滩涂上“摸爬滚打”,给湿地把脉

半岛都市报记者跟随青岛海洋地质研究所团队体验黄河三角洲滨海湿地调查 

9月3日,赵广明研究员在测量芦苇高度。

9月7日,考察队成员正在进行滩涂淤泥取样。

初秋的黄河三角洲,望不到边的滩涂上,一群科考人员正用一个两端中空的铁盒取柱状淤泥样,徒手按不动后,队员们开始上脚踩,180斤的队员踩上去铁盒才进去了一半,剩下的只能一脚脚踩、一锤锤敲……这是中国地质调查局青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海地所”)的科考队在进行“黄河口生境调查与典型植被光谱测量”。自8月29日至9月10日,半岛记者跟随科考队赴往黄河三角洲,体验他们的考察日常,感受守护母亲河的苦与乐。

滩涂步行五公里

取回60袋淤泥样本

黄河周围分布着众多古河道,独特的河口三角洲生态系统也让这里成为众多地质、生态科研单位研究的重镇,其中青岛海洋地质研究所是进行多圈层、全生态要素研究为数不多的团体。

9月7日,科考队按计划要进行生境调查。车上带着铁锨、水桶、筛子、各种检测设备和干粮。“野外作业都离市区很远,为节约时间,我们会带着干粮,作业一整天。”已经从事地质工作10年的何磊,人称磊哥,向记者介绍道。

匆忙吃完午饭,趁着落潮间隙,他们要到2公里外的潮间带深处进行植物群落样方调查和底栖动物群落调查。

中午12:40,队员们穿好水鞋皮裤,背着取样设备、扛着铁锨、拿着筛子、抬起抽水泵,往滩涂深处行进。

此时太阳炙烤着滩涂,密不透风的水衣让人有些窒息,一湾湾海水折射出刺眼的光,淤泥没过脚踝,滩涂像吸盘一样让每一步都艰难无比。走了20分钟,好不容易到达目的地,只见他们拿出一个25厘米见方、高50厘米的柱状铁盒,铁盒两端中空,他们要取这样的柱状淤泥样。找准点位后,将铁盒下端向下压,由于淤泥的生物质含量高,密度高,进去1/4后,徒手已经按不动了,队员们开始上脚踩,180斤的队员踩上去铁盒才进去了一半,剩下的只能一脚脚踩、一锤锤敲。

进去不易,取出更难。由于滩涂黏性极强,需要将铁盒周边的淤泥铲除,将铁盒放倒才能将淤泥取出。队员们拿出铁锨开始挖,但极其艰难,一锨下去才能铲出一点。费了九牛二虎之力才取出铁盒,之后要将这近30斤重的淤泥抬到离水近的地方,用抽水泵取水,通过筛子一点点将淤泥冲刷掉,保留出里面的生物质。取一个淤泥柱状样就如此费劲,他们要在3个不同点位取样,最终团队共取回植物样本6盒,泥土样本60袋。

完成测试往回走时,已经开始涨潮,来时的路被潮水淹没,但有的队员只穿了到膝盖的水鞋,蹚不过泥滩,他们就将塑料箱子放倒,在潮水中一点点往前挪。“逢山开道,遇水搭桥,这很常见。”

太阳西斜,肩挑手抬的一行人影子倒映在滩涂上,这一路往返有5公里左右,体力消耗却像走了10公里。“我们是向滩涂湿地取经,回到所里测试后,再为湿地把脉。”赵广明研究员说。

这样的调查只是团队众多调查手段中的一小部分,目前团队在开展滨海湿地核心区与缓冲区生态地质调查,要摸清生态地质环境现状,同时,开展滨海湿地生态系统固碳效率影响因素调查与监测,建立滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系。 

芦苇荡里“数苇叶”

预测湿地固碳变化

9月3日上午,科考队到达黄河三角洲自然保护区,然后又七拐八绕一路颠簸来到了一大片芦苇荡旁,这就是北方盐沼湿地观测站——黄河三角洲基地。观测基地位于芦苇丛深处,这是一片旱地芦苇,为防止多次进入对植被造成破坏,科考队在通往基地的路上搭建了简易木栈道。2米高的芦苇丛中穿行100米左右,就到了观测基地,这里有一套滨海湿地增温研究全球观测网络数据采集系统,能检测46个生态要素,这些数据会实时传到位于青岛海洋地质研究所的大数据中心,并与美国、丹麦、西班牙等国家监测系统信息共享,可开展全球不同纬度、不同生境湿地对比研究。科考队员介绍,这里不仅能检测地面以上的数据,在地面以下也布设许多探针,检测不同土壤深度的含水量、盐碱度等数据。

于2019年在这里搭建的被动增温房是目前团队研究的重心。增温房是一个高2.7米、边长1米的八角形玻璃房,顶部中空,用网子罩住,四周类似于我们家里的铝合金门窗,里面自然生长着芦苇,这样的增温房共有6个。据介绍,其通过玻璃的阻风作用,将房内温度控制在比房外高0.8摄氏度左右。“在未来全球变暖的大背景下,我们希望通过实验来检测,在增温条件下,湿地功能尤其是固碳功能是如何响应的。”赵广明说。作为滨海湿地最常见的植被,芦苇的固碳能力非常强,所以团队展开了对芦苇的深入研究,其中一个实验是光响应实验。

“我们会选择芦苇的第二个叶片,将叶片夹到光谱测量仪上,屏幕上会显示其实时进光和速率。”研究生陈洋洋介绍,为了测试芦苇的光合作用,他们一般会选在每年的7～8月天气最热、光照最强的天气来,在这一蹲就是一天。经过调查,团队发现滨海湿地具有巨大的储碳空间和固碳能力。“滨海湿地在全世界占海洋面积不到0.5%,但其沉积物中碳的储量占海洋总碳储量的50%。”赵广明介绍。

此外,在未来气温变暖的环境下,芦苇的固碳能力会略有下降,“下一阶段,我们会新上一款主动增温装置,严格控制房内温度比房外温度高1.5摄氏度,未来我们会更加精准地预测湿地如何应对气候变暖,更加真实反映湿地的功能变化。”赵广明介绍。

守护母亲河安澜

为青岛湿地治理献计

经过多年调查,团队形成了水、土、气、生(生物)各圈层生态要素探测体系。并联合欧美同类观测站组建了“全球滨海湿地增温研究观测网”。值得一提的是,项目组首次评估了我国滨海湿地土壤碳埋藏通量,填补了我国在全球碳收支平衡研究中滨海湿地土壤固碳方面的空白。同时,利用分批培养与连续培养技术,解决了困扰科学界半个多世纪的碳-14示踪技术测定海洋初级生产力的争议问题。2020年,观测站获批自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站。

目前,青岛海地所滨海湿地团队正在进行继2006年第一次黄河三角洲“把脉”之后的第二次黄河三角洲多圈层、全方位地质调查。自2006年就到黄河三角洲进行多次实地考察的赵广明,感受到最近几年黄河三角洲鸟类更多、环境更好了,退耕还湿的效果很明显。“但目前黄河三角洲湿地淡水资源不足,且年内分配不平衡。”赵广明介绍,针对这一现状,团队经过多年调查,基于古河道与现行河道易于连通、地质条件适宜蓄水的条件,进而提出疏通古河道增加蓄水空间以促进湿地修复的建议。赵广明介绍,据估算,古河道疏通后的蓄水空间约为3.2亿立方米,可在汛期发挥储水功能,改善湿地水文连通性,提高湿地自然恢复能力,有效解决黄河三角洲水资源时空分配不均问题。

近日,团队将多年研究成果制作成了《黄河三角洲滨海湿地生态系统保护修复图集》和《黄河三角洲滨海湿地生态系统保护修复对策建议》,将于近期移交给黄河三角洲自然保护区管理局。

9月10日,考察工作结束,团队返回青岛,此次调查共取得植物样品6件、水样6件、泥土样品120件左右。接下来团队要对样本进行测试、分析,如氮、有机碳测试。

这样的湿地调查成果对青岛有无指导意义呢?“我们在黄河三角洲揭示的典型盐沼植被适宜的水位、盐度生态阈值、地层结构储水以及固碳作用效应等基础调查成果,可支撑青岛积极推进少海国家湿地公园、唐岛湾国家湿地公园和胶州湾省级湿地公园的建设,促进青岛市盐沼湿地恢复和健康发展。”赵广明说。