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题目:盐碱地退水受水区生态系统动态监测及评价研究

关键词:湿地生态,盐碱地退水,动态监测,生态系统服务功能评价,生态系统健康评价

  摘要

查干湖湿地是列入中国湿地名录的吉林省最大的内陆湖泊,也是吉林省著名的渔业生产基地、农业生产基地和天然旅游胜地,同时在维护区域生态平衡和生境安全、维持生物多样性等方面发挥着重要作用。目前,为避免松嫩平原盐碱地改水田后退水造成周围土壤的次生盐碱化,查干湖被作为松嫩平原盐碱地改水田工程前郭灌区的退水受水区,每年接受来自前郭灌区的盐碱地退水量约为1.3×108 m3~2×108 m3,通过查干湖湿地生态系统净化退水水质。因此,选择长期承载着大量盐碱地退水的查干湖湿地作为研究对象,具有一定代表性和典型性。本课题通过动态监测2011年和2012年不同水期查干湖受水区的水文、水质、土壤指标的变化情况以及植物、动物、微生物等生物概况,对查干湖湿地生态系统服务功能价值进行了评价,并采用单一指数法和综合指数法对查干湖湿地进行了生态系统健康评价,最终为盐碱地退水的可持续利用和查干湖受水区的生态保护提供理论依据。主要研究结果如下:1)水体pH、COD、氮磷污染物、电导率及TDS等监测值在干渠到南湖之间基本处于地表水Ⅲ~Ⅳ类水质标准之间;在沿程方向上,污染物含量从干渠经南湖湿地到南湖以及北湖呈先升高后下降的趋势,其主要原因是南湖入口处水生植物拦截、捕集作用,退水进入北湖后由于湿地的净化作用和水域扩大后水量的稀释作用使各指标值均下降,且总氮、氨氮含量均达到Ⅲ类水质标准,但COD和TP在个别时段有超标;微生物数量与污染物的含量有一定相关性,也呈现先升后降的变化趋势,在南湖湿地处由于污染物较多处导致微生物数量较高,退水进入北湖后污染物减少,微生物数量也减少。但土壤中的TN、TP都远高于水体中的含量,其原因是退水中的污染物部分累积在查干湖底泥中;在时间序列上,污染物含量在枯水期达到最大值,原因是由于冬季枯水期退水量和降雨量减少,蒸发量较大,使污染物浓缩而导致含量升高。而微生物数量在枯水期含量最低,是由于冬季气温较低,湿地不能为微生物提供适宜的生长环境所致。对比2011年和2012年的动态监测数据来看,相同水期各污染物和微生物含量变化不大,表明目前查干湖水体和土壤环境质量较为稳定。2)查干湖湿地的主导生态系统服务功能包括物质生产、涵养水源、水质净化、大气调节、脱除盐分、保持土壤肥力、生物多样性、休闲旅游及文化科研。本研究采用市场价值法、替代成本法、旅行费用法、影子工程法等不同的评价方法,对查干湖湿地的生态系统服务功能价值进行估算得出,查干湖主导生态系统服务功能价值进行评价得出其总价值为23.69×104万元,其中休闲旅游、涵养水源、物质生产及脱除盐分为查干湖湿地中最主要的服务功能。3)单因子污染指数法评价结果显示,水体中污染物整体水平处在地表水质量标准Ⅲ类和Ⅳ类之间;查干湖水体营养状态指数变化范围为50.18~67.38,均值为59.27,处于轻度富营养化状态;查干湖水体和土壤微生物多样性指数的变化范围分别为1.16~2.17和 1.46~2.13,植物多样性指数变化范围为0.81~2.64,鱼类多样性指数变化范围为1.95~3.00,生物群落处于中等水平。对比2011年和2012年各指标的污染指数可以看出,湿地对污染物有一定净化作用,查干湖水质和生物群落均较为稳定。从综合指数评价法的评价结果可以得出,查干湖湿地的综合评价得分为0.672,表明查干湖湿地生态系统处于健康状态,查干湖湿地生态结构比较完整,整体生态功能性和弹性比较强,湿地所受外界压力比较小。