论文部分内容阅读
目前,国内外对湿地生态需水的研究主要集中在河道湿地生态系统上,如河道流量与鱼类生息环境关系,水生生物指示物与流量之间的关系等。其计算方法主要有查询法、历史数据的快速分析法、生物一水力数据的收集与分析法和生物响应模拟法等。生物响应模拟法是从生态系统的角度出发,结合了系统对流量的响应状况,将流量、生境和生物状况进行了有机结合,被认为是最具潜力的方法。沼泽湿地作为众多珍稀鸟类的栖息地,在调节水分循环、维持生物多样性、净化污染物等方面也发挥着极其重要作用,因此,上述方法在沼泽湿地中的应用有一定的限制。而沼泽湿地生态需水的研究起步较晚,有关的计算方法较少,主要有生态水位法、曲线相关法和功能法,并且这三类方法都存在不足。生态水位法和曲线相关法对生态资料和相关水文数据依赖性较强,而我国多数沼泽湿地缺乏水文资料,两类方法在实践中存在较大的困难;功能法全面考虑了湿地的水资源功能,但计算中没有考虑水文条件对沼泽湿地的影响。因此,寻求科学的沼泽湿地生态需水计算方法,成为湿地生态需水研究的当务之急。主要研究内容和结果如下:
(1)以遥感数据、统计监测数据和监测数据为基础,根据黄河三角洲湿地特点,对黄河三角洲湿地生态系统近20年的健康状态进行了评价,揭示了黄河三角洲湿地生态系统近20年的健康状况,结合典范对应分析的方法对黄河三角洲湿地生态系统的健康变化进行了环境解译。研究结果表明: 1984、1991、1996、2003年黄河三角洲湿地生态系统健康状态不断降。通过典范对应分析揭示出,影响湿地退化的环境因子为“水”和“盐”,湿地生态系统健康下降的原因为黄河径流的减少和人类的开发。
(2)采用模糊数学排序方法对黄河三角洲国家级自然保护区不同水深梯度下芦苇湿地植被进行了研究,揭示了水深对植被空间分布的影响。结果表明,不同水深梯度下植物生境和群落类型都表现出较大差异,水深-30~40 cm,为水陆过渡地带,旱生、水生植物并存,物种最为丰富,该段水深上植被盖度最大;水深在.50~-30cm,由于地下水深较低,该段水深是研究区盐碱化程度最大处;水深低于-50 cm时,地表较为干旱,盐碱化程度有所降低,植被类型被耐干旱植被代替。不同水深梯度影响了土壤水分、空气和土壤的生物、物理、化学过程,引起植被生长环境中土壤水分、盐碱化程度的改变,进而对研究区植被空间分布和植被生态特征产生影响。
(3)融合生态学、统计学方法和GIS技术,基于湿地生境对水位的响应关系,提出了一种新的湿地生态需水计算方法。该计算方法通过水位-生境响应模拟建立了水文条件与湿地功能的定量关系,考虑了实际湿地功能需要,克服了已有方法对水文资料的依赖。以黄河三角洲湿地为研究实例,模拟了黄河三角洲沼泽湿地生境对水位的响应,通过对不同水位下湿地功能整合性评价,确定了湿地生态水位阈值,计算了研究区湿地生态需水量。结果显示,随水位的变化,湿地生境和功能将发生明显变化,相应生态需水量也有所不同。4.8m~5.5m水位阈值内的湿地生态系统处于适宜状态,研究区最小、理想、最大生态需水量分别为22.18×10<6>m<3>、26.99×10<6>~28.72×10<6>m<3>、32.61×10<6> m<3>。