三江平原濕地生態系統保護研究進展

韓曉君

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

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三江平原濕地生態系統保護研究進展

韓曉君

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

摘要：隨著全球氣溫變暖，經濟和技術的發展，三江平原濕地開發加劇，生態系統受到嚴重破壞，并影響到了整個地區的可持續發展。為保護濕地生態系統，文章主要從生命系統和非生命系統兩個層面對生態系統中的物質循環和能量流動變化保護進行闡述。根據《全國濕地保護工程規劃(2002—2030年)》的要求，針對退化區域，從生態恢復技術與方法的角度，加強了濕地資源進行可持續利用、以保證人與自然和諧相處、加強生態保護措施，為實現濕地的生態文明建設提供保障。

關鍵詞：三江平原；濕地；生態系統；物質循環；能量流動；生態保護

1概述

濕地(Wetland)是水陸相互作用強烈的生態系統，主要包括天然或人工的沼澤地、泥炭地及水域地帶。作為一種水陸過渡帶的重要生態系統，以其特殊的組成和結構發揮著涵養水源、削峰滯洪、調節氣候、凈化污染物、保持水土、存儲碳庫、為物種提供棲息地等重要的資源環境等保護作用。三江平原是我國東北地區三大平原之一，是國家商品糧重要產地，由黑龍江、松花江、烏蘇里江以及興凱湖沖積湖積形成的低平原，土地總面積約1 088 萬hm2。蘊藏著豐富的生物資源，形成了我國獨特的平原區沼澤濕地生態系統，是我國物種多樣性豐富的沼澤濕地之一[1]。建國初期，為了解決人民溫飽問題，在三江平原進行了大面積墾荒，濕地發生退化，并引發了一系列環境問題。到20世紀末，三江平原面臨著近78%的天然沼澤地退化或喪失，生態功能下降[2]；生物群落生存受到人類活動的強烈干擾[3]。研究三江平原濕地生態系統保護，加強三江平原生態保護措施，對濕地資源進行可持續利用，實現濕地的生態文明建設有著重要的意義。

2三江平原沼澤濕地形成的地理條件

沼澤濕地的形成與平坦地貌特別是與負地形有密切關系，三江平原新構造運動以下沉為主，海拔高度一般在40～60m，地勢低平，坡降很小為1/5000～1/10000 ，構成主體地貌類型是一級堆積階地和高低河漫灘，其上廣泛分布各種形狀的低洼地，為三江平原沼澤濕地的發育和形成提供了良好的地貌條件。

三江平原屬溫帶濕潤半濕潤季風氣候，區內降水量年內分配不均，多集中于夏、秋兩季，秋季氣溫下降，大量水分來不及排除，被凍結在地表或土壤層中，水分以固體狀況保存下來，致使翌年春季解凍，導致地表積水或過濕，加之凍結期長，凍層厚，地面物質組成以第四紀黏土亞黏土為主，土質黏重，滲透能力微弱，同時地面植物根系盤結深厚達30～80 cm，阻滯了地表逕流的排泄，使地表過度潮濕或積水，為沼澤濕地形成提供了充足的水分條件。

3三江平原濕地生態保護研究

濕地生態系統將陸地生態系統與水域生態系統中的物質循環、能量流動以及信息傳遞互相聯系起來的，是地球表層生態系統的重要環節〗。濕地生態系統包括生命系統(植物、動物和微生物等生命有機體)和非生命系統(水體、土壤、無機元素及有機元素)。合理地化生物多樣性以及建立非生命生態系統保護評價指標是目前濕地生態系統多樣性保護中的熱點和關鍵點。

3.1生命系統保護研究

生物多樣性保護是濕地生態系統提供的一項重要的生態服務功能[5]，大多以物種生存為對象，而后強調保護生態系統的途徑[6]，包括與生命系統能量流動相關的保護問題、與生命系統養分循環相關的保護問題、保護生物多樣性途徑等。不同領域的學者對此展開了一系列的研究，從經濟學的角度，魏強等[5]通過靜態和動態層面定量表達生物量多樣性保護價值，從而提高人類和社會的生態系統保護意識。從景觀學的角度，施建敏等[7]利用殘存濕地斑塊特征討論對物種多樣性的影響，發現生物破碎化與物種多樣性有直接的影響。從生態學的角度，根據生物多樣性能夠指導評價生態脆弱性。劉振乾等[8]依據生態特征和發展演化規律選擇評價指標，并利用綜合指數法評價濕地生態脆弱性。對生物多樣性保護主要集中在生物多樣性的豐富程度及生命系統與生態之間的關系。

生物多樣性研究側重于動、植物豐富程度。加強濕地生態與動植物之間關系的研究是當前的趨勢，主要是利用一些經驗公式或者模型對動植物多樣性進行保護。以植物與生境的關系為切入點，運用GAP分析方法，分析濕地植物多樣性保護現狀；采用Levins公式對三江平原沼澤濕地植物群落的優勢種群生態位寬度和生態位重疊值進行了劃分[9]。在動植物研究中常用的方法是調查研究，定點調查不同群落類型的β多樣性，揭示沼澤地植被演替機制[10]。也有針對三江平原環型濕地土壤—植被—動物水平結構與垂直結構功能研究[11]。

浮游植物群落結構和多樣性是反映水環境狀況的重要指標[12]。同時，土壤動物是濕地生態系統的重要組成部分，其過渡性決定了其土壤動物類群組成的多樣性。浮游生物、土壤動物及微生物的群落構成也是生命系統保護的一大研究熱點。如：計算多種生態指標對撫遠地區水域浮游植物物種豐富度和多樣性進行評價[13]；對常見藻類、苔蘚類的組成及土壤微生物的分布狀況進行了調查研究[14]。利用調查數據探究典型濕地土壤動物個體密度季節性分布[15]。

3.2非生命系統保護研究

非生命系統在濕地生態系統中提供物種的基本生存養分，控制物質循環，能量流動過程，對于生物群落的分布的垂直性和水平性結構有著重要的作用[16]。在濕地生態保護中，水循環與土壤碳循環在非生命系統保護中起到了重要的作用。

濕地水體是重要的淡水資源庫，保護濕地水體對于人類的生存發展具有重要意義，同時有利于維護濕地水資源生態狀況。目前主要是對水體提取及保護方法的研究。如：根據多目標蟻群算法的原理，計算濕地內水文調節量[17]；采用遺傳算法對SVM模型參數進行優化選擇，對三江平原洪河自然保護區濕地進行分類[18]。除了水體提取及保護方法外，還在水含量的改變、水質變化進行研究。常用的方式是通過建立生態試驗站采集濕地水、排水溝水、降水、保護區河流水樣進行測試，分析水樣中化學性質[19]；利用系統動力學原理和方法對沼澤地蓄水量進行動態仿真，以預測三江平原濕地蓄水量的動態變化[20]；或者是以靜態補水與動態補水的定量方法，對濕地最小生態需水量進行估算[21]〗。綜上所述，研究有效動態監測水體水量變化和水質變化方法對于濕地水資源保護具有一定的意義。

三江平原濕地類型豐富，但圍墾嚴重造成了土壤退化和碳庫損失。目前主要基于土壤學，土壤類型法、生態系統類型法、空間分析等方法對不同土壤類型的碳儲量進行空間變化分析，并對土壤有機碳密度的空間分布特征進行定量化的分析。如：依據三江平原不同類型和不同開墾年限的濕地土壤有機碳含量、土壤容重、土層厚度和面積的測量結果估算土壤碳儲量[22]；運用遙感和GIS技術，對1980—2010年三江平原土壤有機碳密度及其控制因子進行分析[23]。然而對于濕地生態系統碳源、碳匯特征及其影響因素研究較少，包括營養調控[24]、水文條件變化[25]、及碳匯功能[26]等。濕地碳蓄積量反映了其生態服務價值及土地資源固碳能力，在以后的研究中應加強碳蓄積影響因子的定量化分析。

4三江平原濕地生態恢復的技術與方法

《全國濕地保護工程規劃(2002—2030年)》建設布局指出東北濕地建設重點在三江平原，松嫩平原等農業開發區域。通過濕地保護與恢復及生態農業等方面的示范工程，提供東北地區濕地生態系統恢復和合理利用模式。目前，三江平原有近40處各級濕地類型自然保護區，對三江平原濕地生境起到了一定的保護和恢復作用。濕地恢復是指通過生態技術或生態工程對退化或者消失的濕地進行修復或者重建，重現被破壞前的結構和功能，發揮其應有的作用[27]。濕地的生態恢復可概括為:濕地生境恢復、濕地生物恢復和濕地生態系統結構與功能恢復[28]。

4.1濕地生境恢復技術

濕地生境恢復主要包括濕地基質恢復、濕地水狀況恢復、濕地植被恢復和濕地土壤恢復等。濕地生境恢復的關鍵在于地表水的攔截和利用。三江平原濕地恢復應充分利用好過境地表水和雨水，同時考慮到農業商品糧基地的可持續發展，利用已有或新建水利工程引蓄水，在提高糧食產能、改善農業生產條件的同時，為濕地補水；對于已經產生生境破碎化地區建立重點保護機制，利用現有水利設施，通過蓄水、引水灌溉等方式保水；研究濕地生態需水量，建立生境水資源閾值保護措施；從源頭減少農田面源污染問題，建立退耕還濕機制。

4.2濕地生物恢復技術

濕地生物恢復技術主要是保護物種多樣性、遺傳多樣性的技術，生物群落演替控制與恢復技術，以及群落優化配置和重組技術等。隨著科技的發展，出現了如DNA物種保護技術、基因重組技術等分子生物技術。不過這些技術還不成熟，有待進一步發展。遵從生物群落演替規律，對于濕地內植被的恢復和發展有指導性作用。對于破碎地帶生物干擾強烈，可以針對性的進行生物群落優化和重建。

4.3生態系統結構與功能恢復技術

生態系統結構與功能恢復技術主要包括生態系統總體設計技術、生態系統構建與集成技術等。對于不同類型的濕地生態系統，有著不同的生態系統結構與功能恢復技術，這是濕地生態系統恢復研究中的重難點。

5結語

三江平原濕地是多種瀕危動植物尤其是鳥類的重要棲息地，也和我們人類與其他生物的生存息息相關的。研究三江平原濕地生態系統物質循環、能量流動過程，針對退化地區應用生命系統及非生命系統與生態之間規律，提出合理的生態恢復技術與方法。三江平原沼澤濕地的形成是千萬年來自然界各種因素綜合作用的產物，是生態系統平衡中不可缺少的重要因素，保護好這塊沼澤濕地及物種資源，也就是保護了我們人類自身。

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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

文章編號：1007-7596(2016)04-0115-04

[收稿日期]2016-04-25

[作者簡介]韓曉君(1962-)，女，江蘇銅山人，教授級高級工程師，注冊環境影響評價工程師；水利水電工程水土保持工程師；省水利廳第一屆水利青年學科帶頭人，曾獲省政府科技進步二等獎、中國石油化工協會科技進步二等獎。

中圖分類號：X171.4

文獻標識碼：A