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Environmental flow (e-flow) assessment is essential for the ecological protection and restoration of lake-marsh systems. Previous studies on e-flow assessment for lake-marsh systems focused on lake-marsh systems with natural seasonal hydrological patterns (i.e., low water level in winter and high water level in summer). However, they have not considered lake-marsh systems with reverse seasonal hydrological patterns (i.e., high water level in winter and low water level in summer). The reverse seasonal hydrological patterns impose seriously negative impacts on waterbirds, because the hydrological patterns could lead to limited plant germination in spring and massive plant death in summer, leaving few plants available as food for waterbirds in winter, and could consequently reduce the sheltering and forageable areas for waterbirds. This study took Hongze Lake Wetland National Nature Reserve in China as the study area. Based on the habitat requirements of waterbirds, the sheltering and forageable areas for waterbirds under different water-depth and aquatic plant distribution scenarios were calculated. By exploring the impacts of reverse seasonal hydrological processes on waterbird habitats, we determined the necessary e-flows for lake-marsh systems with reverse seasonal hydrological patterns to meet the needs of waterbird habitat. The results showed that the water level of Hongze Lake should be controlled to 13.0–13.1 m in March, 12.5–12.6 m in July, and 12.9–13.0 m in October, which can meet the needs of waterbirds for both shelter and foraging. 相似文献
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鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是具有国际意义的候鸟越冬地. 近年来,鄱阳湖水文情势异常使得候鸟越冬环境更加复杂. 本文以2020年鄱阳湖出现夏季极端水位为背景,基于2019和2020年鄱阳湖越冬水鸟同步调查数据,探讨了夏季极端水位对越冬水鸟丰富度和空间分布的影响. 研究结果表明：夏季极端水位条件下鄱阳湖越冬水鸟的总数量、群落结构和优势物种组成相对稳定,水鸟数量由597307只下降至572358只,主要是鸭科、鸥科、鹳科、鸬鹚科和鹮科鸟类数量明显下降;食块茎、食种子和食鱼集团水鸟数量均有所下降. 水鸟的整体空间分布格局变化不大,主要栖息地仍为鄱阳湖保护区和上饶湿地的碟形湖及人控湖汊,越冬水鸟向人工湿地扩散加剧. 2019年在人工湿地主要记录到灰鹤926只、白鹤3只;2020年则记录到白鹤2215只、灰鹤7294只、白头鹤88只、白枕鹤378只、豆雁550只、鸿雁3100只、灰雁3200只和小天鹅1543只. 2020年冬季人工湿地中的越冬水鸟数量比2019年增加显著. 鄱阳湖夏季极端水位导致沉水植物群落崩溃,造成植食性水鸟在天然湿地中的越冬食物短缺,从而导致种群空间分布格局出现明显变化,这也是鹤类和雁类水鸟前往人工湿地觅食的主要原因. 因此,在夏季洪水频发的背景下加强人工湿地管理,是当前解决越冬水鸟天然湿地食物资源短缺的重要措施. 相似文献
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升金湖是长江中下游地区典型的浅水通江湖泊,是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上水鸟重要的越冬地. 2017年11月-2018年3月,以该湖泊越冬鸭属(Anas)鸟类为研究对象,对其在芦苇湿地、芡实塘、退耕还湿和水生植被恢复湿地4种湿地生境中的群落结构、行为特征及其环境影响因素进行了研究. 结果表明,升金湖分布有10种越冬鸭属鸟类,斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、绿翅鸭(A. crecca)和绿头鸭(A. platyrhynchos)为该属鸟类群落的优势种. 鸭属鸟类群落在越冬前期种类和数量最多,在整个越冬期,鸭属鸟类在芦苇湿地中种数、数量、密度和多样性指数最高. 在水生植物盖度高、人为活动弱的芦苇湿地,鸭类的主要行为是休息;在食物资源丰富、人为活动强的芡实塘和退耕还湿湿地,其主要行为是觅食和警戒. 鸭属鸟类群落种数、数量、密度和多样性指数与湿地的面积、水域面积、水生植物盖度呈正相关,与干扰度和水深呈负相关. 觅食时间与气温和沉水植物的盖度呈正相关,与水深和干扰度呈负相关,警戒时间与干扰度呈正相关,与挺水植物的盖度呈负相关. 各种恢复类型的湿地生境成为越冬鸭属鸟类的重要栖息地,因此恢复多种湿地栖息地对于越冬水鸟的保护具有重要意义. 相似文献
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集团结构和生态位特征是量化动物群落组织过程的重要指标,鸟类集团结构及其食物资源分割的分析对于理解群落中不同鸟种生态适应性具有重要意义.越冬水鸟集团结构和生态位特征取决于食物资源的丰富度和可获得性.本文通过对升金湖越冬水鸟的觅食生境和觅食行为的观察,对水鸟群落的集团结构进行划分,采用Levins指数和Pianka指数计算生态位宽度和生态位重叠度.结果表明,升金湖越冬水鸟可被划分为4个觅食集团,即G1浅水啄食集团、G2草滩啄食集团、G3广食性集团和G4深水潜水觅食集团.在浅水和中水区的觅食集团物种组成比深水区的水鸟集团丰富.G3广食性集团的生态位宽度远高于其余3个特化集团.比较而言,所有水鸟物种的觅食行为均较特化,但在觅食生境方面却较宽化.同一集团内物种间的生态位重叠远高于集团间的生态位重叠.G3广食性集团内物种的生态位重叠度低于其它特化集团内物种的生态位重叠度.研究结果表明,升金湖越冬水鸟群落集团结构主要受食物资源空间配置及其可利用性的影响.水鸟群落结构和生态位特征的信息对监测升金湖湿地的质量和制定有效的湿地保护策略都具有重要意义. 相似文献
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Lilin Zheng Pengfei Zhan Jinying Xu Ligang Xu Zhiqiang Tan Xiaolong Wang 《水文研究》2020,34(11):2645-2659
Water regime characteristics have been recognized as critical factors for aquatic vegetation. In this study, we examined changes in aquatic vegetation coverage area in two shallow sub-lakes of Poyang Lake (Bang Lake and Cuoji Lake) during the dry season from 1987 to 2017. The relationships between eight water regime components (annual average water level, annual maximum water level, annual minimum water level, and flooded days at five water levels [11, 13, 15, 17, and 19 m]) and aquatic vegetation coverage area were determined. The most critical water regimes were identified and results demonstrated that aquatic vegetation coverage area in Bang Lake and Cuoji Lake peaked in drier years (2005 and 2009, respectively) with no obvious up or down trend. Water regimes indicating high flow events such as annual maximum water level, flooded days at water level 19 m, and annual average water level were found to be more important for predicting aquatic vegetation. High-flow events appear to be essential for understanding aquatic vegetation dynamics in pit lakes, yet overall the influences of water level fluctuation on aquatic vegetation varied among wetland units of Poyang Lake. This study helps to understand the hydroecological dynamics in connected lakes further and provide a reference for the lake management and protection. 相似文献
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The water level of marsh wetlands is a dominant force controlling the wetland ecosystem function, especially for aquatic habitat. For different species, water level requirements vary in time and space, and therefore ensuring suitable water levels in different periods is crucial for the maintenance of biodiversity in marsh wetlands. Based on hydrodynamic modelling and habitat suitability assessment, we determined suitable dynamic water levels considering aquatic habitat service at different periods in marsh wetlands. The two-dimensional hydrodynamic model was used to simulate the temporal and spatial variation of water level. The habitat suitability for target species at various water levels was evaluated to obtain the fitting curves between Weighted Usable Area (WUA) and water levels. And then suitable water levels throughout the year were proposed according to the fitting curves. Using the Zhalong Wetland (located in northeastern China) as a case study, we confirmed that the proposed MIKE 21 model can successfully be used to simulate the water level process in the wetland. Suitable water levels were identified as being from 143.9–144.2 m for April to May, 144.1–144.3 m for June to September, and 144.3–144.4 m for October to November (before the freezing season). Furthermore, proposed water diversion schemes have been identified which can effectively sustain the proposed dynamic water levels. This study is expected to provide appropriate guidance for the determination of environmental flows and water management strategies in marsh wetlands. 相似文献
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Lilin Zheng Jinying Xu Dandan Wang Guoyu Xu Zhiqiang Tan Ligang Xu Xiaolong Wang 《水文研究》2021,35(2):e14026
The dynamic responses of wetlands to upstream water conservancy projects are becoming increasingly crucial for watershed management. Poyang Lake is a dynamic wetland system of critical ecological importance and connected with the Yangtze river. However, in the context of disturbed water regime in Poyang Lake resulting from human activities and climate change, the responses of vegetation dynamics to the Three Gorges Dam (TGD) have not been investigated. We addressed this knowledge gap by using daily water level data and Landsat images from 1987 to 2018. Landsat images were acquired between October and December to ensure similar phenological conditions. Object-oriented Artificial Neural Network Regression for wetland classification was developed based on abundant training and validation samples. Interactions between vegetation coverage and water regimes pre and post the operation of the TGD were compared using classification and regression trees and the random forest model. Since the implementation of the TGD in 2003, Poyang Lake has become drier, especially during the dry season. A more rapid plant growth rate was observed post TGD (44.74 km2 year−1) compared to that of the entire study period (12.9 km2 year−1). Average water level for the antecedent 20 days most significantly affected vegetation before 2003, whereas average water level for the antecedent 5 or 10 days was more important after 2003. The impoundment of the TGD after the flood season accelerated the drawdown processes of Poyang Lake, and the rapidly exposed wetlands accelerated vegetation expansion during the dry seasons, resulting in shrinkage and degradation of the lake area. This study deepens our knowledge of the influences of newly developed dams on lakes and rivers. 相似文献
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利用1990—2020年洪湖水环境监测数据和2011—2020年洪湖沉水植物调查数据,探讨洪湖湿地生态环境演化规律,识别稳态转换关键驱动因子并确定其阈值。研究结果表明:1990—2020年以来洪湖水质变化主要总结为5个阶段和3个时期,整体上呈现出不断恶化的趋势;2011—2020年以来洪湖沉水植物Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson和Pielou均匀度指数分别降低32%、59%、60%和46%,特别是2016年洪涝灾害后沉水植物出现严重衰退;洪湖生态系统发生稳态转换的关键时期是2002和2011年,总磷是洪湖湿地生态系统稳态转换的关键驱动因子;清水态向浊水态转换的总磷阈值为0.092 mg/L,浊水态向清水态转化的阈值为0.051 mg/L。本研究可为洪湖入湖污染负荷削减量估算提供参考,为洪湖湿地生态修复的营养盐优先控制策略提供指导。 相似文献
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洞庭湖湿地植物生活型与生态型 总被引：1，自引：1，他引：0
研究植物生活型和生态型可以深刻解析植物群落结构和其环境的关系,对研究植物群落的发生、发展以及演替规律都具有重要意义.通过对洞庭湖湿地植物群落物种生活型及生态型进行调查研究,结果表明:洞庭湖湿地植物主要生长型为草本植物,其次为藤本植物,木本类植物缺乏;生活型主要为一年生植物,其次为地下芽和地面芽植物,高位芽和地上芽植物最少.在不同典型群落中,高位芽和地上芽植物在不同群落中所占比重随着高程的递增而增加,且相同生活型在不同群落中所占的比重也随高程的递增而增加.植物生态型构成中,水分生态型以湿生植物为主,土壤pH值生态型以中性土植物最多,光照强度生态型以阳性植物为主,淤积生态型以非淤积植物最多.洞庭湖湿地不同高程典型植物群落生态型组成为:阳性、旱生、中生、碱性,中性、非淤积型植物主要分布于高、中程区,淤积植物主要分布于低程区;阴性、耐阴性、酸性、碱性、非淤积型植物随高程的递增而递增.在洞庭湖湿地,能同时适应洪水和泥沙淤积胁迫的生长型和生活型所占比例较高.水分是决定不同植物生态型分布的关键因子,在湿地高程区分布的物种更多,植物生态型更丰富. 相似文献
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浅型富营养湖泊的生态恢复——五里湖水生植被重建实验 总被引：30，自引：4，他引：26
依据浅型湖泊生态系统的多稳定态理论,在富营养湖泊治理过程中,当外来污染得到有效控制时,通过人工重建水生植被可以加速湖泊的生态恢复。在五里湖中,挺水植物和浮叶植物都能很好地生长,水底光照不足是沉水植物难以生长的主要原因。在自然条件下建成了永久性挺水植物群落和浮叶植物群落,在人工控制的围隔环境中改善了水底光照条件,建成了沉水植物群落。但这些沉水植物仍不能渡过夏季,主要原因是湖水过深和水温较高,降低水位和建造人工浅滩可为五里湖沉水植被恢复创造有利条件。本研究可为富营养水体的水质控制和植被恢复提供多种实用技术,但在水生植被的结构与环境功能等方面仍需开展深入的定量研究。 相似文献
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太湖流域湖荡湿地影响着整个流域生态系统的健康运转,是湖泊水体与陆地之间的过渡带,对周边城市的生态环境起到重要的净化调节作用,对太湖流域湖荡湿地生态系统健康进行评价,有利于湖荡湿地的科学管理,从而实现湖荡湿地资源的可持续利用.本文选择太湖流域11个典型的湖荡湿地为研究对象,于2012-2015年开展周年湿地观测季度调查.利用主客观组合赋权方法,结合太湖流域自然条件和社会功能,提出了基于生态可修复性指标的太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价体系和方法.结果表明：太湖流域湖荡湿地中生态系统健康等级为优的占27.27%,分别是傀儡湖、尚湖和钱资荡;生态系统健康等级为良的湖荡湿地占9.09%,为长荡湖;中等生态系统健康水平的湖荡湿地居多,占36.36%,分别是阳澄湖、昆承湖、元荡和淀山湖;生态系统健康等级为差的湖荡湿地占18.18%,分别是滆湖、澄湖和宜兴三氿.本研究建立的湖泊生态健康评估体系和湖泊生态健康评价结果对太湖流域湖荡湿地的后续有效管理具有重要的现实意义. 相似文献
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沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,其生产力和分布格局受环境因子特别是水文情势决定.洞庭湖是长江流域重要的大型通江湖泊,近年来受人为干扰和气候变化影响,水文节律与水质等环境因子发生改变,导致沉水植物出现衰退现象,急需开展科学恢复,因此有必要对洞庭湖沉水植物深入研究.本研究选取西洞庭湖为研究区域,于2018年和2019年夏季调查了12处典型生境、98个样点的沉水植物与水深、透明度等11个环境因子,采用独立样本T检验和冗余分析方法对沉水植物与环境因子的关系进行分析,对比年际水文情势变化的影响.结果表明：1）西洞庭湖沉水植物主要在水深较浅、水质更优、水体更为稳定的半阻隔子湖和自由连通的湖湾区分布,在河道及水位波动较大的区域分布较少,有、无沉水植物分布样点间存在显著差异的环境因子为水深、透明度、底泥总磷和pH;2）在有沉水植物分布的样点,沉水植物生物量与pH、水深和水体总磷呈显著相关关系;3）自然连通的季节性淹没湖泊沉水植物生物量在2018年高于2019年,可能与2019年5—8月沉水植物关键生长期出现的涨水过程有关,持续的高水位对沉水植物的生长产生了不利影响.维持自然水文节律、湖泊生境异质性与自由连通性、健康的水质等是恢复西洞庭沉水植物的关键,建议在水深低于3 m、营养盐浓度适中、流速及风浪较小的湖湾区或半阻隔湖泊开展沉水植物恢复. 相似文献
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适宜的生态水位能够反映湖区生态系统的多种需求,是湖泊长期稳定健康运转的基本保障. 目前湖泊适宜生态水位的推求大多侧重恢复天然水位情势. 然而过水型湖泊承担着防洪、供水、航运等多种功能,频繁的人类活动导致湖泊水位情势异常复杂. 同时随着社会经济的快速发展,水质恶化对过水型湖泊生态系统造成了较大的负面影响,仅恢复天然水位情势难以反映过水型湖泊的生态需求. 因此,在IHA-RVA法的基础上,本文针对过水型湖泊吞吐性强的特点,利用水质-水位二元响应关系系统地提出了一套逐月修正过水型湖泊适宜生态水位阈值,并确定适宜水位变动率的方法. 以洪泽湖为应用实例,结果表明：1)根据湖泊水文情势和入湖污染物变化情况,湖泊调度周期可以划分为平水期(1—4月)、泄水期(5—6月)、蓄水前期(7—9月)和蓄水后期(10—12月);2)各时期内,洪泽湖水位和水质呈现较强的相关性,其中平水期、泄水期和蓄水后期水质均随着水位上升而下降,平均Pearson系数达-0.77,仅在蓄水前期水质随水位上升而改善;3)现阶段洪泽湖的自净能力和污染物滞留比例竞争关系激烈,逐月适宜生态水位阈值为：12.92~12.99、12.79~12.99、12.84~12.99、12.86~12.99、12.71~12.89、12.39~12.63、11.97~12.93、12.50~13.07、12.65~13.26、12.90~13.04、12.90~13.04、12.90~13.04 m,除蓄水前期外,基于水位水质关系修正的适宜生态水位范围较IHA-RVA法计算的天然水位范围缩小了73.4 %. 总体而言,基于本文方法设计的湖泊适宜生态水位不仅可以满足生态系统对于水体大小的需求,一定程度上也可以体现湖泊生态系统对于水质的要求,为洪泽湖等过水型湖泊的生态调度、水资源管理提供科学依据. 相似文献
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鄱阳湖典型洲滩湿地水分补排关系 总被引：3，自引：1，他引：2
湿地水分在地下水含水层-土壤-植物-大气界面的运移和转换是维持能量和营养物平衡的重要环节,水分运移是湿地生态水文过程研究的关键.数值模型模拟已成为水分运移研究的重要手段,然而限于复杂的湿地自然条件及有限的监测手段,部分界面水分通量连续动态变化数据的获取及定量化工作较为困难,目前应用数值模拟法于湿地水分运移研究的案例仍不多见.本文以鄱阳湖典型湿地为研究区,构建垂向一维数值模型,阐释了湖泊水位显著季节性变化条件下,湿地水分在不同界面的传输过程,量化了湿地水分的补排关系.结果表明:(1)界面水分通量季节性差异大,降雨入渗地面和根系层水分渗漏均对降雨变化响应敏感,主要集中在4—6月,分别占年总量(1450和1053 mm)的65%和73%.土面蒸发和植物蒸腾年总量为176和926 mm,土面蒸发主要受气候条件影响,植物蒸腾还与植物生长特征有关,均集中在7—8月,分别占年总量的30%和47%.深层土壤向浅层根系层的水分补给集中发生在地下水浅埋时段6—8月,占年总量(609 mm)的76%;(2)湿地植物根系层水分补排受鄱阳湖水位季节性波动影响显著.除丰水期(7—9月)主要补给为深层土壤水外,退、枯、涨水期的主要补给均为降水入渗.涨水期(4—6月)和枯水期(12—3月)的主要排泄为根系层水分渗漏,丰水期以植物蒸腾排泄为主,退水期(10—11月),土面蒸发与植物蒸腾为主要排泄,且比重相当.本文定量了鄱阳湖典型湿地不同界面水分连续交换关系,区分了土面蒸发和植物蒸腾,辨析了各界面水分的主要影响因子,研究结果有助于深入理解水分在湿地生态系统地下水含水层-土壤-植物-大气界面的相互作用机制,认识湖泊洲滩湿地水量平衡,为揭示湖泊水情变化对湿地生态的可能影响提供依据,为湿地生态水文过程研究提供重要方法和理论参考. 相似文献
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摄食栖息地面积是反映越冬水鸟生存空间的直接指标,三峡水库运行后洞庭湖枯水期水文节律出现新的变化,给越冬水鸟摄食栖息地造成的影响尚不明确.为定量描述三峡水库枯水期不同出库流量对洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地的影响,以洞庭湖典型的珍稀越冬水鸟——白鹤(Grus leucogeranus)为指示性候鸟,以白鹤摄食对栖息地水深需求作为关键生态因子,建立白鹤摄食对水深需求的栖息地适宜度模型.构建涵盖长江干流、三口河系、洞庭湖及其四水尾闾河段的江湖一体化耦合水动力模型,实现栖息地水动力分布特征的精确模拟.在此基础上耦合栖息地适宜度模型和水动力模型,建立了面向白鹤摄食对三峡水库出库流量需求的物理栖息地模型,量化不同出库流量对应的白鹤摄食栖息地加权可利用面积,定量分析水库运行对白鹤摄食栖息地面积的影响.结果表明:1月中旬三峡水库不同出库流量下洞庭湖白鹤潜在摄食栖息地面积保持稳定并随出库流量的增加呈增大趋势,维持在101.40~121.84 km2之间,其中东洞庭湖摄食栖息地面积在7.49~9.86 km2之间,南洞庭湖(含横岭湖)摄食栖息地面积在47.37~60.34 km2之间,西洞庭湖摄食栖息地面积在46.54~51.64 km2之间.不同湖区摄食栖息地面积随着三峡水库出库流量的增加均呈增大的趋势,说明三峡水库枯水期补水调度对于维持栖息地面积具有重要作用.较三峡水库运行前相比,白鹤摄食栖息地面积最大增加20.44 km2,对应的增幅为20.16%.成果明晰了三峡水库运行对洞庭湖白鹤摄食栖息地面积的影响规律,可为通过三峡水库补水调度改善洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地生境提供理论基础. 相似文献
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水鸟在物种或群落水平上可以对湿地营养状态有所响应,预警生态系统有害的改变.以大型淡水湖泊洱海为例,基于2015年2月沿岸17个观察点的冬季水鸟调查与水质同步监测,研究小(Podiceps ruficollis)、白骨顶(Fulica atra)和黑水鸡(Gallinula chloropus)密度对沿岸水体中总磷和总氮浓度的响应关系.结果发现白骨顶和小密度均与总氮浓度呈显著正相关,也均与总磷浓度呈显著正相关;黑水鸡密度与总氮和总磷浓度无显著相关性.结果表明,水鸟可以在物种水平上对洱海湖滨带水中营养物质变化有所响应,也强调了根据具体指示物种的生态学习性选择水鸟指示物种尤为重要.白骨顶和小在更大空间和时间尺度上的水质指示作用有待于更多湖泊或水库水体的长期相关研究. 相似文献