制

1.1 揭示了河口海岸湿地生态系统生物-物理相互作用与机制

　　河口海岸湿地面临着日益增强的人类活动的干扰和破坏，同时全球气候变化引起的海平面上升也将进一步威胁盐沼湿地的丧失。河口海岸湿地是分布于海陆交界处,受到波浪、潮汐、沉积等多种复杂生物物理过程控制并具有多种生态功能的典型生态系统，其生物地貌系统可以看做是‘复杂适应系统’。在这种‘复杂适应系统’中，宏观格局往往产生于小尺度上的局部相互作用和选择进程。以长江口滨海湿地作为模型系统，采用野外控制实验，水槽实验，遥感和模型相结合的方法，在多个尺度层面展开研究，旨在增强对‘生物（植被）如何在不同尺度上改变和塑造环境’这一机制的理解。研究揭示了被认为对生态系统的生物和非生物结构有极大影响的‘生态系统工程师’效应（即生物通过自主性相互作用或者他们自身的存在而达到改变环境特征的效应）。生态系统工程师通过生物-地貌反馈作用为其自身及同一生境中的其它生物改良栖息地环境。生物-地貌反馈作用通过物理因子（如水动力和泥沙特性）和生物因子（如物种的物理和生理特性）间的交互作用来实现。认识和理解湿地生物性状（包括在物种竞争和‘生态系统工程师效应’方面的能力）和非生物因子间的相互作用模式，才能确定其对植被分带和竞争结果的影响程度。物理因子和生物因子之间动态平衡的建立是盐沼景观成型的前提。长江口盐沼湿地中互花米草入侵打破了原有的动力地貌平衡状态，导致原有潮沟网络渠道密度的下降和泥沙特性的改变。揭示了物理-生物因子间的相互作用在影响生物地貌系统景观特征方面的重要性。

研究在理论方法和观测手段上有创新，填补了长江口滨海湿地分布与动态及其生物-物理相互作用与过程研究中的空白。对认识和预测滨海湿地生态系统结构和生态系统服务功能对全球变化的响应具有重要的理论意义与科学价值。研究成果已系列发表在Journal of Geophysical Research，Estuarine, Coastal and Shelf Science，Estuaries and Coasts等国内外有影响力的刊物。

1.2 构建了基于过程和机制的河口湿地时空动态的模型

　　在河口海岸湿地生态系统结构、功能、演替与生物多样性以及其生物-物理相互作用与生物地貌系统景观形成机制多年研究的基础上，建立了长江口区域较长时间尺度（自2000年起）的高分辨率遥感数据源和GIS共享数据库。根据长江口滨海湿地结构演变机制、盐沼植被动态过程、外来物种入侵、地形地貌特征、水文和盐潮周期，以及泥沙沉积规律等信息，自主开发了基于过程 (process-based)的河口盐沼湿地时空动态的过程模型。研究发现，滨海湿地的盐沼植被时空格局与动态受植物生命周期过程（种子库形成、种子萌发、次生苗扩散及定居、营养体和繁殖体生长等），以及影响群落建群的非生物因子（潮水动力、泥沙沉积、水淹胁迫等）相互作用机制的控制。模型结果解读了2000～2012年长江口典型滨海湿地动态和盐沼植被演替过程，模型模拟结果与野外现场调查实测数据似合度很高，尤其对外来物种入侵以后的湿地盐沼植被演替与动态有较好的模拟效果。进而利用该模型预测了未来5~10年的长江口滨海湿地动态与演变趋势。研究成果不仅有助于理解我国典型河口海岸带湿地生态系统中的生物物理相互作用及其演变过程与机制，并对进一步开展估算区域河口海岸湿地碳汇/源和储量的时空格局奠定了基础。

　　研究在理论方法和建模手段上有创新，填补了构建基于过程和机制的长江口湿地时空动态模型的空白。对人类活动影响下和气候变化背景下河口海岸湿地动态预测与湿地生态系统保护与管理具有重要意义。其主要研究成果已发表在Estuaries and Coasts，Ecological Engineering等国内外有影响力的刊物上。

 

2. 建立了基于过程的气候变化影响下我国海岸带生态系统脆弱性评价体系 （为代表性成果）

2.1定量评估了气候变化影响下我国海岸带湿地生态系统脆弱性

　　气候变化已成为海岸带可持续发展所面临的严峻挑战之一。研究海岸带系统对气候变化的响应机制，评估气候变化对海岸带社会、经济、生态的潜在影响，提出切实可行的应对策略，是保障海岸带系统安全的重要前提。气候变化影响下海岸带脆弱性评估研究是国家的重大需求，同时也是国际前沿科学问题。以我国典型海岸带生态系统：长江口滨海湿地、广西红树林生态系统和海南珊瑚礁生态系统为对象，采用SPRC(Source-Pathway-Receptor-Consequence)评估模式，分析了气候变化所导致的海平面上升对典型海岸带生态系统的主要影响。构建了以海平面上升速率、地面沉降/ 抬升速率、生境高程、淹水阈值、潮滩坡度和沉积速率为指标的脆弱性评价体系。在GIS 平台上量化各脆弱性指标,计算脆弱性指数并分级,建立了定量评价海岸带生态系统脆弱性方法。实现了在不同海平面上升情景(近40 年来海平面平均上升速率和IPCC 预测的A1FI 情景)和时间尺度(2030 年、2050 和2100 年)下,我国典型海岸带生态系统脆弱性的定量空间评价。同时应用了国际上较成熟的基于过程的Sea Level Affecting Marshes Model (SLAMM)模型，定量预测了在不同时间尺度下，海平面上升和泥沙减少对长江口滨海湿地的影响。在此基础上，制订了切实可行的应对气候变化应对措施和策略，为保障海岸带生态系统安全提供了科学依据。

　　该研究针对国家应对气候变化的重大需求，构建了基于过程的气候变化影响下我国海岸带生态系统脆弱性评估体系和方法。该项研究成果今年已通过973课题“我国典型海岸带系统对气候变化的响应机制及脆弱性评估研究”（2010CB951200）验收。研究成果其主要研究成果已发表在Coastal and Shelf Science，Ecological Engineering，RegionalEnvironmental Change等国内外有影响力的刊物上。Coastal and Shelf Science编委评价“该研究提供了非常有意义的方法和途径，具有透明、客观和可操作特点。据此提出的应对措施和策略是切实可行的”。其中气候变化影响下长江口滨海湿地脆弱性评估成果在欧盟第七框架国际合作THESEUS（FP7.2009-1, Contract 244104）项目中，作为其中亚洲唯一的研究地点，发表在 Elsevier 2014年出版的专著“Coastal Risk Assessment and Mitigation in a Changing Climate.Barbara Zanuttigh, Robert Nicholls, Susan Hanson (eds.) Elsevier Inc. doi.org/10.1016/B978-0-12-397310-8.00007-5”。提高了我国气候变化对海岸带影响研究领域的水平和影响力。

2.2  滨海湿地碳源/汇格局的生态过程与演变趋势

　　滨海湿地在维持碳平衡和全球气候调节中起着重要作用，其碳循环是全球碳循环的重要组成部分，深入研究滨海湿地碳循环（蓝碳）有助于对全球碳循环及全球变化的理解，并为利用滨海湿地进行碳的增汇减排提供科学依据。本项研究以长江口滨海湿地为研究对象，以野外原位调查与控制实验相结合，重点研究河口海岸湿地生态系统碳储量的时空格局，以及湿地-大气、陆-海界面的碳交换，有机质的累积与分解，碳沉积与埋藏等关键过程。在基于过程的河口海岸湿地时空动态模型的基础上，通过湿地碳过程的定量研究和遥感数据的地表参数反演，构建了碳过程-区域遥感耦合模型“长江口湿地动态与碳源/汇模拟系统WD-CSS V.1.0”，实现了过程到区域的尺度转换。

　　研究对于揭示河口海岸湿地生态系统碳储量及其时空变化过程，阐明滨海湿地碳汇/源格局、形成机理及影响因素，评估河口海岸湿地的碳汇潜力具有重要启迪作用。也是在河口海岸湿地生态系统碳汇能力的估算及未来潜力预测方面的新突破。可为我国乃至全球滨海湿地增汇提供科学指导，为我国应对碳减排国际气候谈判提供决策依据。其初步研究成果已发表在Journal of Geophysical Research - Biogeosciences，应用生态学报等国内外有影响力的刊物上。

 

3. 丰富了基于生态系统的海岸带综合管理的理论和实践

3.1河口海岸湿地生态系统服务功能与修复

　　滨海湿地是介于陆地与海洋系统之间的生态过渡带,在调蓄洪水、促淤造陆、降解污染物、生物多样性保护和为人类提供生产、生活资源等方面发挥了重要的生态服务功能。滨海湿地生态系统的重要性主要体现在两个方面。在水力学角度看，它们具有削减波浪，固沙促淤等保滩护岸的功能。在生态方面，它们为无脊椎动物，野生食草动物，迁徙鸟类以及鱼类提供栖息地，觅食以及繁殖场所。传统的滨海湿地保育和生态修复主要基于生态学过程，而近年来则更多的考虑生物-地貌反馈作用在生态服务功能研究和生态修复中的重要性。在湿地生态系统结构、功能、演替与生物多样性研究的基础上，采用的耦合不同时空尺度上生物和物理过程整体性研究方法，开展了河口海岸湿地大型底栖动物和鱼类等生态效应、典型湿地红树植物对重金属污染的响应及其抗性适应机制的研究。首次揭示了代表性红树植物秋茄和白骨壤的重金属适应和外源胁迫激素调控的机制。研究分析了不同历史时期滨海湿地植被动态与促淤、消浪、碳汇能力和净化能力等生态功能的关系。对人类活动影响下和气候变化背景下河口海岸湿地生态系统服务功能动态与湿地保护与管理具有重要意义。

　　上述成果已在Coastal and Shelf Science，Ecological Engineering，Regional Environmental Change，Ecotoxicol Environ Safe等本领域的重要刊物发表。相关成果也被应用于上海市投资10多亿元的重大生态修复工程“上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区互花米草生态与鸟类栖息地优化工程项目”，为解决地方社会经济发展做出了贡献。受国际景观生态学会推荐，上述成果的主要完成人将在2015年举办的第9届国际景观生态学大会上做“海岸湿地景观”相关的大会特邀报告。