鄱阳湖湿地生态系统监测指标与技术

**章绪论 **节研究背景 鄱阳湖是我国**大淡水湖，汇聚赣江、抚河、信江、饶河、修水五大河流及博阳河等支流，由湖口汇入长江。鄱阳湖是长江中下游重要的洪水调蓄区，是长江水系的重要组成部分。鄱阳湖湖泊和流域生态系统是区域经济社会发展关键资源的生态基础，维系着长江中下游的生态安全。 鄱阳湖是一个开放的生态系统，与长江的天然联系是湿地发育的重要水文环境，作为长江流域仅存的两个大型过水性、吞吐型湖泊之一，与长江保持了长期的天然联系，江湖连通有效地保证了湖泊的水质和生物多样性。鄱阳湖水位涨落受到“五河”（赣江、抚河、信江、饶河、修水）及长江来水的双重影响。鄱阳湖存在着明显的洪、枯水期水位变化，年内水位变化巨大，呈现出独*的水文节律：每年4月至9月为汛期，水位上涨，10月至翌年3月为枯水期，水位下降。水位和水域面积的变化造成鄱阳湖天然湿地各类型之间的动态变化，水位高时，以湖泊为主体，水位低时，以沼泽滩涂为主体，呈现水陆交替出现的生态景观，“高水是湖，低水似河”“丰水一片，枯水一线”是鄱阳湖环境特点的写照。鄱阳湖湿地洪枯两季变化悬殊，使鄱阳湖生态系统各生态要素（水文、土壤、气候等）呈高度的时空变异，因此鄱阳湖湿地在中国湖泊湿地中有着重要的地位，是重要的物种基因库。 鄱阳湖多种多样的生境类型为许多物种提供了完成其生命循环所需的全部因子或者复杂生命过程的一部分，形成了丰富的植物多样性和动物多样性，是国际重要湿地和生物多样性热点区域，尤其成为全球关注的众多水禽的越冬栖息地。已记录的鄱阳湖动、植物物种为1690多种，其中，湿地水生、沼生、湿生植物327种，浮游植物319种，浮游动物205种，鱼类136种，鸟类310种，哺乳类52种，两栖、爬行类40种。湖区植被面积约2262 km2，占全湖总面积的72.2%。不同生境条件下分布着不同的植物群落，其中草本植物占绝对优势，为总种数的71%，莎草植物群系面积昀大、类型昀多。湿地植被为草食性鱼类和多种越冬水鸟及其他水生动物提供了丰富的食物、栖息地和繁殖场所。在310种鸟类中，冬候鸟155种，夏候鸟107种，留鸟41种，其中，国家一级保护鸟类10种，二级保护鸟类44种。鄱阳湖是世界上95%的白鹤和75%的东方白鹳等珍稀水禽种群的越冬场所，也是迄今发现的世界上昀大的越冬鸿雁群体所在地，所栖息的水鸟数量达3万只以上，被誉为“白鹤之乡”“候鸟王国”。在136种鱼类中，鲤科昀多，占鱼类总数的52.2%，主要经济鱼类有鲤、鲫、草、青、鲢、鳙等，珍贵鱼类有鲥鱼、银鱼、中华鲟等。鄱阳湖既是江湖洄游鱼类的摄食和育肥场所，也是某些过河口洄游性鱼类的繁殖通道或繁殖场，对长江鱼类种质资源保护及种群维持具有重大意义。 水位是维系鄱阳湖植物生长和繁殖的重要因子，对湿地植物群落初级生产力、物种分布、物种多样性及群落的演替都具有极其重要的影响。丰水期，湿地草滩植被完全被淹没，湿生植物受到高水位胁迫影响，大多数植物采取休眠和耐受的生存策略度过，此时沉水植物和浮叶植物占据优势地位，优势物种为竹叶眼子菜、微齿眼子菜、苦草等，但水位过高也会导致沉水植物群落丧失。例如，1998年长江流域特大洪水导致优势沉水植物竹叶眼子菜和苦草等大面积死亡；平水期，平水位以下的洲滩部分被淹没，形成明显的水位梯度，洲滩优势植物为薹草；枯水期，大片洲滩出露，湿地植被覆盖率达90%以上，以灰化薹草、蒌蒿、黄背草分布面积昀大，而中央湖区和主要碟形湖内堤前大面积干涸，水生植物死亡，进入休眠期。鄱阳湖植物应对剧烈的水位变化，形成了各自的应对适应策略和生存机制。长期以来鄱阳湖逐渐形成了稳定的水位-植物-水鸟协同机制。鄱阳湖丰枯水文节律的变化直接影响湿地植物与候鸟栖息周期，每年10月随着鄱阳湖水位降低，草洲开始出露，大批越冬候鸟陆续到达鄱阳湖，冬季出露的洲滩新生长的植被、泥滩洼地及湖泊浅水区是候鸟集中分布的区域。 鄱阳湖湿地水文过程面临流域内外水文情势变化的强烈影响，导致湿地生态环境脆弱、稳定性差。2004年三峡工程运行后，鄱阳湖与长江的江湖关系发生了重要变化，据研究报告《三峡工程运用后对鄱阳湖及江西“五河”的影响》显示，三峡水库对鄱阳湖的影响时间为每年10月6日至11月15日，蓄水期间流量比三峡水库调度前流量减少5000～8000 m3/s，三峡水库汛末蓄水对鄱阳湖水位的影响非常明显。从历史资料来看，鄱阳湖枯水位（低于星子水位12 m）一般出现在12月，而对近几年枯水期到来的时间统计发现，枯水期提前至11月甚至10月，鄱阳湖枯水期的到来呈现出提前的趋势。自2001年长江中下游干流河道实行全面禁止采砂以来，大量采砂船涌入鄱阳湖，严重破坏了湿地生态环境。据统计，2002～2009年，每年从鄱阳湖输出的砂石量达2.36亿 m3。一方面采砂改变了河湖形态，河床变深，水道变宽，湖口泄流能力增强，向长江排水增多，直接导致鄱阳湖水位下降，枯水期提前；另一方面采砂破坏了湖底原生植被，加速水域荒漠化，降低浮游生物生产力，并严重堵塞了鱼类“三场一通道”，使湖区鱼类资源和鱼类多样性显著下降。 近十年来鄱阳湖呈现枯水期提前的特点对湿地植被演替和候鸟栖息造成了一些影响，原生植物生物量下降、中生植物入侵，水鸟栖息地严重破坏。水位低枯态势下会影响苦草等沉水植物的生长，进而导致越冬候鸟食物减少。此外，由于丰水期出现季节推迟，持续时间较短，可能会逐步改变洲滩土壤的性质，使原有植物群落向偏旱生的群落类型演替，改变鄱阳湖的湿地植物组成结构。目前由于缺少针对鄱阳湖湿地生态系统的长期定位监测和控制实验，特别是针对水文 -植物-土壤-动物协同变化的监测，低枯水位对植被与候鸟影响的研究也缺乏长时间序列的具有可比性的系统科学数据，已有的分析和判断存在着难以回避的不确定性，对其变化的机制和未来的变化趋势难以形成共识。 20世纪初，孙中山先生曾提出过“湖口建闸联通赣粤交通”的构想。20世纪50年代，袁良军先生编著《鄱阳湖湖口建闸蓄水建议书》。20世纪80年代江西省在鄱阳湖综合考察的基础上，编制了《鄱阳湖控湖工程规划》，但由于缺乏系统论证，没有正式实施。近年来，在我国经济迅速发展的背景下，江西省实施“中部崛起”“进位赶超”的发展战略，江西省政府于2008年提出《鄱阳湖生态经济区规划》，并于2009年12月12日得到国务院批准，上升为国家战略。在此规划中，根据鄱阳湖水文和生态环境变化，特别是枯水期提前、枯水态势持续延长等情况，再次提出了建设鄱阳湖水利枢纽工程，并将其作为《鄱阳湖生态经济区规划》的核心项目之一。以“一湖清水”为目标，以“江湖两利”为原则，按照“调枯不控洪”的方式运行。该工程得到了国内外机构和专家的广泛关注，但同时也存在着许多不同的意见，其中“江湖关系”“泥沙冲淤”“候鸟保护”“湿地演替”“渔业资源”“生物多样性”等一直是社会关切的焦点问题。 2016年10月，受江西省鄱阳湖水利枢纽建设办公室委托，由中国科学院地理科学与资源研究所牵头，联合中国科学院南京地理与湖泊研究所、南昌大学、北京林业大学等多家单位共同组织实施“鄱阳湖水生态综合模型研究及开发”项目。其中一项主要任务就是编制并出版《鄱阳湖湿地生态系统监测指标与技术》一书。 第二节规范性引用文件 本规程引用的文件如下。 HJ495—2009《水质采样方案设计技术规定》 HJ493—2009《水质采样样品的保存和管理技术规定》 HJ/T166—2004《土壤环境监测技术规范》 GB3838—2002《地表水环境质量标准》 GB15618—1995《土壤环境质量标准》 DB11/T1301—2015《湿地监测技术规程》 GB/T50138—2010《水位观测标准》 SL219—2013《水环境监测规范》 HJ636—2012《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》 HJ/T199—2005《水质总氮的测定气相分子吸收光谱法》 HJ535—2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》 HJ/T195—2005《水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法》 SL84—1994《硝酸盐氮的测定（紫外分光光度法）》 SL86—1994《水中无机阴离子的测定（离子色谱法）》 GB7493—87《水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法》 GB11893—89《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》 GB11892—89《水质高锰酸盐指数的测定》 GB7476—87《水质钙的测定 EDTA滴定法》 GB7477—87《水质钙和镁总量的测定 EDTA滴定法》 GB11896—89《水质氯化物的测定硝酸银滴定法》 HJ/T342—2007《水质硫酸盐的测定铬酸钡分光光度法（试行）》 SL83—1994《碱度（总碱度、重碳酸盐和碳酸盐）的测定（酸滴定法）》 SL21—2015《降水量观测规范》 SL247—2012《水文资料整编规范》 HJ710.7—2014《生物多样性观测技术导则内陆水域鱼类》 《水和废水监测分析方法》（第四版）（国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会，2022） 《陆地生态系统生物观测规范》（中国生态系统研究网络科学委员会，2007） 《水域生态系统观测规范》（中国生态系统研究网络科学委员会，2007年） 《陆地生态系统水环境观测规范》（中国生态系统研究网络科学委员会，2007年） 《陆地生态系统土壤观测规范》（中国生态系统研究网络科学委员会，2007年） 《长江中下游湿地保护网络水鸟调查与监测手册》（长江中下游湿地保护网络水鸟工作组，2008） 《湖泊生态系统观测方法》（陈伟民等，2005） 《湿地生态系统观测方法》（吕宪国，2005） 《湖泊调查技术规程》（中国科学院南京地理与湖泊研究所，2015） 《内陆水域渔业自然资源调查手册》（张觉民和何志辉，1991） 《中国国际重要湿地监测的指标与方法》（张明祥和张建军，2007） 第三节监测目标与原则 一、监测目标 1. 近期目标 服务于“鄱阳湖水生态综合模型研究及开发”项目的实施，为水生态综合模型验证提供基础数据，针对鄱阳湖水利枢纽工程建设背景下社会各界关切的问题提供科学认识。 2. 长期目标 为鄱阳湖湿地生态系统演变与自然和人文因素作用下的水文、水生态和水环境变化研究及相关的生态评估和预测工作提供全面、系统、连续、一致可比的监测数据，促进鄱阳湖区域可持续健康发展。 二、监测原则 1. 天-地一体化监测原则 充分利用航空航天遥感的覆盖范围广、一致性高的优势及近地遥感高频率和灵活的特点，结合定位监测指标全面、时间连续的优势，建立天 -地一体化的湿地监测平台体系（图1-1）。 2. 多站点联合同步性原则 同步监测是捕捉鄱阳湖湿地生态系统特征的有效手段，尤其是对水鸟、水文、水质等与空间移动有关的生态系统要素的监测更为重要。应在监测站点多要素监测的基础上，在每年的丰水期和枯水期各开展一次以上的同步监测，对鄱阳湖水文、水质、植被、土壤、地下水、水生生物、鸟类等生态要素进行全方位的协同调查，建立时间同步、点位统一、要素配套的数据体系。 图1-1 鄱阳湖生态系统天-地-空一体化监测技术体系 3. 技术先进与一致性原则 监测过程中，应优先选择国际通用、方法成熟、技术先进、结果可靠的监测方法或手段，不同监测站点相同生态要素的监测方法应尽可能一致，以保证监测结果的规范性和可比性。 4. 强化典型区监测 在鄱阳湖全面