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黄河三角洲互花米草整治对潮滩湿地防灾功效和沉积动力的影响

来源：花匠小妙招时间：2025-05-16 00:10

第54卷第6期海洋与湖沼Vol.54,No.6

2023年11月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICANov.,2023

黄河三角洲互花米草整治对潮滩湿地防灾功效和沉积动力的影响*

高

(1.中国海洋大学工程学院

翔1王柯萌1武国相1,2①梁丙臣1,2

山东青岛266100;2.山东省海洋工程重点实验室山东青岛自然保护区黄河口管理站山东东营257061)

张树岩3

266100;3.山东黄河三角洲国家级

摘要互花米草作为黄河三角洲外来入侵物种,2010年开始爆发式蔓延,2020年面积最大时可超

6000hm2,对潮间带生物多样性造成了严重影响。自2020年起,黄河三角洲自然保护区开始大规模的互花米草整治与盐地碱蓬生态修复工作。互花米草具有较强的消浪、缓流、促淤、固滩能力,短期内、大范围的植被去除,可能导致波流和沉积动力环境的突变。基于现场观测数据和考虑植被作用的浪、流、沙耦合数值模型,研究分析了互花米草整治和盐地碱蓬修复对黄河三角洲湿地动力过程的影响,重点关注风暴作用下黄河三角洲潮滩湿地的防灾减灾能力和沉积效应变化。研究结果表明,互花米草可有效抵御极端风暴潮,最大风暴潮位衰减率可达15cm/km。互花米草整治将导致湿地防灾减灾能力显著下降,堤前风暴潮峰值可抬升10~30cm,同时潮间带的泥沙捕集能力大幅下降。受限于植被密度、高度,盐地碱蓬完全修复后湿地衰减风暴潮、捕集泥沙的能力显著低于原互花米草湿地。研究建议,互花米草整治工程应考虑短期内植被去除导致的近岸风暴潮抬升、侵蚀加剧等潜在风险。

关键词黄河三角洲;盐沼;互花米草;湿地整治;风暴潮

中图分类号P753doi:10.11693/hyhz20230400087

黄河三角洲位于山东省东营市黄河入海口,拥有面积广阔的河口、潮间带盐沼湿地。盐沼湿地可以发挥消浪、缓流、促淤等作用,是抵御风暴潮等海洋灾害的天然屏障。黄河三角洲湿地植被类型主要有盐地碱蓬、互花米草、柽柳、芦苇等(谢旭等,2021)。互花米草于20世纪90年代初作为固滩植物被引入,到21世纪初互花米草仅有零散分布,近十几年来互花米草大规模扩散,覆盖面积每年增长25%左右(闫振宁等,2021),2020年面积超过6000hm2。互花米草的迅速扩张造成本土植物物种面积和生物多样性下降(于彩芬等,2021;于冬雪等,2022),严重影响了湿地生态系统健康。2020年开始,黄河三角洲开展了大规模的互花米草治理工程,采用贴地刈割、刈割+翻

耕、刈割+围堰等物理方法(张明亮,2022),取得了显著成效;与此同时,开展了本地植被物种修复工作,预计修复盐地碱蓬湿地1000hm2(闫雯雯等,2022)。

湿地植被对波、流动力和泥沙输运、沉积过程具有非常重要的影响。植被的存在会使水流阻力增大、波能耗散加剧(Vuiketal,2016)。M?ller等(2014)开展的水槽实验也表明,风暴条件下60%的波浪能量耗散归因于盐沼植被。研究多采用水位衰减速率,即单位宽度湿地造成的水位变化,来量化盐沼对极端水位的衰减功效(Loderetal,2009;Paquieretal,2017;Kieseetal,2022)。现场观测和数值模拟研究均表明,盐沼植被可有效衰减风暴潮增水(Loderetal,2009;Huetal,2015)。Stark等(2015)通过对潮沟-盐沼系统

*国家自然科学基金,号;国家重点研发计划,2022YFC3204301-4号。高翔,硕士研究生,E-mail:

gaoxiang@

①通信作者:武国相,副教授,博士,E-mail:guoxiang@

收稿日期:2023-04-17;收修改稿日期:2023-05-08