濕地的生態(tài)性質(zhì)、定義和分類

1、濕地的生態(tài)性質(zhì)、定義和分類濕地是地球上廣泛分布的陸地生態(tài)系統(tǒng)之一，由于其生態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和生態(tài)功能的多樣化，它支承著獨(dú)具特色的物種和較高的自然生產(chǎn)力，為人類生活和社會(huì)生產(chǎn)提供極為豐富的自然資源。對(duì)濕地價(jià)值的認(rèn)識(shí)首先是從水禽棲息地開(kāi)始 的。由于其本身的脆弱性和人類干擾的強(qiáng)勁， 其面積和生態(tài)功能都在下降。因而， 濕地的保護(hù)引起普遍的關(guān)注，濕地便成為唯一有其國(guó)際性保護(hù)公約(Ramsarconservation )的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)學(xué)所強(qiáng)調(diào)的"整體性"原則，使得保護(hù)學(xué)家從珍稀、瀕危水禽的個(gè)體生態(tài) 和種群生態(tài)水平上將視野拓寬生態(tài)系統(tǒng)的水平上，重視水禽棲息地的保護(hù)和濕地 生態(tài)系統(tǒng)的綜合研

2、究。濕地物種減少和致危最重要、最直接的原因是濕地大面積 損和生境破碎化。造成這種惡果的原因除了自然因素(如氣候變干)外，更主要 的是人類的強(qiáng)度干擾?，F(xiàn)在，濕地那些無(wú)法用金錢來(lái)衡量的價(jià)值都得到廣泛的注 意。隨著對(duì)這類生態(tài)系統(tǒng)的呼聲日漸提高， 對(duì)濕地的生態(tài)系統(tǒng)水平的研究也逐漸 加強(qiáng)。1 .濕地的生態(tài)性質(zhì)濕地是一種多類型、多層次的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。任何特定類型的濕地在一定 區(qū)域圍都占有一定“生態(tài)位”，這個(gè)生態(tài)位來(lái)自于水文、氣候、基底沉積物、地 形和生物過(guò)程相互作用的環(huán)境復(fù)合體，以此支承著一個(gè)特定生產(chǎn)力水平下的某些 物種的生存和繁衍(J. G. Gosselink & R. E Turner 1

3、978)。濕地生態(tài)系統(tǒng)有別于其他類型生態(tài)系統(tǒng)的突出標(biāo)志和最根本的成因是其水分的盈余。水文過(guò)程是主宰濕地生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制的最重要的因子，其動(dòng)力條件決定著濕地的基質(zhì)或沉積物類型及其空間分布規(guī)律，其深度和水質(zhì)決定著濕地的植被類型和群落結(jié)構(gòu)。 因此，濕地的生態(tài)性質(zhì)的所有體現(xiàn)皆與其水文特征密切相關(guān)。1.1水陸過(guò)渡性水陸過(guò)渡性是濕地最重要的生態(tài)特性。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：空間分布上：許多濕地是處于水體和陸地之間的過(guò)渡帶上，如濱海鹽沼、紅樹(shù)林、湖濱灘地等，"由于液相物質(zhì)和固相物質(zhì)的相互作用，出現(xiàn)了一個(gè)既不同 于水體也不同于土體的生態(tài)交錯(cuò)帶"（牛文元，1990）。這類濕地的水文過(guò)程往往 具有

4、明顯的周期性波動(dòng)的特點(diǎn)，水化學(xué)性質(zhì)或水量呈理規(guī)律性的交替。生態(tài)性質(zhì)上：由于地表長(zhǎng)期處于水淹狀態(tài)，形成一個(gè)較為穩(wěn)定的水-沉積物（土壤）界面，它在濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中扮演著十分重要 的角色。其主要特點(diǎn)是："界面發(fā)生的所有反應(yīng)都是在一定水深和缺氧條件下， 而且都是在有機(jī)質(zhì)和微生物細(xì)菌的間接或直接參與下進(jìn)行的？quot;（吳豐昌1996）這些界面反應(yīng)深刻地作用于濕地生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組分和過(guò)程，使其具有與陸地和水體都不相同的特殊性，主要表現(xiàn)在缺氧和多水和由此而產(chǎn)生的毒素。 濕 地生物對(duì)此種生境條件表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)能力。其適應(yīng)機(jī)制有的忍耐，有的是調(diào)節(jié)。由于濕地的水文狀況，包括水周

5、期、水量、水化學(xué)性質(zhì)等方面在不同類型的 濕地中有不同的差異，因而其生物的適應(yīng)性呈現(xiàn)明顯的多樣化。1.2系統(tǒng)脆弱性濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性很大程度上取決于其水源的穩(wěn)定性。水文條件能直接 改變濕地的物理化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響到物種組成和豐度、 第一性生產(chǎn)力、有機(jī)物 質(zhì)的積累和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)（厚田1996）。水導(dǎo)致獨(dú)特的植物組成，但限制或增加種的 豐度。靜水濕地或連續(xù)深水濕地的生產(chǎn)力都很低。通常有高能量的水流，或有脈沖性水周期的濕地生產(chǎn)力最高。在積水覆蓋的條件下，其基質(zhì)長(zhǎng)期處于還原狀態(tài)， 限制了微生物的數(shù)量和活性，較高的生物量得不到充分的分解，有機(jī)物質(zhì)便以泥 炭的形式積累儲(chǔ)存起來(lái)。土壤-水界面的交互作用，使?jié)竦赝?/p>

6、壤以還原性質(zhì)為主 的同時(shí)，在其表層有一薄氧化層，承擔(dān)著濕地物質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)， 構(gòu)成 濕地生態(tài)過(guò)程的重要一環(huán)?？梢?jiàn)，濕地生態(tài)系統(tǒng)的一切生態(tài)過(guò)程都是以固定的水 文為基礎(chǔ)的，正是由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)水文條件的依賴性， 濕地生態(tài)系統(tǒng)才濕得如 此脆弱，以致于一旦失去水，其系統(tǒng)面貌便會(huì)發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。 不同類型的濕 地的脆弱性有所差異，高水能濕地中由于有機(jī)質(zhì)積累很少，只要其水源被截?cái)啵?其生態(tài)系統(tǒng)類型就迅速轉(zhuǎn)變；如果水源恢復(fù)，系統(tǒng)就會(huì)基本恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。 如省西部向海附近的蘆葦濕地，在干旱年份沒(méi)有水源的情況下，形成大片的堿蓬 群落，而在豐水年份，地面被積水覆蓋后，蘆葦群落便得以迅速恢復(fù)。而低水能

7、的濕地，由于具有保水性能的泥炭層的存在，可以對(duì)氣候的干濕變化在系統(tǒng)部進(jìn) 行調(diào)節(jié)，其生態(tài)敏感性則相對(duì)較低；除此之外，泥炭沼澤對(duì)閾限的排水亦有較強(qiáng) 的恢復(fù)能力。1.3功能多樣性濕地的水陸過(guò)渡性使環(huán)境要素濕地中的耦合和交匯作用復(fù)雜化， 它對(duì)自然環(huán) 境的反饋?zhàn)饔檬嵌喾矫娴?。總的?lái)說(shuō)，濕地的功能可分為兩個(gè)方面，即自然功能 和社會(huì)功能。自然功能：主要體現(xiàn)在物質(zhì)循環(huán)、生物多樣性維護(hù)、水量平衡、氣候調(diào)節(jié)等 方面。濕地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特殊性是有機(jī)質(zhì)和許多元素從生物循環(huán)不斷進(jìn)入 地質(zhì)循環(huán)，這在沼澤生態(tài)系統(tǒng)中最為突出。這對(duì)溫室氣體的增加使全球變暖的情 況下就顯得尤為重要。濕地是地球上可以將CO2固定于地層之中的為

8、數(shù)極少的生 態(tài)系統(tǒng)之一，盡管它們向大氣中釋放一定量的甲烷等溫室氣體，但對(duì)于大氣中碳 的固定總量是顯而易見(jiàn)的。濕地的生物功能主要體現(xiàn)在生物多樣性維護(hù)方面。由 于其水陸過(guò)渡性，為眾多的生物提供了棲息和繁殖的場(chǎng)所。濕地的獨(dú)特環(huán)境使得 其擁有獨(dú)特的生物類群。豬籠草、毛膏菜、貍藻等食蟲(chóng)植物是沼澤生態(tài)系統(tǒng)中所 特有的植物種；丹頂鶴、天鵝、大鴇等珍稀瀕危水禽無(wú)法脫離濕地環(huán)境。濕地對(duì) 水量平衡方面的貢獻(xiàn)是其他生態(tài)系統(tǒng)所不能替代的，由于濕地具有較強(qiáng)的蓄水能 力，對(duì)河川徑流具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用。濕地的喪失會(huì)引起相鄰地區(qū)的地下水位的 下降、湖泊和河流淤淺、地表切割加強(qiáng)。對(duì)氣候的調(diào)節(jié)作用除體現(xiàn)在溫室氣體方 面以外，濕地

9、對(duì)溫度和降水等方面的直接作用更為明顯， 這種功能在干旱地區(qū)尤 為突出。132社會(huì)功能：主要體現(xiàn)在資源、休閑旅游和環(huán)境演變信息等方面。由于其自然 資源的豐富，濕地成為許多地區(qū)農(nóng)、牧、漁業(yè)和重要基地，為社會(huì)發(fā)展提供了最 基礎(chǔ)的條件，這也正是世界古代文明發(fā)祥地主要集中在大河流域的重要原因之 一,也恰恰因?yàn)槿绱?，自有人類文明開(kāi)始，濕地地就受到人類活動(dòng)的干擾而且逐 漸加強(qiáng)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和濕地面積的逐漸減少，濕地的旅游價(jià)值越來(lái)越顯 著，許多濕地具有旖旎的風(fēng)光和獨(dú)特的動(dòng)物類群。在穩(wěn)定的積水環(huán)境中，有機(jī)質(zhì)和水中攜帶的顆粒物質(zhì)沉積下來(lái)， 形成多種類型的沉積物。在沉積過(guò)程中，周圍 環(huán)境的變化必然在沉積物中打

10、下堅(jiān)實(shí)的烙印，因而沉積物成為具有標(biāo)志意義的信 息載體，特別是泥炭，其積累速率較快，全球平均年積累速率達(dá)1mm/a因此以厚層泥炭作為信息載體來(lái)研究過(guò)去環(huán)境變化具有高分辨率的特點(diǎn)。1.4結(jié)構(gòu)復(fù)雜性濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者主要有濕生、沼生和水生植物，生活型多種多樣。從 外部形態(tài)來(lái)看，有一年生或多年生細(xì)弱小草，如苔草，有高大的草本植物，如蘆 葦、香蒲，有的是矮小的灌木，如細(xì)葉杜香、甸杜，有的是高大的喬木，如落葉 松、水松等。濕地植物群落豐富多彩，因逆境條件和植物的適應(yīng)性而異。包括浮 游植物、浮水植物、沉水植物、挺水植物、灌木乃至森林。優(yōu)勢(shì)植物往往是濕地 類型辨識(shí)的主要標(biāo)志，所以常以植物群落來(lái)命名，如蘆葦沼

11、澤，小葉樟沼澤、苔 草沼澤、紅樹(shù)林沼澤等。濕地植被具有沿水文或地形特征梯度變化的分帶特點(diǎn)， 無(wú)論是高位泥炭沼澤還是濱海或湖濱濕地，這一特點(diǎn)都是非常鮮明的。濕地生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者種類是多種多樣的，其中無(wú)脊椎動(dòng)物主要有蠓、蚊等昆蟲(chóng)，許多種類在其成為成蟲(chóng)之后為草食性。許多昆蟲(chóng)在幼蟲(chóng)階段棲于水底，成 為魚(yú)、蛙、和潛鳥(niǎo)的食物。鳥(niǎo)類，特別是水禽常常構(gòu)成濕地的重要景觀特征，幾 乎所有的濕地都能為水禽提供豐富的食物和多種多樣的繁殖和停歇的棲息地，這些水禽中既有草食性的也有肉食性的， 構(gòu)成濕地生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的重要環(huán)節(jié)。 無(wú) 論是淡水的還是咸水的亦或是半咸水的濕地，都支持著豐富的魚(yú)、蝦、蚌等水生動(dòng)物。對(duì)滋生于濕地水

12、下的微小動(dòng)物的種類和數(shù)量還知之甚少，但它們往往卻是濕 地中重要的分解者。在濕地中線蟲(chóng)和線蚓蟲(chóng)等微體小分解者比大型分解者的作用 更加明顯。對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，分解者亞系統(tǒng)顯得尤為重要。 濕地的缺氧環(huán)境 使其中的微生物和土壤動(dòng)物類群和數(shù)量大大減少，沼澤植物又多含有較多的纖 維，所以有相當(dāng)大比例的生物量得不到充分的分解，在靜水條件下，有機(jī)質(zhì)輸出量很小，因而植物殘?bào)w積累形成泥炭。2. 濕地定義的議論盡管對(duì)世界上的各類濕地的研究已有上百年的歷史，但迄今為止，國(guó)際上對(duì)濕地尚沒(méi)有統(tǒng)一的定義。從不同學(xué)科角度和區(qū)域特點(diǎn)出發(fā)而提出的定義形形色 色，爭(zhēng)論焦點(diǎn)在于如何限定濕地的水深。按照國(guó)際濕地公約（Ramsar公約

13、）中的定義：“濕地是指不問(wèn)其為天然或人 工、長(zhǎng)久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地、水域地帶，靜止或流動(dòng)的淡水、半咸水、 咸水，包括低潮時(shí)水深不超過(guò) 6m的海水水域，實(shí)質(zhì)上這是個(gè)濕地的管理 定義。它比較具體，具有明顯的邊界，具有法律的約束力，在濕地管理工作中易 于操作。濕地的科學(xué)定義有些學(xué)者認(rèn)為濕地的科學(xué)定義應(yīng)為：“濕地是一類既不同于 水體，又不同于陸地的特殊過(guò)渡類型生態(tài)系統(tǒng)，為水生、陸生生態(tài)系統(tǒng)界面相互 延伸擴(kuò)展的重疊空間區(qū)域。該系統(tǒng)的生產(chǎn)者是由濕生、沼生、淺水生植物組成消費(fèi)者是由濕生、沼生、淺水生動(dòng)物組成。分解者是介于水體與陸生生態(tài)系統(tǒng)之 間的過(guò)渡類群組成的。該系統(tǒng)與周圍相鄰的系統(tǒng)有密切關(guān)系，與它們

14、發(fā)生物質(zhì)和 能量交換。濕地應(yīng)該具有三個(gè)突出的特征：濕地地表長(zhǎng)期或季節(jié)處在過(guò)濕或積水 狀態(tài);地表生長(zhǎng)有濕生、沼生、淺水生植物（包括部分喜濕的鹽生植物），且具有較高的生產(chǎn)力。生活濕生、沼生、淺水生動(dòng)物和適應(yīng)該特殊環(huán)境的微生物群；發(fā)育水成或半水成土壤，并具有明顯的潛育化過(guò)程”。這個(gè)定義顯然更偏重于純理 論的大面積自然濕地的科學(xué)研究。濕地公約把淺海濕地的水深界限定為6m有的學(xué)者把湖泊濕地的水深限定為2m (佟鳳勤等1995)，但沒(méi)有給出這些限定的科學(xué)依據(jù)。實(shí)際上水陸過(guò) 渡區(qū)域的空間尺度是模糊的，并且隨時(shí)間和空間而變化，難于把握一個(gè)同一的標(biāo) 準(zhǔn)，因此任何明確的數(shù)據(jù)指標(biāo)都顯得過(guò)于機(jī)械。美國(guó)的米茨(W. J

15、. Mitsch )等在其著作Wetlands(1993)中對(duì)形形色色的定義給予客觀的評(píng)價(jià)。著名對(duì)魚(yú) 類和野生生物署的定義給予了高度的肯定。但這個(gè)定義突出地強(qiáng)調(diào)了濕地是水體和陸地之間的空間過(guò)渡性，卻忽略了其生態(tài)性質(zhì)上的過(guò)渡性，因而就把濕地的概 念僅僅限定在水體的沿岸帶，排除了非鄰近水體的濕地，如歐洲大陸西岸的高度 濕潤(rùn)地區(qū)的披蓋式沼澤(Blanket bog )等。工程兵部隊(duì)的定義由于強(qiáng)調(diào)濕地植 被特征，易于在法律和管理方面的實(shí)際應(yīng)用。加拿大的定義更加強(qiáng)調(diào)濕地的水文 和土壤特征，對(duì)植被特征沒(méi)有足夠的重視。除上述以外，英國(guó)的濕地定義代表著歐洲的普遍觀點(diǎn)。E. Maltby (1986)在其著作W

16、aterlogged wealth中闡述："濕地是水支配其形成、 控制其過(guò)程和特征的生態(tài)系統(tǒng)的集合，即在足夠長(zhǎng)的時(shí)間足夠濕潤(rùn)使得具有特殊 適應(yīng)性的植物或其他生物體發(fā)育的地方"。顯然他所重視的是濕地的成因的主導(dǎo) 因子-水文因素，而對(duì)土壤和植被條件則是輕描淡寫。就濕地公約濕地定義而言，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)還算不上是科學(xué)的定義，因?yàn)樗?是枚舉了濕地的外延，并沒(méi)有對(duì)濕地的本質(zhì)屬性予以論述。分析濕地的自然生態(tài)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，不難看出，水是濕地形成的最根本的原因， 也是其生態(tài)過(guò)程的主要控制因子，而還原性的水成土壤和濕生或水生植被是其水 文生態(tài)過(guò)程的必然結(jié)果。因此，濕地的定義應(yīng)做如下述："濕

17、地是指一類在生態(tài)性質(zhì)上介于水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間，由于常年或周期性的水分潴積或過(guò)度濕 潤(rùn)，造成基底的嫌氣性條件，維持綠色高等水生或濕生植物群落長(zhǎng)期賦存的土地。 "這樣定義就使?jié)竦氐母拍钣忻鞔_的涵和外延。據(jù)此，無(wú)需通過(guò)人為限定水域的深度來(lái)確定水體的濕地部分，只要是綠色高等植物生長(zhǎng)的圍即可劃為濕地的疇之。其主要依據(jù)是：（1）濕地相對(duì)較高的生物生產(chǎn)力主要體現(xiàn)在高等植物群落的 生產(chǎn)力上；（2）在作為水禽為代表的瀕危珍稀物種的棲息地意義方面，高等植物同時(shí)為動(dòng)物提供著豐富的食物來(lái)源、 良好的隱蔽場(chǎng)所和必要的筑巢材料；（3）濕 地的一些生態(tài)環(huán)境功能是通過(guò)其中的高等植物來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如凈化污水主要依靠植

18、物對(duì)重金屬離子的吸收；（4）所謂植物對(duì)濕生和水生環(huán)境的特殊適應(yīng)主要表現(xiàn)在 一些高等植物的生理結(jié)構(gòu)上。因此，水域濕地的邊界限定可以依據(jù)高等沉水和挺 水植物的分布圍來(lái)確定，不必機(jī)構(gòu)地圈定一個(gè)具體的水深指標(biāo)。并從要素、條件、類型三個(gè)方面對(duì)濕地進(jìn)行界定 ：1601（1）要素：植被、土壤和淹水程度。（2）條件：濕地至少應(yīng)具有下列條件之一：至少周期性的生長(zhǎng)有處于優(yōu)勢(shì)地位的水生或濕生植物；基質(zhì)以不滲水的有機(jī)質(zhì)土層為主：基質(zhì)非土質(zhì)、被水淹沒(méi)、至少每年植物生長(zhǎng)季節(jié)保持高水位；（3 ）類 型:濕地主要類型包括：生長(zhǎng)有水生或濕生植物，且有或多或少的泥炭土層，如各種類型的 沼澤；生長(zhǎng)有生或濕生植物，且具有有機(jī)質(zhì)土層為

19、主的區(qū)域，如尚未形成泥炭層 的潮間帶蘆葦區(qū)、湖泊挺水植物區(qū)等；無(wú)水生或濕生植物，但具有一定的有機(jī)質(zhì)土層，如由于劇烈波浪運(yùn)動(dòng)、 高 度渾蝕或高度鹽分等造成阻礙水生或濕生植物生長(zhǎng)的區(qū)域；無(wú)土壤但有水生植物，如被海草部分覆蓋的巖石海岸等：無(wú)土壤無(wú)高等植物生長(zhǎng)區(qū)，如生長(zhǎng)有硅藻的沙石海灘及無(wú)植被的爍石 河灘等。3. 濕地分類問(wèn)題濕地的分類是濕地研究的基礎(chǔ)，由于學(xué)科領(lǐng)域和目標(biāo)的不同，學(xué)者們提出了 形形色色的分類系統(tǒng)。其中對(duì)某一濕地類型的有歐洲的泥炭地分類（Mooreand Bellamy 1974 ），美國(guó)魚(yú)類和野生生物署"濕地和深水棲息地分類"，中國(guó)的 泥炭沼澤分類（柴岫1990 ;

20、郎惠卿1983），沼澤分類（牛煥光等1985 ），美國(guó) 東北部冰川遺跡區(qū)的淡水濕地分類(Golet and Larson 1974),美國(guó)冰川高原草 原地區(qū)的天然池塘與湖泊分類(Shawand Fredine 1956),佛羅里達(dá)森林濕地分 類(Wharton 1976)等，這些分類雖是類型或區(qū)域等級(jí)上的，但對(duì)濕地的系統(tǒng)分 類提供了極有價(jià)值的參考，而且對(duì)其目標(biāo)也是極為實(shí)用的。英文針對(duì)各種不同的沼澤類濕地皆有不同的術(shù)語(yǔ)，漢語(yǔ)中卻沒(méi)有對(duì)等的固定 詞匯譯之，為國(guó)際間的學(xué)術(shù)交流帶來(lái)諸多不便，為此有必要對(duì)這些類型概念加以 明確分并賦予固定的譯法。Marsh是指基底為水成礦質(zhì)土壤，生長(zhǎng)挺水草本植被 的沼澤

21、，以"草本沼澤"譯之為宜。swamp是指以喬木或灌木為建群植物的沼澤， 無(wú)論基底是否積累泥炭，都可以"木本沼澤"譯之，然而歐洲習(xí)慣上仍把蘆葦沼澤 稱為reedswamp為特殊情況。Mire是泛指有泥炭積累的所有生態(tài)系統(tǒng)，即"泥 炭沼澤"。Fen是指接受周圍地下水補(bǔ)給，有泥炭積累，并以草本或蘚類植物為 優(yōu)勢(shì)的沼澤，應(yīng)譯為"泉生(泥炭)沼？quot;。bog是指主要接受降水補(bǔ)給并生 長(zhǎng)適于酸性環(huán)境的蘚類，特別是泥炭蘚為優(yōu)勢(shì)的高位沼澤， 應(yīng)譯為"蘚類(泥炭) 沼澤moor是泥炭地(peatland)的同義詞，highmoor指中央隆起的高位泥炭沼澤， 而lowmoor是指發(fā)育在盆地里，中央低洼的低位沼澤。Muskeg是指分布在加拿大和阿拉斯加