水文情勢(shì)變化對(duì)寧夏六盤山西麓泥炭地健康狀況的影響

陸愛(ài)國(guó) 王鵬 李蓓 吳寧山

（寧夏回族自治區(qū)煤炭地質(zhì)局 寧夏銀川 750001）

泥炭地是重要的濕地類型，其固碳作用能夠有效減少溫室氣體排放，緩解氣候變暖的趨勢(shì)，同時(shí)具有極強(qiáng)的污染降解能力、強(qiáng)大的保水、蓄水功能和保持生物多樣性等生態(tài)功能［1］。目前，泥炭地已被列為濕地保護(hù)的重點(diǎn)目標(biāo)。泥炭地的健康狀況受水文情勢(shì)、泥炭化擾動(dòng)、植被覆蓋等多種因素影響，研究水文情勢(shì)變化對(duì)泥炭地形成的影響對(duì)泥炭濕地保護(hù)具有重要的意義。在寧夏南部的六盤山西麓地區(qū)，獨(dú)特的氣候環(huán)境沉積形成了多片泥炭地，對(duì)該地區(qū)泥炭地進(jìn)行水文情勢(shì)變化的研究，對(duì)西北地區(qū)的泥炭濕地保護(hù)研究具有一定的代表性，因此，選取六盤山西麓3 片不同健康狀況的泥炭地進(jìn)行了水文情勢(shì)變化研究。

1 研究區(qū)概況

寧夏六盤山西麓地處中溫帶季風(fēng)區(qū)半濕潤(rùn)向半干旱過(guò)渡性氣候區(qū)，春季低溫少雨，夏季短暫多雹，秋季陰澇霜旱，冬季嚴(yán)寒綿長(zhǎng)［2］。年平均氣溫5.6 ℃，年均降水量766.0 mm，豐富的降水造成地勢(shì)低洼地段過(guò)濕和積水，雨熱同期，植物生長(zhǎng)茂盛，獨(dú)特的氣候、地形地貌條件沉積形成了較為豐富的泥炭地。

自2019 年開(kāi)始，寧夏煤炭地質(zhì)局對(duì)寧夏六盤山西麓地區(qū)先后開(kāi)展了泥炭地及其生態(tài)功能的調(diào)查、評(píng)價(jià)工作。調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地泥炭地20 余處，對(duì)有代表性的泥炭地進(jìn)行了健康狀況評(píng)價(jià)，初步評(píng)價(jià)出健康泥炭地4 處，亞健康泥炭地9 處，輕度退化泥炭地5 處［1］。為更好地保護(hù)、修復(fù)當(dāng)?shù)啬嗵繚竦叵到y(tǒng)，有必要針對(duì)泥炭地的形成及健康狀況的影響因素等開(kāi)展下一步研究工作。因此，通過(guò)水文情勢(shì)變化對(duì)寧夏六盤山西麓泥炭地形成的影響進(jìn)行研究，提出了泥炭地保護(hù)、修復(fù)的措施和建議，為寧夏濕地保護(hù)提供基礎(chǔ)研究依據(jù)。

2 研究方法及參數(shù)選取

影響泥炭地形成的水文情勢(shì)要素包括降水、徑流、蒸發(fā)、輸沙、水位、水質(zhì)等多項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)分析研究，對(duì)當(dāng)?shù)啬嗵康赜绊戄^大的水文情勢(shì)要素主要包括排水去路、淹水歷時(shí)、水位深度。因此，在表征泥炭地水文情勢(shì)綜合特征時(shí)，選用排水去路［3］、淹水歷時(shí)、水位深度3 個(gè)指標(biāo)［4］。其中，排水去路相較其他2 項(xiàng)特征權(quán)重較重，淹水歷時(shí)和水位深度權(quán)重相近。因此，排水去路指標(biāo)賦予0.4 的權(quán)重，淹水歷時(shí)賦予0.3 的權(quán)重，水位深度賦予0.3 的權(quán)重。

排水去路主要指泥炭地中是否有排水溝，以及排水溝對(duì)泥炭地排水疏干的影響程度。排水去路的二級(jí)指標(biāo)中，對(duì)泥炭地中切溝深達(dá)基底，縱貫?zāi)嗵康?，造成整個(gè)泥炭地排水疏干，賦予0.1 的權(quán)重；對(duì)泥炭地排水切溝與長(zhǎng)度影響面積達(dá)到泥炭地總面積一半時(shí)，賦予0.3 的權(quán)重；如果泥炭地中未發(fā)現(xiàn)排水切溝，泥炭地?zé)o排水去路，賦予0.6 的權(quán)重，表明泥炭地水文情勢(shì)良好。

淹水歷時(shí)指夏季淹水面積。淹水歷時(shí)的二級(jí)指標(biāo)中，夏季淹水在3 個(gè)月以上的，賦權(quán)重0.6；夏季淹水在1 個(gè)月左右的，賦權(quán)重0.3；夏季不淹水的，賦權(quán)重0.1。

水位深度指標(biāo)，指的是地表積水相應(yīng)深度的面積。水位深度的二級(jí)指標(biāo)中，地表積水>2 cm 的，賦權(quán)重0.6；地表積水0～2 cm 的，賦權(quán)重0.3；無(wú)地表積水面積的，賦權(quán)重0.1。

濕地水文情勢(shì)指數(shù)計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)差歸一化法進(jìn)行計(jì)算［5］。計(jì)算公式如式（1）。

式中：W 為濕地的水文情勢(shì)指數(shù)；D 為排水去路影響面積；P 為淹水歷時(shí)影響面積；S 為淹水深度影響面積；T為泥炭地總面積；A 為濕地水文情勢(shì)指數(shù)的歸一化系數(shù)，A=1/0.6×100。

3 研究過(guò)程

選取了臺(tái)子溝、陳靳、毛莊3 處泥炭地，分別研究水文情勢(shì)變化對(duì)泥炭地健康狀況的影響。臺(tái)子溝泥炭地位于1 處山前坡底，四周基本均已開(kāi)墾為農(nóng)田，面積23 086 m2（圖1）。通過(guò)調(diào)查，泥炭層完整、沒(méi)有切溝的整狀泥炭地面積18 468 m2，占總面積的80%；切溝地段主要集中在泥炭地邊緣，面積4 617 m2，占總面積的20%。淹水歷時(shí)指標(biāo)，通過(guò)1 個(gè)完整水文年的調(diào)查，夏季淹水在3 個(gè)月以上的面積6 925 m2，占總面積的30%；淹水1 個(gè)月以上的面積9 003 m2，占總面積的39%；夏季不淹水地段的面積7156 m2，占總面積的31%。

圖1 臺(tái)子溝泥炭地

水位深度指標(biāo)，通過(guò)施工鉆孔水位及面積測(cè)量，豐水期地表積水深在2 cm 以上的面積4 617 m2，占總面積的20%；豐水期地表積水在2 cm 以下的面積11 312 m2，占總面積的49%；地表無(wú)積水的面積7 156 m2，占總面積的31%。

陳靳泥炭地位于1 處山前坡地，面積14 346 m2（圖2）。泥炭地四周有養(yǎng)殖場(chǎng)、農(nóng)田，泥炭地西邊界、南部有大型沖溝，排水條件較好。排水去路指標(biāo)中，切溝深與長(zhǎng)度均達(dá)面積一半?yún)^(qū)域集中在泥炭地西、南的大型排水溝兩側(cè)，以及中部的小排水溝兩側(cè)，面積7 173 m2，占比50%；切溝深達(dá)基底縱貫礦床地段在西部沖溝邊緣，面積4 447 m2，占比31%。淹水歷時(shí)指標(biāo)，夏季淹水在3 個(gè)月以上的面積2 295 m2，占總面積的16%；淹水1 個(gè)月以上的面積2 295 m2，占總面積的16%；不淹水面積12 050 m2，占總面積的84%。水位深度指標(biāo)，豐水期地表積水沒(méi)有2 cm 以上的地段；地表積水在2 cm 以下的面積2 295 m2，占總面積的16%；地表無(wú)積水面積12 050 m2，占總面積的84%。

圖2 陳靳泥炭地

毛莊泥炭地位于村莊附近的1 塊無(wú)主荒地，地勢(shì)較為平緩，面積18 695 m2（圖3）。排水去路指標(biāo)中，泥炭層完整、沒(méi)有切溝的整狀泥炭地面積14 956 m2，占總面積的80%；切溝地段主要集中在泥炭地邊緣的沖溝附近，面積3 739 m2，占總面積的20%。淹水歷時(shí)指標(biāo)，夏季淹水在3 個(gè)月以上的面積3 739 m2，占總面積的20%；淹水1 個(gè)月以上的面積1 869 m2，占總面積的10%；不淹水面積13 086 m2，占總面積的70%；水位深度指標(biāo)，豐水期地表積水深在2 cm 以上的面積2 243 m2，占總面積的12%；豐水期地表積水在2 cm 以下的面積3 365 m2，占總面積的18%；地表無(wú)積水的面積13 086 m2，占總面積的70%。

圖3 毛莊泥炭地

4 研究結(jié)論及泥炭濕地保護(hù)建議

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，將研究數(shù)據(jù)代入濕地水文情勢(shì)指數(shù)計(jì)算公式，得出以下計(jì)算結(jié)果：3 處泥炭地水文情勢(shì)指數(shù)分別為：臺(tái)子溝64.63，陳靳37.67，毛莊54.13，詳見(jiàn)表1 和表2。

表1 各代用指標(biāo)權(quán)重賦值

表2 水文情勢(shì)指數(shù)計(jì)算

泥炭地的健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果：臺(tái)子溝為健康泥炭地，陳靳為輕度退化泥炭地，毛莊為亞健康泥炭地，水文情勢(shì)指數(shù)計(jì)算結(jié)果與此評(píng)價(jià)結(jié)果保持一致。因此，研究泥炭地水文情勢(shì)變化選取的3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的次一級(jí)指標(biāo)，相應(yīng)的權(quán)重賦值、計(jì)算方法都是較為合適和相對(duì)準(zhǔn)確的。

在泥炭濕地的形成過(guò)程中，排水對(duì)泥炭地的損壞較大，其次為淹水時(shí)間和水位深度。因此，在泥炭濕地的保護(hù)和修復(fù)中，要避免各種形式的排水溝形成，保證泥炭地有較好的淹水環(huán)境，其次要保證泥炭地的淹水時(shí)間和有效的水位深度［6］，維持適宜的泥炭地水文條件［7］。對(duì)健康泥炭地，要實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)，杜絕任何人為干擾；對(duì)亞健康泥炭地和輕度退化泥炭地，應(yīng)該針對(duì)發(fā)生的不利因素采取得力措施進(jìn)行修復(fù)保護(hù)，或排除人為干擾使其自然恢復(fù)，待其恢復(fù)期自然狀態(tài)，逐步進(jìn)入保護(hù)序列。