东平湖湿地水文化学过程的生态效应研究

湿地水文－植被生态关系研究诗湿地科学的传统研究领域，人类活动驱动下的湿地水文变化所导致的生态变化是当前湿地生态演化根本动力，也是湿地生态水文学研究的热点。本项目以南水北调工程为依托，以已经开始在南水北调工程中发挥调水蓄水作用的东平湖湿地为研究靶区，以东平湖湿地地下水位、地下水质（水化学特征）变化以及湿地植物群落结构、群落演替与群落格局的变化为研究对象，以对历史水文植被资料的搜集整理和前人研究成果为基础，通过在东平湖湿地设置典型生态监测断面对湿地的水位、水质和植物群落生态特征的时空变化数据的适时监测，分析东平湖湿地水位、水质与植物群落结构、演替和格局的关系，构建东平湖湿地水位－水质－植被关系模型，揭示东平湖湿地生态退化机理，为东平湖湿地生态保护和水资源的合理配置提供科学依据，为整个南水北调工程的顺利实施提供借鉴，对促进湿地生态水文学发展也将具有积极意义。

本项目以东平湖湿地水文化学特征变化对湿地植被的生态效应为研究主线，分析了东平湖湿地水位、水质与植物群落结构、演替和格局的关系，构建东平湖湿地水位－水质－植被关系模型，揭示东平湖湿地水文化学过程下的生态效应，为东平湖湿地生态保护和水资源的合理配置提供参考依据。本项目研究的核心内容是湿地的生态效应，研究的前提是湿地的水文化学过程，研究的背景是东平湖湿地。.在东平湖水文化学过程方面，研究结果表明：人类活动驱动下的湿地水文变化所导致的生态变化是当前湿地生态演化根本动力，东平湖已是人为调蓄水量的半人工湖，其湖水位的高低不完全受降水量的多少的影响，更大程度上受开闸放水、关闸蓄水的影响。人为干扰作用下，东平湖水型已由80年代的碳酸盐型转变为硫酸盐型；由于入湖河流污染，湖泊入湖口比出湖口总氮、总磷含量明显要高。沿入湖至出湖的水过程线该湿地生态系统通过物理、化学与生物过程达到对污染物质的去除与净化。在菹草生长旺季，湿地对总氮、总磷的去除率分别达85%与54%。作为洪泛的滞洪区，东平湖周边土壤会周期性处于水淹没状态，成为湖水、地表水与地下水之间的重要生态缓冲区。缓冲区的土壤在0-70cm的范围对氮、磷具有明显的滤过截留作用。根据Vollenweider与Dillon模型，结合主要污染物污染负荷量，东平湖总氮、总磷年削减量分别为12851.55t/a、 662.76t/a，年削减率分别为80.84%、68.52%。 .在东平湖生态效应方面，人工林、草地、农田是东平湖湿地水陆过渡带的主要植被类型，调查样地内的59种草本植物，分别隶属于26科，50属，原生湿地物种数最丰富，人工林次之，弃耕地最为贫乏。各土地利用方式下植物优势种、伴生种差异较大。其植被的盖度、密度和高度因土地利用方式不同均有明显差别，以原生湿地的草本植物最具优势，可见东平湖湿地不同土地利用方式及利用程度严重影响着草本植物的物种组成及其生长特征。而人工林与草地的土壤呼吸速率存在明显不同，原生湿地香蒲、芦苇与人工杨树林土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线，三种群落日平均土壤呼吸速率为：人工杨树林>芦苇﹥香蒲。春季，土壤呼吸速率与大气温湿度表现为极显著相关，可用指数模型表示；湿度对土壤呼吸的影响可用三次多项式模型表达。回归分析表明，众多环境因子中温度与湿度对土壤呼吸速率影响较大。 .