双台河口湿地生态系统稳定与预警研究

Artificial and natural factors break the wetlands’ landscape and shrink its area, meanwhile, the shortage of water supplement imperil the stabilization of wetlands. The protective measures are backward because of the fragility and diversification of wetlands ecosystems. Researches about stability evaluation and warning of ecosystems are highly required. Shuangtai estuary wetland has important effects on improving water quality of flow into the Bohai sea, which is the last barrier of Liao River which flows into the Bohai sea. This research establish a model of landscape safety situation by analyzing remote sensing images of this wetland among 15 years by using arcGIS. The biomass of pants calculated by normalized difference vegetation index (NDVI). The ecological stability water requiremental threshold determined by the model of energy balance(SEBS). The evaluation of wetland soil environmental capacity based on structural model. And build a basic database by using longterm localization data, build creature, water and soil subsystem model and set reasonable threshold. At the same time, fitting all models and indices, building up stable prediction model which is based on system dynamics rate variable fundamental intree model, and using computer language to achieve the dynamic simulation of wetland ecosystem. Under the guidance of ecology theoretics, this research make the quantitative evaluation of the stability of wetland ecosystem, and make scientific prediction to its trend of development. The research production can consummate ecosystem stability theory, meanwhile, providing scientific basis for management of wetland.

人为和自然因素影响使湿地景观破碎，面积萎缩，水分供给不足，湿地稳定受到威胁。湿地的生态脆弱性及动态变化性导致保护措施滞后，生态系统稳定评价及预警研究亟待进行。双台河口湿地是辽河入渤海的最后屏障，对净化渤海入流水质意义重大。本研究拟利用arcGIS软件以该湿地15年遥感影像为基础分析湿地景观变化，利用灰色关联分析筛选湿地稳定性评价指标体系，采用归一化植被指数（NDVI）计算生物量，基于能量平衡系统模型（SEBS）确定生态稳定需水阈值，基于结构模型评价湿地土壤环境容量。以课题组长期定位研究数据构建基础数据库，建立生物、水分及土壤子系统动态模型，分别界定合理阈值；基于系统动力学流率基本入树建模法建立稳定性预测模型；利用计算机语言实现湿地生态系统动态仿真。研究拟在生态学理念指导下，对湿地生态系统稳定进行定量评价，对其发展趋势作科学预警。成果可丰富湿地生态系统稳定理论，为湿地管理提供科学依据。

项目的背景：人为和自然因素影响使湿地景观破碎，面积萎缩，水分供给不足，湿地稳定受到威胁，生态系统稳定评价及预警研究亟待进行。辽河口湿地是辽河入渤海的最后屏障，湿地稳定对渤海保护意义重大。.主要研究内容：本研究解译了辽河口湿地1985年～2015年间Landsat TM/ ETM+/OLI影像数据；采用CSR模型建立了湿地生态系统稳定性评价指标体系；运用相关分析及RDA分析方法筛选出湿地稳定的主要驱动因子；基于灰色系统理论建立稳定预测模型，并对未来20年湿地稳定状态进行了预测；拓展研究了湿地敏感性分析决策。.重要结果：①经CSR模型评价，近30年间辽河口湿地生态系统稳定值平均为0.41，处于一般稳定状态。②湿地稳定的驱动力为：人为因素主要影响湿地面积、湿地景观、湿地植物生物量；自然因素主要影响湿地植物冠层温度。气温、降水量和河流含沙量为主要自然驱动力；水产品产量、土地利用率和化肥施用量为主要人为驱动力。③逻辑斯蒂曲线模型评价结果与CSR模型一致，湿地为一般稳定状态；未来30年湿地在2025年后较不稳定，且有加重趋势。④湿地潮滩稳定性变化响应敏感性依次为压力层指标、状态层指标和响应层指标，人为因素影响程度大于自然因素。故减少人为扰动是提高辽河口湿地稳定性的有效途径。.关键数据及其科学意义：①近30年间辽河口湿地面积共减少了79.96km2，年平均递减速率约2.67km2；同期天然湿地有15.64%转为人工湿地；共有6.20%转为非湿地。②近30年间湿地生态系统稳定值为0.41，为一般稳定状态。③影响湿地稳定的自然及人为驱动因子主要有6个。④未来30年湿地稳定综合指数从0.43逐年下降至0.31，在2025年后较不稳定。⑤湿地潮滩近30年稳定性综合指数平均值为0.43，处于较稳定状态；且未来30年湿地日益稳定，2045年达到0.70。量化评价湿地稳定状态是科学管理湿地的依据。