湿地水文结构专题（课堂PPT）

1、1湿地水文专题2目录目录湿地生态系统的组成及形成组成及形成湿地水文结构理论理论湿地水文模型的研究与应用研究与应用湿地水文结构专题PART 1PART 1PART 2PART 2PART 3PART 33湿地水文结构专题湿地生态系统的组成及形成组成及形成生物成分生物成分湿地生态系统湿地生态系统非生物成分非生物成分动物动物植物植物微生物微生物物质物质环境环境水水大气大气土壤土壤能量能量湿生植物湿生植物中生植物中生植物水生植物水生植物4湿地水文结构专题湿地生态系统的组成及形成组成及形成 水文过程水文过程是湿地形成、发育和演化的最重要的驱动机制,径流与生物多样性构成湿地独特的生态水文特征,湿地生态系统

2、的发展、演替以及稳定与湿地径流和生物多样性的长期相互作用直接相关。因此,以水文学为基础,将湿地作为一个整体,从湿地径流和生物多样性变化角度来研究湿地的生存与发展及其需水原理必将是湿地生态需水研究领域的重要方向。5湿地水文结构专题湿地生态系统的组成及形成组成及形成陆地生态系统水生生态系统湿地生态系统 湿地生态系统位于水生生态系统与陆地生态系统的交界处，湿地生态系统的形成过程也就是湿地生态系统向陆地生态系统或水生生态系统的扩展过程。因此，湿地生态系统的形成过程也就可以氛围水体陆地化过程与陆地水体化过程。湿地生态系统的形成过程也就是湿地形成的三个条件逐渐具备的过程。在湿地形成的三个条件中，隔水层分布

3、状况是地质作用的结果，如果不考虑人为因素的影响，这个因素对湿地形成过程来说是一个既定因素，是无法改变的。这样，湿地生态系统的形成主要就是通过相对负地形条件和水文条件的变化来完成的。水体陆地化陆地水体化隔水层分布条件相对负地形条件水文条件6湿地水文结构专题湿地水文结构理论理论湿地水分运动与补给规律湿地水分运动与补给规律全球气候变化水土资源开发、土地围垦.植被破坏.7湿地水文结构专题湿地水文结构理论理论水文水文-生态演变机理生态演变机理 湿地属于由径流支撑的非地带性生态系统,具有独特的水文和生态特征,径流条件及分布决定了湿地活动区域的大小以及生物多样性的丰富程度。正常湿地具有稳定的水分来源,形成随

4、水文情势变化的有序的径流活动区域,可称之为湿地径流场。湿地径流场提供生物多样性生长条件,径流运动与生物多样性形成对应关系,以水源为中心,在水域活动及影响范围内具有不同的生境,形成一种类似于场的生物生境效应:各种生物在一个相对固定的范围内生存繁衍,具有适宜的生境条件,并形成生物链,可称之为生物多样性场。湿地径流场与生物多样性场的耦合关系,揭示了湿地生态系统的水文-生态演变机理。随水文情势变化的有序的径流活动区域,可称之为湿地径流场。以水源为中心,在水域活动及影响范围内具有不同的生境,形成一种类似于场的生物生境效应湿地径流场生物多样性场耦合分离8湿地水文结构专题湿地水文结构理论理论入流出流下渗地下

5、水补给湿地生态水文结构湿地生态水文结构湿地中心区湿地中心区湿地活动区湿地活动区 水分长期潴留的区域,在不同的水文条件下都保存水,犹如湿地心脏。基本功能是维持湿地最基本的水分条件,是保证湿地生存的前提。中心区大小范围的决定性因素是水文与地形地貌条件。 不同的水文条件下水分进退的径流活动区域。此处分布湿地独有的生物生境,是生物多样性丰富区域,生物多样性场随径流场的改变而调整和适应。9湿地水文结构专题湿地水文结构理论理论湿地概念性模型湿地概念性模型10湿地水文结构专题湿地水文结构理论理论作用意义作用意义 湿地消退的根本原因是径流场与生物多样性场的相继衰萎,导致湿地生态水文结构的退化。根据湿地生态水文

6、结构理论建立的湿地概念性模型,系统地描述了湿地生命过程与驱动机理,可成为湿地生态保护的科学研究与管理平台。 根据湿地生态水文结构分析计算湿地生态需水,机理明确,物理意义清楚,使湿地规划管理中的水资源平衡、水土资源开发、湿地补水,有科学理性基础。 根据湿地生态水文结构的稳定程度,建立湿地生态安全危机管理机制,可进行不同级别的预警管理,为管理部门在湿地保护、恢复及规划工作中提供一定的依据。湿地生态水文结构提供生态安全阈值:当湿地的水量减小到最小生态需水量的临界值(水面小于中心区面积)时,生态系统的安全已经降至最低,此时可称作/红色预警0,需要采取调水措施,以保证湿地生态安全;当湿地的水量连续多年使

7、湿地范围小于适宜活动区,湿地生物多样性场将萎缩,生物完整性难以维持,此时可称为/黄色预警0。湿地生态系统要存在一定的波动,使其处于一种动态平衡的状态中,湿地才能够健康地发展。科研管理意义规划管理意义生态管理意义11湿地水文结构专题湿地水文模型的研究与应用研究与应用由于没有专门的湿地水文模型,湿地水文模拟通常是借用流域水文学模型和水动力学模型。参考殷康前等的分类61,按其功能可以划分为:系统模型系统模型这种模型把湿地看作一个整体来研究,比如把湿地看作水库或者水箱,主要目的是研究湿地蓄水量的时间变化。这种模型把湿地的水循环过程纳入到流域单元内,考虑湿地与周边的密切水文联系,建立流域水文模型,主要目的是模拟及预测湿地水文过程。这是采用水力学理论和方法计算湿地地表流,用以模拟湿地在微地貌和水体植被的作用下水流的运动模式。这是采用水力学理论和方法计算湿地地表流,用以模拟湿地在微地貌和水体植被的作用下水流的运