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河流洪泛湿地是以洪水作为其主要补给水源的重要湿地景观类型,洪泛作用是河流洪泛湿地发展演化的主要控制因素。洪水这一特殊的陆地水文过程,它不仅限于狭义理解上的洪水灾害,而是河流对洪泛区生态系统的一种正常干扰,是洪泛湿地,尤其是干旱半干旱区洪泛湿地的重要生态水源,对维持洪泛区高度的景观异质性和生态系统平衡具有重要意义。
本文从洪水对洪泛湿地,尤其是干旱半干旱区洪泛湿地的生态维系功能角度,针对目前人类活动干扰天然洪水进程,剥夺洪泛湿地重要生态水源,割裂河流与洪泛区湿地天然水力联系,限制洪水生态功能发挥,导致洪泛湿地退化和生态环境恶化,及更为严重的洪水灾害的严峻形势,选择具有生态功能重要性,生态环境脆弱性和生态环境问题突出的霍林河流域下游为研究靶区,以其退化洪泛湿地景观为研究对象,通过对霍林河流域洪水规律的认识,对比分析不同洪水时期和典型洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观格局演变,探讨霍林河流域下游洪泛湿地景观格局演变的洪水驱动因素。
论文主要从以下几个方面开展研究:
(1)探讨洪水对洪泛湿地景观格局影响的理论基础,为开展洪水对洪泛湿景观格局影响研究提供理论支撑。
(2)分析霍林河流域洪水径流演变规律,以分析一般径流演变规律为基础,着重分析洪水径流演变规律,为下一步进行洪水时期划分提供重要依据。
(3)通过对比分析不同洪水时期下霍林河流域下游洪泛湿地景观格局演变,揭示人类活动干扰下的洪水对洪泛湿地景观的影响。
(4)选取霍林河1998年特大历史洪水作为典型洪水,采用时间上从洪水前后,空间上从洪泛区与非洪泛区对比分析方法,研究典型洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观格局演变。
论文研究得出的基本结论包括:
(1)霍林河流域径流量演变总体上呈上升趋势,且在20世纪80年代中后期发生一次增长突变,径流量演变的年代际和年际周期变化明显。
(2)霍林河流域洪水径流量演变阶段性变化特征显著,1985年前后发生洪峰增长突变,洪水径流量演变主要存大于30a尺度年代际周期和小于10a尺度年际周期变化。
(3)霍林河流域下游五个不同洪水时期为:1955s以前天然洪泛期、1955s~1965s大洪水期、1965s~1985s小洪水期、1985~1997年超标准洪水期、1998~2002年特大历史洪水期。
(4)霍林河洪泛作用有助于流域下游草地和湿地景观的恢复,改善流域盐碱化和沙化状况,但这一功能的发挥,受径流量大小,洪水量级及洪泛频率影响。中等量级洪水洪泛作用有助于退化草地景观恢复及沙化状况的改善,超标准洪水洪泛作用可进一步恢复流域退化的湿地景观,降低土地盐碱化程度,但却在一定程度使沙化土地面积增加。偶发的特大历史洪水具有改善流域退化洪泛湿地景观的功能,虽然效应是短暂的,但对自然湿地景观的恢复功能却非常显著,且具有一定长效性。因此,恢复霍林河流域下游退化洪泛湿地景观,需要大洪水,尤其是超标准洪水的频繁洪泛作用,而要恢复洪泛湿地的基质功能,则需要增加特大历史洪水的洪泛作用。
(5)耕地和人居地景观体现出以人类活动作用为主,洪水作用微弱。特大洪水导致的洪泛区两种人造景观较大的转换输出变化说明,在洪泛区应推广避洪农业,并引导居民向非洪泛区迁移定居,以减少突发洪水造成的经济和生命财产损失。林地景观演变受人类滥砍滥伐活动和国家政策导向,及霍林河洪水径流综合作用影响,超标准洪水地长期频繁洪泛作用有助于林地景观的恢复,但特大历史洪水对洪泛区林地景观却产生较强的破坏作用。因此,基于研究区乔木植物群落较强的耐旱特性,林地景观的恢复重点应在非洪泛区。