（人文地理學(xué)專業(yè)論文）干旱區(qū)濕地生態(tài)需水量研究——以銀川市閱海濕地為例.pdf

摘要 濕地是具有多種獨(dú)特功能的生態(tài)系統(tǒng) 由于我國干旱區(qū)具有降雨量小 日照時間長 蒸發(fā) 量大等特點(diǎn) 濕地成為這類地區(qū)彌足珍貴的資源 然而自上世紀(jì)中后期開始 由于種種自然原 因和人為因素的干擾 我國干旱區(qū)濕地面積急劇萎縮 濕地生態(tài)嚴(yán)重退化 如何對于旱區(qū)珍貴 的濕地資源進(jìn)行有效的保護(hù)和修復(fù) 是當(dāng)前面臨的重要課題 本文選取銀川市閱海濕地為例 定量研究干旱區(qū)濕地生態(tài)需水量 目的在于有效地分配水資源 在保證生產(chǎn) 生活用水的同時 給該區(qū)域濕地以最適宜的水量 為干旱區(qū)濕地的保護(hù)和修復(fù)提供參考依據(jù) 國外對濕地生態(tài)需水的研究起步較早 其理論體系日趨完善 并形成了一套成熟的計(jì)算方 法 可以對各類型濕地的生態(tài)需水量進(jìn)行計(jì)算 應(yīng)用性實(shí)例較多 由于國內(nèi)在濕地生態(tài)需水方 面的研究主要源于國外 因此起步較晚 總體而言該領(lǐng)域的研究還處于初級階段 存在以下問 題 1 對于濕地生態(tài)需水的概念尚不明確 對于是否將生態(tài)需水和生態(tài)環(huán)境需水加以區(qū)別仍存 在較大爭議 2 對于濕地生態(tài)需水量的計(jì)算方法并不統(tǒng)一 不同學(xué)者在同一研究區(qū)域仍存在不 同的計(jì)算方法 從而使計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性受到限制 3 研究區(qū)域多集中在我國東部 東北部較 多 和中部 西北干旱半干旱區(qū)濕地生態(tài)需水研究實(shí)例較少 本文對生態(tài)需水相關(guān)概念進(jìn)行了辨析 結(jié)合目前國內(nèi)外學(xué)者的研究成果 對濕地生態(tài)需水 量作出了定義 認(rèn)為濕地生態(tài)需水量是指為保證特定發(fā)展階段的濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能并保 護(hù)生物多樣性所需要的一定質(zhì)量的水量 接著 本文深入分析了銀川市閱海濕地的現(xiàn)狀及脅迫 因子 并依據(jù)楊志峰 崔保山等人的研究成果 結(jié)合g i 和r s 技術(shù) 對閱海濕地生態(tài)需水量 采用功能法進(jìn)行了分級計(jì)算 得出了閱海濕地2 0 0 8 年5 個級別的生態(tài)需水閾值 為了探知5 個級別生態(tài)需水量之間的關(guān)系 本文應(yīng)用多元線性回歸模型對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了擬合分析 最后 通過比較水文監(jiān)測資料和計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn) 閱海濕地2 0 0 8 年的蓄水量只處于中等需水量的閾值范 圍 鑒此 提出了加強(qiáng)宣傳 增加補(bǔ)水來源 建立循環(huán)節(jié)水系統(tǒng) 控制污水排放 科學(xué)進(jìn)行旅 游開發(fā)等一系列對策保證閱海濕地生態(tài)需水 促進(jìn)該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展 關(guān)鍵詞 干旱區(qū) 生態(tài)需水量 閱海濕地 a b s t r a c t w e t l a n di sak i n do fe c o s y s t e mw h i c hh a sm u l t i p l yu n i q u ef u n c t i o n s n a t u r a l l y i ti sa ne x t r e m e l y v a l u a b l er e s o 嘴i nt h ea r i dr e g i o no fc h i n as i n c et h e s ea r e a sh a v el o wr a i n f a l l l o n gs u n s h i n et i m e a n de x c e s s i v ee v a p o r a t i o n h o w e v e r a st h ed i s t u r b a n c eb ym a n i f o l dn a t u r ef a c t o r sa n dh u m a nf a c t o r s t h ew e t l a n di nc h i n a sa r i dr e g i o nh a sb e e ns i g n i f i c a n t l yd e c r e a s i n ga n dd e t e r i o r a t i n gf r o mm i da n d l a t e2 0 t hc e n t u r y n o w a d a y s i ti sa ni m p o r t a n tt a s kf o rn st oe x p l o r et h ee f f e c t i v ew a yt op r o t e c ta n d r e h a b i l i t a t et h ev a l u a b l ew e t l a n d si nt h ea r i dr e g i o n i nt h i sp a p e r y u e h a iw e t l a n di ny i n c h u a nc i t yi s t a k e na sac a s et oe x p l o r et h ee c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n to fw e t l a n d si nt h ea r i dr e g i o n q u a n t i t a t i v e l y a c c o r d i n gt ot h i s t h ep u r p o s eo f t h i ss t u d y i st od i s t r i b u t ew a t e rr e s o u r c ee f f e c t i v e l ys o a st oo f f e rt h ew e t l a n dt h em o s tp r o p e rq u a n t i t yo fw a t e r 鷦w e l la se n s u r es u f f i c i e n tw a t e rf o r p r o d u c t i o na n dl i f e w h i c hc a nb eab a s i sf o rp r o t e c t i n ga n dr e h a b i l i t a t i n gt h ew e t l a n d si nt h ea r i d r e g i o n s i n c et h ef o r e i g ni n v e s t i g a t i o ni ne c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n tf o rw e t l a n ds t a r t e de a r l y t h et h e o r y s y s t e mh a si n c r e a s i n g l yi m p r o v e da n dt h em e t h o do fc a l c u l a t i o nh a sb 0 0 0 m em a t u r e w h i c hc a nb e u s e df o rc a l c u l a t i n gt h eq u a n t i t yo fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n tf o rd i f f e r e n tt y p e so fw e t l a n d s t h e r e f o r et h ea p p l i e dc a s 偽a r cf o u n df r e q u e n t l y o nt h eo t h e rh a n d t h ed o m e s t i ci n v e s t i g a t i o ni n e c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n tf o rw e t l a n ds t a r t e dl a t e r b e c a u s ei tm a i n l yc o m e sf r o mo v e r s e 嬲 o nt h e w h o l e t h ed o m e s t i ci n v e s t i g a t i o ni ss t i l li ni t si n f a n c ya n dh a ss o m ep r o b l e m st os o l v e f i r s t l y d i s a g r e e m e n ts t i l le x i s t so nt h ed e f i n i t i o no fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n to fw e t l a n da n di ti sa r g u e d t h a tw h e t h e rt h e r ei s ac l e a rd i v i s i o nb e t w e e nt h ee c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n ta n dt h e w 玲e n v i r o n m e n t a lw a t e rr e q u i r e m e n t s e c o n d l y c o m p u t a t i o n a lm e t h o d so ft h eq u a n t i t yo fe c o l o g i c a l w a t e rr e q u i r e m e n to fw e t l a n da r om u l t i f o r ma n dd i f f e r e n tc o m p u t a t i o n a lm e t h o d sa r eu s e di nt h es a m e s t u d ya a t h e r e f o r e t h es c i e n t i f i c i t yo ft h er e s u l ts h o u l db ei nd o u b t t h i r d l y m o s ts t u d yf o c u so n t h ee s s t e m e s p e c i a l l yn o r t h e a s t e r n a n dc e n t r a lc h i n aw h i l et h ec 嬲o fe c o l o g i c a lw a t e r 代q l l i n 舶1 咖o f w e t l a n di na r i do rs e m i a r i dr e g i o n so f n o r t h w e s t e r nc h i n aa r ei n f 嘲u e n t s e v e r a lc o r r e l a t i v e so fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n ta 糟d i s c r i m i n a t e di nt h i sp a p e r t h e nt h eq u a n t i t y o fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u 溉e n to fw e t l a n dd e f i n e da sb e i n g i ti st h eq u a n t i t yo fq u a l i t yw a t e r r e q 咖e n tw h i c hc a ns u s t a i nt h es u t w t u r ea n df u n c t i o no fw e t l a n de c o s y s t e mi nac e m i ns t a g eo f d e v e l o p m e n ta n dp r o t e c tt h eb i o d i v e r s i t y u p o nt h a tt h ec u r r e n ts t a t u sa n dp o t e n t i a lt h r e a t e n i n g f a c t o r so f y u e h a iw e t l a n da r eg i v e nap r o f o u n da n a l y s i s b e s i d e s b a s e do nt h et e c h n o l o g yo fg i sa n d r s t h eq u a n t i t i e so fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n to fy u e h a iw e t l a n da tf i v el e v e l si n2 0 0 8a r e o b t a i n e db yt h es o c a l l e df i l n c t i o nc a l c u l a t i o nw h i c hw a so r i g i n a l l yp u tf o r w a r db yy a n gz h i f e n ga n d c u ib a o s h a n t h e nt h el i n e a rm u l t i p l er e g r e s s i o nm o d e li su s e df o rf i t t i n ga n a l y s i so ft h er e s u l ti n o r d e rt oa s c e r t a i nt h er e l a t i o na m o n gq u a n t i t i e so fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n ta tf i v el e v e l s c o m p a r e dw i t hh y d r o l o g i c a ld a t a t h ep o n d s g eo fy u e h a iw e t l a n di n2 0 0 8l i e si n t h er a n g eo f m i d d l i n gq u a n t i t yo fe c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n t c o n s e q u e n t l y as e r i e so fm e a s u r e sa r ea d v a n c e d s u c ha se n h a n c i n gp u b l i c i t y i n c r e a s i n gw a t e r s u p p l y i n gs o u r c e s b u i l d i n gaw a t e r c y c l i n gs y s t e m c o n t r o l l i n gt h ee f f l u e n td i s c h a r g ea n dd e v e l o p i n gt h et o u r i s ms c i e n t i f i c a l l y w h i c hw o u l ds u s t a i nt h e q u a n t i t i e so f o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n to f y u e h a iw e t l a n da n dp r o m o t et h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to f t h ee c o s y s t e mi nt h i sa r o a k e y w o r d s a r i dr e g i o n q u a n t i t i e so f e c o l o g i c a lw a t e rr e q u i r e m e n t y u e h a iw e t l a n d 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究 成果 盡我所知 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文中不包含其他人已 經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果j 也不包含為獲得寧夏大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用過的材科 與我一同工作的同志對本研究所徽的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作 了明確的說明并表示了謝意 研究生簽名 首冬野 時間 2 1 口年籮月弦日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解寧夏大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即 學(xué)校有權(quán)保留送 交論文的復(fù)印件和磁盤 允許論文被查閱和借閱 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù) 制手段保存 匯編學(xué)位論文 同意寧夏大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表 傳 播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 研究生簽名 彳拓野 時同 勁p 年歹月i 日 導(dǎo)師簽名 寧夏人學(xué)碩t 學(xué)位論文第一章緒論 1 1 研究背景 目的和意義 第一章緒論 目前國際上普遍認(rèn)同的關(guān)于濕地的定義來自于國際濕地公約 關(guān)于特別是作為水禽棲 息地的國際重要濕地公約 c o n v e n t i o no nw e t l 柚凼o fi n t e r n a t i o n a li m p o r t a n c ee s p e c i a l l y 越 w a t e r f o w lh a b i t a t 濕地系指不問其為天然或人工 長久或暫時之沼澤地 濕原 泥炭地或水 域地帶 帶有或靜止或流動 或?yàn)榈?半咸水 或咸水體者 包括低潮時水深不超過6 m 的水 域 濕地是具有多種獨(dú)特功能的生態(tài)系統(tǒng) 近些年來 由于人口增加 經(jīng)濟(jì)發(fā)展和不合理利 用等多種因素 導(dǎo)致濕地消失的速度不斷加快 濕地生態(tài)功能不斷退化 聯(lián)合國 千年生態(tài)系 統(tǒng)評估 研究表明 全球濕地消失的速度超過了其它任何生態(tài)系統(tǒng) 加強(qiáng)濕地保護(hù) 充分發(fā)揮 濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能已成為國際社會的共識 本文的研究對象為干旱區(qū)濕地 由于我國干旱區(qū)具有降雨量小 日照時間長 蒸發(fā)量大等 特點(diǎn) 濕地成為這類地區(qū)彌足珍貴的資源 然而自上世紀(jì)中后期開始 由于種種自然原因和人 為因素的干擾 我國干旱區(qū)濕地面積急劇萎縮 濕地生態(tài)嚴(yán)重退化 不僅原有濕地生態(tài)系統(tǒng)功 能得不到充分發(fā)揮 而且還制約了當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高 如何對干旱區(qū) 珍貴的濕地資源進(jìn)行有效的保護(hù)和修復(fù) 是當(dāng)前面臨的重要課題 銀川市是西北干旱區(qū)典型的 綠洲區(qū)域 濕地是銀川市最具特色和影響力的生態(tài)資源 本文選取銀川市閱海濕地為例 從水 資源的角度入手 定量分析該濕地的生態(tài)需水 確定生態(tài)需水閾值 目的在于有效地分配水資 源 在保證生產(chǎn) 生活用水的同時 給該區(qū)域濕地以最適宜的水量 為干旱區(qū)濕地的保護(hù)和修 復(fù)提供參考依據(jù) 干旱區(qū)濕地生態(tài)需水量研究具有以下幾個方面的意義 1 有利于生態(tài)需水理論的完善 目 前國內(nèi)關(guān)于生態(tài)需水的研究主要集中在森林和河流方面 對于其它類型濕地的研究還很少涉及 縱觀我國學(xué)者的研究成果 東部沿海地區(qū)的研究實(shí)例較多 而西部干旱區(qū)的研究成果相對較少 且主要集中在河流濕地方面 研究我國西北干旱區(qū)濕地生態(tài)需水量 對于進(jìn)一步豐富該領(lǐng)域的 研究成果 完善生態(tài)需水理論有著深刻意義 2 為干旱區(qū)濕地研究開辟新的視角 雖然干早區(qū) 氣候及其干暖化發(fā)展與濕地發(fā)生學(xué)相悖 但也不乏濕地分布 干旱區(qū)濕地因氣候 水文等因素 的影響 成為一種十分獨(dú)特的類型 目前國內(nèi)外學(xué)者對這種獨(dú)特的濕地類型已有部分研究成果 但鮮有從水資源量進(jìn)行的研究 本文結(jié)合 濕地生態(tài)需水量 這一新生概念 以水資源本身為 切入點(diǎn)對干旱區(qū)濕地進(jìn)行研究 為該領(lǐng)域的研究開辟了新的視角 3 對銀川市濕地的保護(hù)和發(fā) 展意義重大 銀川市雖地處西北干旱區(qū) 其濕地面積卻達(dá)到了近5 萬h m 2 其中自然濕地面積 占5 2 如此龐大的濕地面積 對于水資源量有限的銀川市而言 無疑是一個重大課題 水資 源的供給成為銀川市濕地保護(hù)和修復(fù)過程中面臨的核心問題之一 l 強(qiáng) 每濕地是銀川市的主要濕 地之一 本文定量研究閱海濕地的生態(tài)需水量 有助于科學(xué)解決濕地生態(tài)系統(tǒng)中已存在的生態(tài) 問題 對于銀川市濕地的保護(hù)和發(fā)展有重大的意義 寧夏大學(xué)碩e 學(xué)位論文 第 帝緒論 1 2 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 本研究的主要內(nèi)容為 1 闡述干旱區(qū)濕地生態(tài)需水量研究的背景 目的和意義 在綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上 確定研究內(nèi)容及技術(shù)路線 2 對生態(tài)需水量相關(guān)概念進(jìn)行了辨析 界定濕地生態(tài)需水量的概念 并總結(jié)濕地生態(tài)需水 量的計(jì)算方法 3 深入分析銀川市閱海濕地的現(xiàn)狀及脅迫因子 4 對銀川市閱海濕地生態(tài)需水量進(jìn)行計(jì)算 得出該區(qū)域生態(tài)需水量閾值 并對計(jì)算結(jié)果進(jìn) 行擬合分析 5 基于計(jì)算結(jié)果 提出該區(qū)域濕地的保護(hù)和修復(fù)建議 本文主要技術(shù)路線如圖l 所示 2 寧夏大學(xué)碩f 學(xué)位論文 第一帝緒論 i 生態(tài)需水鼙研究綜述 i 銀川市閱海濕地概況 圖1 研究主要技術(shù)路線 本文的主要研究方法為 基于遙感影像的基礎(chǔ)上 應(yīng)用遙感解譯分析 地理信息系統(tǒng)空間 分析來獲取濕地生態(tài)需水量計(jì)算所需的主要參數(shù) 應(yīng)用濕地分級計(jì)算方法確定生態(tài)需水量 3 寧夏大學(xué)碩七學(xué)位論文第一章緒論 量量量量曼曼皇量 量 i i m l 曹 曼曼皇 量 1 3 研究的創(chuàng)新點(diǎn) 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于 1 首次計(jì)算寧夏區(qū)域內(nèi)濕地的生態(tài)需水量 是濕地生態(tài)需水量研究領(lǐng)域的一次新嘗試 2 首次從水資源量的角度入手研究濕地的保護(hù)和修復(fù) 為該領(lǐng)域的研究開辟了新視角 4 寧夏大學(xué)碩仁學(xué)位論文 第二章 生態(tài)需水量研究進(jìn)展 2 1 國外研究進(jìn)展 第二章生態(tài)需水量研究進(jìn)展 生態(tài)需水研究工作最早在國外開展 始于2 0 世紀(jì)9 0 年代 1 9 9 3 年 c o v i c h 憎 在著作 w a t e r a n de c o s y s t e m 中探討了水資源和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系 并從水資源管理的角度分析了水資源對生 態(tài)系統(tǒng)造成的影響 1 9 9 6 年 o e o m e y 協(xié)1 在論文 w a t e ra l l o c a t i o nt op r o t e c tf i v e rt r 嬲y s t e m 中 提出水量的合理分配對保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的意義 r a s h i n h a 地舶 m a r g o l i s h l 三人在論文 w a t e r a n ds u s t a i n a b i l i t y g l o b a lp a t t e r n sa n dl o n g r a n g ep r o b l e m s 中提出要給河流 湖泊 濕地生態(tài)系 統(tǒng)以足夠的水量 以滿足其需求 從而保證水資源的可持續(xù)利用 這可以視為生態(tài)需水和環(huán)境 需水分配研究的雛形 但作者并沒有明確提出生態(tài)需水和環(huán)境需水的概念及計(jì)算方法 w h i p p l e d u b o i s 吲在論文 ap r o p o s e da p p r o a c ht oc o o r d i n a t i o no fw a t e rr e s o u r c ed e v e l o p m e n ta n d e n v i r o n m e n t a lr e g u l a t i o n s 中也提出了類似的觀點(diǎn) 認(rèn)為水資源的規(guī)劃和管理應(yīng)更多地考慮環(huán) 境需求 1 9 9 8 年 g l c i c k 1 先后發(fā)表研究成果 t h ew m d sw a t e r2 0 0 0 2 0 0 1 t h eb i e n n i a lr e p o r t o nf r e s h w a t e rr e s o u r c e s w a t e ri nc r i s i s p a t h st os u s t a i n a b l ew a t e ru s e 提出了基本生態(tài)需水 的概念 即提供一定質(zhì)量和數(shù)量的水給自然生境 以求最小化改變自然生態(tài)系統(tǒng)的過程 從而 最大程度地保護(hù)物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的完整性 基本生態(tài)需水的概念提出后 越來越多的學(xué) 者開始關(guān)注濕地生態(tài)需水研究 同時廣泛融合了水文與水資源學(xué)的研究理論與方法 1 9 9 9 年 b a i r d 和w i l b y t m 共同撰寫了 e c 0 h y d r o l o g y p l a n ta n dw a t e ri nt e r r e s t r i a la n da q u a t i c e n v i r o n m e n t s 通過分析早地 林地 河流 湖泊等各類型生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能 闡述 了植物與水文過程的相互關(guān)系 強(qiáng)調(diào)了水是重要的環(huán)境因子 它在自然保護(hù)和恢復(fù)中能夠起到 重要作用 2 0 0 0 年 m a r t i np u s c h 歸 等在論文 c o n s e r v a t i o nc o n c e p tf o raf i v e r o s y s t c mi m p a c t e d b yf l o wa b s t r a c t i o ni nal a r g ep o s tm i n i n ga r e a 中對特定條件下河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)進(jìn)行了分析 提出了一些具有針對性的河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)建議 t h o m a sh a r m 圳在論文 s t o r m w a t e rq u a n t i t y a n d q u a l i t y i n a m u l t i p l e p o n d w e t l a n d s y s t e m 中提出保護(hù)和修復(fù)濕地的新途徑 一應(yīng)用雨水來 改善濕地的水質(zhì)和水量 并建立了模型 對不同雨水徑流量條件下濕地的修復(fù)所需水量進(jìn)行了 計(jì)算 2 0 0 3 年 m a w h i n n o y 1 在論文 r e s t o r i n gb i o d i v e r s i t yi nt h eg w y d i rw 礬a n d s 缸d u 曲 e n v i r o n m e n t a lf l o w s 中對濕地植物需水量的計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)論述 植物需水量是濕地生態(tài)需 水量的主要構(gòu)成部分 2 0 0 4 年 m a y e r 副在論文 f a l lw a t e rr e q u i r t 髓e n t sf o rs e a s o n a ld i k e d w e t l a n d sa tl o w e rk l a m a t hn a t i o n a lw i l d l i f er e f u g e 中對該區(qū)域季節(jié)性濕地的秋季生態(tài)需水量 進(jìn)行了計(jì)算 此外 還有通過建立半分布式水平衡模型來計(jì)算濕地生態(tài)需水的研究 綜上所述 國外對濕地生態(tài)需水的研究起步較早 經(jīng)過多年的探索 對于生態(tài)需水相關(guān)概念有了較為明確 的區(qū)分和界定 生態(tài)需水研究的理論體系日趨完善 計(jì)算方法方面 形成了一套成熟的計(jì)算方 法 先進(jìn)的調(diào)研手段可以為計(jì)算提供詳實(shí)的數(shù)據(jù) 通過建立模型 能夠得出精確度較高的計(jì)算 結(jié)果 此外 研究區(qū)域廣泛 可以對各類型濕地的生態(tài)需水量進(jìn)行計(jì)算 應(yīng)用性實(shí)例較多 5 寧夏大學(xué)碩卜學(xué)位論文第二章生態(tài)需水量研究進(jìn)展 2 2 國內(nèi)研究進(jìn)展 由于國內(nèi)在濕地生態(tài)需水方面的研究主要源于國外 因此起步較晚 目前國內(nèi)關(guān)于濕地生 態(tài)需水量的計(jì)算方法大致可分為兩種 引 統(tǒng)計(jì)分析法和模型計(jì)算法 統(tǒng)計(jì)分析法是基于數(shù)理統(tǒng) 計(jì)方法 將所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行層次分析 相關(guān)性分析 歷史分析和動態(tài)分析等 然后根據(jù)分析 結(jié)果對濕地生態(tài)需水量進(jìn)行估算 抑或是基于水平衡原理 根據(jù)經(jīng)典的水文計(jì)算公式來估算濕 地生態(tài)需水量 模型計(jì)算法首先需要建立濕地生態(tài)水文模型 然后將采集的水文數(shù)據(jù)和生物屬 性數(shù)據(jù)輸入到模型中 模擬估算濕地生態(tài)需水量 就估算結(jié)果而言 模型計(jì)算法比統(tǒng)計(jì)分析法 更為精確 但由于研究條件的限制 國內(nèi)研究大多采用統(tǒng)計(jì)分析法 鮮有模型計(jì)算法的研究實(shí) 例 2 0 0 2 2 0 0 3 年 崔寶山 楊志峰 別u 引分析了典型濕地生態(tài)環(huán)境需水量的內(nèi)涵和臨界閾值 探討了濕地生態(tài)環(huán)境需水量的計(jì)算方法和相關(guān)指標(biāo) 對濕地生態(tài)需水量和環(huán)境需水量的主要特 點(diǎn)和關(guān)鍵指標(biāo)等進(jìn)行了系統(tǒng)剖析 按照濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及其功能 確定了濕地生態(tài)環(huán) 境需水量的5 個等級 以黃淮海地區(qū)作為案例 計(jì)算了該區(qū)濕地生態(tài)環(huán)境需水量 強(qiáng)調(diào)了保證 和維持最小生態(tài)環(huán)境需水量的重要性 2 0 0 4 年 欒兆擎 鄧偉等u 7 1 應(yīng)用分級法 以洪河國家級 自然保護(hù)區(qū)濕地為例 對其各生態(tài)環(huán)境需水的要素進(jìn)行分析 對植物需水量 土壤需水量 野 生動物棲息地需水量分別進(jìn)行了計(jì)算 通過這三項(xiàng)計(jì)算估算出了該濕地植被生長期內(nèi)生態(tài)環(huán)境 需水量 并基于計(jì)算結(jié)果 提出了洪河國家級自然保護(hù)區(qū)濕地未來發(fā)展的相應(yīng)對策和措施 郭 躍東 何巖 羽等認(rèn)為濕地生態(tài)環(huán)境需水量是指維持濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡和正常發(fā)展 保障濕地系 統(tǒng)生態(tài)水文功能和相關(guān)環(huán)境功能正常發(fā)揮所需的水量 以扎龍濕地為例 選取植被需水量 土 壤需水量 生物棲息地需水量及污染物凈化需水量為主要指標(biāo)估算了扎龍濕地生態(tài)環(huán)境需水量 并劃分了5 個等級 2 0 0 5 年 唐蘊(yùn) 訓(xùn)等以l a n d s a tt m 遙感影像為數(shù)據(jù)源 對向海自然保護(hù)區(qū) 濕地的變化特征進(jìn)行了剖析 并采用水量平衡原理 對不同水平年向海濕地生態(tài)需水量進(jìn)行了 估算 雷敏 曹明明啪1 將生態(tài)環(huán)境需水量研究與水資源開發(fā)度研究相結(jié)合 以延河為例 計(jì)算 了該區(qū)域的水資源開發(fā)度和水資源開發(fā)程度 并基于計(jì)算結(jié)果提出了黃土高原區(qū)域水資源可持 續(xù)利用的建議 2 0 0 6 年 李青山 周林飛乜 等計(jì)算了霍林河流域的生態(tài)環(huán)境需水量 他們將霍 林河流域生態(tài)環(huán)境需水量分為河流基本功能生態(tài)環(huán)境需水量和通河湖泊濕地需水量兩部分 其 中河流基本功能生態(tài)環(huán)境需水量又包括保持水體自凈能力用水和河流基本生態(tài)環(huán)境需水量 在 此基礎(chǔ)上 以土地利用遙感動態(tài)分析為手段 計(jì)算了該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境需水量 2 0 0 7 年 戴向 前磁1 等通過分析濕地的水文情勢和濕地群落的空間分布及演替 提出在確定濕地的中心區(qū)及活 動區(qū)的基礎(chǔ)上計(jì)算濕地生態(tài)需水量的方法 并以扎龍濕地為例 通過對d e m 數(shù)據(jù)差值計(jì)算 利用遙感影像得出扎龍濕地最小生態(tài)需水和適宜生態(tài)需水量 趙博 王鐵良 1 等對河口濕地生 態(tài)環(huán)境需水量進(jìn)行了研究 以雙臺子河口濕地為例 將生態(tài)環(huán)境需水量分為最大生態(tài)環(huán)境需水 量 最適生態(tài)環(huán)境需水量和最小生態(tài)環(huán)境需水量三個等級進(jìn)行計(jì)算 在濕地生態(tài)需水的應(yīng)用性 研究方面 國內(nèi)學(xué)者亦做了一些嘗試 如張光斗和錢正英心制將濕地生態(tài)需水應(yīng)用于水資源配置 的研究 2 0 0 0 年 張緒良忙別將生態(tài)需水應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)方面的研究 2 0 0 4 年 等等 綜上所 述 國內(nèi)學(xué)者在濕地生態(tài)需水研究方面做了一些有益的探索 但總體而言該領(lǐng)域的研究還處于 初級階段 存在以下問題 1 對于濕地生態(tài)需水的概念尚不明確 對于是否將生態(tài)需水和生態(tài) 6 寧夏人學(xué)碩卜學(xué)位論文第二章生態(tài)需水量研究進(jìn)展 環(huán)境需水加以區(qū)別仍存在較大爭議 2 對于濕地生態(tài)需水量的計(jì)算方法并不統(tǒng)一 不同學(xué)者在 同一研究區(qū)域仍存在不同的計(jì)算方法 從而使計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性受到限制 3 研究區(qū)域多集中 在我國東部 東北部較多 和中部 西北干旱半干早區(qū)濕地生態(tài)需水研究實(shí)例較少 鑒此 在 未來的研究中應(yīng)進(jìn)一步完善濕地生態(tài)需水的理論體系 細(xì)化生態(tài)需水的相關(guān)概念 將其中的相 近概念加以區(qū)分 將不同的濕地生態(tài)需水暈計(jì)算方法做對比研究 盡快探索出適合我國濕地狀 況的計(jì)算方法 擴(kuò)大研究區(qū)域 對國內(nèi)各個區(qū)域的典型濕地進(jìn)行研究 豐富我國濕地生態(tài)需水 研究的理論成果 7 寧夏大學(xué)碩卜學(xué)位論文第三帝濕地生態(tài)需水量理論基礎(chǔ)及概念辨析 第三章濕地生態(tài)需水量理論基礎(chǔ)及概念辨析 3 1 理論基礎(chǔ) 濕地生態(tài)需水量是一個新生概念 其理論基礎(chǔ)包含景觀生態(tài)學(xué) 水生態(tài)學(xué) 可持續(xù)發(fā)展理 論等 3 1 1 景觀生態(tài)學(xué)理論 景觀指由相互作用的拼塊或生態(tài)系統(tǒng)組成 以相似的形式重復(fù)出現(xiàn)的一個空間異質(zhì)性區(qū)域 景觀生態(tài)學(xué)以整個景觀為研究對象 強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性的維持與發(fā)展 生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用 大區(qū)域生物種群的保護(hù)與管理 環(huán)境資源的經(jīng)營管理 以及人類對景觀及其組分的影響 如今 景觀生態(tài)學(xué)的研究焦點(diǎn)是在較大的空間和時間尺度上生態(tài)系統(tǒng)的空間格局和生態(tài)過程 具體包 括 景觀空間異質(zhì)性的發(fā)展和動態(tài) 異質(zhì)性景觀的相互作用和變化 空間異質(zhì)性對生物和非生 物過程的影響 空間異質(zhì)性的管理 景觀生態(tài)學(xué)的理論發(fā)展突出體現(xiàn)其對異質(zhì)景觀格局和過程 的關(guān)系 以及它們在不同時間和空間尺度上相互作用的研究 濕地生態(tài)需水量的研究主要根據(jù) 景觀生態(tài)學(xué)中關(guān)于土地利用變化過程存在的時間變化 空間變化和質(zhì)量變化三種主要過程的相 輔相成理論 確定濕地合理的各類土地利用面積 哺1 3 1 2 水生態(tài)學(xué)理論 水生態(tài)系統(tǒng)不僅是人類資源的寶庫 而且是重要的環(huán)境因素 具有調(diào)節(jié)氣候 凈化污染及 保護(hù)生物多樣性等功能 水生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的一個年輕分支 主要研究水生態(tài)系統(tǒng)的存在和發(fā) 展 按拉姆薩爾 r a m s a r 公約的定義 內(nèi)陸水體包括不同類型的水系統(tǒng)均屬于濕地范疇 研 究濕地生態(tài)需水 必然要涉及到濕地中的土壤 植被 動物 這些正是該區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)的重 要組成因子 從而使水生態(tài)學(xué)成為濕地生態(tài)需水量研究不可或缺的理論基礎(chǔ) 3 1 3 可持續(xù)發(fā)展理論 可持續(xù)發(fā)展是指既能滿足當(dāng)代人的需求 又不損害其滿足后代人需求能力的發(fā)展 其內(nèi)涵 為 1 可持續(xù)發(fā)展的根本任務(wù)是發(fā)展 發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容 沒有了發(fā)展 可持續(xù)發(fā) 展就是空中樓閣 無本之木 2 可持續(xù)發(fā)展不是單純追求經(jīng)濟(jì)增長 而是在不以犧牲環(huán)境為代 價(jià)的前提下實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì) 環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展 3 可持續(xù)發(fā)展要求人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度不超出 生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 4 可持續(xù)發(fā)展具有公平性 這包括時間尺度上的公平和空間尺度上 的公平 其中時間尺度上的公平又包括代內(nèi)公平和代際公平 時間尺度上的公平指同代人之間 的橫向公平和不同世代人之間的縱向公平 空間上的公平是指在區(qū)域內(nèi)部和不同區(qū)域之間公平 8 寧夏大學(xué)碩 j 學(xué)位論文第三章濕地生態(tài)需水量理論基礎(chǔ)及概念辨析 分配有限的資源 濕地生態(tài)需水量的研究 恰恰是為了確定濕地需水閾值 結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H 情況給濕地以最適宜的水量 從而保障濕地生態(tài)系統(tǒng)健康的發(fā)展 演替 不在短時期內(nèi)走向消 亡 這些都是以可持續(xù)發(fā)展理論為指導(dǎo)的 3 2 生態(tài)需水概念的辨析與界定 3 2 1 生態(tài)需水相關(guān)概念辨析 目前 國內(nèi)對于生態(tài)需水的概念尚且存在爭議 在相關(guān)研究中出現(xiàn)了生態(tài)需水 生態(tài)用水 環(huán)境需水 生態(tài)耗水等概念 因此 有必要對這些概念加以辨析區(qū)分 首先對生態(tài)需水和生態(tài)用水加以區(qū)別 宋炳煜他 等對這兩個概念做過較明確的區(qū)分 生態(tài) 需水是從客觀的角度出發(fā) 不同類型生態(tài)系統(tǒng)在維持或恢復(fù)自身良好穩(wěn)定狀態(tài)所需要的水量 生態(tài)用水則是從主觀的角度出發(fā) 在水資源開發(fā)利用及水資源配置研究和實(shí)踐中 對不同類型 生態(tài)系統(tǒng)保護(hù) 恢復(fù)或重建時需要用多少水或用了多少水或消耗了多少水 此外 生態(tài)需水有 閾值范圍 而生態(tài)用水不存在這樣一個范圍 生態(tài)需水是生態(tài)用水的依據(jù) 可以根據(jù)生理學(xué) 生態(tài)學(xué) 水文學(xué)的原理 方法進(jìn)行測定和估算 還可以根據(jù)條件能滿足到什么程度 最大需水 量 最適宜需水量 中等需水量 較小需水量和最小需水量 為水資源配置和生態(tài)用水決策提 供依據(jù) 生態(tài)需水和生態(tài)耗水 是一對相近的概念 夏軍嘲1 等認(rèn)為 生態(tài)需水側(cè)重于強(qiáng)調(diào)維系一定 環(huán)境功能狀況或目標(biāo) 現(xiàn)狀 恢復(fù)或發(fā)展 下客觀需求的水資源量 生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個水 資源用戶 生產(chǎn) 生活和生態(tài) 或者未來水資源配置 生產(chǎn) 生活和生態(tài) 后 生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際 消耗的水量 生態(tài)需水與生態(tài)耗水既有區(qū)別又有聯(lián)系 例如 在黃河上游地區(qū) 自然降水量大 于天然植被蒸散發(fā)量 因此生態(tài)需水估計(jì)的數(shù)量比較小 但是 防治水土流失建設(shè)林地等活動 消耗了輸送到河流下游的水資源量 這部分消耗的實(shí)際水量為生態(tài)耗水量 因此 在黃河上游 地區(qū)生態(tài)需水量與生態(tài)耗水量是不同的 對于生態(tài)需水和環(huán)境需水 許多學(xué)者并未加以區(qū)別 甚至有些學(xué)者認(rèn)為生態(tài)需水就是生態(tài) 環(huán)境需水 本文依據(jù)楊志峰 崔保山n 射等的論述 對于這兩個概念加以區(qū)分 生態(tài)需水是指維 持生態(tài)系統(tǒng)中具有生命的生物物體水分平衡所需要的水量 包括維護(hù)天然植被所需要的水量 水土保持及水保范圍之外的林草植被建設(shè)所需要的水量 保護(hù)水生生物所需要的水量 環(huán)境需 水是指為保護(hù)和改善人類居住環(huán)境及其水環(huán)境所需要的水量 包括改善用水水質(zhì) 協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán) 境 回補(bǔ)地下水 美化環(huán)境 休閑旅游用水 生態(tài)需水主要側(cè)重在生物維持其自身發(fā)展及保護(hù) 生物多樣性方面 環(huán)境需水則主要體現(xiàn)在環(huán)境改善方面 這兩個概念的內(nèi)涵 外延 計(jì)算方法 都不相同 應(yīng)該在研究中加以區(qū)別 3 2 2 濕地生態(tài)需水量概念的界定 生態(tài)需水量是一個內(nèi)涵很豐富的概念 可根據(jù)研究對象的不同分為河流生態(tài)需水量 湖泊 9 寧夏大學(xué)碩t 學(xué)位論文第三章濕地生態(tài)需水量理論摹礎(chǔ)及概念辨析 生態(tài)需水量 林地生態(tài)需水量 草地生態(tài)需水量等 本文結(jié)合目前國內(nèi)外學(xué)者的研究成果 對 濕地生態(tài)需水量作出如下定義 濕地生態(tài)需水量是指為保證特定發(fā)展階段的濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 與功能并保護(hù)生物多樣性所需要的一定質(zhì)量的水量 包括濕地生物需水量 濕地土壤需水量 濕地水生生物棲息地需水量 值得一提的是 伴隨濕地生態(tài)需水量的研究常常會同時研究濕地 環(huán)境需水量 包括污染物稀釋需水量 補(bǔ)給地下水需水量 景觀建設(shè)和保護(hù)需水量等 本文因 研究條件及數(shù)據(jù)獲取等方面的限制 只研究濕地的生態(tài)需水量 暫不考慮環(huán)境需水量 l o 寧夏大學(xué)碩十學(xué)位論文第陰章銀川市閱海濕地概況 第四章銀川市閱海濕地概況 閱海濕地位于銀川市金風(fēng)區(qū) 是銀川市兩大主要濕地之一 閱海濕地由湖面 沼澤 沙丘 草甸組成 湖泊周圍為水稻田 魚塘 溫棚 苗圃地等 一般水生植物豐富 以蘆葦為最主要 的水生植被 是濕地鳥類重要的遷徙與繁殖場所 4 1 自然環(huán)境狀況 閱海濕地位于中溫帶半干旱半荒漠氣候區(qū) 氣候特點(diǎn)體現(xiàn)為干燥少雨 風(fēng)多沙大 日照充 足 蒸發(fā)強(qiáng)烈 晝夜溫差大 無霜期短 風(fēng)向季節(jié)性變化明顯 全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北轉(zhuǎn)東風(fēng) 冬季多西北風(fēng) 年均風(fēng)速為2 i n s 春末夏初大風(fēng)較多 地勢東高西低 多低洼地 分布不均 勻 形狀不規(guī)則 土壤類型主要為湖土 鹽土 草甸土 閱海濕地屬西湖濕地自然保護(hù)區(qū)的一部分 大小西湖屬黃河水系 濕地的補(bǔ)充水源主要由 灌溉水和地下水引入 水源穩(wěn)定性好 不受降水年變率的影響 結(jié)冰期為1 1 月至來年的3 月 以淡水為主 濕地內(nèi)分布有魚塘和蘆葦塘 基本沒有其它的生產(chǎn)活動 東西兩側(cè)緊鄰二農(nóng)支渠 和達(dá)子渠為縱向干渠 并有一 三斗渠和南北倒灌渠作橫向輸入 研究區(qū)域內(nèi)水質(zhì)較好 接近 國家二級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 但部分地塊有輕度污染 啪 馴 4 2 生物狀況 植物種類主要有水生植被 鹽生植被和沼澤植被三種類型 以草本植物為主 其中 水生 植被包括沉水 浮水及挺水植物 鹽生植物包括鹽地潛水落葉灌叢和鹽生草甸 沼澤植物為草 本沼澤 水生植物主要由蘆葦 p h r a g m i t e sa u s t r a l i s 蓮藕 e u n a i ef e r o x 茭白 z i z a n i a l a t i f o l i a o r i s c b s t a p f 等多年生植物為建群成分 生長茂盛 生產(chǎn)力高 水中還有許多浮游植物 是 魚類的天然餌料 湖區(qū)邊緣有人工栽植的楊樹 p o p u l u s 柳樹 s a l i xb a b y l o n i c a 臭椿樹 a i l a n t h u sa l t i s s i m a 等 經(jīng)考察 研究區(qū)域內(nèi)分布的植物有3 門4 0 科8 7 屬1 1 4 種 其中蕨 類植物門l 科l 屬2 種 裸子植物門2 科3 屬4 種 被子植物門3 7 科8 3 屬1 0 8 種 閱海植物 區(qū)系中含植物種數(shù)量較多的科主要有禾本科 p o a c e a e 藜科 o p o d i a c e a e 豆科 l e g u m i n o s a es p 和菊科 c o m p o s i t a e 刪例 魚類和水禽為主是閱海濕地動物分布的特點(diǎn) 據(jù)統(tǒng)計(jì) 研究區(qū)域內(nèi)共有脊椎動物5 綱2 7 目5 0 科1 4 3 種 其中魚類5 目6 科1 7 種 兩棲類l 目2 科2 種 爬行類2 目4 科6 種 鳥類 1 4 目3 0 科1 0 7 種 哺乳類5 目8 科1 1 種 脊椎動物中屬古北界的種類有3 5 種 占古北界總 種數(shù)的2 5 東洋界種類有5 種 占東洋界總種數(shù)的3 5 閱海濕地是候鳥的天然集中分布 區(qū) 研究區(qū)域內(nèi)鳥類共1 0 7 種 其中夏候鳥和旅鳥在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢 鳥類分布與環(huán)境密 切相關(guān) 主要分布于湖泊景觀的有8 6 種 占研究區(qū)內(nèi)鳥類總種數(shù)的8 0 4 種群多樣性指數(shù) 最高 平均密度最大 均勻度相對低 主要分布于農(nóng)田生態(tài)景觀的次之 有3 0 種 占研究區(qū)內(nèi) 寧夏大學(xué)碩卜學(xué)位論文第四章銀川市閱海濕地概況 鳥類總種數(shù)的2 8 0 以隼類 雀類為多 種群多樣性指數(shù)較高 均勻度最高 平均密度居中 主要分布于居民點(diǎn)景觀的有1 1 種 占研究區(qū)內(nèi)鳥類總種數(shù)的1 0 3 以燕類為多 受人類活 動影響 種群多樣性指數(shù)最低 均勻度較高 密度最低 例啪1 4 3 濕地脅迫因子分析 4 3 1 氣候干燥 蒸發(fā)量大 由于地處中溫帶半干旱半荒漠氣候區(qū) 氣候干燥 日照時間長 致使閱海濕地水面蒸發(fā)量 很大 從自然因素的角度而言這是該區(qū)域濕地的主要脅迫因子 從理論上說 半干旱半荒漠氣 候區(qū)的氣候特點(diǎn)與濕地發(fā)生學(xué)是相悖的 閱海濕地屬寧夏第4 系儲水盆地沉降區(qū)之一 是沉降 中心地帶 由冰川侵蝕地下水溢出匯集 再接受大氣降水和地面水的補(bǔ)給而成哺 然而由于氣 候變遷 如今閱海濕地面i 艋著水面蒸發(fā)量過大的窘境 干旱蒸發(fā)量大會造成湖面萎縮 水質(zhì)咸 化和土壤鹽漬化 從而成為阻礙濕地生態(tài)系統(tǒng)健康有序發(fā)展的不可忽視的負(fù)面因素 在閱海濕 地未來的保護(hù)和修復(fù)工作中 氣候因素是需要重點(diǎn)考慮的問題 4 3 2 生產(chǎn)生活污水的排放 對于濕地而言 污水的排放入湖是無法回避的脅迫因子之一 據(jù)統(tǒng)計(jì) 2 0 0 8 年 閱海濕地 周邊分布的居民點(diǎn)和工業(yè)企業(yè)約9 3 7 的生產(chǎn)生活污水已按規(guī)定捧入地下污水管網(wǎng) 這說明仍 有部分生活污水和少量工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入了閱海濕地水域 生活污水中氮 硫 磷含 量較高 并含有原菌 病毒和寄生蟲卵 在厭氧細(xì)菌作用下容易產(chǎn)生惡臭物質(zhì) 未經(jīng)處理的工 業(yè)廢水中有機(jī)物含量高 并帶有重金屬物質(zhì) b o d s 超標(biāo) 這部分水的排放 對閱海濕地水質(zhì)構(gòu) 成了潛在威脅 一旦超過水體的自凈能力 閱海濕地水質(zhì)將逐漸惡化 破壞濕地區(qū)域內(nèi)的水生 生態(tài)系統(tǒng) 對該區(qū)域造成無法估量的損失 4 3 3 激增的游客數(shù)量 閱海是銀川市面積最大 生態(tài)系統(tǒng)完整 原始地貌保存最完整的一塊濕地 根據(jù)銀川兩個 濕地公園的位置 特點(diǎn) 功能等 閱海濕地公園被定位為銀川市的 后花園 主要面向大眾化 消費(fèi) 為群眾提供經(jīng)常的休閑 健身 娛樂等活動 這一定位使得閱海濕地公園成為銀川市的 旅游熱點(diǎn) 近年