冬尽春来，崇明东滩湿地候鸟栖息（崇明东滩保护区 吴巍摄）
2022年2月2日，农历寅虎年正月初二，今天还是个特别的日子，是第26个“世界湿地日”。“湿地，这叫地球之肾”。在长江河口的原始湿地上，华东师范大学研究团队付出了持之以恒的努力。守护“地球之肾”，华东师大“虎”力全开。
华东师范大学发挥“生态+”学科群优势，近年来，牵头“长三角典型河口湿地生态恢复与产业化技术”国家重点研发计划，携手来自上海交通大学、同济大学、南京大学、上海海洋大学等研究团队，一场场“为了人类和自然的湿地行动”屡见成效。在长江河口的原始湿地上，华东师范大学河口海岸学研究团队为推进湿地保护常年耕耘，瞄准“双碳”目标，为全球湿地固碳提供华东师大方案。
破解天然神秘“精灵圈”，促大面积湿地植被修复
冬尽春来，在上海崇明东滩湿地，白鹤苍鹭翻飞，野鸭天鹅游弋，大片芦荡随风舞动。
崇明滩湿地水鸟在此过冬（崇明东滩保护区 吴巍摄）
在崇明东滩湿地示范区内，植被面积从2017年的340亩增加到2020年的1450亩，还在不断扩大；外来物种互花米草的二次防控与堤内水、沙、盐、植被的调控得以结合，湿地生态系统逐步改善并趋于稳定，越境过冬的鸟类数量因此大幅增加……
而这些变化，与长江河口盐沼植被扩散机制的破解密切相关。2017年起，研究团队在长江口开展了自然条件下盐沼湿地优势物种的修复实验等研究工作。
南汇边滩盐沼湿地生态系统中自组织形成的“精灵圈”（华东师范大学刘权兴研究员 摄）
盐沼湿地上天然形成的“精灵圈”引起了研究团队的关注，这种神秘“精灵圈”的韧性结构将极大促进连片植被的形成，自身就具有很强的生态修复能力。
通过大量原位调查和控制实验，华东师大生态学科研究团队破解了“精灵圈”形成的两种生态学机制，并从种子扩散、根茎繁殖、潮水动力条件等方面开展了长期的定量实验研究。相关研究发表后，Science推出视频广泛传播。
科研人员在崇明东滩植被光滩前缘测水动力
湿地植被修复过程中监测高程变化
从野外监测到模拟实验，再到野外应用，项目团队先后研发出基于盐沼植物扩散定植“机会-窗口”的种子直播技术、可降解材料辅助定植技术、幼苗移栽技术、微地貌调控技术等，形成了针对淤积型岸段、侵蚀型岸段和季节性冲淤岸段的本地植被快速扩繁技术体系，克服了潮滩强水动力条件下的定植难题。
在南汇东滩强水动力自然潮滩采用可降解材料辅助播种技术成功修复海三棱藨草种群
在南汇边滩示范区，上海海洋大学团队应用多项修复技术，这里的植被面积从200亩扩大到500亩，鱼类和底栖动物种类、密度大大提升，还吸引了大量水鸟，海岸防护功能有所增强，游客纷至沓来。
项目组在南汇边滩示范区
在新修复的鹦鹉洲生态湿地，通过技术引入，水鸟种类从2017年的15种增加到2021年的100种，人工湿地比自然潮滩湿地碳汇能力翻倍，相关研究成果发表后，被Nature作为亮点成果推荐。
变“一刀切”根除为分级利用，互花米草难题催生产业链
外来物种互花米草生物量大、含盐量高、反复入侵，利用难、控制难，根除更难。“在‘双碳’战略背景下，互花米草的碳汇潜力非常可观，因此未来应继续加强探索“控制-利用”相结合的治理途径，使其最大限度地服务于沿海经济的绿色发展。”项目负责人、华东师范大学河口海岸学国家重点实验室研究员李秀珍说。
原来，长江口湿地的本土植被不仅为鱼类和底栖动物等提供食物，也为鸟类提供了觅食和栖息场所。但外来物种互花米草高大密集，还侵占本地种海三棱藨草的生长地盘，鸟类难以利用它藏身和取食，湿地作为水鸟栖息地的功能下降。
研究团队从秸秆开发利用入手，催生产业链，为互花米草治理难题提供了新方案。多所高校联合攻关，一条条具有可观经济效益的多级生态产业链呼之而出。
同济大学团队自主研发了可移动能量自维持型的秸秆炭化小型化设备，将大型湿地植物的秸秆转化为生物炭。生物炭吸附能力很强，能用于农业、环保、能源、化工等多个领域。小型化设备可以放置于6米×2.4米的集装箱上，运往秸秆所在位置就地加工，不但省去了外部能耗，还节约了大量秸秆的运输费用。
研究团队还将生物炭与河道清淤底泥混合，添加适当辅料，通过低温湿热加工技术，形成高强度、多孔质的生态护岸材料和水质净化材料。相关产品应用于崇明东滩北横河和金山水产养殖基地，解决了大量湿地秸秆难以处理，清淤底泥无处堆放，水岸边坡坍塌、水质恶化等问题，取得了显著成效。
以南京大学为主的研究人员通过提取互花米草秸秆中的生物矿质液，突破了秸秆的脱盐瓶颈。生物矿质液中含有大量黄酮、皂苷、多糖等多种生物活性物质，因此团队研发了抗痛风、提高机体免疫力的健康食品、酒水、饮料，以及用于鸡、奶牛等的饲料添加剂等产品。脱盐后的残渣，仍具有很高的粗蛋白含量，除了可直接用作饲料或者生产生物炭，还可用作菌菇养殖基质，菇渣用于养殖蚯蚓，蚓粪用来制作生物有机肥。
根据能值分析测算，一个完整的互花米草产业链，产投比可达29，经济效益可观。更为重要的是，互花米草收割迹地在候鸟迁徙期可为多种水鸟所利用。
团队在苏北沿海观测发现，收割迹地在1月份越冬期，水鸟种类和数量最多。只要通过适当的利用与管理，就可以实现互花米草“夏季防台，秋季利用，冬春引鸟”的目标，比彻底根除具有更高的经济效益、生态效益和可推广性。
瞄准“双碳”目标，精准湿地固碳
以唐剑武教授为带头人的华东师范大学蓝碳团队，是中国及世界上最早研究海岸带碳循环的团队之一。蓝碳是利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程、活动和机制。海岸带盐沼湿地、红树林和海草床等海岸带植物固定的碳被称作海岸带蓝碳。但是，滨海湿地蓝碳研究面临碳家底不清，和缺乏精准监测与定量化评估方法的难题。
典型滨海湿地蓝碳生态系统碳循环示意图（唐剑武等，2018，中国科学：地球科学）
华东师范大学蓝碳团队在全球率先建立了滨海湿地蓝碳监测网络和大数据平台，构建了基于植被碳库、土壤碳库、垂直碳通量和水平碳通量一体化的滨海湿地蓝碳定量化调查和观测体系。
在长三角地区，研究团队在上海崇明岛崇西芦苇湿地、九段沙芦苇湿地、九段沙互花米草湿地、洞头红树林湿地的通量监测塔站开展了自动连续的协同观测，新型日光诱导叶绿素荧光遥感、原位连续观测等技术，在精准估算固碳量和关键碳通量研究上国际领先。
鹦鹉洲盐沼湿地也是科研团队长期定位的研究样地。观测结果表明，与附近区域的自然湿地对比，鹦鹉洲湿地能够吸收更多的CO2、排放更少的CH4，具有更强的温室气体减排能力，这表明未来湿地恢复工程可以通过技术手段（如改变湿地水动力条件）实现固碳增汇。
目前，该团队发起成立了华东师范大学蓝碳科学与技术研究中心，广泛联合国内外研究力量，形成了全球尺度的集产学研于一体的研发平台，对未来滨海湿地蓝碳功能开展更为精准的模拟预测，也将为滨海湿地生态修复与固碳增汇协同增效提供新的方案。
今年世界湿地日的主题是“珍爱湿地 人与自然和谐共生”，2022年也是中国加入全球《湿地公约》的第30年。全球气候变化加剧、城市化不断加速，无论是国家“十四五”生态保护修复工程，还是长三角一体化建设，都提出了许多生态保护和城市建设要求。
华东师范大学科研人员用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，在青山绿水间留下脚印、挥洒汗水，把生态学研究的论文，真正书写在了广袤的大地上，为全球生态治理持续贡献中国智慧和华东师大方案。
国际日/节日专题 - 2.2 世界湿地日
来源 | 河口海岸学国家重点实验室 通联 | 徐心成 编辑丨杜玥 编审丨郭文君
