嫩江流域沼泽湿地景观变化及其水文驱动因素分析

借助ArcGIS空间分析工具,以嫩江流域1978年、1990年、2000年和2008年4期遥感湿地分布图为基础,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)水文模型将嫩江流域划分为43个子流域,并以沼泽湿地类型为例,将各个子流域内降水和径流信息与湿地退化遥感信息作对比筛选,对全流域以及湿地面积减少严重所在子流域作进一步分析。另外,利用两期土地利用类型数据生成嫩江流域土地利用转移矩阵。结果表明:1978—2008年间嫩江流域沼泽湿地退化严重,尤其以1990—2000年间最为显著。这与流域内降水、径流的变化密切相关,并受到土地利用类型转化以及水利工程建设等人类活动的影响。其中,沼泽湿地面积变化与流域径流系数变化在0.01水平上呈极显著正相关,pearson相关系数为0.90。气候变化和人类活动影响下对湿地水文过程以及水资源的变化,导致湿地日益萎缩,对流域内湿地生态系统平衡产生了负面影响。     

湿地水文学研究进展

水文过程在湿地形成、发育、演替直至消亡全过程中起重要作用.降水截流、径流和蒸散作用是湿地 大气界面水文过程研究的热点和重点,开发的模型较多但尚需进一步检验和完善.片流和明渠流是湿地主要地表径流,其中片流受地形坡度等因素影响而难以精确计算.湿地的地下水文系统对季节性积水湿地尤为重要,但是关于泥炭沼泽的垂向水力联系尚需进一步研究.可持续的湿地水文管理必须将人类活动和气候变化这两个因素纳入湿地综合水文模型,然而目前除少数几个综合模型外,大多数的湿地水文模型并非如此.加强湿地水文观测、多手段多技术相结合和开发综合湿地水文模型应是今后湿地水文学研究的主流.     

若尔盖沼泽湿地的萎缩机制

1960年以来,若尔盖沼泽湿地的快速萎缩严重影响黄河上游水量补给和当地湿地生态系统,但其机制尚不清晰。基于2010—2013年野外调查、气象水文资料和遥感影像,分析若尔盖沼泽退化的主要原因与机制。尽管气温的缓慢升高,但降水量并未减少,考虑到沼泽的季节性特征,气候变暖对沼泽萎缩影响相当有限,但不是主要原因。经遥感判读和统计,共识别现有920 km的人工渠道,其疏干的沼泽面积约648.3 km2,占总萎缩面积的27%。人工开渠作为强烈的人类活动干扰,是若尔盖沼泽快速萎缩的重要原因。自然水系的溯源侵蚀长期疏干沼泽、降低地下水水位和放射状地向沼泽内部切穿是沼泽萎缩的重要机制。人工开渠连通自然水系强化沼泽内河床下切和排水作用。     

若尔盖沼泽湿地的萎缩机制

1960年以来,若尔盖沼泽湿地的快速萎缩严重影响黄河上游水量补给和当地湿地生态系统,但其机制尚不清晰。基于2010—2013年野外调查、气象水文资料和遥感影像,分析若尔盖沼泽退化的主要原因与机制。尽管气温的缓慢升高,但降水量并未减少,考虑到沼泽的季节性特征,气候变暖对沼泽萎缩影响相当有限,但不是主要原因。经遥感判读和统计,共识别现有920 km的人工渠道,其疏干的沼泽面积约648.3 km2,占总萎缩面积的27%。人工开渠作为强烈的人类活动干扰,是若尔盖沼泽快速萎缩的重要原因。自然水系的溯源侵蚀长期疏干沼泽、降低地下水水位和放射状地向沼泽内部切穿是沼泽萎缩的重要机制。人工开渠连通自然水系强化沼泽内河床下切和排水作用。     

中国岩溶湿地生态水文过程研究进展

岩溶湿地是广泛分布于岩溶地区的一种特殊的湿地类型。受特殊水文地质结构的控制,岩溶湿地生态系统的结构和功能与其他湿地类型有着显著差异。基于国内外湿地及岩溶湿地相关研究成果的基础上,阐述了我国西南岩溶湿地具有上下双层结构、封闭的储蓄水构造、快速的生态水文循环等特点,以及地表水-地下水转化、生态需水转化的规律和研究方法,分析了人类活动对岩溶湿地水量、水质以及生态系统演化的影响,并总结了岩溶湿地生态水文模型的研究现状及发展趋势。最后,针对目前岩溶湿地生态水文过程研究中存在的问题,提出在未来研究中应加强对岩溶湿地结构及生态水文循环过程的研究、查明人类活动对岩溶湿地产生的影响、构建生态水文耦合模型等建议。     

三江平原湿地时空演变探究

借助遥感、GIS技术,利用1975年MSS、2000年TM和2015年ETM数据,采用人工目视解译方法,辅助野外调查验证,得到三江平原湿地空间分布数据,进而研究1975年至2015年三江平原湿地的分布特征,并结合研究区气温和降水量数据对湿地变化的影响因素进行分析。研究结果表明:2000年以前,湿地减少的面积为8 426.81 km~2,其中沼泽草甸湿地减少最为明显,人工湿地增加了6 939.87 km~2。2000年以后,沼泽湿地变化依然剧烈,面积减少了2 794.24 km~2。自然湿地破碎化程度加剧,人工湿地面积增加,受人类活动影响较大。     

流域湿地水文调蓄功能研究综述

湿地是流域水循环和水量平衡的重要调节器,在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对气候变化等方面发挥极其重要的作用。流域湿地水文调蓄功能是湿地生态水文学研究的重要内容,科学认识和理解流域湿地水文调蓄功能对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。本文阐述了流域湿地水文调蓄功能的概念与内涵,剖析了流域湿地水文调蓄功能时空变异性、阈值性和多维性三大特征及其影响因素（包括湿地土壤特性、植被特征和初始水文条件等内在因素和流域特征、降雨特征、气候变化和人类活动等外在因素）,探讨了流域湿地不变情景下和变化情景下水文调蓄功能评估方法,并介绍了流域湿地水文调蓄功能定量评估模型与应用情况。最后,从学科发展和实践需求的视角提出了流域湿地水文调蓄功能未来亟需加强研究的重点方向。     

沼泽湿地重金属元素输入的历史变化

本研究主要目的是判断是否能够通过无尾河下游湿地沉积记录重建重金属输入历史.冬季在向海两处沼泽采集了代表一定范围汇水区与人类活动影响的沉积芯.沉积芯由137Cs、210Pb法定年,由原子吸收光谱法测定重金属,并根据沉积速率和重金属含量计算重金属沉积通量.通过对向海沼泽湿地沉积柱样的重金属元素沉积通量研究,揭示了该沼泽近百年来,特别是近20年来重金属污染物的沉积特征与变化.污染物的沉积通量较沉积物含量更能记录污染历史变化:1980年以后,Cu、Zn、Fe、Mn、Cr和Pb等的人类活动影响产生的输入量已超过自然输入量(1.20～3.67),表明近年来流域内人类扰动的增强;Zn(13.3～14.8)和Pb(11.7～15.2)较高的标准偏差指示其受河流沉积影响而历史变率较大.向海沼泽湿地重金属污染物可分为3个沉积历史阶段,其与流域土地开垦和大型露天煤矿的开发历程具有较好的对应关系.     

皖江经济带湿地遥感现状调查及变化规律研究

利用MSS、ETM+、CBERS-2、BJ-2、02C和TH1多时相卫星遥感数据,分别提取1975年、2000年、2007年和2016年皖江经济带湿地现状及变化的遥感信息,研究皖江经济带湿地遥感现状及变化规律。结果表明:皖江经济带湿地类型主要为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地,市县级地域湿地分布不均、类型不全;1975—2016年,人工湿地面积增加,增长率为55.32%;沼泽湿地面积减少,减少率为69.97%;湖泊湿地和河流湿地面积较稳定,增长率分别为1.80%和2.06%。湿地变化分两个阶段:第一阶段(1975—2007年),湿地面积总体增加,河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地面积减少,人工湿地面积增加;第二阶段(2007—2016年),湿地面积总体增加,但河流湿地和湖泊湿地面积增加,沼泽湿地面积继续减少,人工湿地面积继续增加,湿地面积增减受人类活动影响较大。     

三江平原沼泽湿地格局变化及影响因素分析

为揭示湿地变化剧烈区湿地格局变化过程及规律,利用GIS和RS技术,结合地学信息图谱与空间自相关方法,对1954-2010年三江平原沼泽湿地格局变化及其影响因素进行研究。结果表明:1954-2010年三江平原沼泽湿地面积逐渐减少,88.7%的沼泽湿地丧失,湿地斑块数量呈先增加后减少的趋势;三江平原沼泽湿地的空间聚集性逐渐降低,且空间格局由集中连片分布转变为零星散布;降雨量减少、气温升高及径流量减少,是造成沼泽湿地减少的主要原因之一,地形地貌影响到沼泽湿地的丧失程度,以海拔20~80 m的沼泽湿地面积丧失最多。三江平原沼泽湿地的丧失同时受农业开发、居民点分布、湿地保护区建设影响,距居民点越近,沼泽湿地面积丧失呈指数增加,距保护区越近,沼泽湿地面积丧失越多。     

现代黄河三角洲滨海湿地生态水文环境脆弱性

受大气降水、黄河水位断流、风暴潮和人类工程活动等因素影响,现代黄河三角洲滨海湿地生态水文环境极其脆弱和敏感。本文运用地下水数值模拟方法,通过构建滨海湿地水文模型,以氯离子作为模拟因子,预测滨海湿地地下水趋势性变化。计算结果显示,湿地水位和盐度对湿地生长和发育起控制作用;黄河持续断流和强烈风暴潮对湿地水质影响明显;当风暴潮引起增水幅度超过正常潮高的2.4m,会造成沿海低地特别是北部未受防潮大坝保护的滨海湿地淹没。     

东北三江平原湿地动态变化研究

借助遥感、GIS手段,以1989年TM、2001年ETM和2007年CBERS遥感影像为主要数据源,通过分析三江平原湿地的分布现状、时空变化规律,并用动态度和景观格局指数量化变化,研究其近20年的变化情况。结果显示:三江平原湿地现主要分布在同江、抚远、富锦、虎林等县市;湖泊和河流湿地呈稳定趋势,沼泽湿地大面积减少,在研究时段内共减少5 356.69 km²,人工湿地大幅度增加,共增加11 597.68 km²。天然湿地破碎化程度加剧,人工湿地呈连片化趋势,受人类活动的影响较大。     

全球气候变化对湿地生态水文的影响研究综述

近百年来全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化,并且未来气温将继续上升,降水模式也会发生改变。从气候变化对湿地水文水资源的影响、气候变化影响下湿地水文与生态的相互作用过程以及湿地生态水文模型等3个方面,对国内外相关研究动态和发展趋势进行了总结分析。从中发现,当前全球气候背景下的湿地生态水文学正在从单一湿地生态水文过程为主要对象,发展成为以研究气候-水文-生态三者相互作用机制为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于气候变化影响下水文-生态之间的关系多集中于单向作用的研究,特别是水文过程对植被的影响研究较多,缺乏对气候变化影响下湿地水文过程与生态过程相互作用机理的全面认识。气候变化对湿地生态水文的影响机制研究已经成为水文学研究亟待解决的科学问题,而基于物理机制的湿地生态水文模型,逐渐成为预测未来气候变化下湿地生态水文响应的重要工具。     

中国水文循环与水体研究进展

根据2002-2005年中国公开发表的关于水科学研究的论文及国家重大攻关项目和国家自然科学基金项目的科研报告,综述了近年来中国在水文循环诸要素如降水、径流、蒸发,水文模型,河流与泥沙、湖泊、沼泽与湿地、冰川与冻土以及地下水与土壤水等方面研究取得的主要成果和进展.     

气候变化与人类活动对水文影响的研究进展

气候变化与人类活动对水文过程产生了重大影响,估计和区分二者的影响是水科学研究中的热点问题。针对气候变化和人类活动(土地利用/覆盖变化)两个驱动因素,分别综述了气候变化、人类活动和两者综合对水文影响的研究进展;介绍了未来的气候情景和人类活动情景;阐述了区分气候变化和人类活动对水文要素过去和未来影响的研究方法,并总结了方法中常用的分布式水文模型。提出当前研究中存在气候和人类活动情景重复交叉、缺乏两者对水文极值事件的影响研究等问题。     

水文要素变异的人类活动影响研究进展

重点针对人类活动导致的水文要素变异问题从以下3个方面分析了研究进展:①综述了人类活动水文效应研究的定性和定量2类成果,分析了作为揭示人类活动的水文效应机理的综合驱动因子的研究现状,剖析了人类活动水文效应定量化研究的方法模式;②综述了水文要素时间序列变异特征及变异点位置的识别研究成果,分析了现有的统计识别方法和差异信息熵等新技术、新理论在变异点识别中的应用,简析了目前研究尚不多的水文要素空间变异性研究方法;③描述了分离气候变化和人类活动对流域水文要素影响的2类主要方法:分项调查法和水文模型法,分析了土地利用/覆被变化对水文系统作用的驱动机理模型,综述了农区下垫面变化对水文要素变异的贡献分解方法.通过综述,指出了现有人类活动水文效应、水文要素变异性识别、下垫面变化对水文要素变异的驱动机理等方面的研究不足和问题.提出了未来需要重点加强气候变化与人类活动对水文要素变异驱动机理及贡献分解研究,加强水文要素时空变异特性的诊断,重构水文要素变异环境下洪涝极值等特征量及其重现期的新概念和新定量等.     

三江平原沼泽土微观特性试验研究

从微观形态、微结构特征、粒度分析、土颗粒间的排列方式、孔隙大小分布、有机质含量以及矿物成分等方面对三江平原的两种沼泽土和北京翠湖湿地土进行了一系列微观结构的对比试验.结果表明:沼泽白土和翠湖湿地土与一般软土性质相似,但沼泽黑土含水率、液性指数、孔隙比、孔隙数量、孔径和孔隙体积远远大于沼泽白土和翠湖湿地土,有机质含量最大,特性明显突出.研究成果有助于提高对沼泽土特性的认识,可为沼泽地陷落体救助和沼泽湿地保护和合理开发等工程建设提供参考.     

人类活动对珠江流域主要水文要素的影响

水文特性及规律是流域治理、开发、保护及管理的依据和基础,水文特性既有成因上特有的规律,又受人类活动和气候变化等影响。针对人类活动对珠江流域主要水文要素的影响进行定量和定性分析,研究了人类活动对珠江流域径流量、洪水量级、水位流量关系以及泥沙的影响,给出了人类活动对珠江流域主要水文要素的影响结论,为下一步流域治理规划、水文计算及工程设计等提供技术参考。     

潮汐作用下的滨海湿地浅层地下水动态变化

黄河三角洲滨海湿地浅层地下水位受潮汐波动影响明显,海洋潮汐和受其影响的海岸带湿地浅层地下水具有复杂的周期性变化和趋势性变化。本文通过现场水文监测,设定时间自动采集地下水监测数据,连续监测地下水动态变化,分析地下水位与海洋潮汐波动关系,为湿地水文变化和预测分析提供科学依据。     

湿地生态水文学研究综述

基于湿地生态水文研究文献计量分析,透视国内外有关湿地水文、生态水文和水资源等领域的重大研究计划和重要学术会议,系统总结了湿地生态水文学发展历程,可分为萌芽起步阶段（20世纪50年代至80年代）、研究探索阶段（20世纪90年代）和快速发展阶段（21世纪以后）3个阶段,列举了重要代表性研究成果,并重点阐述了湿地生态水文学研究进展;基于对国际湿地生态水文学发展历程、研究进展及热点的综合分析,未来湿地生态水文学研究主要向基于"多要素、多过程、多尺度"的湿地生态水文相互作用机理及耦合机制、气候变化对湿地生态水文的影响机理及适应性调控、湿地"水文-生态-社会"耦合系统互作机理及互馈机制和基于湿地生态需水与水文服务的流域水资源综合管理等方向发展。最后,以国家重大需求为导向,提出了未来中国湿地生态水文学优先发展方向及建议。