白洋淀湿地生态环境监测方法研究

随着人口的增长和社会经济的发展,越来越频繁的人类活动使白洋淀湿地生态功能逐渐减退,面临着入淀水量减少,干淀频繁、泥沙淤积、生物多样性减少、污染加剧等严重的生态环境问题,大大降低了其调节气候、调蓄洪水、净化水体的功能。针对目前白洋淀湿地生态环境现状,结合湿地环境监测现状,探讨了白洋淀湿地生态环境监测技术方法,以此来推动白洋淀生态环境监测的进一步发展。针对目前白洋淀湿地生态环境现状,结合湿地环境监测现状,探讨了白洋淀湿地生态环境监测技术方法,以此来推动白洋淀生态环境监测的进一步发展。     

生态应急补水重放明珠光彩

3月1日下午5时,干渴的白洋淀迎来了生命之源。白洋淀1 2孔闸开闸,来自岳城水库的清清漳河水历时半个月,经4 5 7km辗转之后,奔流入淀。“引岳济淀”生态应急补水工程正式通水。1 2 0天后,补水工程输水总量预计为1 5 9×1 0 8m3,可使白洋淀达到生态水位,“华北明珠”将重放光彩。素有“北国江南”、“华北明珠”之称的白洋淀位于河北省保定市以东4 0多公里的安新县,它是大清河中游的天然洼淀,也是华北平原最大的淡水湖泊和为数不多的生态湿地之一,被称作华北地区的寒暑表。白洋淀在调节华北地区的气候,为鸟类和各种水生动植物提供栖地,以及补…     

白洋淀不同水体氢氧同位素特征及其指示意义

为深入认识白洋淀湿地水文循环过程,于2020年开展大气降雨、河水、湖水和地下水样品采集和测试,揭示了不同水体氢氧稳定同位素特征及其对蒸发、水动力条件、地表水和地下水交互作用的指示意义.结果表明,白洋淀不同水体氢氧同位素特征差异较大,δD和δ¹⁸O均值存在如下关系：6月湖水>10月湖水>上层地下水>河水>中层地下水>下层地下水.蒸发作用导致了湖水同位素相对富集,6月和10月蒸发造成的水量损失分别为18.8%～42.3%和2.7%～30.3%.湖水同位素的空间分布受到水动力条件影响,总体上河流入淀口和补水口同位素贫化,远离入河口的淀区同位素富集,航道等水动力条件好的区域同位素分布较为均匀.湖水渗漏对地下水的贡献率为0～91.7%,水平向上空间变异较大,垂向上影响深度约为20 m.渗漏强度和地下水埋深、离湖距离呈负相关,和地下水水力梯度相关性不明显.研究结果可为白洋淀水资源保护和生态保护修复提供基础依据.     

白洋淀水质时空变化及影响因子评价与分析

作为海河流域重要湖泊湿地,白洋淀的水环境直接影响着流域生态健康和环境安全.综合运用灰色聚类法、综合污染指数和单因子污染指数法探讨白洋淀水质时空变化规律及关键影响因子.在时间序列上,白洋淀水质1973～2007年年际变化总体呈现出恶化趋势,劣于Ⅲ类水水质,由20世纪70年代的14.3%上升到2000年以后的83%,水质恶化严重;2006年内水质变化综合污染指数春(52.9)夏(11.4)冬(9.81)秋(8.88),且TP的综合污染指数最高达到14.86,BOD5综合污染指数最低为7.67.空间分布上,以南刘庄为核心的西北部区域污染最为严重,其次为白洋淀东北部区域的烧车淀、王家寨、光淀张庄、枣林庄和圈头;采蒲台和端村的东南和西南区域污染最轻.通过对自然和社会影响因素的比较分析,结果表明,影响白洋淀水质的关键自然因子是入淀水量,从1973～2007年,历年入淀水量远达不到淀区最小需水量.社会因子包括产业和产业结构两方面因子,产业因子有保定市第一产业、安新县第二产业和保定市第三产业,相关系数分别为0.771、0.708和0.624;产业结构因子有安新县工业和安新县渔业和保定市农业的发展,相关系数分别为0.746、0.734和0.661.此外,安新县和保定市人口增长与水质的相关系数也分别达到0.731和0.690.建议:①控制入淀水质、淀区面源和内源污染;②空间上分区管理,可分为污染控制区、综合改善区和生态恢复区;③加强生态的监测和预警,完善白洋淀流域环境公共政策和产业环境管理.     

雄安建设初期白洋淀水质时空差异及其对降雨和土地利用的响应

为查清雄安建设初期白洋淀水质状况,基于白洋淀2020年12月至2021年11月的6个代表性监测点的水质数据,采用土地利用类型遥感解译、 Pearson相关分析、综合污染指数和主成分分析等方法,对白洋淀水质的时空分布特征及其对降雨和不同空间尺度下土地利用结构的响应关系进行了研究.结果表明：(1)白洋淀水质在春季最好,夏季最差.入淀区南刘庄处营养物质污染最重,受府河影响较大;生活区采蒲台处有机物污染最重.(2)五点综合污染指数呈现：南刘庄>烧车淀>光淀张庄>采蒲台>圈头,主要超标污染物为TN,污染指数1.55已达到重度污染水平.白洋淀水质较雄安新区建设前明显好转.(3)1.5 km缓冲区内建设用地和耕地对浊度、 NH⁺₄-N和TP影响最大.芦苇湿地作为截流吸收污染物的“汇”的同时,在800 m缓冲区内也是污染物的“源”,释放氮营养盐.(4)雨季各指标与土地利用的相关性低于非雨季,是由于雨季上游水库泄水的稀释作用,减弱了降雨径流中污染物对白洋淀水质的影响.     

白洋淀湿地生态环境需水量研究

采用生态水位法对白洋淀湿地生态环境需水量进行了计算.该方法主要是从湿地的水文条件出发,通过对其长序列的水文资料分析,得出该湿地较适宜的水文条件,然后再与生态环境状况进行对照分析,从而得出湿地的理想和最小生态环境需水量.通过计算,得出白洋淀湿地的最小生态水位系数是0.94,理想生态水位系数大于1.10.由此,进一步计算出生态水位和生态环境需水量,该生态水位系数也为其它类似湿地提供了生态水位计算标准.白洋淀全年的月平均最小生态环境需水量为0.87×108m3,理想生态环境需水量为2.78×108m3.计算结果表明,湿地生态环境需水量夏季最大,冬季最小,符合季节气候水文条件变化规律;从实践角度看,其生态水的配置是可行的.同时,该方法可为国内其它湿地的生态环境需水计算提供参考.     

多元分析方法在白洋淀水质监测中的应用

应用国家标准《水质一微型生物群落监测-PFU法》获得原生动物群落的特征参数，结合化学指标的监测得到的数据，运用主成分分析和聚类分析等多元分析方法，对枯水期白洋淀水质进行了综合评价。结果表明，枯水期影响白洋淀水质的主要因子是NH3-N、COD、BOD。等。通过聚类分析发现，府河入淀口南刘庄与圈头两个采样点污染最重．表明府河污水仍是白洋淀的重要污染源．同时淀内的人口大村圈头的内源性污染也已产生重要影响。上述结果表明，多元分析方法在PFU法监测中应用能够使监测结果更加明确、简单。     

白洋淀沉水植物群落时空变化及影响因素

白洋淀是华北地区最大的浅水湖泊,对于维护雄安新区生态安全具有重要意义. 基于2010年、2019年白洋淀沉水植物群落和主要环境因子的采样调查数据,分析沉水植物群落组成、分布变化及其与水位和水质之间的关系,并采用沉水植物群落质量指数(SMQI)评价淀区沉水植物群落质量状况,采用综合污染指数(WQI)评价淀区水质状况. 结果表明:与2010年相比,2019年白洋淀沉水植物种类数由10种变为9种,优势种由金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)、轮藻属一种(Chara sp.)变为金鱼藻、篦齿眼子菜、狸藻(Utricularia vulgaris)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum);金鱼藻出现频率无明显变化,篦齿眼子菜、狸藻、穗状狐尾藻和大茨藻(Najas marina)出现频率明显增加,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)出现频率有所减少;大部分淀泊沉水植物群落质量有所提升,SMQI平均值从3.87升至4.98,淀区中部和东部的沉水植物群落质量普遍好于西部府河、孝义河入淀口附近;几乎所有淀泊水质都明显好转,WQI平均值从2.80降至0.77,尤其是入淀口至北部烧车淀区域水质改善明显. 冗余分析显示,沉水植物群落分布与总磷、叶绿素a浓度均呈显著相关,其次是水深和透明度. 沉水植物与水深、透明度的关系分析表明,冬春季补水不利于沉水植物的萌芽与生物量增长,且2019年白洋淀水位超出沉水植物适生范围(水深/透明度<3). 沉水植物与水质的关系分析表明,白洋淀已无藻型浊水区,因此具备沉水植物自然修复的水质基础. 建议白洋淀在实施生态补水时考虑沉水植物的光合特性与生活史规律,并针对沉水植物生物量较高的淀泊实施平衡收割.      

白洋淀表层沉积物元素的空间特征、风险评价及来源分析

对白洋淀流域表层沉积物中营养元素(N和P)、重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Co、Ni及Sn)及粒度进行研究,分析元素的空间变化并进行污染和风险评价,在此基础上结合河流的沉积特征,利用多元统计方法分析淀内沉积物元素的来源及其变化规律.结果表明,白洋淀和河流表层沉积物重金属平均含量均高于背景值,淀内空间上呈现营养元素"西北高东南低",重金属"中部高南北低"的特征;表层沉积物中元素综合污染指数(I)大小顺序为:Cd Pb Cr Cu=Zn Ni Sn Co,其中Cd为重度污染,其它重金属为中度污染,枣林庄地区Cr为重度污染;潜在生态危害系数(Eri)大小顺序为:Cd Pb Cu Cr Ni Zn,其中Cd除采蒲台地区具有强潜在生态风险,其他元素具有轻度潜在生态风险.淀内沉积物质地差异较小,流域河流入淀后的面源污染是影响白洋淀表层沉积物元素空间变化的主要原因,但淀内村庄的点源污染也不容忽视,尤其是元素N、P、Pb及Cr.     

白洋淀自然保护区村庄环境综合整治研究

文章在实地调查、室内实验和查阅大量资料的基础上,从淀内生活垃圾、淀内污水排放、水产养殖业和畜禽养殖业和农药化肥施用5个方面存在的环境污染问题进行了比较深入的分析,同时认为白洋淀淀内污染已成为主要污染源。针对东田庄村具体情况,提出垃圾处理、污水处理工程、水产养殖和家禽养殖业、厕所粪便处理、岸坡的生态防护5个方面进行村庄整治,从而改变白洋淀村庄环境污染状况,保护白洋淀生态环境。     

Eco-environmental water demands for the Baiyangdian Wetland

In recent years, the hydrological characters of Baiyangdian Wetland have changed greatly, which, in turn, influence the biotic component, the structure and function of the wetland ecosystem. In order to determine the demands for water resources of ecological wetland system, a method of ecological water level coefficient was suggested to calculate the water resources demands for wetland environment use. This research showed that the minimum coefficient is 0.94 and the optimal coefficient is more than 1.10. According to these two coefficients, the ecological water level and water quantity can be estimated. The results indicate that the amount of the minimal and optimal eco-environmental water requirements are 0.87 × 10⁸ and 2.78 × 10⁸ m³ in average monthly, respectively, with the maximum eco-environmental water requirement in summer and the minimum in winter. The annual change of eco-environment water demand is in according with the climate change and hydrological characters. The method of ecological water level emphasizes that wetland ecosystem adapts to the hydrological conditions, so it can be used in practice well. __________ Translated from Acta Scientiae Circumstantiae, 2005, 25(8): 1,119–1,126 [译自: 环境科学学报]     

苏州盛泽湖湿地生态恢复初探

湿地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。盛泽湖是位于苏州相城区东北部的天然浅水湖泊,东临阳澄湖,面积为3.86 km^2。由于当地居民对湖泊进行过度养殖和捕捞、大量的围湖造田和进行农业生产建设、工农业废水和生活污水直接排入水体及湿地附近砖瓦厂的取土等原因引起盛泽湖湿地的生态退化。用生态规划的方法来探讨如何对盛泽湖湿地进行生态恢复,并从环境效益、社会效益和经济效益来分析规划方案实施后的效果。     

白洋淀湿地生态系统健康评价研究进展综述

白洋淀湿地生态系统健康评价是白洋淀环境管理和研究的热点问题之一。以生态系统健康概念为基础,阐述了白洋淀湿地生态系统健康评价的研究方法、研究现状,系统梳理了目前应用的白洋淀健康评价指标,对众多评价标准进行了分析,总结了白洋淀系统健康状况,比较并重点讨论了白洋淀湿地健康评价指标体系及存在的问题。在此基础上探讨了今后发展的方向。     

EMERGY analysis for sustainability evaluation of the Baiyangdian wetland ecosystem in China

This study presents a quantitative and ecological benefit evaluation of the Baiyangdian wetland in China between the years 2000 and 2006. Methods of EMERGY analysis were applied to illustrate the wetland ecosystem, to evaluate the economic and environmental inputs and consequent yields, and to assess the sustainability of the Baiyangdian wetland. The indicators for the integrated ecological and economic system, such as EMERGY yield ratio (EYR) (7.51), EMERGY investment ratio (EIR) (4.52), environmental loading ratio (ELR) (2.92), EMERGY exchange ratio (0.41), and EMERGY sustainable indicator (ESI) (2.57) were calculated, compared, analyzed, and discussed. The non-renewable investment in Baiyangdian was greater than renewable investment, leading to the unsustainable development of the system. High EYR indicated that the Baiyangdian integrated system had created huge profits for its people, while ELR and ESI revealed that human behavior has been a heavy burden on the environment, and countermeasures should be taken by the Chinese government to relieve and resolve these problems. Potential management methods were also proposed in this paper.     

白洋淀湿地不同时空水生植物生态需水规律研究

在对白洋淀典型水生植物的蒸腾量实地监测的基础上,确定了不同时间和空间下水生植物的蒸散系数,对白洋淀湿地基于现状和恢复目标下的植物生态需水量进行了等级划分和计算.研究结果表明,6～9月综合蒸散系数为3.21、6.24、6.02和1.86.水生植物需水量的时间分布规律为7月>8月>6月>9月,空间分布规律为陆地>水陆过渡带>水中.现状条件下,白洋淀水生植物6～9月的最小需水量分别为0.49×108m3、0.80×108m3、0.60×108m3、0.16×108m3,分别占湿地最小生态需水量的44%、56%、49%、50%(未包含湿地土壤需水量),与湿地最小生态需水量对应的最低生态水位为7.50m、7.50m、7.50m、6.30m.基于生态恢复目标,计算得到6～9月的水生植物最小生态需水量分别为0 56×108m3、0.91×108m3、0.69×108m3、0.19×108m3,为湿地最小生态需水量的30%、41%、35%、21%.对比白洋淀水生植物生态需水量的实际值和计算值发现,白洋淀水生植物的生态需水量在6～9月间分别是计算值的5.75倍、6.42倍、5.00倍和2.29倍.     

Wetland drainage in the Canadian prairies: Nutrient, salt and bacteria characteristics

Intensification of agriculture has led to renewed efforts to drain wetlands throughout North American prairies. It is perceived to threaten downstream ecosystem health through enhancing nutrient, bacteria and salt loading. An experiment was conducted to determine temporal variations in wetland solute storage and export upon drainage. Water quality along seven ditches and five natural spills that form between wetlands was also compared. The experimental wetland acted as a solute storage zone prior to its drainage. Variations in salts and DOC were influenced by hydrological processes, whereas variations in nutrients and bacteria were also influenced by biotic and/or sorption processes. Wetland water quality was an important control of drainage water quality as the wetland ditch acted as a simple conduit. Concentrations of TDN, DOC, HCO₃⁻, K⁺, and Ca²⁺ were higher in ditches than spills. Minimal changes in water quality along ditches and spills occurred, likely due to low spring temperatures that can restrict biotic processing and sorption. Since ditches connect wetlands to streams, they have a greater potential to contribute to downstream solute loading than spills. Wetland drainage efficiency and wetland water quality were deemed the factors critical to determining solute exports via ditches.     

城市化水文效应研究进展

受人类活动特别是城市化的影响,天然水文过程发生了显著变化。目前城市化的水文效应研究已经成为国际上的热点问题和前沿领域。文章回顾了国内外城市化过程所引起的水文效应研究现状,述评了现有研究方法和主要研究内容:①城市化对降水的影响具有地区差异和季节差异,其影响程度还存在争议,城市化降水效应机理有待研究;②城市化地区河网结构趋于简单,目前平原河网地区水系分级方法不明确;③不透水面变化改变长期径流量、水质以及暴雨洪水洪峰流量、洪峰过程,其定量关系的阈值需要确立;④变化下垫面条件下流域生态系统结构和功能,水文过程与生态过程耦合需要进一步研究。最后提出了存在问题和进一步研究的思路,以便作为城市水文学研究的参考。     

扎龙湿地水量平衡分析

对扎龙湿地1956-2000年的水循环要素特征进行分析,并计算了扎龙湿地在自然条件下的水量平衡关系。结果表明,扎龙湿地在研究时段内蓄水量总体呈下降趋势,蓄水量平均每年减少16.8×106m₃。大气降水是扎龙湿地的主要水源,占总来水量的61.5%,其次是上游乌裕尔河和双阳河的河川径流量,占36.5%,区间径流很小,只占2.0%;扎龙湿地的主要耗水项是蒸散(发),占总耗水的74.4%,其次是渗漏,占14.5%,下游出流只占11.1%。     

草海湿地生态系统健康评价

贵州省威宁草海是贵州最大的天然高原淡水湖泊,同时也是我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表,成为中国西南地区迁徙水禽的重要越冬地和停歇地。但草海湿地生态系统由于人类活动加剧引起的其功能作用会削弱、生物多样性会降低、水体富营养化等生态环境问题多方面的影响导致其表现出明显的生态脆弱性,尤其是在其生态系统的生态环境方面表现尤为突出。如果草海受到多方面的影响不及时加以制止和消除,将直接威胁着草海湿地生态系统的稳定。本文首先从湿地的生态特征、功能和社会经济环境三个方面的30个主要影响草海生态健康的因子进行分析,并对每个因子的健康状况进行调查、分析说明。其次,利用模糊综合评价模型中的层次分析法对草海生态健康影响的30个主要因子进行了整合分析,并对草海现在的健康状况应用平均加权原则进行了评估。最后,针对草海目前的健康状况,对草海今后的防治提出了相关建议。