黄河三角洲退化湿地恢复的生态需水研究

摘要

由于流入黄河河口的水资源不足和人类活动的影响,黄河三角洲淡水湿地出现了面积萎缩、生态退化,生物多样性锐减等严重生态环境问题,严重威胁黄河三角洲的生态系统稳定以及生态系统的可持续发展。水资源在湿地的发展过程中发挥着不可替代的作用,因此,进行退化湿地的恢复工作时,必须保证湿地发展所需的水量,对湿地生态需水量的估算是一项必不可少的工作。
　　 本文以黄河三角洲自然保护区湿地为研究对象,通过野外调查、实验室分析、运用ERDAS和ARCGIS软件解译图像,分析生态系统恢复的生态效应。利用野外调查的水深数据进行空间差值分析,算出黄河三角洲的生态需水量。具体研究方法和结论如下:
　　 (1)本研究进行了较多的野外调查,通过实地调查掌握了黄河三角洲地区的具体情况、保护区内植被的景观及演替规律。对湿地的植被群落结构有了了解,保护区内植被呈正向演替,充足的水量供应,使湿地内水域面积扩大,为优势物种芦苇、香蒲等植物提供了良好的生存条件。生长良好的植物为动物提供了丰富的食物来源,恢复良好的湿地为动物提供了优越的栖息环境,有多种水生生物及鸟类栖息。
　　 (2)利用ERDAS和ARCGIS软件解译2004年和2007年的遥感影像,结果表明,2007年湿地退化状况比2004年严重,芦苇地,牧草地,水体及林地等面积都减小,盐碱地面积增大,得到退化湿地的面积是1.22×108m3。
　　 (3)对采集土壤的实验室分析,主要分析指标为土壤含水量、pH、有机质含量、全氮含量及全磷含量;根据中国科学院南京土壤研究所(1978)提供的有关方法进行测定,烘干法测定土壤含水量,电极电位法测定pH值,高温外热重铬酸钾氧化一容量法测土壤有机质含量,开式消煮法测定土壤全氮含量,酸溶一钼锑抗比色法测定土壤全磷含量。分别比较了这五个指标在研究区1、研究区2和部分未恢复区的水平,结果显示土壤含水量、土壤pH值、土壤有机质及土壤全氮全磷含量均是五万亩情况最好,十万亩次之,未恢复区最差。分析了这五个指标在沿黄河流向上的变化趋势,结果表明,土壤含水量、土壤pH值、土壤有机质在流向上有一定的变化趋势,土壤全氮全磷的变化趋势不明显。研究区1、研究区2湿地环境均得到了很好的改善,恢复年限不同效果也不同。
　　 (4)分别分析了植被盖度与土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值、水深以及土壤全氮全磷的相关性,结果表明,植被盖度与土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值以及水深的相关性良好,而与土壤全磷全氮含量的相关性不明显。
　　 (5)依据实地测量的春季和夏季水深数据,利用ARCGIS软件进行空间差值分析得到春季的平均水深是31.479cm,夏季水深平均值为46.211cm,再结合年均蒸发量和降水量计算出春季退化湿地的生态需水量为2.05×108m3/a,夏季退化湿地的生态需水量为2.23×108m3/a。将水深与植被盖度进行相关性分析,得知适宜植被生长的最小水深是34cm,适宜水深是46cm,最大水深是60cm,。黄河三角洲自然保护区的适宜生态需水量是2.232×108m3/a,最小生态环境需水量是2.08×108m3/a,最大生态环境需水量是2.40×108m3/a。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.1.1 湿地的定义和功能

1.1.2 我国湿地的演变趋势

1.1.3 生态需水的研究意义

1.2 湿地生态需水研究进展

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 当前研究存在的不足

1.2.4 发展趋势

1.3 研究目标

第二章 研究区概况

2.1 黄河三角洲湿地的自然条件

2.2 黄河三角洲湿地的社会经济条件

2.3 退化湿地的概念

2.4 湿地退化的原因

2.4.1 黄河来水来沙与海岸侵袭

2.4.2 油田的开发

2.4.3 人口压力与滩涂的围垦及捕捞

2.4.4 黄河断流的潜在威胁

2.5 退化湿地目前采取的恢复措施

2.5.1 研究进展

2.5.2 恢复方法

2.5.3 半自然恢复模式

第三章 研究方法与技术路线

3.1 研究区退化湿地分布

3.2 生态恢复研究

3.2.1 野外调查

3.2.2 实验室方法

3.3 生态需水研究

3.4 技术路线

第四章 退化湿地的分布

4.1 2004年土地利用类型

4.2 2007年土地利用类型

4.3 2004年与2007年土地利用类型变化

第五章 黄河三角洲退化湿地恢复的生态效应研究

5.1 湿地植被恢复状况研究

5.1.1 萌发期植被生长状况

5.1.2 生长期植被生长状况

5.2 土壤物理化学性质研究

5.2.1 土壤含水量分析

5.2.2 土壤pH值分析

5.2.3 土壤有机质分析

5.2.4 土壤全氮含量分析

5.2.5 土壤全磷含量分析

5.3 植被盖度与各项指标的相关性分析

5.3.1 植被盖度与土壤含水量的相关性分析

5.3.2 植被盖度与土壤pH值的相关性分析

5.3.3 植被盖度与土壤有机质的相关性分析

5.3.4 植被盖度与土壤全氮、全磷的相关性分析

5.4 退化湿地恢复的生态效应

第六章 黄河三角洲退化湿地恢复的生态需水量研究

6.1 春季和夏季水深调查

6.2 空间差值结果分析

6.3 植被盖度与水深的相关性分析

6.4 退化湿地的生态需水量计算

6.5 水资源配置方案

第七章 结论与讨论

7.1 结论

7.2 讨论

参考文献

致谢

附录

一、在校期间发表的学术论文

二、在校期间参加的项目

三、在校期间获奖情况