一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法

本发明属于生态修复，具体涉及一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法。

背景技术：

1、海三棱藨草(scirpus mariqueter)是莎草科(cyperaceae)藨草属的一种多年生草本植物。其主要分布于我国长江口和杭州湾沿海区域，是我国特有物种，也是在长江口潮滩湿地光滩前沿定居并扩散的关键种和先锋种。海三棱藨草植被种群作为长江河口湿地生态系统中最为重要的建群种之一，具有较强的固碳、消浪促淤、护堤保滩等多种重要生态系统服务功能，对维持生物栖息地结构和生物多样性价值等方面都发挥着不可替代的作用，对生态系统的稳定运转具有极高的生态价值。

2、然而，由于湿地围垦及外来物种互花米草(spartina alterniflora)入侵等因素的影响，海三棱藨草植被种群的生存空间受到了严重威胁，分布面积急剧锐减，甚至在部分沿海区域消失殆尽。海三棱藨草的大面积退化使得东亚-澳大利西亚鸟类迁徙沿线上的水鸟栖息地减少、食物资源短缺，并成为导致迁徙性水鸟种群数量快速下降的关键原因之一，与此同时，海三棱藨草种群的大面积退化也对生态系统服务功能带来了严重影响。如何重建海三棱藨草种群现已成为当前亟待解决的问题，尽管大规模的互花米草治理工程在部分区域已彻底扭转了互花米草大肆扩张蔓延的严峻态势，并通过传统的修复技术异地挖取海三棱藨草球茎、幼苗或植丛后进行人工移栽，然而互花米草成功治理后，大量的草食性动物在水鸟捕食者缺乏的情况下种群数量剧增，如天津厚蟹(helice tridens tientsinensis)等，它们通常聚集啃食互花米草治理后自然恢复和人工种植的海三棱藨草，导致当前的海三棱藨草修复技术难以取得满意的效果。

3、

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法。在特定的季节里选择合适待修复区，在海三棱藨草生长季初期于选定的修复区域投放种源的基础上，将捕食者对草食动物的干扰、恐吓作用(即称之为“捕食者的非消费效应”)应用于受损滨海湿地的海三棱藨草种群生态修复中，通过抑制草食动物对早期阶段海三棱藨草的啃食作用，实现海三棱藨草种群的存活、定殖和自然扩繁，最终实现海三棱藨草种群大规模修复。修复过程不涉及重大工程和过多的人类活动，遵循生态系统内在的物种相互作用规律和生态规则，本发明提供的修复技术操作简便，效果显著，且有益于重建健康的海三棱藨草生境，并增强滨海湿地的生态系统服务功能。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法，包括以下步骤：在开展修复前一年的海三棱藨草采籽期采集海三棱藨草果穗，并进行自然风干保存。在开展修复当年的二月中旬对海三棱藨草种源进行春化处理，其次将春化处理后的海三棱藨草种源进行萌芽处理。在栽植前选定互花米草治理区，对该区域的关键生物因素和环境参数进行监测和调查，确定适宜的待修复区和海三棱藨草种源投放区。在所选定的待修复区中布设捕食蟹类草食动物的捕食者模型，并于4-5月，日均温高于15℃的低潮期，在所选的种源投放地中栽植经过萌发处理的海三棱藨草幼苗，并对于一个月后幼苗存活率小于栽植量10%的种植区域进行补种。利用捕食者非消费效应，通过抑制蟹类等草食动物对海三棱藨草的早期啃食作用，实现海三棱藨草群落大面积修复。

4、进一步的，开展修复前一年的海三棱藨草采籽期应选择为9-10月。

5、进一步的，所述的海三棱藨草果穗宜选择籽粒饱满、当年成熟的种子，以保证萌发率。

6、进一步的，所述的春化处理包括：将种子与湿润细沙以1：2的体积比搅拌均匀，在1-4℃的冷藏室中保存约20-30天。在此期间，每隔5日需检查海三棱藨草种子是否霉变，如有霉变现象应及时清洗后重新放回冷藏室中保存。

7、进一步的，所述关键生物因素为草食性蟹类的种群密度，关键环境参数包括湿地土壤盐度、潮汐频率、垂向淤积速率、平均波能密度和平均流速。

8、进一步的，所述的布设捕食蟹类草食动物的捕食者模型包括：在所选定的待修复区中，添加捕食蟹类植食者的优势水鸟的模型，所述的捕食者模型为飞翔状态，捕食者模型选用耐水且可降解的植物性塑料进行仿真制作，以保证模型既能在海三棱藨草萌发定殖和扩繁期间既可保持完整，又能在海三棱藨草修复后自然降解，对环境无产生后续污染；捕食者模型选用1m长的透明尼龙线(直径为1.5-2.5mm)系于2-3m高的木质支杆之上，且所用的模型可随风进行摆动。

9、进一步的，所述的萌芽处理包括：将春化处理后的种子移至20-30℃温室进行萌芽，在温室内加水淹没种子，时间控制在5-15天，超过半数种子萌芽时即可用于选定的修复区栽植。

10、进一步的，所述的栽植最佳密度为50-100棵/m2。

11、进一步的，所述的补栽最佳密度为10-30棵/m2。

12、本发明的有益效果是：

13、与现有技术相比，本发明提供了一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法，在海三棱藨草生长季初期于选定的修复区域投放种子后，利用捕食者对草食动物驱动的营养级联效应，通过控制草食性蟹类的数量，进而抑制草食动物对早期阶段海三棱藨草的啃食作用，最后促进海三棱藨草的生长和扩散。其次，具体在本发明方案中，该方法无需使用化学药剂，且所用捕食者模型采用可降解的植物性塑料，避免了对湿地生态系统的污染和破坏。此外，在待恢复区设定的种源投放地投放经过春化萌发作用后的海三棱藨草幼苗，利用捕食者的非消费效应，在遵循生态系统内在的物种相互作用规律和生态规则的基础上实现了海三棱藨草群落的有效修复，操作简便，效果显著，具有长期的可持续性，可为受损滨海湿地海三棱藨草群落的大规模重建提供可靠的技术支撑，维持滨海湿地生态系统的完整性，并具备显著的生态效益和经济价值。

14、

技术特征：

1.一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法，其特征在于，包括以下步骤：在开展修复前一年的海三棱藨草采籽期采集海三棱藨草果穗，并进行自然风干保存。在开展修复当年的二月中旬对海三棱藨草种源进行春化处理，其次将春化处理后的海三棱藨草种源进行萌芽处理。在栽植前选定互花米草治理区，对该区域的关键生物因素和环境参数进行监测和调查，确定合适的待修复区及海三棱藨草种源投放区。随后在所选定的待修复区中布设捕食蟹类草食动物的捕食者模型，并于4-5月，日均温高于15℃的低潮期，在所选的种源投放地中栽植经过萌发处理的海三棱藨草幼苗，并对种源投放一个月后幼苗存活率小于栽植量10%的种植区域进行补种。利用捕食者非消费效应，通过抑制蟹类等草食动物对海三棱藨草的早期啃食作用，实现海三棱藨草群落大面积修复。

2.根据权利要求1所述的一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法，其特征在于：所述开展修复前一年的海三棱藨草采籽期应选在9-10月。

3.根据权利要求1所述的一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法，其特征在于：所述的海三棱藨草果穗宜选择籽粒饱满、当年成熟的种子，以保证其萌发率。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的春化处理包括将种子与湿润细沙以1:2的体积比搅拌均匀，在1-4℃的冷藏室中保存约20-30天。在此期间，每隔5日需检查海三棱藨草种子是否霉变，如有霉变现象应及时清洗后重新放回冷藏室中保存。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述关键生物因素为草食性蟹类的种群密度，关键环境参数包括湿地土壤盐度、潮汐频率、垂向淤积速率、平均波能密度和平均流速。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的布设捕食蟹类草食动物的捕食者模型包括在所选定的待修复区中，添加捕食蟹类植食者的捕食性水鸟(中杓鹬[numeniusphaeopus])的模型，所述的捕食者模型为飞翔状态，捕食者模型选用耐水且可降解的植物性塑料进行仿真制作，以保证模型既能在海三棱藨草萌发定殖和扩繁期间既可保持完整，又能在海三棱藨草修复后自然降解，对环境不产生后续污染；捕食者模型选用1m长的透明尼龙线(直径为1.5mm)系于2m高的木质支杆之上，且可随风进行摆动。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的萌芽处理包括将春化处理后的种子移至20-30℃温室进行萌芽，在温室内加水淹没种子，时间控制在5-15天，超过半数种子萌芽时即可用于选定的修复区进行幼苗的栽植。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的栽植最佳密度为50-100棵/m2。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的补栽最佳密度为10-30棵/m2。

技术总结本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种基于捕食者非消费效应的海三棱藨草种群修复方法。本发明所述的方法通过对海三棱藨草种源的采集与预处理，并在退化区调查关键生物与环境相关参数后，选择合适的待修复区布设草食动物的捕食者模型，随后进行种源投放和管理。本发明克服了草食性动物对海三棱藨草生长初期所产生的关键性瓶颈问题。利用捕食者的非消费效应，在遵循生态系统内在的物种相互作用规律基础上实现海三棱藨草群落的有效修复。本发明操作简便合理，效果显著，且所用捕食者模型为可降解的植物性塑料，避免了对生态系统的污染，可为受损滨海湿地海三棱藨草种群的大规模重建提供可靠的技术支撑，具备良好的生态效益和经济价值。技术研发人员：贺强,李春明受保护的技术使用者：复旦大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2