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黄河三角洲芦苇沼泽恢复区位于黄河三角洲国家级自然保护区大汶流管理站辖区内,是保护区内珍稀水禽,尤其是国家一级保护鸟类--东方白鹳(Ciconia boyciana)的重要栖息、繁殖场所。自2002年7月份开始实施湿地生态补水工程以来,生态补水取得了一定的效果,但是仍然存在一些问题。本研究在对已有生态补水合理性评价,以及芦苇和东方白鹳对水深的响应分析的基础上,采用分时水位模拟方法,确定适宜的生态需水量(阈值),并制定出科学、合理、可行的生态补水方案,为管理者提供依据,有助于生态系统的可持续发展。本研究的主要研究内容及结论如下:
(1)湿地鸟类是湿地生态系统的重要组成部分之一。鸟类对生境具有高敏感性,湿地鸟类的各种行为、种群动态及群落结构都与生境生态环境状况密切相关。本研究采用基于鸟类-生境响应的生态补水合理性评价方法,对十五万亩湿地恢复区的生态补水合理性进行评价。结果显示,生态补水前后,黄河三角洲湿地恢复区的生境类型及组成发生了较明显的变化,芦苇和明水面的面积有了明显的提高;植被对生态补水的响应较明显,植被群落逐渐由芦苇→柽柳+盐地碱蓬的逆向演替转变为柽柳+盐地碱蓬→芦苇的正向演替;湿地水鸟的种类有了显著增加,年际变化明显,重点保护目标——东方白鹳的数量基本上呈现出稳步增长的趋势,且巢数和繁殖对数已从恢复前的零记录到目前的二十余个(对)。经过9年的恢复,恢复区的生态补水取得了一定的效果,生态补水较合理,但是管理者在管理过程中,包括在补水量(水位)、补水时间等的控制上还缺乏科学性。
(2)影响水鸟生境选择的主要环境因素为植被高度、盖度、水深、明水面比例等。研究区的优势植物种为芦苇,其盖度和高度是影响东方白鹳栖息地选择的重要因素,同时芦苇的盖度和高度受水深条件的影响。芦苇对水深梯度的适应存在季节差异。研究表明,浅水芦苇区芦苇春、夏、秋季盖度达到最大值时对应的水深分别为0cm、14cm、11cm,此时盖度最大分别为53%、67%、62%;芦苇高度达到最大值时对应的水深分别为6cm、12cm、9cm,此时高度最大分别为86cm、140cm、157cm。旱地芦苇区芦苇春、夏、秋季盖度达到最大值时对应的水深分别为-0.4cm、-0.8cm、-5.7cm,此时盖度最大分别为50%、65%、55%;高度达到最大值时对应的水深分别为-0.3cm、-0.1cm、-3.9cm,此时高度最大分别为74cm、139cm、161cm。
(3)东方白鹳对不同生境的适应性不同,研究区内东方白鹳对旱地芦苇、浅水芦苇、明水面和裸地四种生境的选择系数分别为0.185、0.754、0.046和0.015,偏好浅水芦苇。东方白鹳在春、夏、秋-冬季喜欢的水深阈值不同,综合芦苇盖度和芦苇高度两个生境变量,东方白鹳在浅水芦苇区和旱地芦苇区内,三个时期的偏好水深阈值分别为[0,5.7]cm、[5,29.8]cm、[3.3,27.5]cm和[-1.3,0]cm、[-3.7,0]cm、[-7.7,-3.1]cm。
(4)研究区为无资料芦苇沼泽湿地,针对该区域的时间异质性,采用分时水位模拟的方法,通过不同季节生境适宜度评价,结合偏好水深的约束,确定不同季节的适宜生态需水量(阈值)。结果表明,研究区春、夏和秋-冬季的适宜水位(阈值)分别为4.35m、[4.55,4.7](m)和[4.5,4.7](m)以及对应的适宜生态需水量(阈值)分别为0.32×106m3、[0.58,1.40](×106m3)和[0.50,1.60](×106m3)
(5)基于研究区分时水位模拟及生态需水量的计算结果,制定该区域的分时补水方案。综合考虑了研究区蒸发、降雨等水量交换因素后,计算出满足春、夏、秋-冬季节水量需求的适宜生态补水量分别为2.83×106m3、[1.44,2.26](×106m3)、[2.38,3.48](×106m3)。为切实保证研究区水位稳定在适宜生态水位(阈值)内,确定了春、夏、秋-冬季生态需水量与模拟水位的相关性关系,以便于管理者通过实时监测的水位数据计算调(泄)水量。