我国湿地研究进展——献给中国科学院长春地理研究所成立40周年，本文主要内容关键词为：中国科学院论文,长春论文,研究进展论文,湿地论文,地理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中国法 P941.78
湿地是一种重要的自然资源，也是人类及许多野生动物、植物的重要生存环境之一，生物多样性丰富。我国远在古代就已对湿地有所认识[1]。《礼记·王制篇》中把水草丛生之处称为“沮泽”或“沮洳”。在《禹贡》、《水经注》、《徐霞客游记》等地理古籍中都有关于湿地的记载，并赋予不同的名称，反映出其成因、类型和物质性状不同。我国古代湿地分布很广，经过长期历史变迁，有的自然干涸，有的开垦为农田，许多湿地已经消失。当前世界面临人口、资源、环境、发展等一系列重大问题，保护湿地已受到各国政府和科学家的高度重视。1992年我国成为《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称《湿地公约》）的签约国，世界环境与发展大会之后，我国制定了《中国21世纪议程》，并将湿地的保护与合理利用列为优先项目计划，并组织编制《中国湿地保护行动计划》。
根据中国科学院全国地理研究机构设置的战略布局，1958年建立了中国科学院长春地理研究所，这是东北地区唯一的地理研究所。按学科研究的分工，它的研究方向是沼泽和东北区地理问题的研究[2]。经过多年的发展，在沼泽研究的基础上，已拓展为湿地研究，并将湿地研究作为中国科学院长春地理研究所的特色学科。中国科学院于1995年成立了湿地研究中心，挂靠在长春地理研究所。在长春地理所成立30周年时，曾对我国沼泽研究进行过总结[3]，本文在此基础上，主要对近10年的湿地研究进行分析。
1 湿地资源的综合考察
从60年代初，长春地理所的科研人员以及东北师范大学等科研、教学、生产部门，展了全国范围内沼泽和泥炭资源的综合考察，先后对东北三江平原[3～5]、大小兴安岭[6～8]，长白山[4、8～10]、若尔盖高原[11,12]、西藏高原[13,14]、新疆[15]、神农架[16]、横断山[17]以及沿海地区[18～24]的沼泽进行了综合考察。从90年代开始，结合中国科学院特别支持项目，对全国沼泽进行补充调查，并对全国面积大于1.0km[2]的沼泽及有重要意义的沼泽进行补充调查。对全国沼泽的分布、成因、组成、特征、类型等进行了研究，基本上查清了资源，掌握其分布和发生、发展的规律。并在此基础上，出版了《中国沼泽志》。
在湖泊湿地研究方面，武汉水生生物所从50年代开始，以长江中下游浅水湖泊为主，进行水生生物的综合调查，南京地理与湖泊所从60年代以来进行了全国有代表性湖泊的调查，在海岸和河口三角洲湿地的研究方面，国家海洋局在1979年至1984年组织了全国海岸带和海涂自然资源综合调查，在土壤、生物和海岸湿地合理开发利用研究方面取得了许多成果。林业部和中国科学院多次组织包括湿地野生动物在内的综合考察。其中，动物所等对湿地鸟类，尤其是珍稀与濒危水禽进行了较深入的种群特征、栖息地生态环境评估与保护对策研究。
通过对湿地资源的综合考察，开始对湿地资源综合研究[25]，并按地理位置、区域气候特点以及生物区系相似性，将我国自然湿地划分为6个主要区域。
2 湿地的概念及评价指标体系研究
2.1 湿地的概念及其分类
湿地是一种特殊的自然综合体，由于它的成因和类型不同，人们认识上的差异以及目的不同，对湿地的理解也不同。湿地的定义基本上可以分为两类。一类是管理者给出的定义，最权威、最具代表性的就是《湿地公约》。另一类是学者的定义。由于研究者从不同的学科出发，研究的区域及对象的不同，给出的定义也不同，如沼泽的定义就可以概括分为水文学、植物学、泥炭地质学和景观学等方面给出的定义。我国的科学工作者总结和提出了符合我国沼泽自然特性的概念，认为沼泽具有3个相互制约的特征：即地表经常过湿或有薄层积水；必须生长有湿生植物；土层严重潜育化或有泥炭的形成和积累。因此，首先把沼泽分为泥炭沼泽和无泥炭沼泽两类。目前湿地的概念较多，但总的来说湿地是以多水（积水或过湿）、独特的土壤（水成土或半水成土）和适水的生物活动为基本特征的独特景观。
由于我国引进“湿地”这个概念时间不长，虽然对沼泽、滩涂等湿地类型做了较深入的工作，但长期没有将湿地作为一个整体加以综合研究，因而没有建立统一、完善的湿地分类系统。关于沼泽的分类，《中国自然地理》（地表水）一书中，首先根据沼泽有无泥炭积累，划分泥炭沼泽和潜育沼泽两大类，然后按沼泽植物的生活型分为7个亚类[26]。也有人按沼泽不同发育阶段所表现出的差异为依据，划分出富营养、贫营养和中营养沼泽型，然后根据沼泽植物群系和群丛划分沼泽组、沼泽体[27]。《中国的沼泽》一书中，首先以沼泽土壤的纯灰分含量和pH值为指标，划分富营养、中营养和贫营养沼泽，然后根据沼泽植被的生态型和沼泽植物群系划分出3个沼泽亚类和12个沼泽组[28]。海岸湿地分类目前也没有公认的分类系统，有人提出根据水源补给、地貌类型、水动力条件与优势生物种群，将我国海岸湿地划分出潮间带湿地及潮下带湿地3个类和若干个湿地自然与人工综合体[29]。刘兴土(1997)提出了沼泽综合分类[30]，首先划分为淡水沼泽及盐碱沼泽两大类，然后再划分若干沼泽型、组、体。也有人根据《湿地公约》的分类体系，进行中国湿地类型划分[25,31]。总的来说，目前还没有既能与《湿地公约》接轨，又符合我国实际的湿地分类系统。
2.2 湿地评价指标体系研究
湿地评价已日益成为人们密切关注的问题。在国内，湿地评价工作刚刚起步。作为一种复杂的生态系统，湿地评价涉及许多学科。湿地生态环境质量评价，主要根据自然性、多样性、干扰性，并建立评价综合指数公式[32]。通过对三江平原的实际评价，自1949～1980年，三江平原生态环境质量呈明显下降趋势，特别是湿地自然指数下降明显，湿地每年丧失约10万hm[2]，同时水与大气的环境污染也较严重。1980～1995年期间，某些环境质量指数略有回升，但生态环境质量综合指数仍缓慢下降。湿地社会经济评价，是按照资源有偿使用原则，以市场价格反映人类活动造成的环境代价。长春地理研究所在国内首先开展了这方面的探索[33]，采用多层次分析法建立评价指标体系。湿地的自身因素在决定湿地价值时权重最大，起着相对作用的是湿地历史文化价值和科学价值，最后是湿地所在区域经济发展水平和区位条件。建立湿地社会经济评价指标体系，可以计量湿地社会经济效益，为湿地有效管理提供依据。
3 湿地功能研究
3.1 湿地的生产功能
湿地蓄积来自水陆两相的营养物质，具有较高的肥力。多年来，我国学者对湿地的初级生产以及渔业生产进行不同程度的研究。
通过对三江平原沼泽湿地初级生产研究表明[34,35]，沼泽湿地生物量年变化曲线为单峰型；茎生物量大于叶生物量；地下生物量与地上生物量之比一般在4:1～6:1。据在辽河口湿地研究，芦苇群落初级生产力平均为14150(8300～20000)kg/(ha·a)，杂草草甸群落平均为2778kg/(ha·a)，碱蓬群落平均为3700kg/(ha·a)。在芦苇群落中以咸淡混合水即中盐水补给的群落芦苇最为粗壮，单产可达10t/ha以上。尽管有许多文献论述湿地生产力，认为湿地初级生产力与其它自然群落相比，甚至相对与集约化农业来说都是高的，但由于种种原因很难精确地估算湿地初级生产力，尤其是地下部分生产力。
除渔业生产力外，湿地第二性生产的文献较少。利用湿地天然饵料资源丰富和良好的栖息环境，进行渔业生产和捕捞。
3.2 湿地环境功能研究
湿地具有调节径流、均化洪水的作用。沼泽是巨大的“生物蓄水库”。由于沼泽土壤特殊的水文物理性质，它能保护大于其土壤本身重量3～9倍或更高的蓄水量[36]。研究表明，三江平原潜育沼泽草根层孔隙度较大，具有较大的饱和合水量和持水量，透水性很强。既能蓄水又能透水。沼泽有使河川径流年内分配均化作用[37]。沼泽产流过程线比较平缓，径流模数及一次暴雨产流量都小于耕地[38]。与开垦后农田小气候相比，沼泽比开垦后农田的贴地气层日平均相对湿度高5%～16%。正午前后绝对湿度高3～5hPa[39]。沼泽蒸发大于水面蒸发1～2倍多，植被覆盖率越高，沼泽日蒸发量越大[40]。
湿地中有许多水生植物在其组织中富集重金属的浓度大大高于周围水体中浓度。在三江平原的研究表明[41]，沼泽中的芦苇对污染物质具有吸收、代谢、积累及其对污水净化作用，对Al、Fe、Ba、Cd、Co、B、Cu、Mn、P、Pb、V、Zn均有富集作用，一般长势越好、密度越大，净化水质的能力越强[42]。
大气中CO[,2]含量增加，全球气候变暖，已引起人们普遍关注。长春地理所在国内首先开展了泥炭地碳循环的研究[43～46]。三江平原沼泽地的初级生产量为11.1×10[6]t，转换碳含量为4.67×10[6]t。由土壤释放到大气中的碳为3.95×10[6]t，其余形成泥炭或有机质积累，目前本区已堆积有机碳2.65×10[8]t，形成碳“汇”。如果沼泽地排水，沼泽失去碳积累能力，加速有机质分解，沼泽地由碳“汇”转变为碳“源”。
3.3 湿地生物多样性研究
湿地由于其生境独特，决定了生物多样性丰富的特点。湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和它们生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，及其所拥有的基因，它们与环境所组成的生态系统。湿地生物多样性包含生态系统、物种和遗传多样性三个次。我国学者开始对湿地生物多样性的研究[47,48]。我国湿地类型多样，物种丰富，利用遗传基因培育高产水稻，已获巨大成功。湿地在维持生物多样性方面起了重要作用。但由于目前对湿地生物多样性研究不深，湿地管理不善，湿地大面积消失，许多物种已灭绝或已处于濒危状态。
4 湿地合理开发与保护
湿地赋存着丰富的土地、水草、生物、泥炭等各类自然资源，蕴藏着巨大的生产潜力。在目前人口压力巨大的情况下，要在保护前提下合理利用湿地资源。
通过在三江平原建设稻、苇、鱼复合生态模式，低产苇田改造使芦苇产量提高4倍多，稻田平均产量达6000kg/hm[2]以上，经济效益十分显著，且实现了水资源的综合利用[49]。湿地资源的合理开发，就是要遵循自然规律，在对湿地功能充分评价基础上，依据不同的目的，进行多途径的利用，控制湿地开发规模，走以改造中低产田为主的内涵发展之路，加强现有湿地自然保护区的有效管理，增设湿地自然保护区，确定基本湿地保护，适度扩大人工湿地——水田面积，加强鱼类资源的繁殖与保护。“基塘系统”是开发湿地资源的一种方式。长春地理所在吉林省西部盐碱湿地种稻，既改善了当地土地沙化、碱化的恶劣环境，又取得了明显的经济效益。目前，长春地理所在三江平原开展提高低湿地农业系统生产力的定位实验示范，在维持湿生环境和区域生态平衡的条件下，合理利用湿地资源。
5 湿地研究展望
湿地研究在我国起步较晚，目前还没有形成较完整的理论体系，为加强学科建设，提高我国湿地研究整体水平，除应用高新技术（如遥感、地理信息系统、全球定位系统等）外，应开展如下方面的研究工作：
5.1 中国湿地分类系统研究
由于湿地类型的高度多样性和结构复杂性，以及湿地类型在不同区域的差异，加上湿地的概念和各国的国情不同，要制定一个具有科学的定量分类指标和分类系统是比较困难的，因而，目前国际上的湿地分类系统还很不统一。湿地分类系统的研究，要在分析我国湿地类型特征基础上，进一步研究湿地的科学定义，湿地的定量分类指标，等级单位系统，建立一个考虑湿地的水、土、生物、环境特征与利用方向的综合分类。参考国际上有代表性的湿地分类系统，并考虑与《湿地公约》的分类系统相衔接。分类系统要体现综合分析与主导指标相结合，定量指标与定性分析相结合，科学性与可操作性相结合的原则。
5.2 自然过程研究
湿地作为自然综合休，它是在地球内力——新构造运动与外力——地形、气候、水文、植物和动物以及时间等因素相互联系、相互作用和相互制约条件下而发生发展和形成的。我国幅员辽阔、环境条件多样，研究湿地的发生和形成，目的就在于从前述错综复杂的、既具有统一性又具有个性的湿地发生、形成的过程中，在时空上去找出它们各自的主导因素与主导过程和模式。只有当人们认识并掌握了湿地的发生机制和形成规律之后，人们才能对其做到有效的保护与合理利用调控。
湿地演化是湿地发生、形成、衰退、消失过程中的一种自然现象，它不仅涉及到内外力的消长变化，而且还受到强度变化的制约。湿地系统的演化是很复杂的，是多模式的。人工湿地系统的演化主要受制于人类活动，其特点是既具有建设性，又具有破坏性，而更多的则是其破坏性，从而导致湿地大规模地转化为其它土地类型而消失。再则是由于人类活动负效应的结果，从而导致湿地开发区的灾害濒濒。湿地发生学与演化规律研究，其目的在于认识其机制，掌握其规律，避免湿地盲目性的开发，以利于湿地的有效保护和合理利用，利于持续发展。湿地是多个系统耦合的界面，从研究内容上，应包括物理过程、化学过程、生物过程、生态过程、界面过程等；从时间上看，应研究现在过程、地质时期和历史时期的过程，以及对未来发展演化的预测。
5.3 湿地生态系统结构与功能研究
湿地生态系统的主要生物结构是由具有光合作用能力的植物；以植物组织为食的植物消费者；以食草动物为食的消费者食肉动物；杂食动物和以死的动植物物质为食的分解者构成。它们共同构成食物链，食物链交织在一起构成食物网。
湿地生态系统一个基本的功能特征就是能量的流动。各种生物组成具有不同的功能，创造着不同层次的生物资源，而这些资源都是人类经济活动和社会发展以及文化历史等方面至关重要的财富，也是人类生活的自然生态系统的一部分。研究湿地生态系统的结构与功能，是人类持续利用这一综合资源最基础的工作。
5.4 人类活动对湿地的影响研究
自古至今，随着人类文明的发展，人类活动对湿地的影响越来越深刻、广泛，以致于使其成为湿地消长变化的主宰力量。虽然这种人文作用对湿地的影响也曾有过有利的一面，然而从总体上看，则是以其负效应为主导，以致长期以来，我国湿地一直是处于衰退过程之中。主要研究：大型水利工程建设对湿地的影响、油气田开发对湿地的影响、土地垦殖对湿地的影响、渔业利用对湿地的影响、环境污染对湿地的影响等。
5.5 中国湿地对全球变化的影响与响应研究
湿地是地球上一种重要的景观类型，在大尺度范围内对维持水和空气质量方面起着重要作用。湿地在氮、硫、甲烷、二氧化碳的全球循环中具有重要意义。
湿地沉积物保存和记录了湿地受人类活动、全球变化、湿地物种演化、环境变化等的影响。
低平海岸区是全球变化敏感地区。气候变暖，海平面上升，对低平海岸区威胁极大，将引起海水倒灌、地下咸水入侵等灾害发生，影响海岸带湿地的变化和海岸资源的承载能力。
5.6 湿地评价指标体系研究
湿地评价主要是对湿地功能、价值以及人为干扰后的环境影响评价、生态风险评价。确定湿地评价指标是当今世界共同注目的问题之一。评价一块湿地的价值，必需是在对这一湿地的土、水、生物全面调查的基础上，更新评估技术，才能进行科学的评价。对湿地的评价指标体系及各评价指标的研究，是对湿地更深刻的认识过程，只有通过反复的认识和实践，才能不断地完善对湿地保护和持续利用所采取的措施，达到在全球变化条件下为我国湿地资源的持续发展和利用，提供优化决策和科学依据。
5.7 湿地生物多样性保护与管理研究
首先要开展湿地生物物种，特别是动植物种类的深入调查、编目及种类区系组成信息系统的建立工作。时至今日，我们甚至不能将我国湿地类型的动植物估计到一个较准确的数量级，使湿地生物多样性的保护及持续利用失去了基础。我国湿地生物多样性保护工作正处在起步阶段，更应将这一基础工作提到日程上来。目前对湿地生物多样性研究还很薄弱，过度利用、污染、湿地水文及其它自然条件变化等，是影响生物多样性的主要原因。
还要开展湿地生物多样性长期变化、动态及原因的定点监测工作。此项工作是因为物种组成对于湿地生态系统功能的发挥是十分重要的。自然条件的变化和人类生产活动对湿地综合资源的影响或威胁，以及机理的连续观察研究，监测其变化发展规律，对于湿地生物多样性保护管理方案的制定具有重要意义，同时为政府有关部门掌握湿地生物资源发展变化的脉博，为持续利用湿地综合生物资源提供可靠的科学依据。
5.8 区域湿地保护研究
选择若干受人类活动干扰和破坏较严重的湿地集中分布区，进行区域湿地保护研究，进一步调查区域湿地资源能力、环境功能及受威胁、破坏的现状与趋势，研究湿地保护与开发利用阈值，确定最小湿地保护面积。对各区域内现有湿地自然保护区进行评估，研究加强现有自然保护区功能的有效措施。研究湿地开荒、围垦、养殖、泥炭开采、放牧和水利工程建设等对区域生态环境的影响机制，进行正负效应的对比分析，采取制止负效应的有效措施。在对各区域重要湿地进行功能、生物多样性和生态环境评估的基础上，提出增设湿地自然保护区和列入重要湿地名录的方案，协调区域开发建设与湿地保护关系，在有关省市政府的支持下，制定区域湿地保护和合理利用规划。缓解和制止人类活动对湿地系统的破坏，改善生态环境，在保护湿地资源、生物多样性和环境功能的前提下合理开发。
5.9 湿地合理利用研究
湿地是一种独特的生产力很高的自然资源，其中沼泽湿地在可供开发的各类土地资源中，是远较其它类型荒地易于改造利用的一种。由于沼泽湿地地势低平，水源丰富，土壤潜在肥力高，自然条件好，在利用方面具有多宜性的特点。在保护的前提下，可根据湿地类型和区域自然地理条件辟为农业、林业和牧业用地。湖泊等浅水湿地，由于生物资源丰富，水质好，可因地制宜地发展水产养殖、水生复合生态系统和基塘系统等不同利用途径。选择不同类型有代表性的重要湿地，在原有工作基础上，加强湿地保护与合理利用示范点建设，开展湿地保护与合理利用模式试验示范，以良好的生态、社会、经济效益为该类型湿地的持续利用提供样板。
5.10 退化湿地生态系统整治与恢复重建研究
退化湿地生态系统是湿地生态系统由自然或人为原因引起的逆向演替，主要是人为原因。湿地是宝贵的资源，人类不合理利用是导致湿地生态系统退化的主要原因，造成湿地面积缩小，质量下降。目前，土地退化已被公认是一个全球性的环境问题，受到国际上普遍重视。联合国人与生物圈计划及世界各国推行的计划，均把其研究重点放在退化生态系统的整治与重建上，并把保护、改造、治理生态系统，合理利用自然资源，协调人与自然的关系，促进人类可持续发展的问题推向了空前高潮。同样，采用自然控制论原理，恢复生态学原理，揭示湿地生态系统退化及其逆转的过程与机理，探讨其恢复技术，增强湿地功能也愈加重要。