水沙变异下湿地生态演变过程及驱动机制研究

基于3S空间信息技术，以黄河三门峡库区湿地作为研究对象，通过系统分析水库不同运行方式下的河流水沙变异特征，研究不同类型湿地在复杂水沙变异条件下生态演变规律；分别从宏观生态景观格局变化和微观营养元素迁移转化方面研究湿地演变过程，构建湿地景观格局参数及湿地生态系统优势物种与水沙调控的表征函数，识别湿地生态演变特征与水沙变异的耦合关系；从自然因素和人为因素两个方面辨识湿地生态演变的驱动机制，确定多泥沙河流湿地在水库不同运用方式下的演替特征和主要的影响因子。研究将为多泥沙河流湿地保护和水沙调控提供理论基础和技术支持，促进我国的水库生态适应性管理理论和技术体系的发展。

水沙条件变化是湿地生态系统发育、演替的重要影响要素，对于湿地形成、物种分布、生态演替等都具有难以替代的作用，尤其对于人工调控的库区河流湿地来说，湿地生态演变不仅受到不同运行方式的作用和干扰，而且还受到水沙条件变化的影响，湿地生态演变过程十分复杂。本项目以黄河三门峡库区湿地作为研究对象，通过系统分析水库不同运行方式下的河流水沙变异特征，研究了不同类型湿地在复杂水沙变异条件下生态演变规律；构建了湿地生态演变特征与水沙变异的耦合关系；从自然因素和人为因素两个方面，分析了湿地生态演变的驱动力，明晰了多泥沙河流湿地在水库不同运用方式下的演替特征和主要影响因素。. 根据三门峡库区多年径流量变化分析，库区径流量在年际变化方面基本呈现逐年下降的趋势；在年内变化方面，径流量年内变异逐渐减少，即年内流量趋于平稳。而在输沙量方面，库区年际输沙量差别较大，呈现出逐年减少的变化趋势较为明显，且输沙量大小与当年径流量密切相关。经Kendall非参数秩相关检验，三门峡库区水沙呈现趋势性减小的变化态势。相对而言，输沙序列较径流变化不明显。三门峡站径流量、输沙量主要变异点年份与三门峡水库投入运行及运行方式的变化时间基本吻合，说明三门峡水库的运用改变了来水来沙的年内分配过程，造成了年内水沙过程的变异。. 在三门峡水库不同运行水位下，库区各种类型湿地处于动态变化之中。随着运行水位的增加，库区湿地总面积呈增大趋势。在较低水位运行情况下，库区湿地景观多样性指数高。随着三门峡运行水位增高，多样化的库区湿地景观（河流湿地、滩地湿地、湖泊湿地、坑塘湿地等景观）将逐步演变为单一的河流湿地景观类型，库区湿地景观多样性将有所降低。. 在库区湿地生态演变驱动力方面，自然因素是湿地景观格局演变的长期驱动力，而人为扰动则是湿地格局变化的直接驱动机制，在人为驱动力方面，农业开发活动是导致库区湿地生态系统退化的最主要动力、大坝和水库修筑是库区湿地生态系统景观变化的又一因素、河道主流变迁也会显著影响库区滩地和沼泽湿地景观格局的变化，经济发展和其它人类活动加快了湿地景观格局的演变。. 本研究将为多泥沙河流湿地保护和水沙调控提供理论基础和技术支持，促进我国的水库生态适应性管理理论和技术体系的发展。