三门峡水库运行方式对库区湿地生态系统影响研究

在河流上大规模筑坝拦截河流水量。是河流生态环境受人为影响最显著、最广泛、最严重的事件之一，是河流生态系统研究的热点问题。本文通过对三门峡库区湿地生态系统的水文、物种、水质等因素的调查和分析，研究水库运行水位变化对湿地生态系统的影响．为恢复和维持河流生态系统健康提供依据。研究发现，降低运行水位，库区水环境状况有进一步恶化的可能，对库区供水水质安全和下游黄河水质安全有不利影响；低水位运行时。库区湿地面积大幅度减少，库区湿地保护区生态需水补给受阻，湿地生境状况出现不利变化。部分湿地将丧失原有的生态功能；库区栖息地环境发生变化，直接影响珍稀物种的生存。鉴于生态问题的复杂性．需要对三门峡运行水位的生态效应进行长期、全面研究，促进对水利工程造成的生态问题的认识．以便采取有效的控制措施和对策。     

三门峡水库不同运用方式对生态环境的影响

提出三门峡水库运用方式的改变，将改变库区生态系统结构和功能，打破现有的生态平衡。分析结果表明：三门峡水库低水位或敞泄运行，将造成湿地生态退化、水环境承载力下降、库区周边地下水位降低、生物多样性及城市景观功能破坏等问题，因此三门峡水库合理运行水位的确定至关重要。     

流域水文过程与湿地景观格局关系研究

流域水文过程和湿地景观格局的形成与演化之间着紧密的联系,水文在湿地生态景观的结构和功能塑造方面发挥着重要作用。基于流域水文过程与湿地景观格局形成演变的内在规律,研究流域水文情势变化对于湿地景观格局特征的影响机制,并从生态水文角度提出湿地景观的修复改进措施,为湿地生态改善和修复提供理论参考。     

三门峡库区水沙变化与湿地景观格局演变关系

采用时间序列分析方法中的Kendall秩相关检验,对潼关水文站1980—2010年的水沙过程及降水量变化趋势进行检验,结果表明年均流量、年均输沙率、多年年均降水量均有明显的减小趋势;通过选取1980年、1990年、2000年、2010年同期遥感影像数据以及2005年2月、6月、8月、11月遥感影像,在ENVI中利用非监督分类方法、最大似然法及人工辅助方法进行遥感影像湿地信息专题解译,解译后将专题数据导入GIS中进行空间信息处理,分析水沙情势变化对三门峡库区湿地景观格局演变的影响。结果显示:流量和输沙率的减小导致库区湿地水面面积和滩涂面积明显下降,2010年库区水体面积较1980年减小19%,滩涂湿地面积减小37.4%;水库调度对年际库区湿地面积影响不大,对年内湿地景观格局影响显著;水库蓄泄水导致水面面积增减及滩涂面积反向变化。     

若尔盖湿地景观与生态功能变化主导因子分析

采用景观生态学、生态系统服务评价、相关分析等方法,分析了若尔盖湿地国家自然保护区的景观格局变化趋势及其生态功能退化程度;基于社会经济统计资料与相应年份气象资料,对影响湿地景观格局与生态功能的自然因素和人文因素进行定性、定量分析,最终提取影响湿地景观格局与生态功能变化的主导因子。研究结果表明:1989—2012年,研究区内湿地整体面积及生态功能呈持续衰退趋势,湿地面积共减少了5 231.40 hm~2;湿地景观形状趋于复杂化,几何质心向北、向东波动偏移,斑块类型呈多样化分布,景观破碎度先增大后减小,且呈波动态势发展;湿地景观破碎化及面积的缩小导致了其生态功能的衰退,其中固碳量累计减少约5.65万t,蓄水量减少了约4 149.33万m~3;研究区湿地景观格局和生态功能变化是自然环境和人类活动综合作用的结果,但人类活动占据主导作用。     

水文过程对湖滨带景观格局影响研究进展

湖滨带景观格局是由各种生态过程与水文过程在不同尺度上综合作用的结果,景观格局的形成与演化规律和生态水文过程密不可分。同时,景观格局对生态水文过程及理化环境具有反馈作用。归纳总结了湖滨带景观格局形成与发育的影响因素,包括地形地貌、水文过程、人类活动等。对不同尺度上的生态水文过程进行了描述,并以此为线索,描述了生态水文过程对湖滨带景观格局的影响及景观格局对生态水文过程的反馈。最后,提出了当前景观格局与生态水文过程研究中存在的问题、热点和趋势,包括水文过程的量化、水分—营养与生态水文模型的耦合、人类活动与景观格局之间的关系。     

黄河调水调沙期河口湿地景观格局演变

以2003—2010年遥感影像为基本信息源,在3S技术支持下,运用景观生态学原理,定量分析调水调沙以来黄河口自然保护区湿地景观格局的动态变化,讨论了影响湿地景观格局变化的驱动因素。研究结果表明:自调水调沙以来,保护区内景观类型分布特征发生明显变化,湿地生态系统呈明显的正向演替趋势;自然保护区景观类型多样性与异质性增加,景观形状复杂程度提高,斑块细化程度提高,景观破碎化非常微弱,景观格局生态状况总体上有较大提高;湿地生态补水工程与黄河水资源补给增加是促进景观格局发展的主要影响因素。     

利用大数据思维的湖泊湿地生态研究

针对水利工程运行对湖泊湿地影响动态关联研究、湖泊湿地生态系统保护与修复理论研究、湖泊生态补偿制度体系建立存在的数据匮缺问题,探讨了利用湖泊湿地生态监测积累生态大数据,强化湖泊湿地生态研究的基本思路。通过宏观监测和定位连续监测相结合的跨学科监测手段,将表征湿地生态系统结构、过程、功能、生物多样性的生态大数据进行多区域、多尺度耦合,定量化揭示湖泊水位-候鸟生境-候鸟种群数量的动态关联特征,为水利工程水位优化调度提供重要依据;利用大数据制定耦合生态系统各要素和主要生态过程的生态修复技术方案,并建立链接生态系统服务供给者和受益者的生态补偿制度,为湖泊湿地生态系统管理和生态修复、生态补偿措施实施提供数据支撑。     

三门峡库区湿地水资源利用效用评价

湿地是水陆相互作用形成的特殊生态系统,为了保证湿地水资源的合理利用,更好地开展湿地水生态环境保护与恢复、水资源管理等工作,需要科学评价湿地水资源利用效用。选取典型的多泥沙河流湿地——三门峡库区湿地为研究区域,将水资源利用效用定义为单位水资源量所产生的湿地生态服务功能价值,以2017年为基准年,结合湿地生态环境需水量与生态服务功能价值计算,基于湿地生态环境需水对生态服务功能的支撑作用辨识,建立了湿地各类型生态环境需水与生态服务功能间的耦合关系,评价了三门峡库区湿地水资源利用效用。三门峡库区湿地在景观保护、水质净化和生态系统平衡维持方面起到了重要作用。评价结果显示:生态环境总需水利用效用为0.47元/m~3;湿地在景观保护和娱乐方面作用显著,景观保护需水和娱乐需水利用效用较高,分别为19.87元/m~3和6.47元/m~3;维持水体自净能力需水利用效用最低,仅为0.01元/m~3。     

山东半岛东部湿地景观格局变化及驱动力分析

以1990年、2000年、2010年的遥感影像为基础数据,采用景观生态学相关方法分析了山东半岛东部(烟台市、威海市)湿地景观格局的变化特点,并选择部分能代表气候及人类活动的因子,分析当前湿地景观格局变化的驱动力。结果表明:自然湿地总面积呈减少趋势,其中海域湿地与河流湿地降幅最大,但人工湿地面积增长迅速;景观格局指数显示,研究区景观形状趋于复杂化,斑块类型更加多样化,景观破碎化程度日益提高;研究区湿地生态系统的景观格局是自然环境和人类活动综合作用的结果,气候波动、人口增长、经济和城镇化发展、政策制定对湿地的景观格局影响深刻,人文驱动力中人口因子占主导地位。     

典型洪水和干旱过程对湖泊湿地的生态作用

在分析水文过程、栖息地变化和湿地生态之间关系的基础上,指出洪水和干旱过程是驱动湿地过渡带生态过程的重要因子,对于湖泊湿地生态产生重要作用。选取Okeechobee湖湿地为试验区,研究典型洪水和干旱过程下,不同频率水位的湖泊湿地淹没变化,分别从定量和定性角度,利用栖息地适宜指数模型评价下垫面变化的生态作用,分析产生生态作用的原因,并以实测候鸟资料验证结果。指出一定程度的洪水和干旱过程有利于过渡带生物物种的多样性。     

鄱阳湖湿地生态系统服务功能变化及其对策分析

鄱阳湖湿地的生态服务功能主要包括支持服务功能、供给服务功能、调节服务功能、文化服务功能等4个方面,各生态服务功能之间存在对立统一的关系,与人类福祉关系密切。在分析鄱阳湖湿地格局变化的基础上,结合湿地面积、水质状况、生物资源等分析了湿地生态功能变化,结合自然因素和人为因素分析了湿地生态服务功能变化的驱动因素,并从人类福祉的把握、驱动机制的改善、有针对性的生态建设等3个方面探讨了生态系统保护和恢复的有关对策。     

面向生态的水资源合理配置与湿地优先保护

为科学修复湿地,维持流域整体取用水安全及生态与环境安全,本文在分析流域"自然-人工"二元水循环及伴生过程演变与湿地生态演化作用机制的基础上,提出通过面向生态的水资源合理配置与管理,对湿地进行优先保护并提出实施要点.其内容包括:基于湿地生态服务功能,确立湿地生态保护目标和生态需水;将湿地作为优先用户,通过面向生态的水资源配置,确保其生态需水;开展湿地生态用水调度与监管,完善应急调度方案;在水资源管理中,完善取水许可与水资源费使用机制,其中优先保护湿地足核心.     

基于水文模型与遥感信息的植被变化水文响应分析

针对地表覆被改变带来的流域水文响应存在不确定性这一问题,为了探索我国南方山区植被变化下的水文过程时空演变规律,依据东江流域的土地覆被类型,结合野外调查试验与遥感数据提取典型植被特征信息,利用考虑水文、地形、土壤、植被等多要素综合的分布式水文模型DHSVM,对流域内各种典型覆被情景下的水文过程进行模拟,进而分析植被变化引起的径流、蒸发、土壤水变化的响应关系。结果表明:大面积人工种植桉树林,将会对流域水文过程产生较大影响,地表径流深比现状针叶林增大17.5%,蒸散发量减小18.1%,洪峰流量也有所增加,流域洪水灾害发生概率加大;当流域现有针叶林生态系统退化为草地时,多年平均径流量增加24.4%,蒸散量减少25.3%,不利于自然流域的水源含蓄;针叶林、阔叶林和混交林三类森林植被更替对流域的水文过程影响相比其他植被类型要小。研究成果为分析流域变化环境下的水文过程时空演变规律及其生态环境效应提供参考,对我国南方山区水资源管理规划和生态环境保护具有实际意义。     

白洋淀湿地入淀水量演变归因分析

以白洋淀水文数据为基础,采用敏感系数法,分析了气候变化、人工取用水及蒸渗过程改变对入淀水量变化的影响。在研究时段内,湿地入淀水量、流域降水量及潜在蒸散发量都呈下降趋势,其中入淀水量下降尤为明显。气候变化、人工取用水及蒸渗过程改变对入淀水量变化的影响分别为25.1%、57.53%和17.4%,而人类活动整体对入淀水量影响达到了74.9%,因此人类活动是入淀水量减少的主要原因。     

黄河河口生态需水分析

黄河入海水量及其流量变化过程对保障其河口三角洲生态健康具有十分重要的作用。本文分析了黄河三角洲生态系统的结构、组成及其功能,认为该生态系统关键期为5—9月。分析了黄河渔洼以下三角洲生态系统中的陆域湿地、河流湿地以及近海水域等重要生态单元生境修复与黄河径流条件的关系,重点分析了鸟类生境、河道内鱼类生境和近海水生生物繁衍生境的生态需水,提出了它们对黄河入海水量及其流量过程的要求。在统筹考虑黄河天然径流条件、自然功能用水和社会功能用水的平衡、黄河水资源配置条件等因素后,进一步提出现阶段黄河向其三角洲生态系统提供的生态用水控制指标：5—6月繁殖关键期的适宜水量约22亿m3,相应的利津断面流量应不低于150m3/s,最好能达到250m3/s;7—10月应保障洪水量级不低于3500m3/s、平水期流量不低于200～300m3/s;11月—次年4月流量应不低于75m3/s,最好能达到120m3/s。     

Hydrological Evolution of Wetland in Naoli River Basin and its Driving Mechanism

Naoli river basin(NRB), with an area of 24,863 km², is the largest basin and also the largest marsh distribution area in Sanjiang Plain, Heilongjiang, China. The hydrological evolution process of wetland in NRB has made a marked ecological responses for anthropic activities, also reflects the drying trend of the Sanjiang Plain, Northeast China. Global climate warming also contributes to the hydrological evolution process. The following key research results are obtained: (1) The monthly average water level of Naoli river at Caizuizi hydrological station in different ages showed a marked decline tendency, the annual mean water level dropped from 96.63 m during 1960–1969 to 95.59 m during 2000–2005, the water level drawdown is 1.04 m; (2) The annual runoff flowing into wetlands in NRB decreased. Duration of Naoli river and its tributaries being thoroughly frozen from riverbed to river-water-surface showed an prolonged trend, and the water level drawdown in frozen seasons increased. The water storage capacities of wetlands in NRB declined. (3) The interactions between ground water and surface water in wetland areas are close. The ground water level variation span is bigger than that of surface water level in wetland areas of NRB. The drawdown of ground water level promotes the surface water level to decline, correspondingly. In recent 20 years, the cultivated area extension of rice field in upstream NRB has made an adverse influence on the hydrological processes of wetlands. (4) The wetland area decrease and farmland area increase significantly contribute to the runoff depth decrease of wetlands in NRB. The runoff depth variability has been mostly posed by anthropic activities. (5) Reservoirs, ditches and dykes in NRB have greatly changed the runoff generation processes. Thickness of the seasonal frozen soil layer becoming thinner and the evaporation potential becoming bigger also contribute to the runoff depth reduction and the water level drawdown of rivers. The present study results will provide a scientific basic for developing an integrated watershed management program for NRB, especially, restoring the wetland hydrological processes, maintaining or improving the wetland structure and enhancing the wetland service functions.     

中国扎龙湿地水资源监测及评估

水是维系湿地生态系统的基本要素之一.目前,扎龙湿地人工补水、调水缺乏基础资料支撑.扎龙湿地由于其为丹顶鹤和其他鸟类提供繁殖地和迁徙停歇地成为亚洲著名湿地之一.笔者自2005年在扎龙湿地做水资源监测,监测内容主要包括水位和水量的变化以及降水、蒸发等水文气象要素.由于人类活动的长期影响,湿地水资源分流受到严重威胁,如水利工程的建设割裂了区内水资源系统的自流格局与自然分配机制;同时,区域性的干旱,加剧了保护区水资源的短缺矛盾.通过2005-2008年共4 a的水文监测,初步摸清了湿地来水的传播路径,掌握了来水、退水过程和湿地核心区水位变化.     

半湿润地区河滩湿地水文特性的模拟研究

本文利用DRAINMOD模型模拟分析了泾河-渭河-灞河交汇区不同宽度河滩湿地受河道水位变化影响的水文过程。结果显示,河道水位变化和滩地宽度对河滩地湿润程度以及河道排水/补水过程的影响较复杂。一年之中,由于河道水位变化以及降雨分布的不同会出现交替的补水/排水现象;而年际间,丰水年河道的排水效果明显;河道对滩地的补水主要发生在河道水位很高而降雨平均或稀少的年份,在河滩宽度很小的情况下,河道向滩地的补水量可以达到16～21cm,约为当地年平均降雨量的1／3。同时,研究结果还显示,在平均河道水位条件下,河道向湿地的补充水量有限,不能有效提高湿地湿润状态。     

中国扎龙湿地水资源监测及评估

水是维系湿地生态系统的基本要素之一。目前,扎龙湿地人工补水、调水缺乏基础资料支撑。扎龙湿地由于其为丹顶鹤和其他鸟类提供繁殖地和迁徙停歇地成为亚洲著名湿地之一。笔者自2005年在扎龙湿地做水资源监测,监测内容主要包括水位和水量的变化以及降水、蒸发等水文气象要素。由于人类活动的长期影响,湿地水资源分流受到严重威胁,如水利工程的建设割裂了区内水资源系统的自流格局与自然分配机制;同时,区域性的干旱,加剧了保护区水资源的短缺矛盾。通过2005-2008年共4a的水文监测,初步摸清了湿地来水的传播路径,掌握了来水、退水过程和湿地核心区水位变化。