黄河源区高寒湿地水文过程与修复保护技术

本书共分9章，聚焦于黄河源区的高寒湿地，详细探讨了该地区的气候变化、植被与土壤特征、湿地退化过程与机制，以及湿地修复与保护技术等方面的内容。首先，介绍了黄河源区高寒湿地的概况，随后，深入分析了若尔盖流域的气象要素变化及其对湿地生态系统的影响。此外，书中探讨了高寒湿地植被与土壤的变化特征，揭示了湿地生态系统的内在规律。在此基础上，本书进一步探究了黄河源区高寒草甸湿地退化的过程与机制，为理解湿地退化的根本原因提供了科学依据。同时，针对若尔盖泥炭湿地的水文过程与退化机制进行了深入研究，并运用数值模拟方法对泥炭湿地的地下水运动进行了模拟分析。最后，本书还介绍了黄河源区高寒湿地的修复与保护技术，为维持健康的湿地生态系统提供了实用的技术指导。 本书适合具有草学、湿地学、土壤学和生态水文学等基础的相关行业技术人员、科技工作者、高校本科生和研究生阅读参考。

李希来，青海大学农牧学院教授，2015年以来主持完成国家自然科学基金地区项目( 41161084)、科技部国际科技合作项目（2011DFG93160）、农业部公益性行业（农业）科研专项子课题（201203041）和青海省科学技术厅国际科技合作计划（2013-H-801）。现正在主持科技部重点研发计划项目课题“退化高寒草地生态修复技术创新与示范（2017YFC0504803）。 负责的“三江源生态演变与环境修复” 科研团队，2018年入选青海省“高端创新人才千人计划”创新团队支持，同时入选首批全国高校黄大年式教师团队。

第1章绪论1 1.1研究背景1 1.1.1黄河源区1 1.1.2黄河源区水系1 1.1.3黄河源区气象和水文站3 1.1.4若尔盖4 1.1.5日干乔大沼泽5 1.1.6高寒湿地5 1.2研究内容6 1.2.1若尔盖土地覆盖变化分析6 1.2.2不同土地利用类型的蒸发蒸腾量6 1.2.3日干乔大沼泽的人工沟渠排水能力7 1.2.4若尔盖泥炭沼泽地下水数值模拟7 1.2.5荒漠化时空变化分析7 1.2.6高寒湿地分类及水文特征8 1.2.7高寒湿地退化过程中植被与土壤有机碳分析8 1.2.8高寒湿地退化过程与机制分析8 1.3研究成果9 第2章黄河源区高寒湿地概况10 2.1黄河源区高寒湿地类型10 2.1.1黄河源区的自然概况10 2.1.2黄河源区高寒湿地分类10 2.2黄河源区高寒湿地气候气象特征14 2.2.1降水14 2.2.2气温15 2.2.3风速16 2.2.4日照时间16 2.2.5相对湿度17 2.2.6主要气象灾害17 2.3黄河源区高寒湿地水文特征18 2.3.1黄河源区径流变化18 2.3.2黄河源区降水、气温和水沙过程19 2.3.3高寒湿地地形与地表水基本特征20 2.4黄河源区高寒湿地土壤特征21 2.4.1黄河源区河漫滩湿地土壤特征21 2.4.2黄河源区湖泊湿地土壤特征23 2.5黄河源区高寒湿地植被特征24 2.5.1植物指标测定24 2.5.2黄河源区高寒湿地植物群落组成24 2.5.3不同类型湿地植物群落组成与多样性25 第3章黄河源区若尔盖高原气象要素变化及其影响28 3.1数据来源与研究方法28 3.1.1气象资料来源28 3.1.2遥感数据来源28 3.1.3蒸发蒸腾量计算方法29 3.2气象要素年际变化30 3.3蒸发蒸腾量变化及其影响31 3.3.1若尔盖高原年实际作物蒸发蒸腾量变化31 3.3.2年蒸发蒸腾量与气象要素的相关分析34 第4章黄河源区高寒湿地植被与土壤变化特征37 4.1黄河源区高寒湿地土壤和植被特征37 4.1.1高寒湿地表层土壤特征38 4.1.2高寒湿地植被特征39 4.2黄河源区高寒湿地退化演替过程中土壤性质40 4.2.1高寒湿地退化演替过程中土壤含水量变化特征41 4.2.2高寒湿地退化演替过程中土壤有机碳及其组分含量分布特征42 4.2.3高寒湿地退化演替过程中总氮含量分布特征47 4.2.4高寒湿地退化演替过程中微生物分布特征48 4.2.5微生物群落结构与土壤理化性质的关系52 4.3黄河源区高寒湿地退化演替过程中植被特征分析54 4.4黄河源区高寒湿地退化原因56 4.4.1气象因子对高寒湿地变化影响分析56 4.4.2微地形对高寒湿地退化变化影响分析57 4.5黄河源区高寒湿地退化机理59 4.5.1材料与方法59 4.5.2黄河源区高寒湿地退化的植被和土壤指标主成分分析59 4.5.3黄河源区高寒湿地退化机理分析59 4.6黄河源区退化高寒湿地人工补播恢复效果62 4.6.1样地选择与设计63 4.6.2植物和土壤指标的测定63 4.6.3数据处理64 4.6.4人工播种配置样区群落物种组成64 4.6.5人工补播配置下植被生长特征比较65 4.6.6人工补播配置下土壤性质变化特征68 第5章黄河源区高寒湿地退化过程与机制72 5.1研究区概况72 5.2玛多县高寒湿地的分类73 5.2.1分类依据73 5.2.2玛多县高寒湿地的类型73 5.2.3湿地植物群落组成与多样性76 5.3玛多县不同类型湿地的动态变化77 5.3.1数据来源77 5.3.2数据预处理77 5.3.3湿地提取77 5.4玛多县湿地的动态变化79 5.5湿地退化81 5.5.1湿地退化指标81 5.5.2湿地退化现状82 5.5.3不同类型湿地退化抵抗能力82 5.5.4不同海拔高度湿地与其不同退化抵抗能力84 第6章黄河源区泥炭湿地水文过程与退化机制86 6.1黄河源区若尔盖土地覆盖变化86 6.2若尔盖荒漠化时空变化88 6.2.1荒漠化研究方法88 6.2.2若尔盖荒漠化时空分布特征89 6.2.3荒漠化扩展特征91 6.2.4若尔盖荒漠化成因分析91 6.3累积降雨量与蒸发蒸腾量对湿地退化的影响94 6.3.11990—2016年土地利用类型的面积变化94 6.3.2累积降雨量对泥炭地面积计算的影响95 6.3.3四种土地利用和土地覆盖类型的平均蒸发蒸腾量特征96 6.4人工沟渠的排水量估算97 6.4.1人工沟渠排水能力估算方法97 6.4.2人工沟渠分布及排水模式99 6.4.3人工沟渠的排水能力99 6.4.4人工沟渠影响下若尔盖典型泥炭沼泽湿地变化102 6.4.5人工沟渠的统计特征103 6.4.6划分区域的排水量的时空变化105 6.5自然沟道对泥炭湿地的地下水水文过程的影响107 6.5.1导水率值107 6.5.2压力水头110 6.5.3地下水位111 6.5.4典型泥炭沼泽自然河流和人工沟渠的双重影响113 6.6典型泥炭地的地下水位时空变化规律114 6.6.1地下水空间分布114 6.6.2地下水埋深、泥炭深和坡度的局部空间模式115 6.6.3地下水埋深与泥炭深和坡度之间的空间相关性116 6.6.4地下水埋深在沟渠横向的变化117 6.6.5地下水埋深在沟渠纵向的变化118 6.7若尔盖高原径流变化与储水量计算120 6.7.1研究区域与方法121 6.7.2降水量与蒸发量变化123 6.7.3径流量变化124 6.7.4水量平衡计算126 6.7.5储水量变化分析127 6.8黄河源区泥炭湿地分布空间差异性129 6.8.1研究区域与研究方法129 6.8.2黄河源区泥炭湿地的空间分布特征131 6.8.3高程与坡度对泥炭湿地空间分布的影响132 6.8.4泥炭湿地空间分布对降水与气温的适宜性134 第7章黄河源区泥炭湿地的地下水运动数值模拟136 7.1侧向沟道对泥炭地水文过程的影响136 7.1.1研究区域与野外观测136 7.1.2模型建立137 7.1.3边界条件设定139 7.1.4数值模拟结果139 7.1.5地形对地下水的影响141 7.1.6两种自然沟道附近侧向地下水水力梯度对比142 7.2泥炭湿地小流域的分区地下水模拟143 7.2.1研究区域与研究方法143 7.2.2地下水模型建立145 7.2.3数值模拟结果146 7.2.4模型误差分析148 7.2.5水量平衡分析149 7.2.6典型沟道排水性能对比151 7.3泥炭湿地小流域整体地下水模拟152 7.3.1储水量变化及其动态变化153 7.3.2垂直地下水流运动156 7.3.3水平地下水流运动160 第8章黄河源区高寒湿地修复与保护策略161 8.1黄河源区高寒草甸湿地修复与保护策略161 8.1.1高寒湿地退化区人工草地建设162 8.1.2高寒草甸湿地保护165 8.1.3高寒草甸湿地的管理166 8.1.4高寒草甸湿地的恢复167 8.2泥炭湿地修复与保护策略168 8.2.1保护区的设立168 8.2.2湿地的修复169 8.2.3保护宣传工作169 8.2.4进行国际国内科研合作169 8.3河流湿地修复与保护策略170 第9章结论与建议172 9.1主要结论172 9.2主要建议176 参考文献177