[发明专利]一种利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法

说明书

本发明公开了一种利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，包括以下步骤：(1)进行湿地生态补水区域现存物种调查；(2)确定湿地生态系统食物网营养结构关系；(3)构建湿地生态系统食物网竞争关系模型及面向过程模型；(4)根据食物网稳定性评价湿地生态补水的实施效果。本发明提供的方法从湿地生态系统层面入手，利用碳氮稳定同位素技术和食物网营养关系，构建退化湿地生态系统食物网模型，提高了模型的准确性和合理性；通过分析食物网结构稳定性评估退化湿地生态补水工程的效果，增强了评估结果的科学性和实用性。

技术领域

本发明属于生态修复领域，特别涉及一种利用食物网稳定性评价退化湿地生态补水实施效果的方法。

背景技术

在人类活动和全球气候变化的双重胁迫作用下，入流量锐减、水量短缺已经成为大部分自然湿地面临的主要瓶颈，进而导致了显著的湿地生态退化，如面积萎缩、物种组成下降，生物多样性降低、食物链简单化，生态系统失衡等。湿地系统的退化也成为其发挥正常生态系统服务功能的关键障碍。恢复湿地水文条件成为湿地修复和管理的关键所在。

针对湿地水资源现状，大量的科学研究和修复工程实践逐步展开，生态补水作为一种重要的水文调节手段，已经广泛应用于我国的河湖沼泽湿地的修复措施，如引黄济淀、引江济太、南四湖生态补水、扎龙生态补水、塔河生态补水以及黄河口淡水生态修复工程等。许多工程已经持续或陆续实施了几年，甚至十几年，如何对其修复程度和修复效果做出合理判断是工程管理所关注的重点。现有生态补水效果多针对单一要素变化情况进行评价，如水位水面增大、水质指标提高、植被覆盖改善等。退化湿地生态补水的目的是改善湿地水文情势，使其生态系统恢复正常的结构功能，保持生态系统稳定与平衡状态。退化湿地生态系统恢复是一个复杂、长期的过程，科学稳定的食物网结构特征是湿地生态系统稳定的重要条件。结合生态监测，构建食物网并评价其稳态，开展湿地生态补水修复工程的后效评估，对于指导管理决策和调整修复策略具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种全面、科学的利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，解决现有技术多针对单一要素评价、具有片面性的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)调查湿地生态补水不同时期的区域环境、物种，确定该区域环境特征，确定现存物种的种类、数量、生物量；

(2)建立基于贝叶斯的稳定同位素混合模型，确定湿地生态系统主要物种的营养级及其之间的捕食关系；

(3)基于物种之间的捕食关系，构建湿地生态系统中生产者、消费者物种动态方程，获得湿地生态系统食物网竞争关系模型；构建湿地食物网面向过程模型，确定捕食者取食被捕食者后生物量的流转过程；以及

(4)根据食物网竞争关系模型和面向过程模型，计算食物网群落矩阵，当群落矩阵特征值(实数或复数的实部)均小于0时或群落矩阵满足对角线优势矩阵时，可以判定湿地生态系统食物网趋于稳定，说明湿地生态补水的实施效果已见成效。

如上所述的利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，优选地，步骤(2)中所述主要物种的营养级及其之间的捕食关系根据碳氮稳定同位素来确定。

如上所述的利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，优选地，步骤(2)中所述基于贝叶斯的稳定同位素混合模型的捕食关系根据食源累积贡献比例为50％来确定。

如上所述的利用食物网稳定性评价湿地生态补水实施效果的方法，优选地，步骤(3)中所述生产者、消费者物种动态方程根据Lotka-Volterra竞争模型来确定。