《基於系統平衡保障的河口生態需水過程模型研究》是依託北京師範大學，由孫濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於系統平衡保障的河口生態需水過程模型研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：孫濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
如何從保障系統整體平衡的角度定量分析生態需水過程，進而有效緩解以多樣化生態系統結構性指標為保護目標的生態需水衝突和協調難題，已成為目前河口生態需水研究取得突破的關鍵。本項目以黃河口為典型研究區，圍繞河口生態系統平衡對徑流變化回響關係這一關鍵科學問題，針對生態系統淨生產力對表征系統平衡狀態的優勢及其對水文和環境要素變化回響敏感的特性，通過野外實驗監測分析和貝葉斯層級模型模擬相結合，探討水位、鹽度及濁度等關鍵水文要素變化對河口淨生產力空間和時間差異性的影響，揭示系統平衡目標下的生態需水機理。構建淨生產力對關鍵水文參數變化的回響關係模型，進而通過與河口徑流變化影響下水文要素時空分布模擬模型的耦合，提出基於系統平衡保障的河口生態需水過程模型。最終通過定量分析黃河口生態需水過程的季節差異和等級特性，為進一步發展高強度人類活動影響下的生態需水保障模式和工程調度技術提供直接科學理論和技術支持。
結題摘要
本項目針對河口生態需水定量分析及配置研究中面臨的多要素、多尺度生態系統保護生態需水間的衝突和協調難題，強調從維持系統整體平衡的角度定量分析生態需水過程。研究工作圍繞河口生態系統平衡對徑流變化擾動回響關係這一關鍵科學問題，以黃河口為典型研究區，分別從河口水體新陳代謝過程對短時間尺度高強度水文脈衝的回響機制，以及長時間尺度上河口生態系統對徑流過程變異的緩衝適應機制兩方面，開展了系統平衡目標下的生態需水機理闡釋和模型構建工作。探討了河口生態系統新陳代謝過程對短時高強度水文及環境要素變化的回響關係，明確了短時水文脈衝影響下的河口生態系統新陳代謝時空分布特徵及其驅動機制，闡釋了短時間高強度水文脈衝對河口生態系統新陳代謝過程變化及其彈性恢復的影響機理，構建了水體新陳代謝對水文脈衝的回響模型，研究結果發現，黃河河口生態系統新陳代謝過程對水文脈衝回響敏感，水文脈衝影響下的水體濁度與溫度協同效應影響著水體新陳代謝的變化及其彈性恢復力，黃河河口水體高濁度的特點，使得夏季高強度水文脈衝影響下河口淨生產力可更快恢復到較高的水平，黃河河口三角洲濕地生態補水水位速率低於20 cm/d更有利於濕地生態系統平衡狀態的恢復。闡釋了徑流過程變化影響下的河口典型生物適宜生境格局調整及其生物個體遷移適應機制，耦合陸海互動作用下河口水文要素時空分布模擬模型，構建了基於系統平衡保障的多目標整合河口生態需水過程模型，其中，提出了河口生境格局適宜度指數，量化了水文脈衝影響下的河口潛在適宜生境格局變化規律，構建了適宜生境格局變化下的生物個體遷移模型，明確了考慮河口生物對適宜生境格局調整適應性的河口生態需水關鍵控制期、關鍵控制流量及其變化率。項目研究成果為科學認識河口生態系統對水文過程變化的多時空尺度回響和適應性機制奠定了重要理論支撐，為保障系統整體平衡目標下的河口生態需水過程提供了新的定量分析方法，研究成果具有重要的理論和實踐意義。
