科研成果

（1）将传统的方法和新的研究思路结合起来，运用历史地理学和沉积地质学相结合的综合研究方法，确定了现代黄河三角洲沉积物的年代框架

现代黄河三角洲是1855年以后形成的，至今只有150多年的历史，已经超出碳-14测年的有效范围。铅-210虽然是百年尺度内测年的一种好方法。但是它要求稳定的铅-210供给速率和沉积后封闭的环境条件。然而，黄河三角洲分流河道频繁改动，沉积与侵蚀交替运行，无法满足上述基本条件。作者提出运用历史地理学和沉积地质学相结合的综合分析方法，建立现代黄河三角洲沉积物的年代格架。该方法对其它三角洲的年代确定和湿地研究具有借鉴意义。

（2）通过学科交叉，将三角洲进积模式与经典的生境演替理论结合起来，建立了黄河三角洲滨海湿地系统生境演化模式

经典的植物演替理论将湿地视为在水生植物演替发展过程中一个瞬时的发展阶段，即从浅海前三角洲转化为陆地系统的演化过程中的一个瞬间。滨海盐沼的长期稳定，一方面取决于沉积物在沼泽地的加积和向海方向的进积；另一方面取决于海平面上升和沼泽地的压实沉降。上述两个过程是自动调节的。盐沼地面的压实下沉势必创造更大的可容纳空间，从而接受和充填更多的沉积物。反之，如果沼泽地的加积速度超过沉降速度，可容纳空间逐渐减小，势将导致沉积物堆积速度趋缓，有机碳的氧化分解作用加剧。

上述滨海湿地演化模式，对认识黄河三角洲滨海湿地的过去、现在和将来具有重要意义。根据我们的资料，黄河三角洲滨海湿地从前三角洲的水生系统发展到上三角洲平原的陆地生态系统大约需要50-70年。尽管人类活动会加速和改变湿地演化的方向。但是这一时间框架对我们认识湿地的演化规律仍然是至关重要的。

（3）运用水文地质学、生态学、水文地球化学的基本理论，揭示了植被分带的地球化学控制规律，为湿地保护与管理提供了科学依据

研究证明植物的分带性取决于地下水水位和水质的变化。根据野外不同种群植物分布密度调查资料与水化学分析测试资料的比较分析，揭示了不同植物群落所处地质体浅层地下水水位与宏量元素及TDS的分布的规律性联系，为湿地保护与管理提供了科学依据。

（4）以三角洲叶瓣旋回性迁移为依据，建立了黄河三角洲湿地系统地下水化学演化模式，丰富和发展了三角洲水文地球化学理论

高含沙量和河口频繁改道，是黄河的基本特点之一。在过去的150年间，黄河河口曾多次改道。李殿魁（2003）认为有12次，成国栋等（1997）认为有8次。每一次河道的迁移都会引起生态环境及其生物群落分布的重大改变。河口地下水的水化学也呈现出相应的再分配和演化规律。本研究在总结黄河三角洲叶瓣旋回性迁移的基础上，总结了地下水水化学演化的概念模式，为发展三角洲水文地球化学理论做出了贡献。

（5）利用氢氧稳定同位素技术，研究了黄河三角洲滨海湿地不同植物系统的水源，为湿地生态修复重建提供了理论依据

根据生物地球化学的理论，除了排盐(salt-excluding)种类，对一般植物而言，水分在被植物根系吸收和从根向叶移动的过程中不发生氢氧同位素分馏。因此，植物体内水分的δD、δ18O组成是水源的可靠指示剂。本专著根据植物对水源的选择性利用的原理，通过植物体内水分与各种水源的同位素组成的分析对比，初步确定了黄河三角洲湿地系统主要植物的供水来源。这一成果对湿地生态系统的改良和修复，具有重要的应用价值。

（6）利用自制的隔氧操作系统和多步提取方法，进行了湿地沉积物中植物生长必需元素、有益元素和有害元素的生物有效性评估，丰富和发展了湿地地球化学理论

国内外的研究证明，沉积物的元素的浓度总量并不能指示其生物有效性。生物有效元素浓度仅与孔隙水溶解组分的浓度相关。酸可挥发硫化物（Acid volatile sulfide, AVS）对沉积物中二价离子元素的活度有极大的控制作用，会对植被造成伤害。而当某一元素与黄铁矿发生共沉淀时，它就不再参于生物地球化学循环，只有在氧化条件下被活化后才会转为活性态。

基于这一理论，该项目针对目前关注的一些元素进行了形态测试，发现本生态系统中原本缺乏的Mo几乎均以黄铁矿态存在，加剧了湿地系统的脆弱性。这一结论为元素有效性的评估和改良奠定了理论基础。

（7）提出废弃三角洲叶瓣上的湿地系统面积损失的沉积压实机制和水质性面积损失机制

多年来，学术界一直将黄河三角洲面积的损失归咎于海岸侵蚀。然而，根据我们的野外调查和三个钻孔的孔隙度资料，发现松散沉积物压实固结作用形成的地面下沉，是三角洲面积损失的重要原因之一。此外，由于强烈的蒸发作用使植物根系部位的地下水形成了的较高的氯离子分布（Cl->22g/L），导致植物的枯死，由此而损失的湿地面积高达226km2。上述成果对湿地的保护和治理具有重要意义。

（8）利用黄河三角洲分流河道频繁改动过程中沉积间断所形成的古土壤层作为新生湿地的时间标，研究了黄河三角洲新生湿地沉积物对碳及其它营养成分的扣留和埋藏速率。

黄河三角洲新生湿地是1976年以后黄河由刁口流路迁至清水沟流路形成的, 至2这已经不在137Cs以1963年作为时间标尺的范围之内，也非210Pb测年所能实现的。项目组利用黄河三角洲分流河道频繁改动过程中沉积间断所形成的古土壤层作为新生湿地的时间标，研究了黄河三角洲新生湿地沉积物对碳及其它营养成分的扣留和埋藏速率。专著指出该新生湿地土壤虽然有机碳（Corg）浓度分布较低，通常小于1%，但由于河口区较高的沉积速率，Corg的加积速率为58-228 g m-2 y-1，可与世界其它高有机碳（Corg）浓度湿地的碳的加积速率相当。这一发现肯定了我国滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力，为国家在全球变化领域取得发言权提供重要科学依据。该研究思路新颖，方法巧妙严谨，具创新性，且有重要的学术价值，而且对我国海岸带湿地碳的收支平衡计算有重要的参考价值。