辽河入海段滨海湿地生态需水研究及其生态健康评价

作     者：杨訸晴 

作者单位：大连海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张明亮;侯军

授予年度：2024年

学科分类：07[理学] 08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：辽河口 水动力模型 水质模型 生态需水 生态系统健康评估 

摘      要：滨海湿地处于陆地与海洋生态系统的交界过渡区,在维持区域和全球生态平衡等方面具有重要意义。辽河口湿地位于辽东湾顶部,是我国最重要的滨海湿地之一,为人类生产生活提供了丰富的生态资源。然而,随着工业化进程的加速,辽河口湿地受到水资源短缺、排污入海等因素的影响,水体污染严重。因此,本文基于MIKE3-ECO lab模型,构建了辽河口生态动力学模型,对辽河口附近海域的污染物时空分布特征进行分析,结合辽河口滨海湿地盐沼植被的生长特性,探究辽河入海口的适宜生态需水量,并基于压力-状态-响应（PSR）模型和综合评价指数（CEI）,对该海域进行生态系统健康进行评价。具体研究结果如下:（1）本文首先基于MIKE3水动力模块,构建了辽河口2020年三维水动力模型,对辽河入海口海域水动力进行了数值模拟,模拟的潮位、流速及流向结果和实测值吻合良好。其次,利用MIKE3-ECO lab模块对该海域的水质情况进行模拟,结果显示:叶绿素a的浓度在季节变化上表现为夏季最大,浓度均值为4.94μg/L,秋季次之,浓度均值4.36μg/L,春季最小,浓度均值为3.99μg/L;溶解氧（DO）的浓度在季节变化上表现为春季最大,浓度均值为9.14 mg/L,夏季次之,浓度均值为6.22 mg/L,秋季最小,浓度均值为6.09 mg/L;氨氮（NH）和硝酸盐（NO）的浓度在季节上的变化趋势基本一致,表现为夏季浓度最低,春秋季浓度略高的特点;活性磷酸盐的浓度随季节变化趋势呈春季最小,浓度均值为0.016mg/L,秋季最大,浓度均值为0.024 mg/L,且整体差异较小的特征。（2）盐地碱蓬植被一般生长在河口低盐潮滩区域,但辽河入海口处春季水体盐度较高,且水质等级并不十分利于植被生长。本文针对辽河春季流量分别设置30 m/s、50 m/s和70 m/s三种补水方案,探究辽河口湿地的适宜生态需水量。结果表明:当春季补水量达到50 m/s时补水效果最好,河口湿地附近水体盐度基本全部处于27PSU以下的低盐区,为盐地碱蓬的生长提供了适宜的盐度;水质角度来看,水体污染程度也得到了缓解,叶绿素a浓度消减最高达3.79μg/L,氨氮浓度消减最高达19.57μg/L,磷酸盐浓度消减最高达20.24μg/L。（3）本文借助水动力环境模拟结果和相关统计资料,基于PSR模型和CEI,对辽河口滨海湿地2010-2020年生态状况进行了分析。结果表明:辽河流域盘锦段生态环境健康指数由2010年的0.412逐渐下降到2012年的0.374、2014年的0.347经历了由“一般健康到“不健康水平,2014年之后又向“一般健康水平好转,并且健康指数大体呈上升趋势。通过分析权重数据,得出主要驱动因素如下:水资源总量占20.97%,政策法规及保护区建设占17.97%,景观多样性占14.19%,工业废水量占13.68%,水中化学需氧量占10.63%。本文研究结果展现了辽河口及其附近海域环境现状及主要影响因素,对辽河口及其附近海域生态保护与恢复、水资源管理和相关法律法规的建设具有指导性的作用,使环境保护工作更加科学规范。