基于管理目标的黄河三角洲湿地生态需水量

独特的地理位置和气候特征 ,使黄河三角洲湿地自然保护区孕育了丰富的自然资源和生物多样性。然而近些年来由于黄河上、中游开发不断 ,砍伐、引水工程等引发了下游特别是河口三角洲一系列的生态问题。表现在水资源紧缺、水体污染以及生物多样性减少等。根据黄河三角洲湿地自然保护区的现实问题以及 Ram sar公约要求 ,确定了黄河三角洲湿地自然保护区管理目标即保护新生湿地和鸟类资源 ,栖息地恢复与保护 ,生态系统功能与过程的维持等 3个层次的目标。通过分析湿地生物和水量的相关性 ,计算了不同层次管理目标的黄河三角洲湿地生态需水量 ,即在不考虑输沙用水的情况下 ,黄河三角洲湿地最小生态需水量、适宜需水量和理想需水量分别为 4 0 .95× 10 8m3、5 2 .4 5× 10 8m3和 6 7.93× 10 8m3;在考虑输沙用水的情况下 ,湿地最小生态需水量、适宜需水量和理想需水量分别为 190 .95× 10 8m3、2 0 2 .4 5× 10 8m3和 2 17.93× 10 8m3。     

黄河口湿地生态需水量估算

黄河口拥有中国暖温带面积最广阔、自然属性最显著、结构最完整的滨海湿地生态系统,因处在河-海-陆交汇的复杂界面,湿地生态系统十分脆弱。满足生态需水是维持湿地生态系统健康的基础和关键,但以往估算缺乏系统综合性视角且存在时间尺度较粗的问题。从维持湿地面积、保护生物多样性及稳定生态系统功能和过程3个目标出发,构建了包含5项指标的湿地生态需水指标体系,对湿地3个等级、3个时段生态需水进行了估算,并据此判断了2000年至2019年黄河口湿地在极端丰水年及枯水年生态需水的满足状况,结果表明：黄河口湿地全年的最小、适宜、最大生态需水量分别为13.33×10⁸ m³、22.33×10⁸ m³、35.31×10⁸ m³;4—6月、7—10月、11—3月的适宜生态需水量分别为6.76×10⁸ m³、10.10×10⁸ m³、5.47×10⁸ m³;...     

黄河三角洲自然保护区湿地植被生物量空间分布及其影响因素

以黄河三角洲自然保护区为研究区域,以野外实测湿地植被地上生物量数据、Landsat-8影像数据和土壤各因子检测数据为数据源,通过分析各遥感因子与实测植被生物量的相关关系,建立生物量模型,进行生物量的定量反演。通过研究生物量与土壤、水环境因子的关系,筛选影响生物量的关键因子,进而分析生物量的空间分布规律。结果表明:湿地植被地上生物量的干重与各遥感因子的相关性较高;以NDVI、EVI、MSAVI、DVI、RVI、Band1、Band2、Band3、Band4、Band6共10个因子作为自变量建立的反演模型最优;反演计算的生物量干重分为5个等级区,最低的1级区和最高的5级区面积较小,为82.23、72.16 km2,分别占研究区湿地植被总面积的13.35%、11.71%。生物量干重适中的2、3、4级区所占面积较大,为211.99、136.39、113.29 km2,分别占研究区湿地植被总面积的34.41%、22.14%、18.39%;在各环境因子中水深对芦苇生物量干重影响最大,土壤含水率对碱蓬生物量干重影响最大,水、盐条件是导致优势种植被生物量干重出现空间分异的主导因素;植被生物量干重呈现由陆向海减小,由黄河河道两岸向外递减的趋势。     

基于改进的双作物系数法估算辽河三角洲芦苇湿地蒸散量

以辽河三角洲湿地芦苇群落为研究对象,利用涡动相关通量、小气候梯度要素、群落内水面蒸发量以及芦苇群落生长参数等数据,基于FAO-56模型的双作物系数法,分别计算作物系数K_c、基础作物系数K_cb和水面蒸发系数K_w,分析其日变化动态及主导影响因子,建立基于生物因子和环境因子的小时尺度双作物系数模型。结果如下:(1)芦苇生长初期,K_c和K_cb的日变化呈现早晚高、中午略低的多峰波动曲线;在快速生长期和稳定生长期,K_c和K_cb白天波动幅度较小,早晚波动幅度较大;生长末期,K_c和K_cb夜晚波动幅度较大,白天呈现多峰波动曲线;K_w白天较小、夜晚较高,生长初期白天的数值显著高于其他时期。(2)相关分析表明,气温、相对湿度、风速、株高和叶面积指数是K_c、K_cb和K_w的影响因子;基于生物因子和环境因子重新构建双作物系数模型,基...     

湿地生态需水研究进展

生态需水是目前生态学和水科学研究的一个热门课题,近年来已经引起许多学者的关注。湿地生态需水量是一个新的提法,湿地生态需水量的估算是湿地生态与环境保护迫切需要解决的问题,也是水资源合理配置的要求。本文介绍了湿地生态需水量的概念、内涵及特征,分析了国内外湿地生态需水的发展历程及目前的研究动态,将国内湿地生态需水研究分为基础性研究和应用性研究两个方面,其中基础性研究主要从湿地生态需水量计算方法来论述。最后从学科发展的角度指出了国内研究中存在的问题,并提出了未来发展方向。     

1973-2013年黄河三角洲湿地景观演变驱动力

1973-2013年间,日益加剧的人类活动和愈发严峻的自然环境对黄河三角洲湿地景观形成巨大威胁。人与自然双重影响下黄河三角洲湿地发生了怎样的变化,哪些因素、多大程度上导致了这种变化的发生,科学解答这些问题对于加强黄河三角洲湿地保护具有重要意义。以Landsat卫星1973-2013年40a的9期影像为数据源,利用人工目视解译方法构建研究区景观数据库,在分析研究区景观特征的基础上,通过主客观相结合的方法,构建了能够反映黄河三角洲地区景观湿地化和人工化状态的表面湿地-人工状态指数(SWCSI)。结合黄河入海水沙、区域降水以及地方生产总值(GDP)、水产品产量和原盐产量,分别从区域尺度和像元尺度上,定量分析了过去40年黄河三角洲湿地景观演变的驱动力及其空间差异。研究表明:(1)过去40年来,黄河三角洲自然湿地面积不断萎缩,人工湿地增加,湿地总面积减小,黄河三角洲整体上呈现出人工化或湿地退化趋势,同时也存在明显的空间异质性:滨海地区以人工化和湿地退化趋势为主,黄河入海口地区以湿地化趋势为主,中西部和西南部传统农耕区基本无变化。(2)黄河三角洲湿地景观的人工化或湿地退化趋势是过去40年来黄河水沙减少、人类活动加剧共同作用的结果。区域尺度上,人类社会经济活动对黄河三角洲湿地景观演变起主导作用,黄河径流量和输沙量的作用明显弱于社会经济因素。像元尺度上,驱动因素的空间异质性是导致黄河三角洲湿地景观演变空间异质性的原因。湿地的发展主要归因于自然因素,以黄河水沙作用最为关键;湿地的人工化或退化过程以人类社会经济活动的强制改造为主导,但是否伴随黄河水沙变化的潜在影响,对特定区域而言应是确定的,但仍很难从像元尺度进行量化。     

黄河干流与河口湿地生态需水研究进展

通过回顾黄河干流和河口湿地生态需水相关研究的发展历程及主要研究成果,从生态需水研究的研究对象及目标、研究内容、研究方法及应用等方面归纳总结了黄河干流和河口生态需水的研究现状和面临挑战。目前,有关黄河干流和河口湿地的生态需水方面的研究已取得一定的成果,对黄河流域生态需水基础理论基本规律的认识相对清晰,但对黄河干流和河口湿地生态系统认识的不足导致目前生态需水计算方法不统一,计算结果存在一定的误差,从而导致黄河生态需水在流域水资源配置与管理实践中难以达到预期结果。今后仍需在逐步积累的实测资料的基础上进行细化的生态需水研究,重点开展基于河流和湿地生态系统完整性的生态需水研究;基于生态-水文响应关系并综合其他保护目标的生态水文过程研究;还要考虑经济、社会、环境"三赢"的权衡以及未来水沙条件等因素的不确定性,寻求合理的能应用到实际水量配置方案中的生态需水量等。并将生态需水成果与黄河水量生态调度有效结合起来,在水量调度实践中予以论证。     

黄河三角洲芦苇湿地的恢复

近年来由于人类活动及自然灾害等多种因素的影响,黄河三角洲芦苇湿地生态系统的健康受到威胁,出现不同程度的退化。为进一步研究2002年开始实施的湿地恢复工程,选择未恢复区、恢复区比较其水、植被、土壤等生态特征,结合野外调查及实验分析数据,结果显示至2005年7月恢复区湿地水域面积比例增加,水质得到明显改善,植被群落呈正向演替,土壤达到中、轻度盐化土水平,水禽种类增加,生物多样性更加丰富。研究结果表明,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复方案具有可行性。研究对于黄河三角洲其他类型湿地的恢复及改善其生态功能具有指导作用。     

黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果

采用翻地、施肥和芦苇碎屑培肥等土壤改良方法,利用盐地碱蓬在黄河三角洲重度退化区进行生态修复实验研究。结果表明:重度退化湿地土壤改良后,盐地碱蓬能够成功生长,3种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量,改良后的土壤Na离子含量均显著低于对照组,土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比有了显著的提高,表明改良后土壤肥力得到了改善。3种改良方法比较,培肥处理组土壤Na离子含量显著低于其他两种方法;盐地碱蓬生物量达到最高值,说明增加有机物的培肥方法可有效的改良重度退化盐碱湿地土壤,达到较为理想的生态修复预期效果。     

黄河三角洲湿地生态系统的形成及其保护

通过对黄河三角洲新生湿地的野外调查,利用TM陆地卫星影像图的判读,结合黄河尾闾变动的历史资料分析,结果表明,黄河三角洲新生湿地是多泥沙的黄河淤积和海岸蚀退所形成.受区域气候、地貌、地质沉积、土壤、植被的相互作用和互相影响,形成4.5×105hm2的湿地,其中有6.84×104hm2的人工湿地.湿地生态类型随着黄河尾闾摆动和海退陆进程度而变化,自海洋向陆地依次为潮下带水生生态系统潮间带湿地生态系统潮上带盐生生态系统芦苇獐茅湿地生态系统草甸湿地生态系统陆上农田生态系统.该系统资源丰富,共有野生动物1524种,鸟类300种,鱼类1040种.石油开发和近年来黄河断流对湿地产生一定影响,应在开发利用中加强管理和保护     

水深梯度下湿地植被空间分布与生态适应

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-30～40cm,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-30-50cm,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-50cm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,进而对植被空间分布和植被生态特征产生影响。     

A management-oriented valuation method to determine ecological water requirement for wetlands in the Yellow River Delta of China

A wide range of human impacts have resulted in changes to wetland water regimes throughout the natural reserve of the Yellow River Delta. Specific local impacts which affect wetland water regimes include hydrological alterations associated with urban and agricultural development. Increasingly, management decisions must be made regarding the amount and timing of water required to maintain the ecosystem's diversity and its ecological characteristics. In this paper, based on the practice in the natural reserve and the important request of Ramsar for the “wise use” of wetlands in which ecological characteristics need to be reserved, a set of management objectives for the wetland natural reserve is proposed. The objectives include protecting the ecosystem and the waterfowl resources in the new wetland, renewing biodiversity and maintaining the function of the ecosystem. By means of a correlation analysis between the wetland biota and water regime, the ecological water requirement for the wetlands is proposed and classified into three classes, i.e., minimum, moderate and perfect water requirement, corresponding to the basic, moderate and perfect management objective, respectively. The results show that the minimum, moderate and perfect water requirements, respectively, are 37.94×10⁸, 49.47×10⁸ and 64.57×10⁸ m³ per year if the water required for sediment flushing is not considered in the wetland natural reserve. If the water required for sediment flushing is included, the amount will be 187.94×10⁸, 199.47×10⁸ and 214.57×10⁸ m³ per year, respectively, which cover 47%, 50% and 54% of the available ecological water quantities observed in the lower Yellow River during the 1950s.     

1973-2020年黄河三角洲滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素

明晰滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素,有助于制定合理的盐沼湿地修复策略、维护区域生态系统健康和可持续发展。以黄河三角洲滨海盐沼湿地为例,基于Landsat系列卫星影像获取1973—2020年共十个时期土地利用/覆被数据,得出盐沼湿地时空变化及其与周边土地利用/覆被的相互转化;利用改进的景观格局状态与演化识别模型(SEDMS),分析盐沼湿地景观格局演化模式,并利用地理探测器探究其空间分异驱动因素。结果表明：(1)1973—2020年,盐沼湿地面积减少了252.35 km²,空间范围总体向外海迁移且趋于集中。盐沼湿地转出类型主要为草地、养殖池/盐田和耕地,转入类型主要为滩涂未利用地和水体。(2)盐沼湿地景观格局演化模式呈明显的阶段性特征：1973—1995年为动荡期,演化模式以消失和破碎为主导;1995—2010为过渡期,格局演化模式逐渐由消失和破碎为主导转变为扩张为主导;2010年后为稳定期,格局发生演化的区域较少,总体以新增和扩张为主。(3)36%的盐沼湿地出现了多次格局演变模式的转变,滩涂未利用地、耕地对于景观格局演化频数的影响最为显著,人工表面、养殖池/...     

黄河三角洲滨海湿地非培养放线菌多样性

【目的】利用免培养技术对黄河三角洲滨海湿地土壤中放线菌多样性进行分析。【方法】提取样品总DNA, 利用放线菌门特异引物扩增放线菌16S rRNA基因序列, 构建放线菌16S rRNA基因克隆文库, 文库经RFLP分析后挑选代表序列测序并进行多样性指数分析和系统发育分析。【结果】构建的放线菌16S rRNA基因克隆文库覆盖率(C)为96.3%, 116个测序序列可化分为46个OTUs, 58.7%的OTUs (27个)存在于放线菌亚纲(Actinobacteridae)放线菌目(Actinomycetales)的7个亚目中, 分布于10个科中, 其中弗兰克氏菌亚目(Frankineae)最多, 共7个OTUs, 有30.4%的OTUs (14个)存在于酸微菌亚纲(Acidimicrobidae)醋微菌亚目(Acidimicrobineae)中, 没有发现与红色杆菌亚纲(Rubrobacteridae)和科里氏杆菌亚纲(Coriobacteridae)亲缘关系较近的序列。有10.9%的OTUs序列与有效发表的所有类群无亲缘关系, 在进化树上成为一个独立的进化分支, 有可能代表新亚目或更高级分类单元的类群。【结论】黄河三角洲滨海湿地蕴含着丰富的放线菌物种多样性及潜在的放线菌新类群, 具有深一步研究的价值。     

黄河三角洲石油生产对东营湿地底栖动物群落结构和水质生物评价的影响

为了解石油开采对湿地生态系统的影响,2009年10月调查了黄河三角洲东营湿地34个样点的水体物理化学属性和大型底栖无脊椎动物群落结构。共获得3门6纲12目41科70属84个大型底栖无脊椎动物分类单元。Shannon-Wiener多样性指数(r=-0.446,P=0.02)和TN显著负相关,BI指数与理化指标无显著相关性;软体动物分类单元数与盐度(r=-0.422,P=0.028)显著负相关,与pH值(r=0.435,P=0.023)显著正相关;软体动物个体百分数同样与盐度(r=-0.395,P=0.041)呈显著负相关,与pH值(r=0.565,P=0.002)呈极显著正相关;寡毛类分类单元数与TN(r=0.524,P=0.005)极显著正相关。水体石油含量与生物指数无显著相关性。典范对应分析(CCA)显示,TN、pH、盐度是影响东营湿地底栖动物群落结构的主要环境变量,水体石油污染并不是主要的胁迫因子。寡毛类和软体动物是该地区对环境变化的主要指示生物类群。Shannon-Wiener多样性指数水质生物评价结果显示,溢洪河支流、广利河上游、挑河上游、东张水库属于清洁;轻污点位有9个,其余点位为中污或重污。