2005-2015年中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站水分监测数据集

张加双，路永正，宋长春

1.中国科学院东北地理与农业生态研究所三江平原沼泽湿地生态试验站，长春130102

2.中国科学院大学，北京 100049

引 言

湿地是地球上重要的天然蓄水库和物种基因库，具有涵养水源、调蓄洪水、补充地下水、调节小气候和净化水质等功能[1-2]。水文过程是湿地形成、发育、演替直至消亡的最重要的驱动机制[3]。地下水一般是指埋藏于地表以下能自由流动的水体，包括潜水和承压水。而地下水位通常是指土壤水分达到饱和状态时的深度，其变化可反映地下水的运动状态[4]。

三江平原位于我国黑龙江省东部，面积为10.57×104km2，是我国重要的商品粮基地，农田主要为旱田和水田，主要采用浅层地下水灌溉。大面积地下水开采活动已经导致地下水水位持续下降，供需矛盾日益突出。三江平原也是我国沼泽湿地的主要集中分布区。近年来，三江平原湿地面积已减少了近82%，由于湿地的持续退化和缩小，已经造成本区域内可利用的地下水资源量快速减少，并且区域内地下水补给能力也出现持续降低的趋势。三江站以三江平原沼泽湿地为主要观测对象，是对气象、水文、土壤、生物要素进行长期全面观测的国家级野外台站。本数据集的数据采集方法依据《陆地生态系统水环境观测规范》[4]进行，数据与其他国家级野外台站具有很好的可比性，为开展三江平原地下水资源的科学评价及水资源合理利用提供了重要参考依据。

1 数据采集和处理方法

1.1 地下水水位

数据采集方法为野外人工观测，观测频率为5-10日1次，根据质控后的地下水埋深准确如实记录。

1.2 沼泽湿地积水水深

数据采集方法为野外人工观测，观测频率为1次/日，以草根层下的母质层顶为基准面观测湿地积水水深（三江站常年积水区综合观测场为毛苔草-漂筏苔草沼泽生态系统，其交织成网的匍匐茎和根系形成“浮毡”根系层，根系层以下为积水层，积水层以下为淀积层。固定观测标尺的基准点设置在淀积层表面，积水水深为基准点至地表水水平面的距离），根据质控后的湿地水深数据准确如实记录。

1.3 水面蒸发

数据获取方法为野外人工观测，观测频率为2次/日，蒸发数据使用E601蒸发皿观测。

2 数据样本描述

三江站地下水水位数据集包括三江站2005-2015年地下水观测井水位埋深数据，数据项包括地下水埋深、地面高程等（表 1）。计量单位为 m，地下水观测井分别为气象观测场地下水观测井（SJMQX01CDX_01，SJMQX01CDX_02）、旱田辅助观测场地下水观测井（SJMFZ02CDX_01，SJMFZ02CDX_02）、水稻田地下水观测井（SJMFZ02CDX_03）。

表1 三江站地下水水位观测数据样本

序号 字段名称 量纲 数据类型 实例4 观测井代码 - 字符型 SJMQX01CDX_01 5 样地名称 - 字符型 三江站气象站地下水位观测井6 植被名称 - 字符型 小叶章7 地下水埋深 m 数值型 14 8 地面高程 m 数值型 55.6

气象观测场地下水观测井位于气象观测场内，气象观测场呈方形，土壤为沼泽草甸土，大小为25 m×25 m；旱田辅助观测场地下水观测井设置于旱田内，主要观测旱田水位变化，旱田种植作物为大豆，面积约100亩；水稻田地下水观测井邻近旱田，主要观测水稻田水位变化特征。

三江站沼泽湿地积水水深数据集包括三江站 2005-2015年常年积水区综合观测场（代码为SJMZH01CJS_01）湿地积水水深数据，数据项包括积水水深、地面高程等（表2）。计量单位为cm。三江站常年积水区综合观测场呈长方形，主要分布毛苔草沼泽湿地，观测场内常年有沼泽湿地积水，面积约为8 hm2。

表2 三江站沼泽湿地积水水深观测数据样本

三江站水面蒸发数据集包括三江站2005-2015年气象观测场蒸发数据，数据项包括日蒸发量、水温等（表3）。计量单位为mm，气象观测场样地代码为SJMQX01CZF_01。

表3 三江站水面蒸发观测数据样本

3 数据质量控制和评估

3.1 地下水水位

数据观测做到操作规范，记录准确，与历年同期数据比对，删除异常值。选取旱田辅助观测场地下水观测井和气象观测场地下水观测井2个观测点进行对比观测。

3.2 沼泽湿地积水水深

数据观测做到操作规范，记录准确，多年同期数据比对，删除异常值。由于三江站冬季结冰，故积水出现冰清后，停止积水水深观测（大约10月20日左右）。

3.3 水面蒸发

严格执行E601蒸发器的维护要求，逐日水面蒸发量与逐日降水量对照。对突出偏大、偏小确属不合理的水面蒸发量，应参照有关因素和邻站资料予以改正。由于三江站冬季结冰，所以水面出现结冰后，停止蒸发观测。

4 数据价值

本数据集的数据采集、质量控制遵循CERN规范，与其他台站的数据具有很好的可比性。同时三江站具有规范的气象、水文、土壤等要素的长期观测数据，对开展沼泽湿地生态系统水文特征研究具有良好的数据支撑作用。

致 谢

本数据集得到了中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站全体工作人员的支持和帮助，在此致以深深的谢意。