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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

7.1.2 影响因素分析175

7.2 台田对水生植物群落结构的影响180

7.2.1 台田区水生植物的种类、生物量和丰富度180

7.2.2 影响因素分析183

7.2.3 台田沟渠内主要群落类型的划分188

7.2.4 影响因素分析193

7.2.5 台田芦苇产量及其残体累积量195

7.3 台田结构和格局对水体富营养化的影响197

7.3.1 台田沟渠水体的富营养化特征197

7.3.2 台田结构指标和水体富营养化水平的关系200

8白洋淀水生植物的生长蔓延过程205

8.1 优势水生植物对环境因子的响应206

8.1.1 挺水植物对水位的响应206

8.1.2 不同水位梯度上挺水植物的生长过程模拟207

8.1.3 沉水植物对营养盐和光照条件的响应210

8.1.4 不同环境梯度上沉水植物的生长过程模拟211

8.2 优势水生植物对人类活动强度的响应213

8.2.1 淀内人类活动的定量评价213

8.2.2 水生植物对人类活动的响应217

8.3 水生植物群落的小尺度空间分布格局219

8.3.1 水生植物群落组成结构特征220

8.3.2 水生植物群落在小尺度上的变化224

8.3.3 空间格局定量分析228

8.4 小尺度分布格局与环境因子的关系241

8.4.1 物种多样性与环境因子的关系241

8.4.2 群落分布与环境因子的关系243

8.4.3 聚集强度与环境因子的关系245

8.4.4 生物量与环境因子的关系247

8.5 水生植物生物量控制值及其影响因素251

8.5.1 样地分类及水生植物群落类型251

8.5.2 主要群落类型生物量变化特征252

8.5.3 优势物种生物量变化特征257

8.5.4 水生植物生物量控制阈值确定261

8.5.5 优势水生植物生物量的主要影响因子265

9白洋淀水生植物的分解累积规律274

9.1 优势水生植物的分解规律274

9.1.1 残体化学组成特征和样地水环境条件275

9.1.2 残体分解速率和质量损失276

9.1.3 植物种类和样地环境条件对残体分解的影响278

9.1.4 优势水生植物分解过程的多元逐步回归281

9.2 混合残体分解的交互作用283

9.2.1 残体初始自身营养盐特性特征283

9.2.2 植物种类和样地环境对混合型残体分解的影响285

9.2.3 混合型分解中植物种类的相互作用特征288

9.2.4 残体分解中碳、氮、磷含量的动态变化295

9.3 芦苇根状茎在水体和土壤中的分解297

9.3.1 芦苇根状茎在水体中的分解和营养盐释放297

9.3.2 芦苇根状茎在土壤中的分解和营养盐释放305

9.3.3 芦苇根状茎在水体和土壤中的分解对比及其影响因素312

9.4 水生植物残体的生物累积321

9.4.1 沉积物中水生植物残体生物量分布322

9.4.2 台田格局对生物累积的影响323

9.4.3 生物累积对淤积量的贡献327

9.5 水生植物“分解-累积”过程的数学模型328

9.5.1 生态系统模型概述329

9.5.2 模型发展329

9.5.3 主要模块330

9.5.4 数据准备337

9.5.5 模型校准340

9.5.6 敏感性分析342

9.6 模拟结果344

9.6.1 白洋淀生物累积过程模拟344

9.6.2 不同水位情景下水生植物残体累积量预测347

9.7 模型评价352

9.7.1 与同类模型的比较352

9.7.2 主要影响因素353

9.7.3 模型的改进方向354

10白洋淀沼泽化趋势预测与调控模式355

10.1 不同发展情景下主要淀泊淤积升幅预测355

10.1.1 发展情景356

10.1.2 不同情景下主要淀泊的淤积升幅357

10.2 不同水位情景和淤积情景下主要淀泊水深360

10.2.1 补水情景360

10.2.2 不同情景下主要淀泊的水深预测362

10.3 基于淀泊网络结构优化的沼泽化调控模式367

10.3.1 白洋淀网络结构概化368

10.3.2 基于水文连通的网络优化模式370

10.4 水生植物群落结构的多目标优化配置373

10.4.1 基本原理373

10.4.2 计算方法373

10.4.3 配置结果375

10.4.4 实际效果376

10.5 台田格局优化调控水生植物蔓延378

10.5.1 台田高度H的确定379

10.5.2 台田长度L的确定381

10.5.3 台田坡度α的确定383

10.5.4 台田宽度D及台田沟渠上宽D1、下宽D2的确定384

10.6 台田区水体营养盐削减385

10.6.1 水文水动力调控净化效果385

10.6.2 台田土壤净化潜水387

10.6.3 利用台田区优势水生植物富集营养盐389

主要参考文献393