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白洋淀湿地生态水文过程耦合作用机制及综合调控研究

作　者: 赵志轩
导　师: 王浩; 严登华
学　校: 天津大学
专　业: 水文学及水资源
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
分类号: X37
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
下　载: 279次
引　用: 2次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
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

白洋淀湿地生态水文过程耦合作用机制及综合调控研究

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