湿地植物生态数值模拟进展及鄱阳湖湿地研究示例

湿地植物群落结构和空间分布格局对湿地生态系统结构和功能起着决定性作用。传统的野外监测和受控实验在研究大尺度湿地植物群落结构和空间分布方面存在局限,在建立“生态过程-空间格局”有机联系并预测动态变化方面存在不足。因此,数学模型成为研究湿地植物种群扩张、空间分布及相互关系的重要工具。通过综述国内外相关研究文献,按照模型对生态机理及空间格局刻画的程度,湿地植物生态模拟的数学模型可分为统计模型、物种分布模型和种群动力学模型三种类型。尽管当前湿地植物模型在理论方法层面取得一定进展,但环境条件模块与植物模块的时空匹配问题,以及湿地植物生活史过程的机理融合问题显著制约了模型的合理性和准确性。最后,以大型通江湖泊湿地-鄱阳湖为例,构建了水动力驱动下的湿地植物生态数值模拟框架,从机理和应用两个层面提出了湿地植物生态数值模拟的发展方向。在机理层面,应基于通江湖泊独特的水文过程,强化生态学机理支撑;在应用层面,应聚焦江湖关系变化下的水文情势,在水动力模型基础上耦合种群动力学方法,刻画植被演替动态及空间格局,并通过野外调查和遥感影响比对验证,以提高模型精度。