了得網工業技術_河口濕地生態環境需水規律與調控管理--以遼河三角洲為例

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《河口濕地生態環境需水規律與調控管理：以遼河三角洲濕地為例》可作為環境科學、濕地生態、生態與環境規劃等方向科研人員和政
府部門管理人員的參考用書，也可作為水生態方向相關專業研究生教材。

內容簡介

本書以國家自然基金"遼河三角洲濕地蘆葦需水規律研究"（50879046）為依托，以課題組近5年的研究成果為基礎，以遼河三角洲河口濕地為研究對像，按照濕地生態繫統的結構和功能，把生態環境需水量劃分為4種類型：濕地植物需水量、濕地土壤需水量、生物棲息地需水量以及湖泊-坑塘-水庫-養殖用地生態環境需水量，並分別確立了需水量的級別和相應指標。在此基礎上提出遼河三角洲水資源的管理模式。

作者簡介

篇理論篇
章緒論
節遼河三角洲濕地現狀
一、遼河三角洲濕地發展歷程
二、水資源現狀
三、水質情況
第二節濕地生態環境需水量研究現狀
一、國外研究現狀
二、國內研究現狀
第三節濕地生態環境需水量研究展望
一、遼河三角洲濕地生態環境需水量解決對策
二、研究展望
第二章遼河三角洲濕地概況
節濕地的演變歷史篇理論篇
章緒論
節遼河三角洲濕地現狀
一、遼河三角洲濕地發展歷程
二、水資源現狀
三、水質情況
第二節濕地生態環境需水量研究現狀
一、國外研究現狀
二、國內研究現狀
第三節濕地生態環境需水量研究展望
一、遼河三角洲濕地生態環境需水量解決對策
二、研究展望
第二章遼河三角洲濕地概況
節濕地的演變歷史
一、地理位置
二、遼河三角洲地貌演化
三、遼河三角洲濱海濕地的形成
四、遼河三角洲濕地的演化規律
第二節自然概況
一、地質地貌特征
二、水文條件
三、氣像氣候條件
四、土壤類型及植物資源
第三節社會經濟狀況
第四節流經濕地水繫
第三章遼寧三角洲濕地生態環境需水量
節遼寧雙臺河口濕地生態環境需水量研究方法
一、國外生態環境需水量方法介紹
二、適用於我國的濕地生態環境需水量計算方法介紹
三、河口濕地生態環境需水量計算方法的選取
第二節遼寧雙臺河口濕地生態環境需水量計算
一、利用3S技術進行信息提取
二、遼寧雙臺河口濕地生態環境需水量變化分析
三、本章小結
第四章遼河三角洲濕地植被需水機理
節不同水層深度對蘆葦生長狀況的影響
一、研究現狀
二、試驗布設
三、觀測內容與方法
四、不同地下水埋深對蘆葦生長的影響
五、不同地下水埋深對蘆葦各部分含水率的影響
六、不同地下水埋深對蘆葦產量的影響
七、不同試驗處理對土壤速效養分的影響
八、蘆葦成熟後各部分數據分析
九、小結
第二節不同曬田程度對蘆葦的影響
一、不同曬田程度對人工濕地蘆葦迅速生長期生態特征的影響
二、不同試驗處理對植株含水量的影響
三、不同試驗處理對蘆葦產量的影響
四、不同試驗處理對桶栽土壤速效養分的影響
五、小結
第三節不同水分條件下蘆葦根繫發育規律
一、研究現狀
二、試驗布設
三、調查的內容與方法
四、調查研究結果與分析
五、小結
第四節蘆葦充分灌溉模式研究
一、研究的理論基礎
二、研究結果及分析
三、小結
第五節遼河三角洲濕地蘆葦水分生產函數
一、試驗方法
二、蘆葦水分生產函數研究
第二篇應用篇
第五章基於3S技術的遼寧雙臺河口濕地分布格局和時空動態
節研究概述
一、3S技術在濕地研究中的應用
二、濕地景觀分布格局研究
三、濕地景觀時空動態變化研究
第二節景觀分類及基礎數據的提取一
一、雙臺河口自然保護區的景觀分類
二、數據來源
三、遙感數據的提取方法
第三節雙臺河口自然保護區景觀格局動態變化分析
一、景觀格局動態變化研究方法
二、雙臺河口自然保護區景觀格局分布研究
三、雙臺河口自然保護區景觀動態變化研究
四、研究區景觀類型轉化研究
第四節雙臺河口自然保護區景觀格局演變驅動力分析
一、自然因素分析
二、人為因素分析
第五節遼寧雙臺河口濕地自然保護區景觀變化趨勢預測研究
一、景觀變化的預測方法
二、景觀變化的預測研究
第六節小結
第六章遼寧雙臺河口濕地遙感監測與濕地信息繫統的建立
節遼寧雙臺河口濕地自然保護區概況
一、概況
二、保護區功能分區
三、遼河三角洲濕地現狀及原因
第二節濕地遙感監測
一、基礎資料和工作環境要求
二、野外實地測量考察
第三節遙感圖像解譯方法
一、直接判讀法
二、相關分析法
三、分層分析法
四、綜合分析法
第四節遼寧雙臺河口濕地信息繫統的建立
一、盤錦市2000年與2005年濕地面積對比
二、遼寧雙臺河口濕地土地分類繫統建立
三、遼寧雙臺河口濕地解譯標志建立
四、解譯成果
五、面積計算
六、屬性信息輸入與查詢¨
第五節雙臺河口自然保護區內部生態功能分區
一、分區的原則和依據
二、生態功能分區
三、遼寧雙臺河口濕地的生態環境功能
第七章遼河三角洲濕地用水管理
節濕地水資源優化配置
一、方案設置
二、遼寧雙臺河口濕地水資源供需平衡分析
三、結果分析
四、遼寧雙臺河口濕地特枯年份水資源配置對策
第二節濕地水分的調控
一、濕地水分調控的必要性
二、濕地水分調控的措施
第三節濕地水分的管理
一、采取法律手段，依法管理濕地
二、進行長期有效的監測
三、加大濕地優先保護力度
四、完善濕地保護的政策體繫，加強宣傳教育
五、加強水污染防治，改善與提高水環境質量
六、發揮濕地自我修復能力
後記
圖版

前言

媒體評論

在線試讀

篇理論篇

章緒論

節遼河三角洲濕地現狀
一、遼河三角洲濕地發展歷程
遼河三角洲的大規模開發始於 20世紀 60年代，由於開發歷史較短，土地利用方式相對單一，景觀的異質性水平亦較低。隨著人為干擾強度的增加，景觀破碎化程度加深，形狀破碎化降低。內部生境破碎化與斑塊大小呈正相關，基本隨人為干擾強度增加而降低。景觀破碎化與優勢度增高（由於人類的介入，使得景觀結構趨向單一，即優勢度增高多樣性降低）並不矛盾，由於人類定向選擇造成許多景觀類型（生態繫統）退化或消失，同時人類活動又不斷分割景觀使原來整體的自然景觀分化成為不同類型景觀斑塊 [1]，引起整個區域內景觀格局和功能的變化。
遼河三角洲濕地屬於暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候，年均降水量 623.2mm，近年來隨全球氣候變暖變干，海平面不斷上升，降水逐漸減少，致使河流、湖泊等水面縮小，部分沼澤、灘塗濕地有向旱地、荒草地演變的趨勢，面積逐漸減少[2]。水分和鹽分是制約葦田生長的主要因子，而海水和河水的彼此消長決定著當地土壤的水鹽運動。如果河道來水量不斷下降，則會產生海水倒灌的危險，使得遼河三角洲濕地含鹽量不斷攀升，從而影響蘆葦的產量，導致靠近河口地區的蘆葦濕地不斷退化，造成葦田面積的減少，由 1995年的266.45km2減少到2010年的
243.78 km2[3]。蘆葦面積的減少，導致草根層破壞，濕地疏干，降低了濕地對洪水的攔蓄功能。同時，由於濕地疏干後，濕生植被演變為中生或旱生植被，覆蓋率降低，增大了地表蒸騰蒸發，加劇了干旱化、鹽堿化和風沙化的程度，與此同時，濕地受到破壞後，向地下水補給水分的功能喪失，降低了地下水的儲備量從而導致區域濕地生態環境惡化。篇理論篇

章緒論

節遼河三角洲濕地現狀
一、遼河三角洲濕地發展歷程
遼河三角洲的大規模開發始於 20世紀 60年代，由於開發歷史較短，土地利用方式相對單一，景觀的異質性水平亦較低。隨著人為干擾強度的增加，景觀破碎化程度加深，形狀破碎化降低。內部生境破碎化與斑塊大小呈正相關，基本隨人為干擾強度增加而降低。景觀破碎化與優勢度增高（由於人類的介入，使得景觀結構趨向單一，即優勢度增高多樣性降低）並不矛盾，由於人類定向選擇造成許多景觀類型（生態繫統）退化或消失，同時人類活動又不斷分割景觀使原來整體的自然景觀分化成為不同類型景觀斑塊 [1]，引起整個區域內景觀格局和功能的變化。
遼河三角洲濕地屬於暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候，年均降水量 623.2mm，近年來隨全球氣候變暖變干，海平面不斷上升，降水逐漸減少，致使河流、湖泊等水面縮小，部分沼澤、灘塗濕地有向旱地、荒草地演變的趨勢，面積逐漸減少[2]。水分和鹽分是制約葦田生長的主要因子，而海水和河水的彼此消長決定著當地土壤的水鹽運動。如果河道來水量不斷下降，則會產生海水倒灌的危險，使得遼河三角洲濕地含鹽量不斷攀升，從而影響蘆葦的產量，導致靠近河口地區的蘆葦濕地不斷退化，造成葦田面積的減少，由 1995年的266.45km2減少到2010年的
243.78 km2[3]。蘆葦面積的減少，導致草根層破壞，濕地疏干，降低了濕地對洪水的攔蓄功能。同時，由於濕地疏干後，濕生植被演變為中生或旱生植被，覆蓋率降低，增大了地表蒸騰蒸發，加劇了干旱化、鹽堿化和風沙化的程度，與此同時，濕地受到破壞後，向地下水補給水分的功能喪失，降低了地下水的儲備量從而導致區域濕地生態環境惡化。
同時，隨著社會經濟的飛速發展，諸如修建防洪壩等水利設施、擴建居民住宅和公共道路交通等占地面積較廣的城建工程的不斷開發建設，農業產業結構的轉變，水產養殖和種植經濟作物的發展導致了魚塘和果蔬用地面積明顯上升，從而造成了蘆葦沼澤濕地和灘塗濕地面積的大量減少；造成大量周邊濕地景觀被占用和隔離，致使景觀斑塊數量不斷上升。同時，地表水和地下水源遭到嚴重阻斷，造成大量濕地因水分干涸而消亡或退化為荒草地，這反映出景觀破碎化趨勢日益嚴重[4]。不斷擴建的水庫和防洪壩，一方面，切斷了水利設施與下遊河流的水源，造成內流區地表鹽分向下遊排洩困難，除了造成沼澤、湖泊等天然濕地面積的減少，還加劇本區濕地鹽堿化的程度；另一方面也減少了沼澤、湖泊、灘塗等濕地的上遊水源。自然濕地景觀面積的減少、內部結構的簡單化造成生態繫統自我調節能力和抗干擾能力下降，提高了濕地的脆弱性。
二、水資源現狀
遼河三角洲濕地位於遼河的入海口處，是遼河進入渤海的昀後一道屏障。遼河在遼寧省境內的流域面積為 6.92萬 km2，被稱為遼寧的“母親河”。遼河流域水資源總量約為 214×108m3，目前實際供水量為 151.78×108m3，水資源開發利用率已達 71%，大大超過了水資源開發利用的極限。即使這樣，遼河中下遊地區每年缺水約為 30×108m3，瀋陽、鐵嶺、盤錦等大中城市，都進入了全國 100座嚴重缺水城市的行列。
近年來，遼河三角洲濕地上遊來水減少，河道斷流，生態環境惡化。據遼寧境內遼河干流站福德店水文站統計，東、西遼河自 2000年以來已連續 4年沒有來水了，遼河自 2000年開始出現斷流，2000年斷流 138天，2001年斷流 142天，2002年斷流 187天，2003年斷流 127天，2004年斷流 100天。連續枯水造成河道干枯，失去了地下水補給、輸沙、排鹽等作用，土地沙化、濕地萎縮等生態問題十分嚴重。遼河的入海口盤錦地區，近幾年來水量由原來的 50×108m3減少到 30×108m3，入海口泥沙淤積，形成“海水倒灌”現像，地表水和地下水的含鹽度增高，加劇了土壤鹽堿化，自然環境遭到嚴重破壞 [5]。造成水資源現狀的原因主要有以下幾個方面。
（1）降水量減少，連續 5年干旱。太陽黑子相對數年周期性變化，對遼寧省降水量影響極為顯著。近幾年，正值太陽黑子活動的高峰期，受其影響，遼河流域年降水量較常年偏少 20%～30%，降水量時空分布極不均勻，自 2000年開始遼河流域出現連續干旱年份，河槽徑流稀少，地下水位降低。
（2）人類活動影響。沿河各地大肆砍伐樹木、侵占草場、森林、農田、灘地，造成植被破壞，土質疏松，泥沙俱下，部分河段河床以每年 10cm的速度在增高，造成下遊河段河底高程抬高，河水下洩不暢；同時，河床積沙較厚，造成地表水大量滲漏，很難形成徑流；另外，一些沿河城市為打造城市亮點工程，在干支流上利用橡膠壩攔截河水修建人工河，使本來來水量就不多的遼河水更少了。
（3）水資源開發嚴重“透支”。依據國際慣例一條江河極限水資源開發利用率為 40%，而遼河水資源開發利用率已達 71%，大大超過了水資源開發利用的極限。遼河水繫就像一棵大樹，主要支流呈扇形分布，各地為了加強治理與開發，相繼在干、支流建成了 81座大、中型水庫，其中僅中上遊的通遼市就有大、中、小型水庫 105座，基本上控制了遼河洪澇災害的發生，但同時也使遼河水被截流，把一條“活河”變成了“死河”，遼河主要支流共有 14條，其中絕大多數都建立了攔蓄水工程，攔蓄水總量 64×108m3。
由於多年來無節制地引水截水，不考慮河流的承載能力，造成了遼河水資源開發嚴重“透支”。20世紀 90年代，經濟發展及人口的增加，對水資源的需求日益增加，造成地下水超采嚴重，據統計遼河流域地下水超采量達 10.78×108m3，瀋陽、遼陽、通遼等地因大量超采地下水，形成了大面積地下水降落漏鬥，大大降低了區域水資源的可再生性[6]。
三、水質情況
遼河中下遊是遼寧工農業發達、人口密集的地區。近幾年，遼河中下遊地區每年向遼河排放廢污水的總量近 20×108m3。遼河由於河道徑流小，排污能力差，所以納污量急劇增加，水質嚴重惡化 [7]。2005年，87.1%的國控斷面未達到功能要求，主要污染指標是 COD、氨氮、 BOD5、高錳酸鹽指數、揮發酚、石油類、溶解氧、枯水期水質較差。“十五”期間，流域水質總體無明顯變化， 2005年劣Ⅴ類水質斷面比例為 46.9%，比 2000年減少了 5個百分點 [8, 9]。同時，流域中眾多的水庫、排洪攔蓄工程的建設，改變了河流自然繫統水循環的流路，降低了中下遊地下水的補水與蓄水功能，以及地表水的自淨能力。長期以來水資源開發利用很少考慮遼河的承載能力，更沒有評估和量化維持遼河生態繫統平衡所需的用水量，從而導致河枯湖干，水質污染，生態環境惡化 [10, 11]。據觀測，自上遊至下遊鐵嶺、瀋陽和盤錦段河水均為劣Ⅴ類水質。水庫蓄水量嚴重不足，13座大中型水庫的實際庫容量僅為設計庫容量的 1/3，水中污染物濃度急劇上升，如高錳酸鹽指數上升加快，水庫水質惡化加劇。目前隻有 2座水庫水質符合國家Ⅲ類水質標準， 7座水庫水質為Ⅳ類水質，其餘 4座水庫的水質均為Ⅴ類或劣Ⅴ類水質，甚至有些水庫已喪失了供水功能。遼河水污染已由下遊蔓延到中上遊，由河槽擴散到水庫，由城市擴散到農村，由局部河段發展到全流域[12, 13]。
綜上所述，近年來，由於全球氣候變暖、降水量減少、過度放牧、疏干沼澤、不合理開發泥炭資源等造成遼河三角洲濕地水環境嚴重惡化 [14, 15]。遼河三角洲濕地的水源涵養功能衰減、濕地面積萎縮、水資源日益短缺、生物多樣性銳減、泥炭資源遭到破壞、沼澤有機污染日趨嚴重，沼澤濕地的多種生態功能明顯下降，濕地生態環境需水量逐漸供應不足。
因此，研究濕地生態環境需水量是非常必要的，也是異常緊迫的任務。濕地生境復雜、物種豐富，是世界上昀富生產力的生態繫統之一，對區域和全球的經濟發展、環境保護有重要影響。研究濕地生態環境需水量，不僅可以降低濕地的侵蝕破壞、改善濕地狀況，還可以進一步提高濕地生態效益和經濟效益。
第二節濕地生態環境需水量研究現狀
生態環境需水量研究始於 20世紀 40年代，美國漁業與野生動物保護局對河道內流量對魚類產量影響的關注，興起於 70年代的大壩建築高峰期 [16]。經過幾十年的發展，生態環境需水量研究已積累了較多的成果。目前，關於濕地生態環境需水量研究的成果主要集中在河流生態環境需水量上，其中關於生態環境需水量評估方法占較大的比重。關於河流生態環境需水量研究的綜述分析，也主要是針對生態環境需水量評估方法進行梳理的[17-19]。本節主要介紹國內和國外關於濕地生態環境需水量的研究現狀，在論述生態環境需水量研究的歷史和現狀的基礎上，整理濕地生態環境需水量的研究成果，通過繫統的綜述濕地生態環境需水量的研究現狀，揭示目前濕地生態環境需水量研究面臨的主要問題。
一、國外研究現狀
生態環境需水量是在水資源開發利用活動擠占生態繫統用水並造成生態繫統退化的背景下提出的，而生態環境需水量的評估與保障也主要是為水資源管理活動提出的命題。因此，生態環境需水量研究進展與水資源管理的進展緊密相關。
早在 20世紀 40年代，隨著水庫的建設和水資源開發利用程度的提高，美國的資源管理部門就開始關注漁場減少的問題。美國魚類和野生動物保護協會開始對河道內流量與魚類生長繁殖、產量的關繫進行研究，提出了河道昀小生態或環境的概念。在 20世紀 70年代後，澳大利亞、加拿大、法國和南非等國家針對河

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