本书针对白洋淀面临的草型沼泽化问题,分析主要优势沼泽植物营养与繁殖生长特性,研发大型水生植物蔓延、扩展与沼泽化关系定量模拟技术;探讨湖泊底层(生物累积填平)、表层(植物过度生长)和水体中(植物过度生长)沼泽化发生的概率;研发沼泽化程度的表层-水体植被重要值确定技术以及位点分解-沉积的沼泽化程度定量评价技术;构建生物累积效应模型,对沼泽化趋势进行预测;研发触发快速沼泽化的优势沼泽植物初级生产力控制值确定技术;优化水生态系统结构和功能,研发水生植物镶嵌调控初级生产力效应扩增技术;综合考虑基底-植被-水文等生态水文过程,研发通过水动力及生态水位调控抑制淀区适宜静水、固定水位的单优沼泽植被繁殖生长技术;建立台田格局-水文水动力-优势沼泽植被种群动态时空耦合模型,确定特征关键控制参数和控制值,研发台田格局优化-生态水文调控-优势沼泽植被蔓延控制技术。
目录
1 绪论 1
1.1 草型浅水湖泊及其沼泽化问题 1
1.1.1 草型浅水湖泊的定义及主要特征 1
1.1.2 草型浅水湖泊的沼泽化问题 2
1.2 草型浅水湖泊沼泽化研究进展 5
1.2.1 概念界定 5
1.2.2 演替阶段 6
1.2.3 驱动机制 7
1.2.4 沼泽化研究中的“过程-格局”关系 19
1.2.5 调控手段 23
1.3 草型浅水湖泊沼泽化研究的关键科学问题 29
1.3.1 演替过程的阶段化 29
1.3.2 驱动机制的综合化 29
1.3.3 调控措施的针对性 29
2 白洋淀概况及其沼泽化问题 31
2.1 基本特征 31
2.1.1 地理位置 31
2.1.2 形态结构 32
2.1.3 水文特征 33
2.1.4 生态系统组成结构 33
2.1.5 淀内人类活动 36
2.1.6 当前主要生态环境问题 37
2.2 白洋淀的沼泽化问题 39
2.2.1 地质历史时期的“湖-沼”转化 39
2.2.2 淤积沿革 40
3 研究方法 42
3.1 演替规律的识别方法 42
3.1.1 理论基础 42
3.1.2 识别方法 44
3.2 驱动机制的揭示方法 49
3.2.1 白洋淀沼泽化的物理过程 49
3.2.2 白洋淀沼泽化的化学过程 57
3.2.3 白洋淀沼泽化的生物过程 63
3.3 沼泽化趋势的预测方法 76
3.4 调控模式的构建方法 77
3.4.1 台田区水质调查 77
3.4.2 台田结构数据采集 79
3.4.3 台田结构对水质影响的试验方法 79
3.4.4 “淀泊-水道”网络优化方法 82
4 白洋淀沼泽化演替规律 86
4.1 近三十年来景观格局变化 86
4.1.1 景观类型面积 86
4.1.2 景观格局指数 89
4.2 草型浅水湖泊的沼泽化演替模式 91
4.3 不同淀泊所处的沼泽化演替阶段 93
4.3.1 评价指标 93
4.3.2 阶段划分 98
5 白洋淀沼泽化的物理过程 101
5.1 水文特征 101
5.1.1 降雨量 101
5.1.2 入淀水量 102
5.1.3 水位、面积和容积 105
5.1.4 水量平衡 106
5.2 外源泥沙 108
5.3 淀内坡面侵蚀产沙过程模拟试验 109
5.3.1 侵蚀产沙过程模拟 110
5.3.2 降雨强度对产沙量的影响 112
5.3.3 径流量与产沙量的关系 114
5.4 土壤侵蚀空间模拟 115
5.5 淀底淤积特征分析及空间化 118
5.5.1 回归方程特性 118
5.5.2 淀底淤积现状 120
5.5.3 淤积特征变化 121
6 白洋淀沼泽化的化学过程 126
6.1 沼泽化过程中化学元素的循环转化 127
6.1.1 表层沉积物中的元素分布 127
6.1.2 沉积物的形态结构 129
6.1.3 沉积物柱状样中的生源要素 131
6.1.4 沉积物的其他特征 134
6.1.5 台田土壤中的化学沉积 145
6.1.6 台田土壤的反硝化作用 148
6.2 水生植物在营养盐周转中的作用 151
6.2.1 元素含量变化 151
6.2.2 元素持有量变化 154
6.2.3 元素周转特征 156
6.3 白洋淀富营养化和沼泽化的关系 159
6.3.1 白洋淀富营养化特征 159
6.3.2 淀泊尺度的“富-沼”关系 164
6.3.3 驱动因素和反馈关系 167
7 白洋淀台田格局及其对沼泽化的影响 169
7.1 台田格局在景观尺度上的变化特征 169
7.1.1 台田面积变化趋势 169
7.