基于生态水文学原理的衡水湖湿地研究方法概述

冯 蕾

（衡水学院生命科学系 河北 衡水053000）

1 基本概念

生态水文学(Ecohydrology)一词由1992年Dublin在国际水与环境会议上提出，之后国内外诸多学者对其概念进行了解释[1，2]。Rodriguez-Iturbe认为生态水文学是指在不同时空尺度，在生态过程与生态模式的基础上研究水文机制的一门科学，认为其研究的核心应是湿地水文过程如何影响以植物为主要元素的生物过程及其反馈机制。Nuttle认为生态水文学重点研究的是水文过程对生态系统的配置、结构和演变的影响，及生物过程对水循环要素产生的影响[3]。

2 研究背景及意义

湿地作为陆地和水生态系统之间的过渡性地带，具有调节小气候、净化水体、涵养水源、防涝蓄洪和保护生物物种多样性等重要功能。湿地的形成、发育、演替甚至消亡的全过程都会受到湿地水文过程直接或间接的影响。在人类活动及全球气候变化的影响下，全球湿地生态系统严重被破坏，导致水资源短缺、水质恶化、水体面积萎缩和功能退化。我国的湿地生态安全问题同样受到了严重影响，严重制约了环境的可持续发展，因此，解决湿地生态系统水与生态退化问题具有极其重要的意义。

3 基于生态水文学原理的衡水湖湿地研究方法概述

衡水湖湿地及鸟类自然保护区位于华北平原，是华北平原唯一保存完整的内陆淡水湿地生态系统类型的国家级自然保护区，其具有独特的自然景观、水域、沼泽、林地等多种生态系统，生物多样性丰富。为更好地保护衡水湖的生物多样性，构建良好的生态格局，实现湿地资源的可持续利用和生态管理，结合衡水湖研究现状，并基于生态水文学原理对衡水湖进行了研究。

3.1 衡水湖生态需水机理研究。生态需水机理反应是生态系统对水文情势的响应，主要体现了水文情势指标与生态指标之间的关系。对于衡水湖湿地，应重点研究水位—水面面积以及水量—水位之间的关系，它是确定衡水湖湿地生态需水量的重要参考[4]。通过对水分—生态的耦合，计算出湿地生态需水量；通过动态监测衡水湖湿地生态水文要素，构建其湿地水文—水动力—水质—生态响应的综合模型，可精细计算出衡水湖湿地生态需水量。

3.2 衡水湖湿地生态过程与水文过程的交互作用研究。衡水湖的水位、“干—湿”交替过程、土壤中的含盐量变化等环境因子影响着衡水湖湿地植物群落生态演替，如丰水年芦苇种群数量与分布面积就会增加，枯水年则相反。通过研究可以明确衡水湖湿地植被群落空间分布与演替对湿地水文过程的响应，搞清其演变规律。

3.3 衡水湖湿地生态水文调控。湿地生态水文调控是恢复湿地水文情势的重要途径和手段，其不仅可以解决“水少”的问题，还可以解决“水多”的问题。以湿地生物、水文、水质及其相互作用关系作为重要依据，对衡水湖湿地进行生态水文调控，实现合理的水文情势、优质的水质和健康的生态功能，充分发挥湿地生态效益、经济效益和社会效益。湿地生态水文调控技术主要包括湿地水文情势恢复的多维调控、河流与湿地的水系连通、地表水与地下水的联合调控、生态补水及水库生态调度等技术[5]。

3.4 湿地生态水文的耦合过程与模拟。在变化的环境下，湿地生态水文的耦合过程与模拟，是研究湿地生态系统水文影响及其响应的重要方法。以下列举出常用的湿地生态水文模型应用范围及优缺点，供衡水湖湿地研究参考，见图1。

图1 湿地生态水文模型应用及优缺点