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濕地生態系統監測
    發布時間: 2019-04-18 13:39    

濕地生態系統是陸地與水域之間水陸相互作用形成的特殊的自然綜合體。濕地包括了所有的陸地淡水生態系統,如河流、湖泊、沼澤,以及陸地和海洋過渡地帶的濱海濕地生態系統,同時還包括了海洋邊緣部分咸水、半咸水水域。

濕地生態系統監測

 

濕地生態系統

濕地生態系統是陸地與水域之間水陸相互作用形成的特殊的自然綜合體。濕地包括了所有的陸地淡水生態系統,如河流、湖泊、沼澤,以及陸地和海洋過渡地帶的濱海濕地生態系統,同時還包括了海洋邊緣部分咸水、半咸水水域。

濕地生態系統通過物質循環、能量流動以及信息傳遞將陸地生態系統與水域生態系統聯系起來,是自然界中陸地、水體和大氣三者之間相互平衡的產物。濕地這種獨特生境使它具有豐富的陸生與水生動植物資源,是世界上生物多樣性最豐富、單位生產力最高的自然生態系統。濕地在調節徑流、維持生物多樣性、蓄洪防旱、控制污染等方面具有其他生態系統不可替代的作用。濕地是地球上淡水的主要蓄積地,濕地也是地下水的主要來源。濕地由于其特殊的生態特性,在植物生長、促淤造陸等生態過程中積累了大量的無機碳和有機碳,起到了固定碳的作用。
   濕地是自然生態系統中自凈能力最強的生態系統。濕地水流速度緩慢,有利于污染物沉降。在濕地中生長的植物、微生物和細菌等通過濕地生物地球化學過程的轉換,包括物理過濾、生物吸收和化學合成與分解等,將生活和生產污水中的污染物和有毒物質吸收、分解或轉化,使濕地水體得到凈化。

 

 

 

 

 

 

 

濕地至少有一至幾個以下特征:(1)至少周期性地以水生植物為植物優勢種;(2)底層土主要是濕土;(3)在每年的生長季節,底層有時被水淹沒。主要包括以下類型:沼澤濕地、湖泊濕地、河流濕地、濱海濕地和人工濕地?! ?/span>

 

大氣組分調節功能

濕地內豐富的植物群落,能夠吸收大量的二氧化碳氣體,并放出氧氣,濕地中的一些植物還具有吸收空氣中有害氣體的功能,能有效調節大氣組分。沼澤還能吸收空氣中粉塵及攜帶的各種菌,從而起到凈化空氣的作用。另外,沼澤堆積物具有很大的吸附能力,污水或含重金屬的工業廢水,通過沼澤能吸附金屬離子和有害成分。

水分調節功能

濕地在蓄水、調節河川徑流、補給地下水和維持區域水平衡中發揮著重要作用,是蓄水防洪的天然海綿,在時空上可分配不均的降水,通過濕地的吞吐調節,避免水旱災害。
沼澤濕地具有濕潤氣候、凈化環境的功能,是生態系統的重要組成部分?!?/span>

凈化功能

沼澤濕地象天然的過濾器,它有助于減緩水流的速度,當含有毒物和雜質(農藥、生活污水和工業排放物)的流水經過濕地時,流速減慢有利于毒物和雜質的沉淀和排除。一些濕地植物能有效地吸收水中的有毒物質,凈化水質。沼澤濕地能夠分解、凈化環境物,起到排毒、解毒的功能,因此被人們喻為自然之腎。

調節局部小氣候

濕地水分通過蒸發成為水蒸汽,然后又以降水的形式降到周圍地區,保持當地的濕度和降雨量。

 

濕地生態系統監測

濕地是最富生物多樣性、高生產力的生態系統,富有多種資源,利用價值和潛力巨大,經濟潛值高;具有涵養水源、均化洪水、調節氣候、凈化環境、提供野生動植物生存環境、提供資源和休閑觀光場所等生態環境和社會服務功能。
   
濕地是水、土壤和生物等要素在空間結構上的有機耦合系統,是大氣圈、水圈、土壤圈和生物圈相互作用的敏感地帶,與其他生態系統存在明顯差異。這也就決定了濕地生態系統的生態脆弱性,水文、土壤、氣候,形成了濕地生態系統環境主要素,進而影響生物群落結構,改變濕地生態系統。本系統就立足濕地生態系統,對濕地系統的變化做出監測,為濕地研究、保護、利用提供有效的技術支撐。

監測目的:

建設濕地綜合監測系統,研究外部環境對濕地系統的影響。

輸出數據:

·         地表水位:濕地儲水功能。

·         水質:包含溫度、溶解氧、pH、電導、濁度、葉綠素、藍綠藻、氨氮等,監測濕地水系統的擴散污染和濕地對水系的凈化處理功能。

·         流量:濕地對地表水徑流的影響。

·         地下水位:反映濕地的涵養水源作用。

·         土壤濕度:反映濕地的涵養水源作用。

·         空氣質量:空氣負氧離子、大氣成分。

·         局部小氣候:風、溫、濕、降水、蒸發、氣壓等。

·         濕地生物觀測:濕地動植物觀測。

·         濕地環境監測:太陽輻射、土壤環境等。

以及上述數據所需的總量分析、單項分析、重點分析等。

濕地生態自動監測系統主要包括以下方面:
1
、水質、水量監測
2
、通量觀測
3
、小氣候觀測
4
、常規氣象觀測
5
、濕地蒸散監測
6
、濕地生態環境監測
7
、濕地涵養水源監測

1、水質、水量監測

非點源污染是濕地水環境的重要污染源,在這里主要監測的是在降水徑流的溶淋和沖刷作用下,從非特定地點進入收納水體的污染。它具有廣泛性、時空異質性和隨機性等特點。
  對其擴散影響的監測也要與之相對應,從上圖中我們可以看出,在擴散過程中,距離點源的遠近,水系受影響是不同的,中間存在一個量化關系。我們根據對擴散數據的要求,由源心到四周區域布設監測系統,形成一個監測分析網絡。
  

 

 

 

 

在擴散的過程中,濕地系統它有助于減緩水流的速度,當含有毒物和雜質的流水經過濕地時,流速減慢有利于毒物和雜質的沉淀和排除。濕地系統能有效地吸收水中的有毒物質,凈化水質。
  地表徑流產生后,勢必對河道產生沖刷、抬高,直接引起地表水位的變化,從而影響到濕地的整個生物環境,如果地表水位上漲過高的話還會產生洪澇等災害,因而對地表水位的監測是十分必要的。
  濕地能起到對污染水源起到凈化作用,在濕地水源入口處做流量監測,可以對濕地的生態凈化做到量化監測。

監測指標:地表水位、水質、流量等。

選用站型:水文監測站

水文監測站系統主要用于無人值守、長期性、惡劣環境下的水文監測場合,依靠其高可靠性和高通用性等特點,水文監測站可廣泛應用于江河、溪流、水源地、生態濕地、大壩、污水處理、水產養殖等各種領域,系統的整體性能絲毫不會受監測環境的鹽堿度、污染程度等各類惡劣環境。

2、通量觀測

通量觀測利用直接測算下墊面顯熱和潛熱的湍流脈動值,而求得植被蒸散量的觀測方法,可以進行原地長期連續觀測,并不影響和干擾植物冠層周圍的環境,相關技術在國外已廣泛應用生態領域物質和能量傳輸和交換的研究。

測量要素:三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度、濕度、溫度

選用站型:通量觀測站

通量觀測站直接測定觀測區域的三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度及濕度溫度,從而獲得各種陸地生態系統和大氣之間CO2,H2O等物質的傳輸和能量交換相關數據,為土壤-植被-大氣之間的物質、能量交換模型提供一種直接驗證手段,為全球氣候變化研究提供有效的通量觀測數據。

 

 

 

 

3、小氣候觀測

目的在于通過觀測,揭示各種小氣候形成過程中的特點及其變化規律,如時空分布、能量收支和輸送等,為利用、調節和改善各種類型的小氣候特征提供依據。小氣候觀測按其測定方式可分為定位觀測和流動觀測、垂直梯度觀測和水平分布觀測等。

測量要素:溫度、濕度、風向、風速、降水、 總、凈、反、紫外、熱通量、光合有效輻射、土壤溫度

選用站型:小氣候站

小氣候站是針對農田、森林、草地、濕地、海洋、荒漠、城市等典型生態系統進行氣候監測應用而設計的全天候自動監測設備。通過在不同生態特點地區建立對大氣、水、土壤、輻射的監測站網,為氣候變化監測預警預報提供基礎數據,為天氣氣候生態評價及農林、城市氣象服務提供科學依據。

4、常規氣象觀測

常規氣象觀測系統主要測量除包括常規的氣象六要素外,還可以監測土壤含水量,土壤溫度,土壤熱通量(這些要素也可以形成獨立的土壤觀測系統)、能見度、蒸發等要素。

測量要素:溫度、濕度、風向、風速、降水、 總、凈、反、紫外、熱通量、光合有效輻射、土壤溫度

選用站型:氣象服務站

氣象服務站是針對農業、林業、牧業、建筑、能源等各類應用氣象服務監測而設計的靈活組配的小型氣象參數監測站。其安裝設計結構根據需求的變化而針對性建模組合,可靠性高、模塊標準化、性價比好、針對性強是行業氣象服務的理想選擇

5、濕地蒸散監測

蒸散量是影響生態系統的非常重要的因子,波紋比能量平衡法是從能量平衡的角度研究下墊面的蒸散作用,其理論基礎是地面能量平衡方程與近地層梯度擴散理論。

測量要素:風向、風速、溫度、濕度、降水、土壤溫度、凈輻射、土壤熱通量

選用站型:土壤蒸滲站

安裝方法:土壤溫度計監測土壤2cm6cm深度處的土壤溫度; 土壤熱通量板測土壤中8cm深度處的土壤熱通量。

6、濕地生態環境監測

除了全球氣候變暖,造成濕地退化的原因還在于人類活動的破壞。不斷的開荒,抽取湖水灌溉莊稼,在草原上放牧過多的牛羊,過度的捕殺野生動物等行為,成為濕地生命力的終結者。
一些環保人士認為,中國目前在濕地基礎研究方面相當薄弱。家底不清、對濕地的許多特征尚不甚了解。

監測要素:負氧離子、紫外線、日照、光合有效、太陽總輻射等

選用站型:濕地生態站


 

 

濕地生態站通過對空氣環境、全類型降水、日照和輻射、二氧化碳濃度等濕地生態環境關鍵指標的長期連續監測,數據化反應濕地對生態環境改變的大氣組分調節功能、水分調節功能、凈化功能和局部小氣候調節作用,為氣候生態環境評價及濕地生態環境監測服務提供科學依據。

7、濕地涵養水源監測

森林與水的關系非常密切,森林水文學的迅速發展說明了人們對其間關系的重視。隨著水危機的加劇,森林涵養水源的生態功能引起了高度關注。所謂的森林涵養水源,通常指森林生態系統對降水的攔截和滯蓄。森林涵養水源價值核算是森林資源核算組成部分之一,具有重要的理論和實踐意義。 涵養水源監測主要是采集森林環境地下水位和土壤水分指標,對某些特定地點進行監測,就可以反映出整個森林環境涵養水源狀況。

監測指標:地下水位、土壤水分

選用站型:涵養水源站

  涵養水源站是龍控公司專門為森林、濕地等涵養水源地水土保持功能監測而設計的一款專用水文環境監測站。涵養水源站通過對地下水位、水質和土壤水勢的長期連續監測,數據化反應涵養水源地的蓄水功能、調節徑流功能、削洪抗旱功能和水質凈化等功能指標及森林--水土之間的生態環境變化。

 


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