基于生態(tài)水文學原理的衡水湖濕地研究方法概述

馮 蕾

（衡水學院生命科學系 河北 衡水053000）

1 基本概念

生態(tài)水文學(Ecohydrology)一詞由1992年Dublin在國際水與環(huán)境會議上提出，之后國內外諸多學者對其概念進行了解釋[1，2]。Rodriguez-Iturbe認為生態(tài)水文學是指在不同時空尺度，在生態(tài)過程與生態(tài)模式的基礎上研究水文機制的一門科學，認為其研究的核心應是濕地水文過程如何影響以植物為主要元素的生物過程及其反饋機制。Nuttle認為生態(tài)水文學重點研究的是水文過程對生態(tài)系統(tǒng)的配置、結構和演變的影響，及生物過程對水循環(huán)要素產生的影響[3]。

2 研究背景及意義

濕地作為陸地和水生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶，具有調節(jié)小氣候、凈化水體、涵養(yǎng)水源、防澇蓄洪和保護生物物種多樣性等重要功能。濕地的形成、發(fā)育、演替甚至消亡的全過程都會受到濕地水文過程直接或間接的影響。在人類活動及全球氣候變化的影響下，全球濕地生態(tài)系統(tǒng)嚴重被破壞，導致水資源短缺、水質惡化、水體面積萎縮和功能退化。我國的濕地生態(tài)安全問題同樣受到了嚴重影響，嚴重制約了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，因此，解決濕地生態(tài)系統(tǒng)水與生態(tài)退化問題具有極其重要的意義。

3 基于生態(tài)水文學原理的衡水湖濕地研究方法概述

衡水湖濕地及鳥類自然保護區(qū)位于華北平原，是華北平原唯一保存完整的內陸淡水濕地生態(tài)系統(tǒng)類型的國家級自然保護區(qū)，其具有獨特的自然景觀、水域、沼澤、林地等多種生態(tài)系統(tǒng)，生物多樣性豐富。為更好地保護衡水湖的生物多樣性，構建良好的生態(tài)格局，實現(xiàn)濕地資源的可持續(xù)利用和生態(tài)管理，結合衡水湖研究現(xiàn)狀，并基于生態(tài)水文學原理對衡水湖進行了研究。

3.1 衡水湖生態(tài)需水機理研究。生態(tài)需水機理反應是生態(tài)系統(tǒng)對水文情勢的響應，主要體現(xiàn)了水文情勢指標與生態(tài)指標之間的關系。對于衡水湖濕地，應重點研究水位—水面面積以及水量—水位之間的關系，它是確定衡水湖濕地生態(tài)需水量的重要參考[4]。通過對水分—生態(tài)的耦合，計算出濕地生態(tài)需水量；通過動態(tài)監(jiān)測衡水湖濕地生態(tài)水文要素，構建其濕地水文—水動力—水質—生態(tài)響應的綜合模型，可精細計算出衡水湖濕地生態(tài)需水量。

3.2 衡水湖濕地生態(tài)過程與水文過程的交互作用研究。衡水湖的水位、“干—濕”交替過程、土壤中的含鹽量變化等環(huán)境因子影響著衡水湖濕地植物群落生態(tài)演替，如豐水年蘆葦種群數(shù)量與分布面積就會增加，枯水年則相反。通過研究可以明確衡水湖濕地植被群落空間分布與演替對濕地水文過程的響應，搞清其演變規(guī)律。

3.3 衡水湖濕地生態(tài)水文調控。濕地生態(tài)水文調控是恢復濕地水文情勢的重要途徑和手段，其不僅可以解決“水少”的問題，還可以解決“水多”的問題。以濕地生物、水文、水質及其相互作用關系作為重要依據(jù)，對衡水湖濕地進行生態(tài)水文調控，實現(xiàn)合理的水文情勢、優(yōu)質的水質和健康的生態(tài)功能，充分發(fā)揮濕地生態(tài)效益、經濟效益和社會效益。濕地生態(tài)水文調控技術主要包括濕地水文情勢恢復的多維調控、河流與濕地的水系連通、地表水與地下水的聯(lián)合調控、生態(tài)補水及水庫生態(tài)調度等技術[5]。

3.4 濕地生態(tài)水文的耦合過程與模擬。在變化的環(huán)境下，濕地生態(tài)水文的耦合過程與模擬，是研究濕地生態(tài)系統(tǒng)水文影響及其響應的重要方法。以下列舉出常用的濕地生態(tài)水文模型應用范圍及優(yōu)缺點，供衡水湖濕地研究參考，見圖1。

圖1 濕地生態(tài)水文模型應用及優(yōu)缺點