河湖交錯基本概念

張建

摘要：本文主要介紹了河湖交錯帶的定義、分區、生態特征、服務功能以及研究概況。簡述了鄱陽湖河湖交錯帶的研究背景與研究意義。

關鍵詞：河湖交錯帶；定義；特征；功能；鄱陽湖

河湖交錯帶（Lake-river Ecotone）是指河流生態系統與湖泊生態系統之間的過渡帶。河湖交錯帶受到人類活動、自然災害、生物地球化學循環以及湖泊與河流之間的相互作用等的影響。與鄰近的河流生態系統或湖泊生態系統相比較，河湖交錯帶的邊界是一個獨特的混合生態區域，它具有豐富的物種多樣性、較高水平的初級生產力和次級生產力，是一個重要的污染水凈化區和污染緩沖區，因此形成一個特殊的能量流和物質流區域叫。

河湖交錯帶是一個河流的入湖口和湖泊的沿岸帶相交，河水與湖水相混合的區域，形成一個具有潛在陡峭環境梯度的動態區。依據植被的密集程度，河湖交錯帶可分為兩個生態型區：密集植被區（Dense Vegetation zone）和稀疏植被區（S parsev egetation zone）。敞水區（0pen zon e）和稀疏植被區是微生物最溫暖的棲息地，特別是9月份和10月份。密集植被區比敞水區和稀疏植被區水溫低2～4℃，是因為植被具有冷卻效應。河湖交錯帶的浮游生物密度在不同月份不同棲息地有相當大的變化。

與敞水區相比較，河湖交錯帶具有明顯的環境梯度，生境異質，物種豐富多樣，生產力水平高。由于水文地質作用影響，河湖交錯帶基底隨高程梯度的變化而變化，依次分布基巖、砂石、黏土、淤泥等土壤類型。植被類型和生物類型也隨之變化，自陸地向水域，依次分布著陸生、濕生和水生植被，底棲、著生、浮游生物等。各類魚類和水鳥在相應的地域掠食、繁殖。

河湖交錯帶也是湖泊的洪泛區，生物多樣性與湖泊水位有著密切關系。周期性水位波動增強了生境空間的異質性，使生物種類異常豐富。濕季高水位使各類水生生物大量繁殖，干季低水位使各類草本植物在洲灘大量生長。生物長期的生活生存進化過程，逐漸形成了與水位周期相適應的生活對策。湖泊水位周期性既是河湖交錯帶生態系統形成的驅動力，又是維持河湖交錯帶生物多樣性以及生態平衡必不可少的條件。

河湖交錯帶具有許多重要的生態和服務功能：（1）緩解與凈化水污染：水一土一植物一微生物系統通過滲透、過濾、沉積、吸收、分解等方式消減與滯留污染物；（2）維持生物多樣性：水生生物種類多樣，能給魚類和鳥類等群落提供生存能源；（3）水源：為人類和動物提供清潔水源；（4）美化環境：優美的湖濱區是當地社會經濟發展的重要保障；（5）運動休閑：是水上運動、垂釣以及休閑觀光的重要場所；（6）航運：提供航道和碼頭。因此，河湖交錯帶對維持區域生態平衡以及經濟健康發展十分重要。

河湖交錯帶的規模和生物群落，依賴于河流生態系統與湖泊生態系統二者之間相互作用的強度。以前對生態交錯帶的研究主要集中在陸地生態系統中，具有較強的植被生態系統變化的差異性，河湖交錯帶盡管出現了時間尺度和空間尺度上的差異，但都沒有得到應有的重視。1988年，N ainan等對交錯帶生態系統的重要研究表明，交錯帶的生態系統，是陸地和水的過渡地帶，二者之間的過渡產生離散的棲息地斑塊異質性的生態系統。這引起了人們對河口存在的異質生態系統的關注。近年來，IGBP、IHDP、WCRP、DIVERSITAS發起了全球水系統項目（GWSP），關注河湖交錯群落帶的生態環境問題。

目前國內外對微生物多樣性在土壤、冰川、海洋水體及沉積物、湖泊水體及沉積物和河濱帶等自然系統中有較深入、成熟的研究并且報導也頗多，而河湖交錯帶自20世紀80年代被提出以來很少有人關注，幾乎沒有研究者對河湖交錯帶的概念、區劃、生態功能等作系統的研究，所以理論不足。研究河湖交錯帶微生物多樣性，不僅延伸和擴展了湖泊生態系統和河流生態系統的研究，還對研究湖泊富營養化、河流污染與湖泊之間關系、人類活動與河湖關系等方面有著重要的作用。分子生物學技術已經逐漸取代傳統的培養純化法，成功的運用到各類生態系統微生物多樣性的研究中，同樣，這種方法也可以運用到河湖交錯帶的微生物多樣性研究中去，這就為該區的研究提供了良好的技術保障。總之，對于河湖交錯帶的研究大大豐富了已知生態系統的微生物多樣性，促進湖泊沿岸地帶的科學區劃，改變了人們對湖泊生態系統的傳統理念。

鄱陽湖是我國最大的淡水湖，也是國際重要濕地和世界重要的候鳥棲息地，1992年被列入《國際重要濕地名錄》，在維護生物多樣性、保持生態平衡等多方面具有十分重要的作用，是全球最重要的生態敏感區之一。鄱陽湖獨特的自然地理條件以及與長江復雜的水情關系，形成了具有顯著特色的河湖交錯帶生態系統。因此，以鄱陽湖典型河湖交錯帶為研究區，研究其細菌群落組成結構的時空分布差異以及對水環境變化的響應與適應機制，將有助于亞熱帶河流湖泊富營養化防治、水生態系統健康發展和水質的優化管理，為環境規劃、疾病控制及城市水資源規劃等提供基礎資料和科學依據。

近年來，隨著分子生物學技術和生物信息學的進步，基于16S rDNA序列的不依賴培養技術已成為研究自然界原核微生物種群的一種分析手段被廣泛應用到土壤、海洋等環境的物種多樣性研究中，并發現了多種新的細菌與古菌類群，在環境指示和污染修復等方面取得了可喜的成果。擬以鄱陽湖典型河湖交錯帶為研究對象，采用基于16S rRNA基因的分子生物學方法，結合物理與化學測試方法，區分人類活動干擾強度設計研究方案，結合水位變化、離子遷移等物理化學作用，建立河湖交錯帶的水環境16S rRNA基因文庫，定量跟蹤細菌基因的數量變化，監測其細菌種群結構的動態變化：建立基因系統發育樹，探索河湖交錯帶細菌群落的時空分布特征與水文地質、理化性質之間的協同聯系，研究不同時空下細菌對水環境變化的響應機制。研究成果可加深了解河流湖泊微生物和環境變化間的關系，以期在流域水資源規劃、生物多樣性和湖泊生態環境管理等方面提供基礎數據支持，為我國湖泊水環境保護與水生態安全提供科學依據。