白洋淀最低生态水位研究

由于自然条件的变化、工农业的不合理开发、人口的剧增以及水库和涵闸水利设施的盲目建设等,引发了白洋淀一系列生态环境问题,主要表现为干淀、水污染、生态环境退化、泥沙淤积、湖泊萎缩以及航运中断等。恢复和重建已遭破坏的白洋淀湿地生态系统,并使其至少维持在最低生态水位上是至关重要的问题。在分析白洋淀生态系统功能的基础上,利用水量面积法、最低年平均水位法、年保证率设定法和功能法等4种方法对其最低生态水位进行分析和计算,计算结果分别为7.32 m、7.33m、7.2 8m和7.2 7m。通过合理性分析,认为取它们的平均值即7.30 m作为白洋淀最低生态水位是合理的,符合白洋淀实际情况。     

洪河国家级自然保护区最小生态需水量与补水分析

湿地生态水文及其水资源优化配置已成为湿地研究中的重大科学问题之一.该研究基于湿地最小生态水位,以湿地静态补水与动态补水的定量方法,对洪河国家级自然保护区湿地最小生态需水量进行估算.研究结果表明:洪河湿地最小生态水位为51.5 m,静态需水量1863×104 m3,动态补水方案为1级补水量867.4×104 ～ 1518.0×104 m3/月,2级补水量693.9×104 ～ 1214.4×104 m3/月,3级补水量520.4×104 ～ 910.8×104 m3/月,4级补水量173.5×104 ～ 303.6×104 m3/月,5级补水量0.0×104 m3/月.研究确定的最小生态水位具有一定科学性,湿地生态水位提高30cm,能够为该区湿地植被群落的水生演替提供适宜生境.该研究结果可为其他湿地自然保护区的科学、有效管理提供理论依据.     

青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位上升的响应

【目的】探究青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位扩张的响应。【方法】从岸上至岸下沿垂直青海湖岸带方向,采集距离湖面不同高度土壤(土壤：S1、S2)、岸边不同水深表层沉积物(过渡区：E0、E6、E17)及湖心表层沉积物(沉积物：D1、D2)样品,土壤与沉积物水深(土壤水深表示为负数)从小到大的变化表征岸边土壤被淹水转变为沉积物的过程。采用地球化学分析和16SrRNA基因高通量测序技术,探究岸带土壤与沉积物样品中的地化特征与微生物群落构成。【结果】青海湖水位上升导致的生境转变对岸带土壤与沉积物的理化性质、营养水平、有机碳类型等地化特征产生显著影响。具体表现为,随着水位升高,岸带土壤与沉积物的pH、矿物结合态有机碳含量显著升高,而碳氮比值、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、颗粒态有机碳含量显著下降。随着水位上升,青海湖岸带被淹没土壤的细菌群落多样性下降,且群落结构发生明显变化。这种变化与环境因子变化密切相关,具体表现为,细菌群落物种丰富度指数和香农多样性指数随着水位上升呈下降趋势;活性金属结合态有机碳含量与细菌群落多样性的变化密切相关;理化...     

水位对黑斑侧褶蛙蝌蚪形态表型、 白细胞数量和应激反应的影响

为探究水位变化对黑斑侧褶蛙（Pelophylaxnigromaculatus）蝌蚪形态表型、免疫功能和应激反应能力的影响,实验室内测定了水位恒定组以及水位快速、中速和慢速下降组37期蝌蚪发育至变态完成期的变态时长、身体大小和血液中各型白细胞的百分比,以及嗜中性粒细胞与淋巴细胞比值的变化。结果表明,水位快速下降显著缩短了蝌蚪的变态时长（P <0.05）,体长下降明显（P <0.05）,体重和体宽有所降低,但组间差异不显著（P> 0.05）。嗜中性粒细胞的百分比快速下降组显著高于其他处理组,单核细胞的百分比水位恒定组显著高于中速下降组（P <0.05）,嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和淋巴细胞的百分比均无明显的组间差异（P>0.05）;嗜中性粒细胞与淋巴细胞比值快速下降组显著高于其他处理组（P <0.05）。水位加速下降导致登陆后幼蛙的个体变小,由嗜中性粒细胞和单核细胞所代表的天然免疫能力变化趋势不同,应激反应能力增强,可能不利于幼蛙的存活。     

Responses of soil respiration to reduced water table and nitrogen addition in an alpine wetland on the Qinghai-Xizang Plateau

近20年来, 青藏高原高寒湿地经历了明显的气候变化, 从而导致多数湿地水位下降和氮沉降的增加。对于湿地生态系统来说, 水位下降意味着土壤通气性能的改善, 可能会导致土壤呼吸的增加; 而氮沉降的增加可能会降低土壤微生物生物量和pH值, 从而可能抑制土壤呼吸。为此, 在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站利用中宇宙(Mesocosm)实验方法, 探讨了青藏高原高寒泥炭型湿地土壤呼吸对水位降低和氮添加的响应。结果表明: (1)水位降低显著增强了土壤呼吸, 而氮添加对土壤呼吸的影响依赖于水位的变化: 对照水位下, 氮添加显著抑制土壤呼吸; 而水位降低时, 氮添加对土壤呼吸速率无显著影响。(2)土壤呼吸速率与地上生物量、枯落物累积量之间呈显著正相关关系, 而与根系生物量无显著相关关系。(3)水位降低显著提高了土壤呼吸的温度敏感性, 而氮添加对其无显著的影响。因此预测: 随着氮沉降的升高, 高寒泥炭湿地土壤CO₂的排放量将会减少; 然而随着暖干化背景下水位的降低, 青藏高原高寒湿地会排放更多的CO₂。     

警惕洞庭湖“水危机”

<正>"衔远山,吞长江,浩浩汤汤,横无际涯。"这是宋代文学家范仲淹《岳阳楼记》中对洞庭湖的描述。简短的十几个字恰到好处地概括出洞庭湖的地形与气势。但     

小兴安岭不同沼泽甲烷排放及其影响因子

2007和2008年在植物生长季内采用静态箱-气相色谱法,研究了小兴安岭典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carexschmidtii)灌木沼泽CH4通量的季节动态、年际动态及其与环境因子的关系,并估算了排放总量。结果表明,苔草和灌木沼泽2007年生长季CH4排放总量分别为66.60和3.20kg.hm-2;2008年分别为1482.60和18.15kg.hm-2。苔草和灌木沼泽CH4排放通量具有明显的季节变化,最大排放量出现在夏季或夏、秋季,其中,2007和2008年CH4排放平均通量分别为1.88和0.092mg.m-.2h-1,34.18和0.43mg.m-.2h-1,年际间和不同类型间排放差异均极显著。温度是季节变化的关键因子,2007年CH4排放通量和温度(空气温度、箱温、地表温度、5、10、15、20、30、40cm土温)间存在正、负两种相关关系,2008年CH4排放通量和温度呈正相关,水位是年际间和不同类型间排放差异的主要控制因子。     

干涉合成孔径雷达监测湿地水位研究综述

湿地水位是表征湿地水文情势的重要指标,干涉合成孔径雷达(InSAR)监测湿地水位具有空间分辨率高、精度高、成本低和效益好等突出优势。本文简要介绍了InSAR监测湿地水位的先决条件,系统阐述了InSAR监测湿地水位技术的类型及其优缺点,重点探讨了InSAR监测湿地水位的影响因素。InSAR监测湿地水位须满足三大前提条件:1)存在非淹没水生植被;2)主要后向散射机制为双回波散射;3)干涉相干性超过一定的阈值。目前,该水位监测技术已从传统的InSAR技术发展到STBAS、MM和DSI等改进的InSAR技术,已由监测相对水位变化发展到监测绝对水位和水深时间序列。InSAR监测湿地水位的影响因素包括合成孔径雷达(SAR)的工作参数和湿地本身的特性。最后,指出该领域未来亟待加强的研究方向为:探讨该水位监测技术应用于更多具有不同后向散射特性及干涉相干性特征的其他生态区的潜力;开发多传感器、多轨道、多波段、多极化和多时相的InSAR新算法;引入新的SAR数据源;加强InSAR监测湿地水位的“副产品”,如湿地水文连通性、流向和流态等研究。     

基于生态水位约束的下辽河平原地下水生态需水量估算

以我国北方典型的大型地下水盆地——下辽河平原为研究对象,在考虑地下水蒸发特点基础上,统筹考虑对地下水依赖程度较高的天然草地、天然湿地和河流生态系统对于地下水位的要求,综合水文和生态两方面因素确定地下水生态水位;利用Golden surfer软件的体积计算功能,计算出研究区内全年各月的地下水生态需水量;采用正态信息扩散模型,运用月保证率法得到不同保证率、不同恢复等级下的年地下水生态需水量.结果表明:下辽河平原不同月份的地下水缺水量41.83×108-60.07×108 m3、缺水区面积2.05× 104-2.34×104 km2、盈余水量2.73×108-6.68×108 m3、盈余区面积0.30×104-0.59×104 km2、地下水生态需水量35.15×108-57.33×108 m3;经月保证率法整合后的年地下水生态需水量变化规律为,随着保证率的降低,地下水生态需水量不断增加,而需水量等级越高,需水量增加幅度越大.     

基于生态系统受扰动程度评价的白洋淀生态需水研究

水是湿地生态系统最重要的影响因子,生态需水核算是对湿地进行生态保护,恢复重建的前提与基础.提出一种基于生态系统受扰动程度评价的适宜生态需水量计算方法.首先根据湿地水面面积变化率最大时对应的关键水位构建初始生态水位方案并将其离散得到一系列离散值;然后应用Mann-Kendall(M-K)法分析历史水位时间序列,找出水位发生突变前自然条件下的水位状态;最后对不同情景水位方案与自然水位状态的差异程度进行修正水文指数(APPFD)评价,确定生态系统受扰动程度在可接受范围之内的多个生态水位方案,进而确定相对应的生态需水量方案.将该方法应用于白洋淀湿地得出了7种可接受的生态水位方案,其中汛期的适宜生态水位在8.31-10.62 m之间,非汛期的适宜生态水位在7.51-9.60 m之间,全年的适宜生态需水量在3.10×108-6.47×l08m3之间.该方法能够为实际的水资源管理和分配提供多种备选方案,有较强的实用性和可操作性.