《Journal of Environmental Management》：Ecological lock-in and functional mismatch in abandoned coastal ponds: mechanisms and management implications
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李一娜|蔡艳芝|白俊俊|马颖|李东学|王静|翟玉佳|齐平|谢天|崔宝山
北京师范大学湿地保护与恢复国家重点实验室及环境学院，北京，100875，中国
摘要
将沿海水产养殖池塘和盐田恢复为功能性湿地是全球沿海修复中普遍面临的挑战，然而传统的被动恢复策略往往无法解决与栖息地退化
李一娜|蔡艳芝|白俊俊|马颖|李东学|王静|翟玉佳|齐平|谢天|崔宝山
北京师范大学湿地保护与恢复国家重点实验室及环境学院，北京，100875，中国
摘要
将沿海水产养殖池塘和盐田恢复为功能性湿地是全球沿海修复中普遍面临的挑战，然而传统的被动恢复策略往往无法解决与栖息地退化和功能缺陷相关的遗留问题。以黄河三角洲国家公园为例，对水质、土壤条件、植被群落和底栖生物群落进行了全面的实地调查。研究结果表明，水和土壤中的盐度和有机负荷是与不同生境之间生物群落差异相关的关键环境因素，冗余分析解释了44.2%的变异。废弃的盐田呈现出生态锁定现象，其生物群落极度贫乏，土壤盐度超过3%，强烈的环境过滤作用阻碍了植被的生长。相比之下，虽然废弃的水产养殖池塘仍保持较高的底栖生物量，但化学需氧量（COD）升高和土壤中的磷含量表明存在内源性污染的风险。此外，过高的水深（>1米）严重限制了滨鸟的有效觅食能力，导致资源丰富性与可获取性之间存在明显不匹配。为了解决这些问题，本研究提出了一个“1+3+L”适应性管理框架，包括生态生产、功能分区恢复和生态走廊连通性。该框架整合了观察到的生态限制和功能模式，形成了基于证据的管理假设，旨在解决人工湿地中的关键遗留问题，并提升其作为水鸟觅食栖息地的功能潜力。
引言
沿海湿地是全球生态上最为重要但受到威胁的生态系统之一，为候鸟提供栖息地、实现碳封存并保护沿海地区（Nahlik和Fennessy，2016；Nitschke等人，2024；Studds等人，2017）。尽管如此，过去半个世纪以来的大规模填海活动已将大量自然潮滩转变为盐田和水产养殖池塘，导致超过50%的自然湿地丧失，从而导致广泛的生态系统退化（Cheng等人，2020；Murray等人，2019；Yuan等人，2025）。恢复这些栖息地对于生物多样性保护至关重要，特别是在人类活动频繁的地区（Wang等人，2021）。这些人造湿地逐渐成为了东亚-澳大利西亚迁飞路线（EAAF）上候鸟的重要替代栖息地。因此，恢复这些湿地支持鸟类觅食的功能不仅是一项生态改善措施，也是维护全球迁飞路线连通性的紧迫任务，尤其是在许多被填海的沿海地区，这些地方以废弃的水产养殖池塘和盐田为主。
尽管恢复退化的沿海湿地是全球保护工作者和政策制定者的优先事项（He等人，2025；Liu等人，2021），但在高盐度、严重内源性污染和其他长期人为影响的地区，传统的被动恢复方法往往效果有限（Chen等人，2024；Cheng等人，2020）。现有文献主要研究自然湿地的演替模式，或将研究重点限制在拆除水产设施后的水质改善上（Cai等人，2021；Ding等人，2025；Zhang等人，2026）。在废弃的盐田中，高盐度导致土壤盐碱化硬化，阻碍了植被的生长和建立，形成了生态锁定效应（Duarte等人，2017，2020；Nikalje等人，2018）。另一方面，虽然废弃的水产养殖池塘通常仍保持较高的初级生产力，但沉积物中氮和磷污染物的积累带来了持续富营养化和内源性污染的严重风险（Ni等人，2018；Wang等人，2025a；Zhao等人，2025）。更为关键的是，传统的恢复评估往往依赖于结构性指标（Gao等人，2024），如底栖生物量（Ma等人，2023；Wei等人，2017），而常常忽视了功能性指标，特别是水鸟实际可利用的能量。研究表明，过高的水深使得一些特定功能群体（如水鸟）无法获取丰富的食物资源，导致了营养不匹配（Lei等人，2025；Nitschke等人，2024）。这种不匹配突显了需要进行综合性的、基于实地的评估，明确关联环境限制、群落结构和功能性可获取性。准确识别限制恢复的关键环境因素，并根据鸟类的能量需求制定精确策略，是当前沿海湿地管理面临的关键挑战。
中国近期建立的黄河三角洲国家公园代表了从资源开发向生态恢复的范式转变，该公园启动了大规模项目，旨在将水产养殖和盐生产场所重新转变为湿地。然而，尚不清楚仅通过简单的停止人类干扰这种被动恢复方式，是否足以消除长期土地使用的生态遗留问题，并有效恢复水鸟栖息地等核心功能。本研究聚焦于黄河三角洲国家公园内的典型废弃盐田和水产养殖池塘，结合水质和土壤监测、植被和底栖生物群落调查以及多变量统计分析和水文介导的觅食潜力指数（HFPI），以实现以下三个目标：（i）系统评估被动恢复过程中不同废弃生境的环境质量和生物条件；（ii）识别限制生态功能恢复的关键非生物阈值因素；（iii）量化在水深限制条件下的水鸟有效觅食潜力。基于这些实证诊断，我们进一步提出了一个“1+3+L”主动适应性管理框架，这是一个基于证据的管理假设，而非经过验证的恢复模型。这项工作揭示了人工沿海湿地中被动恢复的局限性，并提供了一个基于案例的概念性NbS框架，以指导未来的恢复规划、生物多样性保护和在强烈土地使用遗留影响下的适应性管理。
章节摘录
研究区域和采样点设置
本研究在山东省东北部的黄河三角洲进行（东经118°32.981–119°20.450，北纬37°34.768–38°12.310）。遥感数据表明，近年来研究区域的盐田和水产养殖池塘大幅扩张（见图S3和S4）。这种大规模的人为侵占导致自然湿地面积大幅减少，生态系统功能也随之下降。
环境因素和生态群落差异
水质监测结果显示，研究区域内的水质存在显著的空间异质性。具体而言，排放口区域的水质最差，被列为五级以下。该区域的溶解氧（0.99 mg/L）和总磷（0.29 mg/L）严重异常（见图2c和d），表明存在严重的富营养化和缺氧条件。尽管水产养殖活动已经停止，但废弃的池塘仍持续受到...
盐度和内源性污染限制了废弃盐田和水产养殖池塘的被动恢复
本研究全面的评估表明，由于持续的非生物限制，简单的被动恢复策略不足以恢复废弃盐田和水产养殖池塘的生态功能。具体而言，排放区观察到的极端缺氧和高磷负荷（见图2）反映了严重的富营养化压力，这种情况与未经处理的 Urban sewage 导致的全球水体退化模式相似...
结论
本研究表明，仅依靠被动恢复不足以恢复黄河三角洲人工沿海湿地的关键生态功能。土壤盐度成为限制植被建立和底栖生物群落形成的主要环境因素，导致废弃盐田出现生态锁定现象。在废弃的水产养殖池塘中，内源性污染和过高的水深导致了明显的结构-功能不匹配...
作者贡献声明
李一娜：撰写——审稿与编辑、原始稿撰写、方法论设计、调查、数据整理、概念构思。蔡艳芝：验证、监督、调查、数据整理。白俊俊：调查、数据整理。马颖：可视化处理、调查、数据整理。李东学：验证、调查、正式分析、数据整理。王静：可视化处理、验证、资源获取。翟玉佳：方法论设计、调查。齐平：可视化处理、调查、撰写——
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号U2243208、42330705）、科学技术基础资源调查计划（项目编号2022FY100304）以及碳中和与能源系统转型项目（项目编号2023YFE0204600）的支持。
