河滨湿地在维系流域水安全和生态安全等方面发挥着极为重要作用。水库大坝在为全球社会经济发展起到重要支撑作用的同时，也对河滨湿地生态系统施加了巨大的干扰，是引起河滨湿地面积萎缩、功能退化甚至丧失等的主要因素之一。洪水脉冲在维系河滨湿地生态系统健康中发挥着极为重要的作用。如何从洪水脉冲视角定量揭示水库大坝对下游河滨湿地的影响成为湿地退化水文学机制研究的关键科学问题。为此，东北地理所水文与水资源学科组科研人员选择嫩江尼尔基水库下游为研究区，基于多情境下河滨湿地—河道水文交互过程模拟和遥感淹没分析，定量阐明了水库大坝建设对下游河滨湿地淹没频率和洪水脉冲强度的影响，并提出了维持河滨湿地生态健康的洪水脉冲机制可为流域湿地水文调控和水资源调度提供重要理论支撑。
研究结果表明，尼尔基水库建设削弱了下游的洪水脉冲强度，表现在脉冲频次减少、洪量减少和持续时间缩短等特征。水库建设改变了下游河滨湿地的淹没频率，引起高淹没频率区向低淹没频率区的转化，其中淹没频率为20~80％的区域减少了404.7 km2，且主要转化为淹没频率为0~20％的区域（图1）；同时，水库建设改变了四个水文站断面洪水脉冲流量和淹没面积之间的关系，致使同等洪水等级下四个断面河滨湿地最大淹没面积平均减少了15.6%（图2）。此外，水库建设引起河滨湿地与河道之间的水文连通性下降，造成洪水期间河道向河滨湿地补给量显著减少甚至不再补给，导致河滨湿地的退化（图3）。本研究基于脉冲阈值的概念提出了维持下游河滨湿地生态健康的洪水脉冲流量，为尼尔基水库生态调度提供科学支撑。
图1嫩江尼尔基水库建设前后下游洪泛区和四个水文站断面淹没频率的空间分布
图2 嫩江尼尔基水库建设前后下游四个水文站断面淹没面积和洪水脉冲流量之间的关系
图3 自然和水库大坝建设情境下河滨湿地淹没面积变化的概念图
研究成果发表在Ecological Indicators期刊上。该研究由东北地理所联合培养博士生陈立文（第一作者）、吴燕锋特别研究助理（共同一作）、章光新研究员（通讯作者）和美国路易斯安那州立大学胥毅军教授和等共同完成，得到了国家重点研发计划项目（2017YFC0406003）和国家自然科学基金（41371108）共同资助。
论文信息如下：
Chen Liwen, Wu Yanfeng, Xu Yijun, Zhang Guangxin*. Alteration of flood pulses by damming the Nenjiang River, China – Implication for the need to identify a hydrograph-based inundation threshold for protecting floodplain wetlands[J]. Ecological Indicators. 2021, 124: 107406.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107406.
