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河口作为连接陆地与海洋的纽带,具有独特的生境特征和重要的生态服务功能。近年来由于入海水量不断减少引发日益严重的河口生态问题,保证河口一定规模的生态用水需求,已成为水资源合理配置以及河口生态系统保护和修复亟待解决的关键问题之一。本文以海河流域漳卫新河河口为例,在河口生态系统健康诊断和评价、汛期河口生态需水的理论体系及计算方法等方面进行了较为系统的研究,对河口生态系统的利用与保护,推动河口生态需水研究及相关学科的交叉融合,具有重要理论意义和应用价值。主要研究内容及成果如下:
(1)河口生态系统健康的诊断指标体系及其评价模型。针对建闸河口生态系统的特点,遴选出能敏感反映河口生态系统健康的主控因子,构建了河口生态系统健康层次评价指标体系,建立了基于层次分析法和集对分析的河口生态系统健康综合评价模型,揭示了漳卫新河河口生态系统健康状况及其成因。研究表明,提出的评价指标体系及其评价方法是可行而有效的,可为河口生态系统的保护与生态管理提供科学依据。
(2)汛期河口生态需水量研究的理论体系。根据河口生态系统的特点及其生态需水规律,提出了河口生态保护目标,探讨了汛期河口生态需水的概念、组成、等级以及主要特征,分析了汛期河口生态需水与生态系统健康的关系,为汛期河口生态需水量计算提供理论依据。
(3)汛期生态需水量的计算方法及模型。在河口水文学、河口生态学的研究基础上以及数值模拟技术的支持下,引入纳潮回淤法和关键种理论,构建了汛期河口生态需水的计算方法及模型,确定了汛期河口各组成部分的生态需水量,最后综合考虑各组成部分生态需水量的大小和时间分布,推求得到漳卫新河河口汛期生态需水总量,开拓了河口生态需水量计算的新思路。
(4)汛期河口生态供水效益及其实现途径。采用生态经济学的理论和研究方法,对漳卫新河河口汛期生态供水效益进行评估,研究表明,漳卫新河河口生态供水的生态效益显著,尤其是有机物质生产价值明显增强;最后提出了汛期河口生态需水的实现途径,为河口生态系统可持续利用以及生态用水保障措施提供决策参考。