[發(fā)明專利]一種利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710478528.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107169679B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 楊薇;李曉曉;孫濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明公開了一種利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，包括以下步驟：(1)進行濕地生態(tài)補水區(qū)域現(xiàn)存物種調(diào)查；(2)確定濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)關系；(3)構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)競爭關系模型及面向過程模型；(4)根據(jù)食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水的實施效果。本發(fā)明提供的方法從濕地生態(tài)系統(tǒng)層面入手，利用碳氮穩(wěn)定同位素技術(shù)和食物網(wǎng)營養(yǎng)關系，構(gòu)建退化濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)模型，提高了模型的準確性和合理性；通過分析食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估退化濕地生態(tài)補水工程的效果，增強了評估結(jié)果的科學性和實用性。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于生態(tài)修復領域，特別涉及一種利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價退化濕地生態(tài)補水實施效果的方法。

背景技術(shù)

在人類活動和全球氣候變化的雙重脅迫作用下，入流量銳減、水量短缺已經(jīng)成為大部分自然濕地面臨的主要瓶頸，進而導致了顯著的濕地生態(tài)退化，如面積萎縮、物種組成下降，生物多樣性降低、食物鏈簡單化，生態(tài)系統(tǒng)失衡等。濕地系統(tǒng)的退化也成為其發(fā)揮正常生態(tài)系統(tǒng)服務功能的關鍵障礙。恢復濕地水文條件成為濕地修復和管理的關鍵所在。

針對濕地水資源現(xiàn)狀，大量的科學研究和修復工程實踐逐步展開，生態(tài)補水作為一種重要的水文調(diào)節(jié)手段，已經(jīng)廣泛應用于我國的河湖沼澤濕地的修復措施，如引黃濟淀、引江濟太、南四湖生態(tài)補水、扎龍生態(tài)補水、塔河生態(tài)補水以及黃河口淡水生態(tài)修復工程等。許多工程已經(jīng)持續(xù)或陸續(xù)實施了幾年，甚至十幾年，如何對其修復程度和修復效果做出合理判斷是工程管理所關注的重點。現(xiàn)有生態(tài)補水效果多針對單一要素變化情況進行評價，如水位水面增大、水質(zhì)指標提高、植被覆蓋改善等。退化濕地生態(tài)補水的目的是改善濕地水文情勢，使其生態(tài)系統(tǒng)恢復正常的結(jié)構(gòu)功能，保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與平衡狀態(tài)。退化濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復是一個復雜、長期的過程，科學穩(wěn)定的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征是濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要條件。結(jié)合生態(tài)監(jiān)測，構(gòu)建食物網(wǎng)并評價其穩(wěn)態(tài)，開展?jié)竦厣鷳B(tài)補水修復工程的后效評估，對于指導管理決策和調(diào)整修復策略具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種全面、科學的利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)多針對單一要素評價、具有片面性的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)調(diào)查濕地生態(tài)補水不同時期的區(qū)域環(huán)境、物種，確定該區(qū)域環(huán)境特征，確定現(xiàn)存物種的種類、數(shù)量、生物量；

(2)建立基于貝葉斯的穩(wěn)定同位素混合模型，確定濕地生態(tài)系統(tǒng)主要物種的營養(yǎng)級及其之間的捕食關系；

(3)基于物種之間的捕食關系，構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、消費者物種動態(tài)方程，獲得濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)競爭關系模型；構(gòu)建濕地食物網(wǎng)面向過程模型，確定捕食者取食被捕食者后生物量的流轉(zhuǎn)過程；以及

(4)根據(jù)食物網(wǎng)競爭關系模型和面向過程模型，計算食物網(wǎng)群落矩陣，當群落矩陣特征值(實數(shù)或復數(shù)的實部)均小于0時或群落矩陣滿足對角線優(yōu)勢矩陣時，可以判定濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)趨于穩(wěn)定，說明濕地生態(tài)補水的實施效果已見成效。

如上所述的利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，優(yōu)選地，步驟(2)中所述主要物種的營養(yǎng)級及其之間的捕食關系根據(jù)碳氮穩(wěn)定同位素來確定。

如上所述的利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，優(yōu)選地，步驟(2)中所述基于貝葉斯的穩(wěn)定同位素混合模型的捕食關系根據(jù)食源累積貢獻比例為50％來確定。

如上所述的利用食物網(wǎng)穩(wěn)定性評價濕地生態(tài)補水實施效果的方法，優(yōu)選地，步驟(3)中所述生產(chǎn)者、消費者物種動態(tài)方程根據(jù)Lotka-Volterra競爭模型來確定。