第三章 湿地生态水文过程
湿地生态学
一、5个名词解释1.湿地：水位经常接近地表或为浅水覆盖的土地。
系指，不问其为天然或人工，长久或临时的沼泽地、湿原，泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水、盐水水体者，包括低潮时不超过6米的水域。
介于水体和陆地之间的生态交错区。
被誉为：地球之肾，生命的摇篮，文明的发源地，物种的基因库或生物超市。
2.珊瑚礁：由珊瑚聚集生长而成的湿地。
是一类生物海岸类型，由珊瑚虫的遗骸夹杂其他各种造礁和附礁生物遗体，经过地质年代的作用形成的3.湿地的水文周期：是地形与邻近水体影响下水流的输入与输出过程的综合表征。
4.沼泽：地表多年积水或土壤过湿的地段，其上主要生长着沼生植物，其下有泥炭的堆积，或土壤具有明显的潜育层。
5.水文周期:湿地水位的季节性变化格局。
内陆湿地水文特征通常受气候条件及地下水位的影响。
6.淹水频度。
对于非潮下或永久性淹水湿地，湿地处于静水的持续时间叫作淹水持续时间，湿地在给定时间内的平均淹水次数7.人工湿地:是一种利用基质、微生物及动植物群落的物理、化学及生物的相互作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物分解、植物吸收等过程实现对污水中有机物、氮、磷等去除的复杂生态系统。
8.湿地恢复：是指受损的湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程，也包括通过生态技术或生态工程对退化湿地或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。
9.湖泊湿地：是湖泊的一部分，但两者并不等同。
是发育在湖泊边缘，也就是在枯水期水深2m以浅的部分，并且总面积不低于8hm2 。
10.满岸流量：当河水开始漫进泛滥平原，这时的河川径流气体调节：自然生态系统在不同空间尺度上对大气化学成分产生的效应，它有利于生物的生存调蓄水量：生物多样性：是生物（动物、植物、微生物）与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括生态系统、物种和基因三个层次二、填空，选择一类1.中国最大的湿地——西藏拉鲁湿地国家级保护区，中国荷都——山东微山湖红荷湿地，“湿地之神”——丹顶鹤2.拉姆萨尔公约分类系统中湿地类型：滨海湿地，内陆湿地，人工湿地3.滨海湿地的类型：浅海水域，潮下水生层，珊瑚礁，岩石性海岸，潮间沙石海滩，潮间淤泥海滩，潮间盐沼湿地，红树林沼泽，海岸咸水湖，海岸淡水湖，河口水域，三角洲湿地。
《湿地生态学》课程教学大纲
《湿地生态学》课程教学大纲课程名称：湿地生态学课程类别：选修课适用专业：生态学考核方式：考查总学时、学分：32学时2学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的本课程主要讲述湿地生态系统结构、过程、功能、评价、管理和恢复的原理和主要研究方法，使学生掌握各种类型沼泽湿地生态系统的群落结构、功能、生态过程和演化规律及其与理化因子、生物组分之间的相互作用机制，同时使学生能初步运用所学的理论知识解决一些简单的实际问题。
二、课程教学要求学生通过学习，要掌握湿地生态系统的类型及其特征、主要结构特点和湿地生物的适应、水文过程和水量预算；生物地球化学循环、能量流动、植被演替和系统发育、生态服务评价和管理以及生态修复和工程湿地的营造等。
三、先修课程生态学基础，自然地理学，生态系统生态学等四、课程教学重、难点教学重点：湿地的生物地球化学循环、湿地生态服务的价值评估和湿地生态修复和重建教学难点：湿地的生态水文过程、湿地生态服务的价值评估五、课程教学方法与教学手段教学方法：讲授法、讨论法等。
教学手段：多媒体。
六、课程教学内容第一章湿地生态系统的类型（2学时）1．教学内容(1) 滨海湿地(2) 内陆湿地(3) 人工湿地2．重、难点提示(1) 红树林湿地和湖泊湿地(2) 人工湿地第二章湿地生态系统的结构（4学时）1．教学内容(1) 湿地生态系统的生物组分(2) 湿地生物的生态适应2．重、难点提示(1) 湿地生态系统的生产者。
(2) 维管束植物的适应性。
第三章湿地的生态水文过程（5学时）1．教学内容(1) 湿地水文周期(2) 湿地水量预算(3) 水文过程对湿地的影响(4) 湿地生物对水文过程的影响2．重、难点提示(1) 湿地水量预算。
(2) 水文过程对湿地的影响。
第四章湿地的生物地球化学循环（4学时）1．教学内容(1) 湿地土壤(2) 湿地生态系统中的化学转化(3) 湿地物质的输入及其平衡2．重、难点提示(1) 氧和氧化还原电位和氮的转化(2) 湿地的物质平衡第五章湿地生态系统的能流（4学时）1．教学内容(1) 能流基本模式(2) 初级生产及其分解与消费(3) 能流(4) 能流与熵流理论2．重、难点提示(1) 初级生产的限制因子(2) 能流与能流预算第六章湿地的生态演替（4学时）1．教学内容(1) 生态演替的概念与机制(2) 湿地生物群落的演替(3) 湿地生态系统的发育特征(4) 湿地的系统发育和生态演替对策2．重、难点提示(1) 生态演替的机制——内因与外因(2) 湿地的系统发育和生态演替对策第七章湿地评价与管理（4学时）1．教学内容(1) 湿地生态系统的服务(2) 湿地生态服务的价值评估(3) 湿地的管理2．重、难点提示(1) 核心服务、理论服务价值与现实服务价值(2) 湿地几项主要生态服务功能价值估算(3) 湿地的多目标管理第八章湿地生态修复和重建（5学时）1．教学内容(1) 湿地的生态恢复(2) 生态修复的原则与目标(3) 生态修复的措施(4) 生态修复评价(5) 工程湿地的营造2．重、难点提示(1) 生态修复的理论和措施(2) 工程湿地的设计、实施和管理七、学时分配八、课程考核方式1.考核方式：笔试，开卷2.成绩构成：总成绩=70%期末+30%平时九、选用教材和参考书目［1］《湿地生态学》，陆健健编，高等教育学出版社，2006年；［2］《湿地生态需水机理，模型和配置》，杨志峰编，科学出版社，2012年；［3］《中国国际重要湿地生态系统评价》，马广仁编，科学出版社，2018年。
湿地生态系统碳循环、水文过程、生物多样性对气候变化的响应机制
湿地生态系统碳循环、水文过程、生物多样性对气候变化的响应机制摘要湿地生态系统作为地球上重要的碳汇和生物多样性热点区域，在调节气候变化方面发挥着至关重要的作用。
气候变化对湿地生态系统的碳循环、水文过程和生物多样性产生了显著影响，进而影响其对气候变化的响应机制。
本文将从湿地生态系统的碳循环、水文过程和生物多样性三个方面出发，深入探讨其对气候变化的响应机制，并分析其对全球气候变化的影响。
关键词：湿地生态系统，碳循环，水文过程，生物多样性，气候变化，响应机制一、湿地生态系统碳循环对气候变化的响应机制湿地生态系统是地球上重要的碳库，其碳循环过程对全球碳平衡起着至关重要的作用。
气候变化对湿地生态系统碳循环的影响主要体现在以下几个方面：1.1 温度变化对碳循环的影响温度变化会影响湿地生态系统中微生物的活动和植物的生长速率，进而影响碳循环过程。
高温会加速微生物的分解作用，导致土壤有机质分解速率加快，释放更多的二氧化碳，从而加剧温室效应。
同时，高温也会抑制植物的光合作用，降低碳固定量。
此外，温度变化还会改变湿地生态系统的土壤水分状况，影响碳循环过程。
1.2 降水变化对碳循环的影响降水变化会影响湿地生态系统的土壤水分状况，进而影响碳循环过程。
降水量增加会导致土壤淹水时间延长，土壤缺氧，抑制微生物分解作用，降低碳释放量。
降水量减少会导致土壤干旱，加速土壤有机质分解，释放更多的二氧化碳。
1.3 海平面上升对碳循环的影响海平面上升会导致沿海湿地淹没，改变湿地生态系统的植被类型，进而影响碳循环过程。
例如，海平面上升会导致红树林等滨海湿地被淹没，减少碳固定量。
1.4 碳汇能力的变化气候变化对湿地生态系统碳汇能力的影响是复杂的，既有正效应也有负效应。
一方面，气候变化导致的温度升高和降水量增加可能会提高湿地生态系统的光合作用速率，增加碳固定量，提高碳汇能力。
另一方面，气候变化也会导致湿地生态系统退化，例如湿地干涸、土壤酸化等，降低碳汇能力。
水生态系统过程.
《水生态修复技术》教案内容生态过程对其稳定性的影响教学重点物理化学过程、生物过程教学难点水生态系统过程的分析水生态系统过程的分析参考资料水生态保护与修复关键技术与应用中国水利水电出版社一、水生态系统的过程水生态系统过程包括：水文过程、地貌过程、物理化学过程和生物过程。
1）水文过程：水生态系统的完整性依赖于自然水文条件的动态性。
自然水文过程在维持生物多样性和生态系统的完整性方面发挥了至关重要的作用。
很多物种的生活史过程需要自然水文过程在不用季节提供多种类型的栖息地。
然而，由于受人类活动、气候变化等人或自然因素的影响，自然水文过程遭到不同程度的改变，导致对水生态系统造成了一系列负面影响。
因此，水文过程调查分析的目的在于：评估当前水文过程偏离自然水文过程的程度，识别改变程度较大的水文指标，基于这些水文指标与水生态影响之间的相关关系预测可能产生的生态效应，指导水生态保护与修复。
2）地貌过程地貌过程是指地表物质在力的作用下被侵蚀、转移和堆积的过程。
决定这一过程的实质是地表作用和抵抗力的对比关系。
侵蚀地貌过程是在溯源侵蚀、下蚀和侧蚀共同作用形成的；转移地貌过程是泥沙在水体中的转移过程；堆积地貌过程则是泥沙在水体搬运能力减弱的情况下发生淤积的过程。
地貌过程是形成水系形态的主要因素。
为水生态系统的各种生态过程提供了物理基础，通过多种类型的塑造作用，形成了不同的生物栖息地特点。
3）物理化学过程水质物理量测参数包括流量、温度、电导率、悬移质、浊度、色度。
水质化学量测参数有pH值、碱度、硬度、盐度、生化需氧量、溶解氧、有机碳等。
其他水化学主要控制的指标包括阳离子、阴离子、营养物质（磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨、硅）如果水体的化学和物理性质不适宜，就无法确保健康的生态系统。
应横向和纵向地审视水体的物理和化学过程。
横向角度指流域对水质的影响，特别要注意沿岸地区对水质的影响；纵向角度则考虑水体水动力学特征变化对水质的影响。
第三章湿地生态水文过程
第三章湿地生态水文过程第一节湿地水文周期湿地作为陆地生态系统与水域态系统之间的交错地带，由于湿地独特的水文过程，创造了不同于排水良好的陆地生态系统及水生生态系统环境条件，进而影响湿地的生物多样性特征。
水文过程被认为是决定各种湿地类型形成与维持，以及湿地过程的最重要的因素。
水文周期是湿地水位的季节性变化格局，相关术语定义如表所示大部分湿地的水位通常不是恒定的而是具有波动性变化特征，有些甚至是无法预期的。
•事实上，具有显著的高、低水位差异的湿地水文周期，如河滨湿地的水文周期，通常是季节吃个饭8性或者周期性洪水脉冲造成的。
•而河口湿地通常要受径流、潮汐的双重影响，季节性的水位波动对大部分湿地而言是需要维持的特征，而不应该排除或受到控制。
第二节湿地水量预算一、一般预算模式湿地水文周期或湿地的水文状态，主要取决于以下三个条件：进水与出水之间的平衡湿地水量的预算底边将官外形，地下土壤湿地地质和地下条件蓄水能力二、主要计算量预算（一）降水量：降水量通常包括降雨和降雪量。
（二）表面流• 通常要估算表面径流是非常困难的，但是通常可以估算由于降水特别是暴雨引起的直接径流量。
在某些情况下，人们对某次降水引起的进入湿地的洪峰径流量更感兴趣。
• 尽管对于大流域这方面的计算非常困难，但是对于面积小于80hm2的流域，可以采用“合理径流量方法”有效地预测洪峰径流量。
（三）地下水地下水对湿地的作用因湿地的类型而异。
大部分湿地对地下水或受地下水影响很小。
因为大部分湿地通常具有透水性较差的土层，主要水源仅限于地表径流，并只通过蒸腾蒸发和地表输出散失水分。
进入、流经和流出湿地的地下水流通常采用达西定律描述。
该定律认为地下水流与压力表面坡度(水力梯度)和土壤的水力传导率或透水性成正比四）蒸发蒸腾作用蒸发蒸腾率与水面(或叶片表面)蒸气压和上层空气蒸气压之间的差值成比例，它可以用道尔顿定律进行描述。
（五）潮汐•周期性的潮汐淹水是海岸湿地重要的水文特征。
第三章 湿地生态水文过程
第一节
湿地作为陆地生态系统与水域态系统之间的交错地带，由于湿地独特的水文过程，创造了不同于排水良好的陆地生态系统及水生生态系统环境条件，进而影响湿地的生物多样性特征。
水文过程被认为是决定各种湿地类型形成与维持，以及湿地过程的最重要的因素。
水文周期是湿地水位的季节性变化格局，相关术语定义如表所示
许多研究表明，水流停滞的湿地或持续淹水和排水湿地具有低的生产力，而具有缓流湿地或开放型的河滨湿地则具有较高的生产力。
（三）有机物的积累
湿地由于初级生产力的增加或者分解和输出的降低而累积过剩的有机物质。事实上，世界范围内的湿地是生物圈中主要的碳汇。
通常有机碎屑物的分解需要相应的电子供体、水分、无机营养和能在相应环境下生活的微生物。它的分解速率也受环境温度和大型食碎屑动物的影响。
进入、流经和流出湿地的地下水流通常采用达西定律描述。该定律认为地下水流与压力表面坡度(水力梯度)和土壤的水力传导率或透水性成正比
四）蒸发蒸腾作用
蒸发蒸腾率与水面(或叶片表面)蒸气压和上层空气蒸气压之间的差值成比例，它可以用道尔顿定律进行描述。
（五）潮汐
•周期性的潮汐淹水是海岸湿地重要的水文特征。
潮汐因为会造成湿地淹没、土壤盐碱化和土壤厌氧环境而成为区域湿地生态系统的胁迫因子；
（四）营养物质的输出
营养物质随降水、河流洪水、潮汐、地表和地下径流输人湿地。
湿地营养物质的输出则主要受水流输出的控制。
当生产力和分解速率较高时，如具有流水或脉冲式水文周期的湿地，营养物质循环也很快。
（五）对湿地生态系统中碳循环的影响
湿地地表积水深度和地下潜水水位影响土壤CO2和CH4通量。
水循环过程控制着湿地生物地球化学循环的氧化还原条件。稳定的水位使湿地在一段时间内处于缺氧环境而生成CH4;相反,若水位变动幅度大,则沉积的有机碳被氧化,产生CO2。
湖泊湿地水文学教学大纲
湖泊湿地水文学教学大纲01．教学单位名称：环境与资源学院02．课程代码：64102303．课程名称：湖泊湿地水文学04．课程英文名称：Hydrology on Lakes and Wet Lands05．课程类别：专业教育课06．课程性质：选修课07．课程学时：32学时08．课程学分：209．授课对象：水文与水资源工程10．开课学期：6学期（春季）11．选用教材：崔广柏主编：《湖泊水库水文学》，河海大学出版社，1990年7月，第一版12. 主要参考书：黄漪平主编：《太湖水环境及其污染控制》，科学出版社，2001年10月，第一版13. 大纲执笔人：14. 课程中文简介：湖泊水湿地文学是一门基础性与应用性密切结合的学科，既是水文学的一个独立分支，又是综合湖泊（湿地）学的重要组成部分，其以湖泊和湿地为研究对象，研究湖水的来源与去路、湖水的理化性质及湖水中各种水文现象的发生、发展过程及其内在联系，以及湖泊资源的控制和利用的学科。
15. 课程英文简介：Hydrology on Lakes and Wet Lands is a basic and applicable course in Hydrology and Water Resources Engineering. It is a branch of hydrology focusing on the lakes and wetlands. It introduces the source and fate of the lake water, and the physical and chemical properties. Moreover, it describes the occurrence and evolution of multiple hydrologic phenomena relating to the lake, and the lake water resources exploitation and management.16. 课程包含的教学任务、教学要求和教学目的教学任务：本课程以湖泊湿地水文过程的物理基础为核心，研究湖泊湿地形成演化、湖水理化性质、资源合理利用和湖泊湿地中各种现象发生、发展规律及其内在联系，并从湖泊湿地生态系统观点出发，以湖泊分层和分带特征为基础，系统的论述湖泊湿地水资源，生态环境以及湖泊湿地资源利用与保护管理等方面的复杂问题，建立整体的湖泊湿地生态学概念。
第三章湿地生态水文过程
第三章湿地生态水文过程第三章湿地生态水文过程第一节湿地水文周期湿地作为陆地生态系统与水域态系统之间的交错地带，由于湿地独特的水文过程，创造了不同于排水良好的陆地生态系统及水生生态系统环境条件，进而影响湿地的生物多样性特征。
水文过程被认为是决定各种湿地类型形成与维持，以及湿地过程的最重要的因素。
水文周期是湿地水位的季节性变化格局，相关术语定义如表所示大部分湿地的水位通常不是恒定的而是具有波动性变化特征，有些甚至是无法预期的。
事实上，具有显著的高、低水位差异的湿地水文周期，如河滨湿地的水文周期，通常是季节吃个饭8性或者周期性洪水脉冲造成的。
而河口湿地通常要受径流、潮汐的双重影响，季节性的水位波动对大部分湿地而言是需要维持的特征，而不应该排除或受到控制。
第二节湿地水量预算一、一般预算模式湿地水文周期或湿地的水文状态，主要取决于以下三个条件：进水与出水之间的平衡湿地水量的预算底边将官外形，地下土壤湿地地质和地下条件蓄水能力二、主要计算量预算（一）降水量：降水量通常包括降雨和降雪量。
（二）表面流通常要估算表面径流是非常困难的，但是通常可以估算由于降水特别是暴雨引起的直接径流量。
在某些情况下，人们对某次降水引起的进入湿地的洪峰径流量更感兴趣。
尽管对于大流域这方面的计算非常困难，但是对于面积小于80hm2的流域，可以采用“合理径流量方法”有效地预测洪峰径流量。
（三）地下水地下水对湿地的作用因湿地的类型而异。
大部分湿地对地下水或受地下水影响很小。
因为大部分湿地通常具有透水性较差的土层，主要水源仅限于地表径流，并只通过蒸腾蒸发和地表输出散失水分。
进入、流经和流出湿地的地下水流通常采用达西定律描述。
该定律认为地下水流与压力表面坡度(水力梯度)和土壤的水力传导率或透水性成正比四）蒸发蒸腾作用蒸发蒸腾率与水面(或叶片表面)蒸气压和上层空气蒸气压之间的差值成比例，它可以用道尔顿定律进行描述。
（五）潮汐周期性的潮汐淹水是海岸湿地重要的水文特征。
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第三章湿地生态水文过程
第一节湿地水文周期
湿地作为陆地生态系统与水域态系统之间的交错地带,由于湿地独特的水文过程,创造了不同于排水良好的陆地生态系统及水生生态系统环境条件,进而影响湿地的生物多样性特征。
水文过程被认为就是决定各种湿地类型形成与维持, 以及湿地过程的最重要的因素。
水文周期就是湿地水位的季节性变化格局,相关术语定义如表所示
大部分湿地的水位通常不就是恒定的而就是具有波动性变化特征,有些甚至就是无法预期的。
•事实上,具有显著的高、低水位差异的湿地水文周期,如河滨湿地的水文周期,通常就是季节吃个饭8性或者周期性洪水脉冲造成的。
•而河口湿地通常要受径流、潮汐的双重影响, 季节性的水位波动对大部分湿地而言就是需要维持的特征,而不应该排除或受到控
制。
第二节湿地水量预算
一、一般预算模式
湿地水文周期或湿地的水文状态,主要取决于以下三个条件: 进水与出水之间的平衡湿地水量的预算底边将官外形,地下土壤湿地
地质与地下条件蓄水能力
二、主要计算量预算
(一)降水量: 降水量通常包括降雨与降雪量。
(二)表面流
• 通常要估算表面径流就是非常困难的,但就是通常可以估算由于降水特别就是暴雨引起的直接径流量。
在某些情况下,人们对某次降水引起的进入湿地的洪
峰径流量更感兴趣。
• 尽管对于大流域这方面的计算非常困难,但就是对于面积小于80hm2的流域,可以采用“合理径流量方法”有效地预测洪峰径流量。
（三）地下水
地下水对湿地的作用因湿地的类型而异。
大部分湿地对地下水或受地下水影响很小。
因为
大部分湿地通常具有透水性较差的土层,主要水源仅限于地表径流,并只通过蒸腾蒸发与地表输出散失水分。
进入、流经与流出湿地的地下水流通常采用达西定律描述。
该定律认为地下水流与压力表面坡度(水力梯度)与土壤的水力传导率或透水性成正比
四)蒸发蒸腾作用
蒸发蒸腾率与水面(或叶片表面)蒸气压与上层空气蒸气压之间的差值成比例,它可以用道尔顿定律进行描述。
(五)潮汐
•周期性的潮汐淹水就是海岸湿地重要的水文特征。
潮汐因为会造成湿地淹没、土壤盐碱化与土壤厌氧环境而成为区域湿地生态系统的胁迫因子;
第三章湿地生态水文过程
•但它同时会带走多余盐分、重建有氧条件与提供营养而成为有益的辅助条件。
•大潮－太阳月球同一直线,发生在满月与新月。
•小潮－太阳月球成90度角,发生在满月的四分之一与四分之三时。
第三节水文过程对湿地的影响
水文过程如降雨、地表径流、地下水、潮汐及河道的溢流水将能量及养分传输至湿地或由湿地中带走。
水深、流况(流量与流速)、延时及洪水频率等湿地水文条件能够决定湿地土壤、水分与沉积物的物理与化学性质, 进而影响物种的组成与丰富度、初级生产力、有机物质的积累、生物分解与营养循环及使用, 进一步影响到湿地生态系统的结构与功能。
(一)物种组成与丰富度
水文过程对湿地物种组成与多样性影响具有两面性。
它对物种丰富度就是起限制作用还就是促进作用,取决于水文周期与自然能量。
洪水规模、最低水位、季节性洪水发生时间、年
平均水位、长期与短期的水位变化等对河滨湿地生物多样性有较大的影响
许多具有较长淹水时间的湿地,其植被物种丰富度要低于淹没频度较小的湿地。
水涝土壤以及相应的氧气含量与其它化学条件的显著变化,会限制在这种环境中成活的植物数量与功能。
一般而言,至少在植物群落中,物种丰富度就是随着水流流通的增加而增加的。
流水通常对多样性具有促进作用,这可能就是由于流水促进了矿物质的更新,改变了厌氧条件; 同时也就是因为水流的作用与沉积
物的输运,提高了空间异质性,形成了更多的生态位空间。
(二)初级生产力
湿地对水文通量的开放度就是决定潜在初级生产力最重要的因素之一。
如具有流通条件的泥炭沼泽比水流停滞的沼泽生产力更高。
许多研究表明,水流停滞的湿地或持续淹水与排水湿地具有低的生产力,而具有缓流湿地或开放型的河滨湿地则具有较高的生产力。
(三)有机物的积累
湿地由于初级生产力的增加或者分解与输出的降低而累积过剩的有机物质。
事实上,世界范围内的湿地就是生物圈中主要的碳汇。
通常有机碎屑物的分解需要相应的电子供体、水分、无机营养与能在相应环境下生活的微生物。
它的分解速率也受环境温度与大型食碎屑动物的影响。
(四)营养物质的输出
营养物质随降水、河流洪水、潮汐、地表与地下径流输人湿地。
湿地营养物质的输出则主要受水流输出的控制。
当生产力与分解速率较高时,如具有流水或脉冲式水文周期的湿地,营养物质循环也很快。
(五)对湿地生态系统中碳循环的影响
湿地地表积水深度与地下潜水水位影响土壤CO2 与CH4通量。
水循环过程控制着湿地生物地球化学循环的氧化还原条件。
稳定的水位使湿地在一段时间内处于缺氧环境而生成CH4;相反, 若水位变动幅度大, 则沉积的有机碳被氧化, 产生CO2。
湿地水文通过影响土壤pH, 影响微生物活性与土壤有机碳周转, 进而造成土壤的碳积累或碳损失。
(六)对湿地生态系统氮循环的影响
湿地水文周期引起的干湿交替与洪水泛滥就是造成氮元素显著的水平分异与垂直分异的重要因素。
湿地中氮循环主要通过硝化与反硝化作用实现的, 湿地的干湿变化会对氮的硝化作用、反硝化作用产生影响。
在一个湿地水文周期中, 在干旱期, 湿地水位下降, 水量减少, 氮循环就由反硝化过程向硝化过程发展; 相反, 在淹水条件下, 湿地土壤氧化还原电位Eh值约在220 mV 以下时, NO3- 被还原为N2O或N2, 即向反硝化过程发展。
第四节湿地生物对水文过程的影响
(一)湿地植物
湿地植物,特别就是大型维管束植物,就是影响湿地水文过程的主要生物类群。
湿地植物可以改变湿地环境条件,特别就是地貌等特征,进而影响湿地水文过程。
茎与叶减缓水流,促进泥沙等颗粒物的沉积,而植物根系与地下茎的生长,又可以增加沉积物的稳定性,从而使湿地基底分布高程改变,也会影响区域的水文过程,包括相应的水文周期。
(二)湿地动物
湿地中的动物通过营巢、摄食等行为,直接或间接的影响湿地水文过程。
无脊椎动物,如牡砺、河蚬等滤食性种类,通过滤食行为,可以改变流过其周边的水流的模式;
掘穴生活的底栖动物,由于其掘穴扰动以及形成的洞穴会直接影响沉积物的渗透性,改变相应的水文过程。
大型脊椎动物,如美洲河狸等会通过筑坝、掘穴以及牧食相应的植被,改变地貌、水系,进而影响甚至完全改变湿地水文过程。
(三)湿地微生物
微生物对湿地水文过程的直接影响相对较小。
主要通过改变湿地营养条件、有机质累积等环境特征,与湿地植被、沉积物等共同作用,进而影响湿地水文过程。
第五节变化环境下的湿地水文响应
1 全球气候变化对湿地水文的影响
气候因子(气温、蒸发量与降水量等)的变化主要通过对湿地能量与水分收支平衡的影响来改变湿地的水文特征, 从而影响湿地的水循环过程与水文条件。
气候变暖通过减少水供应与增加水需求改变水分的收支平衡, 进而影响湿地生态系统的水分状况与生态特征。
全球变暖可能会促进极地地区湿地植被的生长,甚至会增加降雨扩大湿地的水供应, 进而改变湿地的水文条件。
由气候变暖导致的海平面上升大于湿地沉积物与泥炭积聚的速率, 将会使滨海湿地逐渐消失。
海平面的上升会造成海水入侵湿地, 使湿地的淹水频率变大与淹水时间延长, 同时咸水入侵淡水系统将改变湿地水体的化学性质
2 人类活动对湿地水文的影响
水利工程(如水库、堤坝与排水渠等) 、湿地围垦、城市化进程以及水资源开发利用对湿地水文的影响尤为突出。
水利工程建设会割断湿地与周围环境的水文联系, 改变湿地水文格局, 减少湿地的入流量, 降低湿地水位, 延长湿地淹水周期;
大型工程建设使得泥沙与水中的营养物质大量沉积截留, 使冲向下游的泥沙量、养分减少,影响下游湿地水化学特征以及湿地未来发展趋势。
围垦侵占了大量的湿地, 会影响湿地水位变化, 导致湿地蓄水调洪能力下降, 进而加重洪涝灾害。
城市化进程通过改变径流、水文周期与水质等要素来影响湿地生态系统的结构与功能。
水资源开发利用, 一方面减少湿地补给水源; 另一方面地下水位下降袭夺湿地水体的补给,进而改变湿地水文过程与水量平衡, 影响湿地生态系统的可持续性。