白洋淀湿地生态水文过程耦合作用机制及综合调控研究
【摘要】：随着经济社会的发展，生产、生活用水与湿地生态用水之间的竞争日益激烈，全球范围内的湿地遭受了严重破坏，变化环境下湿地生态系统保护和恢复成为了当前人们关注的焦点问题。本文以变化环境下湿地生态系统保护和修复为目标，以湿地生态水文过程为主线，以湿地演变规律识别与生态水文耦合模拟为关键支撑技术，主要开展以下三个方面的研究：
（1）明确了白洋淀湿地保护的重要性和意义。在野外调查与资料分析的基础上，系统地阐述了白洋淀湿地生态系统的组成、结构及服务功能特征，明确了白洋淀湿地在维护区域生态安全和水安全方面的所发挥的重要作用，指出了保护白洋淀湿地生态系统的重要性及意义。
（2）确立了变化环境下白洋淀湿地的保护目标。从湿地演变角度出发，对白洋淀地质历史时期（28.4ka BP）与现阶段两个时间尺度上的演变规律与驱动机制进行了识别，明确了湿地当前所处的演化阶段，分析了导致白洋淀湿地退化的原因；在识别白洋淀湿地生态水文过程及其耦合作用机制的基础上，提出了基于水位过程的生态水文耦合模拟方法，实现了从湿地水位过程到湿地生态环境效益的定量表征；构建了白洋淀湿地综合效益评价指标体系，设置了11个湿地保护目标方案，通过权衡不同方案对应的湿地综合效益与生态需水量，最终给出了白洋淀湿地保护（恢复）目标的非劣推荐方案，该目标对应的湿地水位保证率为75%，4~9月的平均水位为7.26m，对应的生态需水量为3.89亿m~3。
（3）提出了面向白洋淀湿地保护的生态水文综合调控。在系统识别白洋淀湿地演变规律和驱动机制的基础上，结合其保护目标，从生态用水和生态用地两方面考虑，提出了面向白洋淀湿地保护的生态水文综合调控措施。
【关键词】：湿地 生态水文过程 耦合作用机制 保护目标 综合调控
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X37
【目录】：
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X37
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-10
- 第一章 绪论10-26
- 1.1 研究背景、目的和意义10-12
- 1.1.1 研究背景10
- 1.1.2 研究目的10-11
- 1.1.3 研究意义11-12
- 1.2 国内外相关研究进展12-22
- 1.2.1 湿地生态水文相互作用机制及其识别方法12-17
- 1.2.2 湿地保护目标的确定方法17-19
- 1.2.3 湿地生态水文综合调控研究进展19-21
- 1.2.4 未来湿地保护及生态水文综合调控研究的主要议题21-22
- 1.3 研究内容与技术路线22-24
- 1.3.1 研究内容22-23
- 1.3.2 技术路线23-24
- 1.4 拟解决的关键科学问题暨论文创新点24-26
- 第二章 变化环境下湿地保护研究的理论框架与技术体系26-36
- 2.1 地质历史时期湿地演变规律与识别方法26-29
- 2.1.1 地质历史时期湿地演变规律26-27
- 2.1.2 地质历史时期湿地演变识别方法27-29
- 2.2 现阶段湿地演变规律与驱动机制29-31
- 2.2.1 流域水循环过程对湿地演变的驱动作用29-30
- 2.2.2 围垦对湿地演变的驱动作用30-31
- 2.3 湿地生态水文耦合作用机制识别与模拟31-32
- 2.4 确立湿地保护目标32-34
- 2.4.1 湿地综合效益内涵及其评价方法32-33
- 2.4.2 湿地综合效益与保护成本的权衡33-34
- 2.4.3 湿地生态需水理论与计算方法34
- 2.5 湿地生态水文综合调控研究的理论框架与关键技术34-36
- 第三章 白洋淀流域概况暨湿地生态系统基本特征36-50
- 3.1 流域自然地理概况36-39
- 3.1.1 地理位置36-37
- 3.1.2 地质地貌37
- 3.1.3 水系构成37-38
- 3.1.4 气候特征38
- 3.1.5 土壤植被38-39
- 3.2 流域社会经济与土地利用概况39-40
- 3.2.1 社会经济概况39
- 3.2.2 土地利用概况39-40
- 3.3 流域水资源量及开发利用程度分析40-41
- 3.3.1 流域水资源量40
- 3.3.2 流域水资源开发利用40-41
- 3.4 流域主要生态与环境问题41-42
- 3.4.1 生产、生活用水挤占湿地生态用水41-42
- 3.4.2 湿地生态用地萎缩严重42
- 3.4.3 流域下游河段水污染严重42
- 3.5 白洋淀湿地生态系统结构及服务功能特征42-50
- 3.5.1 白洋淀湿地生态系统组成及空间结构43-46
- 3.5.2 白洋淀湿地生态系统营养结构46-47
- 3.5.3 白洋淀湿地生态系统服务功能及其保护的重要性47-50
- 第四章 白洋淀湿地演变过程及演变规律50-71
- 4.1 沉积物孢粉、粒度、定年样品采集与分析50-52
- 4.1.1 样品采集与分析方法50-52
- 4.1.2 年代序列建立52
- 4.2 地质历史时期白洋淀地区古环境演变规律识别52-64
- 4.2.1 孢粉记录与气候演变特征52-60
- 4.2.2 沉积环境与地质构造运动演变特征60-64
- 4.3 现阶段白洋淀水文过程及其演变规律64-67
- 4.3.1 近 45 年来白洋淀上游河流径流量演变规律64-66
- 4.3.2 近 45 年来白洋淀湿地水位演变规律66-67
- 4.4 白洋淀生态用地及其演变规律67-71
- 4.4.1 生态用地分类体系67-68
- 4.4.2 近 30 年来白洋淀流域生态用地演变特征68-69
- 4.4.3 近 5 年来湿地自然保护区生态用地演变特征69-71
- 第五章 白洋淀湿地演变驱动机制71-79
- 5.1 地质历史时期白洋淀演变的驱动机制71-73
- 5.1.1 地质构造运动71
- 5.1.2 气候变化71-72
- 5.1.3 河流变迁72
- 5.1.4 历史时期人类活动72-73
- 5.2 现阶段白洋淀湿地水文过程演变驱动机制73-76
- 5.2.1 上游河流径流量演变驱动机制73-74
- 5.2.2 湿地水位演变驱动机制74-76
- 5.3 白洋淀生态用地演变驱动机制76-79
- 5.3.1 流域生态用地演变的驱动机制76-77
- 5.3.2 湿地自然保护区生态用地演变的驱动机制77-79
- 第六章 白洋淀湿地生态水文过程耦合作用机制79-101
- 6.1 湿地水禽的指示意义及目标物种的选取79-81
- 6.2 湿地水位波动对景观格局的影响81-93
- 6.2.1 芦苇特征参数及其与环境因子的关系81-86
- 6.2.2 生长季内芦苇地上生物量模拟模型构建86-90
- 6.2.3 芦苇地上生物量模拟结果90-91
- 6.2.4 白洋淀湿地自然保护区景观格局模拟91-93
- 6.3 湿地景观格局对大苇莺、须浮鸥繁殖生境质量的影响93-101
- 6.3.1 大苇莺、须浮鸥繁殖生境模拟模型构建93-96
- 6.3.2 大苇莺、须浮鸥繁殖生境模拟结果96-99
- 6.3.3 大苇莺、须浮鸥繁殖生境空间格局特征99-101
- 第七章 白洋淀湿地保护方案及比选101-112
- 7.1 白洋淀湿地综合效益评价方法101-102
- 7.1.1 表征指标体系101
- 7.1.2 评价模型构建101-102
- 7.2 保护方案的拟定102-103
- 7.3 不同方案的社会经济效益评估103-105
- 7.3.1 芦苇生产量103-104
- 7.3.2 渔业生产力104-105
- 7.3.3 调蓄洪水容量105
- 7.4 不同方案的生态环境效益评估105-107
- 7.5 基于湿地综合效益的湿地保护方案比选107-108
- 7.6 不同方案的湿地生态需水量评估108-111
- 7.6.1 基于生态保护目标的湿地生态需水量计算方法109-110
- 7.6.2 不同方案间生态需水量评估结果110-111
- 7.7 白洋淀湿地保护规模方案比选结果111-112
- 第八章 面向白洋淀湿地保护的生态水文综合调控措施112-116
- 8.1 白洋淀湿地生态用水调控措施112
- 8.2 生态用地调控措施112-116
- 8.2.1 流域生态用地调控措施112-113
- 8.2.2 湿地保护区生态用地调控措施113-116
- 第九章 结论与展望116-119
- 9.1 结论116-117
- 9.2 展望117-119
- 参考文献119-132
- 发表论文和参加科研情况说明132-134
- 致谢134-135
| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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