半干旱区内陆湿地水文条件变化对水禽多样性的影响研究

半干旱区内陆湿地以水文条件变化剧烈为主要特点，水禽多样性是湿地环境变化的重要指标，水禽多样性变化的水文调节机制是保护生物学关注的重要理论问题之一。松嫩平原地处我国半干旱区，内陆沼泽湿地分布集中，是东亚－澳大利亚鸟类迁徙路线上的重要栖息地。特殊的地理条件与人类活动导致的环境变化相叠加，严重影响了水禽的多样性。目前，该区多个自然保护区已被国家列入补水计划,为水禽生境的恢复与重建提供了可能。因此，本项目拟在较大的时空尺度上，通过野外实地调查研究水禽多样性的动态变化特征；通过遥感数据分析研究栖息地的水文条件及变化；利用统计分析等方法，分析水禽多样性变化的水文调节机制，建立水文因素控制模型。希望在流域尺度上开展水禽生境保护有所突破：计算湿地生态需水量，提出流域尺度上基于水禽多样性保护的水资源分配方案。本项目研究不仅可以丰富保护生物学的理论和实践，同时对半干旱区湿地恢复的生态补水具有科学的指导意义。

水禽的多样性是构成湿地生物多样性的重要组成部分，水禽的生态与保护问题由于湿地水文条件易受环境影响发生剧烈变化而受到格外关注。本项目以典型的半干旱区内陆湿地向海自然保护区为研究区，通过野外实地调查研究了水禽多样性的动态变化特征，分析了水禽多样性与珍稀濒危物种丹顶鹤繁殖数量间的关系；通过遥感数据研究了水禽生境的水文条件及变化规律，植物群落的生产力、动态变化及其与水禽多样性的关系；分析了水禽多样性变化的水文调节机制，建立了水文因素控制经验模型，提出了基于水禽生境保护与恢复的技术方案。具体研究结果如下：向海湿地水禽的多样性年际间变化幅度较大，对湿地水文条件（积水面积）的变化反应比较敏感。水禽的多样性变化与珍稀濒危物种丹顶鹤的营巢数量呈较好的正相关（R=0.915），验证了丹顶鹤是湿地生态环境质量“指示物种”的说法。分析了水禽多样性与湿地植被生产力间的关系，发现两者间并没有显著的正相关关系，这种关系可能是由观测时的随机误差、人为干扰等因素造成的；利用遥感数据分析了水禽生境的水文条件变化，发现向海湿地集水区域面积季节性变化很大，在夏季时面积最大，早春季节最小，年际间的变化更大，2000年左右超过了20平方公里，2004年以后基本无水。计算了该区基于水禽生境保护的生态需水量，即最小生态需水量为2.824×108m3-3.604×108m3；最适生态需水量为3.844×108m3-11.387×108m3,根据研究区内的河流流量、降雨量、蒸发量及积水面积等数据，利用多元回归方法建立了适宜生境保护的水文保障经验模型：0.75Qs+0.071Rs=23.84，基于此模型，提出了恢复和保护适宜生境的水量调控标准，即上游水库在适宜季节月平均流量至少控制在5m3/s。在综合考虑研究区水文特点、经济发展和水禽多样性保护的基础上，提出了向海自然保护区的湿地保护与恢复的技术与实施方案，具体包括：湿地水源保护技术与保护对策；水量调控与生态补水技术方案；湿地资源的可持续开发利用技术与策略；流域内节水产业与节水技术的开发方案；基于生态区的保护技术等。以上研究结果可为半干旱区内陆湿地的保护与恢复，相关自然保护区的科学管理提供科学依据。