烟台海岸带所揭示水文连通性对河口生态系统的“双刃剑”效应

水文连通性是维持河口湿地生态功能的核心要素,但其生态影响机制长期缺乏系统研究,且极少作为明确的生态变量纳入管理实践。近日,中国科学院烟台海岸带研究所海洋化学生态研究组研究发现,水文连通性对河口湿地生物多样性与生态系统稳定性存在“双刃剑”效应,其最终效果由水质条件与季节性变化幅度共同决定。该成果为全球工程化三角洲从单一水量调控转向“水文-水质-生态”协同管理提供了全新视角与可操作指标。

图1 论文研究框架

研究团队以黄河三角洲为研究对象,融合卫星遥感与环境DNA技术,对潮汐湿地、生态补水恢复区、河道区等不同水文单元开展了系统的野外调查与建模分析。结果表明:水质优良、连通性季节性波动较小的区域,生物多样性与群落稳定性更优;连通性波动剧烈则难以提升生态稳定性。潮汐模式、生境破碎化程度、季风活动及人工调控等因素共同塑造区域的生态格局。

图2 黄河三角洲湿地水文连通性及底栖无脊椎动物多样性时空变化

借助偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM),团队解析了生态效应的内在机理:水文连通性通过改变营养盐、溶解氧等水体环境因子调控生物多样性,进而调控群落稳定性。研究明确,水质需维持适宜“窗口”条件,高连通性才能发挥正向生态作用,促进生态稳定;水质不达标,提升连通性将产生负面影响。如此,水文连通性将从被动工程参数提升为可量化的生态设计变量。对比不同水文单元可知,潮汐湿地、生态补水恢复区抗干扰能力更强,河道区网络结构简单、生态系统易受扰动,且连通性的季节稳定程度远比峰值高低更为重要。

图3 水文连通性影响无脊椎动物群落稳定性的路径

该成果为理解人工调控三角洲的生态演变规律提供了关键科学依据,实现了河口湿地管理从经验化向定量化、协同化的转变,可支撑连通性目标设定、水质阈值匹配与生态补水效果评估等实务工作。

相关成果发表于Nature旗下期刊 Communications Earth & Environment,文章第一作者为烟台海岸带所博士生符清露,通讯作者为陈琳琳副研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的联合资助。

论文信息:

Qinglu Fu, Debin Sun, Wenzheng Fan, Jianyu Chi, Baoquan Li, Jiao Wang, Yu Li, Jing Chen, Ke Li,Linlin Chen*. Managed hydrological connectivity as an ecological attribute in the Yellow River Delta in China. Communications Earth & Environment (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03541-9


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