黄河三角洲滨海湿地生态试验站
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地下水位控制试验
作者: 黄河三角洲站 更新时间: 2019-02-13

       滨海湿地地下水位高度同时受到潮汐、降雨及地形等多个环境因子的影响,因此其动态特征较为复杂。地下水位是影响湿地生态系统结构和功能的重要环境因子之一。不同地下水位会直接影响土壤水含量,进而改变土壤的物理和化学过程,进而影响植被空间分布和植被生长发育特征。随着地下水位梯度变化,植物群落组成和优势植物也会发生相应变化。不同植物对地下水位的响应也存在明显的种间差异,物种间存在明显替代作用. 因此,通过水位调控来分析滨海湿地植物的生长及扩散尤为重要。

       黄河三角洲地下水埋藏深度普遍较浅、盐分含量较高,地下水中盐分极易通过毛管上升作用不断向地表累积,造成不同程度的土壤盐渍化,并进一步通过根系作用对芦苇生态产生影响。然而,现阶段黄河三角洲地区地下水水盐动态特征尚缺乏规律性认识,对植物群落的生态效应还缺乏系统性研究。为了探究地下水位变化对黄河三角洲滨海湿地生态系统植物群落的影响,我站于2014年建成滨海湿地地下水位控制试验平台。

       该平台采用单因素随机区组实验设计,共4个地下水位处理,分别是:-500px、-1000px和-1500px地下水位梯度。每个处理设4个重复,样方面积为3×3 立方米. 为阻断近地表水平方向上的水流交换。该平台由水位控制池和自动供水系统两部分构成。控制池为钢筋混凝土结构,底部为水泥全封闭并做好全控制池防水,以避免水分渗漏。两排控制池相隔2米,每个控制池面积为3 m × 3 m,深度为2 m。控制池底部用粒径2-3 cm石子填充30 cm,原土回填,上填土层1.2 m,土层距离控制池上沿50 cm。水位自动供水系统包括进水管道和水箱两部分,进水管道包括上层进水管和底部进水管,上层进水管道由自来水管道进行供水,下面通过胶皮软管连接水箱。水箱内布设水位控制器,调节水位控制器高度,当水位达到设定高度时自动停止进水,低于设定高度时自动进水。水箱与底部进水管连接,底部进水管位于控制池底部,通过底部石子层向控制池供水。利用水箱支架调节水箱内水位高度,根据连通器原理,当控制池内地下水位与水箱水位高度平齐时,进水系统即停止进水,当由于植物吸收、蒸腾以及蒸发作用水位下降时,进水系统自动供水直至水位持平,因此可保证控制池内水位持续维持设定水平。

研究内容主要包括以下:

1. 地下水位变化对植物群落生长的影响;

2. 地下水位变化对植物群落化学计量特征的影响;

3. 地下水位变化对植物群落结构的影响。

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