三江平原湿地生态系统保护研究进展

韩晓君

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)



三江平原湿地生态系统保护研究进展

韩晓君

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

摘要：随着全球气温变暖，经济和技术的发展，三江平原湿地开发加剧，生态系统受到严重破坏，并影响到了整个地区的可持续发展。为保护湿地生态系统，文章主要从生命系统和非生命系统两个层面对生态系统中的物质循环和能量流动变化保护进行阐述。根据《全国湿地保护工程规划(2002—2030年)》的要求，针对退化区域，从生态恢复技术与方法的角度，加强了湿地资源进行可持续利用、以保证人与自然和谐相处、加强生态保护措施，为实现湿地的生态文明建设提供保障。

关键词：三江平原；湿地；生态系统；物质循环；能量流动；生态保护

1概述

湿地(Wetland)是水陆相互作用强烈的生态系统，主要包括天然或人工的沼泽地、泥炭地及水域地带。作为一种水陆过渡带的重要生态系统，以其特殊的组成和结构发挥着涵养水源、削峰滞洪、调节气候、净化污染物、保持水土、存储碳库、为物种提供栖息地等重要的资源环境等保护作用。三江平原是我国东北地区三大平原之一，是国家商品粮重要产地，由黑龙江、松花江、乌苏里江以及兴凯湖冲积湖积形成的低平原，土地总面积约1 088 万hm2。蕴藏着丰富的生物资源，形成了我国独特的平原区沼泽湿地生态系统，是我国物种多样性丰富的沼泽湿地之一[1]。建国初期，为了解决人民温饱问题，在三江平原进行了大面积垦荒，湿地发生退化，并引发了一系列环境问题。到20世纪末，三江平原面临着近78%的天然沼泽地退化或丧失，生态功能下降[2]；生物群落生存受到人类活动的强烈干扰[3]。研究三江平原湿地生态系统保护，加强三江平原生态保护措施，对湿地资源进行可持续利用，实现湿地的生态文明建设有着重要的意义。

2三江平原沼泽湿地形成的地理条件

沼泽湿地的形成与平坦地貌特别是与负地形有密切关系，三江平原新构造运动以下沉为主，海拔高度一般在40～60m，地势低平，坡降很小为1/5000～1/10000 ，构成主体地貌类型是一级堆积阶地和高低河漫滩，其上广泛分布各种形状的低洼地，为三江平原沼泽湿地的发育和形成提供了良好的地貌条件。

三江平原属温带湿润半湿润季风气候，区内降水量年内分配不均，多集中于夏、秋两季，秋季气温下降，大量水分来不及排除，被冻结在地表或土壤层中，水分以固体状况保存下来，致使翌年春季解冻，导致地表积水或过湿，加之冻结期长，冻层厚，地面物质组成以第四纪黏土亚黏土为主，土质黏重，渗透能力微弱，同时地面植物根系盘结深厚达30～80 cm，阻滞了地表迳流的排泄，使地表过度潮湿或积水，为沼泽湿地形成提供了充足的水分条件。

3三江平原湿地生态保护研究

湿地生态系统将陆地生态系统与水域生态系统中的物质循环、能量流动以及信息传递互相联系起来的，是地球表层生态系统的重要环节〗。湿地生态系统包括生命系统(植物、动物和微生物等生命有机体)和非生命系统(水体、土壤、无机元素及有机元素)。合理地化生物多样性以及建立非生命生态系统保护评价指标是目前湿地生态系统多样性保护中的热点和关键点。

3.1生命系统保护研究

生物多样性保护是湿地生态系统提供的一项重要的生态服务功能[5]，大多以物种生存为对象，而后强调保护生态系统的途径[6]，包括与生命系统能量流动相关的保护问题、与生命系统养分循环相关的保护问题、保护生物多样性途径等。不同领域的学者对此展开了一系列的研究，从经济学的角度，魏强等[5]通过静态和动态层面定量表达生物量多样性保护价值，从而提高人类和社会的生态系统保护意识。从景观学的角度，施建敏等[7]利用残存湿地斑块特征讨论对物种多样性的影响，发现生物破碎化与物种多样性有直接的影响。从生态学的角度，根据生物多样性能够指导评价生态脆弱性。刘振乾等[8]依据生态特征和发展演化规律选择评价指标，并利用综合指数法评价湿地生态脆弱性。对生物多样性保护主要集中在生物多样性的丰富程度及生命系统与生态之间的关系。

生物多样性研究侧重于动、植物丰富程度。加强湿地生态与动植物之间关系的研究是当前的趋势，主要是利用一些经验公式或者模型对动植物多样性进行保护。以植物与生境的关系为切入点，运用GAP分析方法，分析湿地植物多样性保护现状；采用Levins公式对三江平原沼泽湿地植物群落的优势种群生态位宽度和生态位重叠值进行了划分[9]。在动植物研究中常用的方法是调查研究，定点调查不同群落类型的β多样性，揭示沼泽地植被演替机制[10]。也有针对三江平原环型湿地土壤—植被—动物水平结构与垂直结构功能研究[11]。

浮游植物群落结构和多样性是反映水环境状况的重要指标[12]。同时，土壤动物是湿地生态系统的重要组成部分，其过渡性决定了其土壤动物类群组成的多样性。浮游生物、土壤动物及微生物的群落构成也是生命系统保护的一大研究热点。如：计算多种生态指标对抚远地区水域浮游植物物种丰富度和多样性进行评价[13]；对常见藻类、苔藓类的组成及土壤微生物的分布状况进行了调查研究[14]。利用调查数据探究典型湿地土壤动物个体密度季节性分布[15]。

3.2非生命系统保护研究

非生命系统在湿地生态系统中提供物种的基本生存养分，控制物质循环，能量流动过程，对于生物群落的分布的垂直性和水平性结构有着重要的作用[16]。在湿地生态保护中，水循环与土壤碳循环在非生命系统保护中起到了重要的作用。

湿地水体是重要的淡水资源库，保护湿地水体对于人类的生存发展具有重要意义，同时有利于维护湿地水资源生态状况。目前主要是对水体提取及保护方法的研究。如：根据多目标蚁群算法的原理，计算湿地内水文调节量[17]；采用遗传算法对SVM模型参数进行优化选择，对三江平原洪河自然保护区湿地进行分类[18]。除了水体提取及保护方法外，还在水含量的改变、水质变化进行研究。常用的方式是通过建立生态试验站采集湿地水、排水沟水、降水、保护区河流水样进行测试，分析水样中化学性质[19]；利用系统动力学原理和方法对沼泽地蓄水量进行动态仿真，以预测三江平原湿地蓄水量的动态变化[20]；或者是以静态补水与动态补水的定量方法，对湿地最小生态需水量进行估算[21]〗。综上所述，研究有效动态监测水体水量变化和水质变化方法对于湿地水资源保护具有一定的意义。

三江平原湿地类型丰富，但围垦严重造成了土壤退化和碳库损失。目前主要基于土壤学，土壤类型法、生态系统类型法、空间分析等方法对不同土壤类型的碳储量进行空间变化分析，并对土壤有机碳密度的空间分布特征进行定量化的分析。如：依据三江平原不同类型和不同开垦年限的湿地土壤有机碳含量、土壤容重、土层厚度和面积的测量结果估算土壤碳储量[22]；运用遥感和GIS技术，对1980—2010年三江平原土壤有机碳密度及其控制因子进行分析[23]。然而对于湿地生态系统碳源、碳汇特征及其影响因素研究较少，包括营养调控[24]、水文条件变化[25]、及碳汇功能[26]等。湿地碳蓄积量反映了其生态服务价值及土地资源固碳能力，在以后的研究中应加强碳蓄积影响因子的定量化分析。

4三江平原湿地生态恢复的技术与方法

《全国湿地保护工程规划(2002—2030年)》建设布局指出东北湿地建设重点在三江平原，松嫩平原等农业开发区域。通过湿地保护与恢复及生态农业等方面的示范工程，提供东北地区湿地生态系统恢复和合理利用模式。目前，三江平原有近40处各级湿地类型自然保护区，对三江平原湿地生境起到了一定的保护和恢复作用。湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或者消失的湿地进行修复或者重建，重现被破坏前的结构和功能，发挥其应有的作用[27]。湿地的生态恢复可概括为:湿地生境恢复、湿地生物恢复和湿地生态系统结构与功能恢复[28]。

4.1湿地生境恢复技术

湿地生境恢复主要包括湿地基质恢复、湿地水状况恢复、湿地植被恢复和湿地土壤恢复等。湿地生境恢复的关键在于地表水的拦截和利用。三江平原湿地恢复应充分利用好过境地表水和雨水，同时考虑到农业商品粮基地的可持续发展，利用已有或新建水利工程引蓄水，在提高粮食产能、改善农业生产条件的同时，为湿地补水；对于已经产生生境破碎化地区建立重点保护机制，利用现有水利设施，通过蓄水、引水灌溉等方式保水；研究湿地生态需水量，建立生境水资源阈值保护措施；从源头减少农田面源污染问题，建立退耕还湿机制。

4.2湿地生物恢复技术

湿地生物恢复技术主要是保护物种多样性、遗传多样性的技术，生物群落演替控制与恢复技术，以及群落优化配置和重组技术等。随着科技的发展，出现了如DNA物种保护技术、基因重组技术等分子生物技术。不过这些技术还不成熟，有待进一步发展。遵从生物群落演替规律，对于湿地内植被的恢复和发展有指导性作用。对于破碎地带生物干扰强烈，可以针对性的进行生物群落优化和重建。

4.3生态系统结构与功能恢复技术

生态系统结构与功能恢复技术主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。对于不同类型的湿地生态系统，有着不同的生态系统结构与功能恢复技术，这是湿地生态系统恢复研究中的重难点。

5结语

三江平原湿地是多种濒危动植物尤其是鸟类的重要栖息地，也和我们人类与其他生物的生存息息相关的。研究三江平原湿地生态系统物质循环、能量流动过程，针对退化地区应用生命系统及非生命系统与生态之间规律，提出合理的生态恢复技术与方法。三江平原沼泽湿地的形成是千万年来自然界各种因素综合作用的产物，是生态系统平衡中不可缺少的重要因素，保护好这块沼泽湿地及物种资源，也就是保护了我们人类自身。

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Study on Wetland Ecological System Protection in Sanjiang Plain

HAN Xiao-jun

(Heilongjiang Provincial Water Conservancy & Hydroelectric Power Investigation,Design and Research Institute, Harbin 150080, China)

Abstract：With global warming and the economic and technological development, the wetland development is being aggravated in the Sanjiang Plain, the ecological system is damaged seriously, and sustainable development of the whole area will be affected. In order to protect the ecological system of the wetland, protection for material circulation and energy flowing change is described based on two respects including life system and non-life system in the paper. According to the demands of “National Wetland Protection Project Planning from 2002 to 2030”, aiming at the degraded area, in line with ecological rehabilitation technique and method, to strengthen the sustainable use of wetland resources, ensure harmony between human being and nature and enhance the measures for ecological protection, which provides guarantee for the ecological civilization construction of the wetland.

Key words：Sanjiang Plain；marsh；ecological system；material circulation；energy flowing；ecological protection

文章编号：1007-7596(2016)04-0115-04

[收稿日期]2016-04-25

[作者简介]韩晓君(1962-)，女，江苏铜山人，教授级高级工程师，注册环境影响评价工程师；水利水电工程水土保持工程师；省水利厅第一届水利青年学科带头人，曾获省政府科技进步二等奖、中国石油化工协会科技进步二等奖。

中图分类号：X171.4

文献标识码：A