姚 靖， 陳永華

(中南林業(yè)科技大學(xué)， 湖南 長沙 410004)

濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)研究進(jìn)展

姚 靖， 陳永華

(中南林業(yè)科技大學(xué)， 湖南 長沙 410004)

由于人類生產(chǎn)、生活對生態(tài)環(huán)境的破壞，濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受到了嚴(yán)重的污染和損害。因此，對濕地保護(hù)理論、對策和技術(shù)的研究變得日益緊迫和重要。本文系統(tǒng)的闡述了濕地概念、濕地分類、濕地管理、濕地保護(hù)和恢復(fù)的理論和方法，在對已有研究進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，針對目前濕地保護(hù)研究中亟待解決的一些問題進(jìn)行了探討，并對濕地保護(hù)研究的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

濕地； 生態(tài)保護(hù)； 生態(tài)系統(tǒng)

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，濕地開發(fā)加劇，濕地破壞引發(fā)日益嚴(yán)重的環(huán)境和資源問題，加強(qiáng)濕地保護(hù)已成為國際社會共識。國際濕地學(xué)術(shù)界、有關(guān)國際組織和各國政府都開始重視濕地保護(hù)與管理[1]?？笨?0世紀(jì)濕地大事件活動中，涉及到濕地保護(hù)與管理的專題學(xué)術(shù)討論會就達(dá)18個(gè)，論文數(shù)百篇。最突出的特點(diǎn)是在濕地保護(hù)的戰(zhàn)略、方針、政策與技術(shù)方法等方面提出新的見解與觀點(diǎn)。提供了很多濕地保護(hù)示范區(qū)建設(shè)的方法與技術(shù)。提出了世界上重要濕地保護(hù)的計(jì)劃與方案[2]，如對佛羅里達(dá)大沼澤地濕地、亞馬遜流域濕地、五大湖區(qū)濕地、尼羅河濕地、西伯利亞濕地、墨西哥灣等區(qū)域國際上重要濕地都提出新的保護(hù)方案[2]。很多國家頒布了濕地保護(hù)的法律與法規(guī)，增建了濕地保護(hù)區(qū)，有效地促進(jìn)了濕地保護(hù)工作。中國國家林業(yè)局也制定《中國濕地保護(hù)和恢復(fù)建設(shè)工程總體規(guī)劃》(2001—2010 年)。濕地保護(hù)已經(jīng)不再局限于建立濕地保護(hù)區(qū)和與水禽有關(guān)的濕地管理的狹隘認(rèn)識，而是從景觀和生態(tài)系統(tǒng)范圍的保護(hù)與管理，進(jìn)行跨地區(qū)與全球范圍的相互合作。

2 濕地生態(tài)保護(hù)研究的理論發(fā)展

2.1 濕地的定義分類

濕地(Wetlands) 是地球上水陸相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，與森林、海洋一起并列為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。由于濕地學(xué)是一門尚待完善的學(xué)科，目前已統(tǒng)計(jì)到的定義近60 種[1,3,4]。濕地科學(xué)定義可歸納為以下幾類：從生態(tài)學(xué)角度，濕地是介于陸地與水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡地帶，并兼有兩類系統(tǒng)的某些特征[3]；其地表為淺水覆蓋或者其水位在地表附近變化[5]；從資源學(xué)的角度，凡是具有生態(tài)價(jià)值的水域(只要其上覆水體水深不超過6m ) 都可視為濕地，不管它是天然的或是人工的，永久的還是暫時(shí)的[5]；從動力地貌學(xué)的角度，濕地是區(qū)別于其它地貌系統(tǒng)(如河流地貌系統(tǒng)、海灣、湖泊等水體) 的具有不斷起伏水位的、水流緩慢的潛水地貌系統(tǒng)[6]；從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，濕地是一個(gè)半開放半封閉的系統(tǒng)。

按照國際濕地公約(Ramsar Convention) 中的定義，濕地是指不管天然或人工、長久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地、水域地帶， 靜止或流動的淡水、半咸水、咸水，包括低潮時(shí)水深不超過6m 的海水水域[2]。實(shí)質(zhì)上這是個(gè)濕地管理定義，比較具體，有明顯的邊界，具有法律約束力，在濕地管理工作中易于操作。另外，凡簽署加入國際濕地公約的締約國都已經(jīng)接受這一定義，在國際上具有通用性。

2.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)研究發(fā)展

濕地生態(tài)系統(tǒng)與陸地、海洋不同，它是陸地與水域之間水陸相互作用形成的特殊自然綜合體。根據(jù)《濕地公約》的定義，濕地包括了所有的陸地淡水生態(tài)系統(tǒng)，如河流、湖泊和沼澤，以及陸地和海洋過渡地帶的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)還包括了海洋邊緣部分咸水和半咸水水域。全球濕地面積約有570萬km2，約占地球陸地面積的6%。濕地同陸地、海洋相比面積相對小，但濕地生態(tài)系統(tǒng)支持了全部淡水生物群落和部分鹽生生物群落，具有極其特殊的生態(tài)功能，是地球上最重要的生命支持系統(tǒng)。

一方面， 濕地是一個(gè)較獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)， 它有其自身的形成發(fā)展和演化規(guī)律。另一方面，濕地又不完全獨(dú)立，它在許多方面依賴于相鄰的地面景觀，與它們發(fā)生物質(zhì)和能量交換， 也影響鄰近系統(tǒng)的活動[6]。濕地生態(tài)系統(tǒng)通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動以及信息傳遞將陸地生態(tài)系統(tǒng)與水域生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系起來，是自然界中陸地、水體和大氣三者之間相互平衡的產(chǎn)物。

在20世紀(jì)80年代以前，中國的濕地停留在宏觀植被生態(tài)學(xué)的水平，80年代以后，則進(jìn)入濕地生態(tài)系統(tǒng)研究，解剖其生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。方法手段也從定性走向定性與定量相結(jié)合，地面調(diào)查與遙感技術(shù)相結(jié)合，生物過程與物理、化學(xué)過程相結(jié)合。在橫斷山區(qū)沼澤與泥炭研究中，首次在國內(nèi)構(gòu)筑了陸生濕地生態(tài)系統(tǒng)模型[7]。三江平原、海岸河口和青藏高原開展了典型濕地物質(zhì)循環(huán)和地球化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究等。紅樹林生態(tài)系統(tǒng)研究達(dá)到國際領(lǐng)先水平[8]。

2.3 濕地生態(tài)系統(tǒng)要素保護(hù)研究

濕地生態(tài)系統(tǒng)有兩部分構(gòu)成，包括生命系統(tǒng)和非生命系統(tǒng)。生命系統(tǒng)是濕地植物、動物和微生物等生命有機(jī)體的集合。非生命系統(tǒng)是濕地土壤、水資源、巖石構(gòu)造物、光、熱、氣和各種無機(jī)及有機(jī)元素的集合。生命系統(tǒng)的要素依賴于非生物系統(tǒng)而形成生產(chǎn)者消費(fèi)者和分解者,又對非生物系統(tǒng)產(chǎn)生影響。非生物系統(tǒng)狀況的好壞直接影響生命系統(tǒng)的活力。濕地生態(tài)系統(tǒng)中的每一個(gè)因素的變化都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定，各要素是相互聯(lián)系和制約的。因此，維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡應(yīng)從多方面考慮。

2.3.1 生命系統(tǒng)保護(hù)研究 濕地生物多樣性研究比較薄弱。過去主要側(cè)重濕地動、植物研究,現(xiàn)在有加強(qiáng)濕地浮游生物、無脊椎動物和一些微生物研究的趨勢。在物種多樣性研究方面，現(xiàn)在更注重開展景觀多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和遺傳多樣性研究。遺傳多樣性研究仍是生物多樣性研究的難點(diǎn)與重點(diǎn)。各國相繼開展?jié)竦厣锖铜h(huán)境的分類編目，確定有關(guān)動、植物中瀕危動、植物的等級。查明濕地生物多樣性下降的主要原因，并采取相應(yīng)的保護(hù)對策。特別是在生物多樣性的異地保護(hù)和就地保護(hù)技術(shù)與方法方面的研究成為熱點(diǎn)中的關(guān)鍵問題[2-5, 7]。強(qiáng)調(diào)有效和適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)用于未來協(xié)助濕地系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展的必要性,以及綜合實(shí)施大眾“自下而上”的，尤其是政府機(jī)構(gòu)“自上而下”的方法的重要性[9]。

(1) 保護(hù)具有特殊動物、植物的濕地。 ① 稀有、珍貴、瀕危動物、植物種或亞種的棲息地，或這些動物、植物的一個(gè)或幾個(gè)種的一定數(shù)量個(gè)體的棲息地； ② 具有維持該地區(qū)動、植物種群的遺傳和生物多樣性功能的濕地； ③ 野生動物、植物生命周期中的間歇性活動，或?qū)Ξ?dāng)?shù)靥赜袆游?、植物種群、群落具特殊意義的濕地; ④ 對當(dāng)?shù)靥赜袆游?、植物種和群落具有意義的濕地[10]。

(2) 保護(hù)具有一定數(shù)量水禽棲息的濕地。 ① 年累計(jì)10000只以上水禽度過其生活周期重要階段的水濕地； ② 一種或一亞種水禽總數(shù)的1%終生或生活周期的某一階段棲息的濕地[10]。

(3) 濕地候鳥保護(hù)。濕地是珍稀瀕危鳥類的生命轉(zhuǎn)運(yùn)站。由于濕地處于水陸相互作用的區(qū)域，因此濕地生態(tài)系統(tǒng)具有明顯邊緣效應(yīng)的特征。這種邊緣效應(yīng)使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性相對較高，生物物種十分豐富。雖然濕地僅占地球陸地面積的6%，卻為世界上20%的生物提供了生境。濕地是許多珍稀瀕危物種繁衍生息，特別是瀕危珍稀鳥類季節(jié)性飛行繁殖的基地，科學(xué)界至今對這一點(diǎn)還沒有完全研究清楚。我國自然濕地面積占國土面積的3.77%，卻為約50%的珍稀鳥類提供了棲息繁殖的場所，是眾多珍稀瀕危水禽完成生命周期的必經(jīng)之地。因此，濕地一旦遭到破壞，將會導(dǎo)致許多珍稀瀕危物種由于缺乏必要的棲息繁殖地而滅絕。[11]

(4) 紅樹林濕地資源保護(hù)。紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶上部，受周期性潮水浸淹，以紅樹植物為主體的常綠灌木或喬木組成的潮灘濕地木本生物群落，是陸地過渡到海洋的特殊森林，是世界上四大高生產(chǎn)力海洋生態(tài)系統(tǒng)之一，在全球生態(tài)平衡中起著不可替代的重要作用[12-14]。近年來，隨著人類活動影響的日益劇烈，紅樹林濕地面積縮減，濕地資源狀況及其生態(tài)功能惡化，人地矛盾進(jìn)一步激化，紅樹林與人類和環(huán)境的密切關(guān)系越來越受到政府和社會的廣泛重視[15]。因此，對沿海地方性紅樹林濕地資源的功能和保護(hù)對策的研究十分重要。

2.3.2 非生物系統(tǒng)保護(hù)研究

(1) 濕地水體保護(hù)。維持和保護(hù)人類社會發(fā)展最珍貴的淡水資源。水是生命存在不可缺少的要素。濕地是地球上淡水的主要蓄積地，人類生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水除少量開采地下水外，均來源于濕地，濕地也是地下水的主要來源[16-18]。儲存在沼澤、河流、湖泊和水庫中的大量淡水都是可以被直接利用的，濕地在輸水、儲水和供水方面發(fā)揮著巨大作用。眾所周知，經(jīng)濟(jì)越是發(fā)達(dá)的地方越是容易受到淡水資源的制約，例如北京和上海等大都市，目前受到缺乏清潔和充足淡水資源的威脅比其他地區(qū)要大。如果這些地區(qū)的濕地受到破壞或消失，不僅缺乏直接利用的地表水，而且還會影響對地下蓄水層的供水，使地下水資源減少，造成淡水資源全面緊張，進(jìn)而影響整個(gè)地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展[19-20]。從人類生存和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高度上講，濕地最特殊、最大的生態(tài)功能就是提供了淡水資源。

(2) 濕地土壤碳庫保護(hù)。中國濕地分布廣，類型豐富，但存在著墾殖率高、碳密度較低、圍墾損失嚴(yán)重等問題。估計(jì)我國濕地土壤碳庫達(dá)8～10×109t，占全國陸地土壤總有機(jī)碳庫的約1/10～1/8，過去50年間的損失可能達(dá)1.5×109t。圍墾和過度放牧是我國濕地土壤退化和碳庫損失的主要驅(qū)動因子[21]。目前，濕地土壤碳庫保護(hù)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，從應(yīng)對氣候變化和保護(hù)人類生存環(huán)境的戰(zhàn)略高度切實(shí)加強(qiáng)濕地資源保護(hù)，可以為增強(qiáng)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯、探尋溫室氣體減排的潛在途徑提供技術(shù)支持。

3 濕地生態(tài)保護(hù)研究的實(shí)踐發(fā)展

20世紀(jì)60年代中期，濕地生態(tài)保護(hù)技術(shù)在荷蘭得到推廣應(yīng)用，并由Kickuth 在理論上深化，發(fā)明了根區(qū)法，即當(dāng)污水流經(jīng)蘆葦床時(shí)，有機(jī)物降解，N被硝化與反硝化，P則被吸收和沉淀。20世紀(jì)70年代，在西德Othfrensen建立起第一個(gè)完整的人工濕地試驗(yàn)[22]。

隨著人們認(rèn)知能力和環(huán)境保護(hù)意識的不斷提高，濕地這塊特殊的生態(tài)系統(tǒng)也漸漸進(jìn)入人們視野，濕地保護(hù)也越來越引起各國政府和普通民眾的重視，抑制濕地面積減少已成為世界濕地保護(hù)政策的核心，一些國家正在嘗試通過立法、政策調(diào)整和經(jīng)濟(jì)手段解決濕地面積銳減的問題，并在控制濕地面積總量減少的基礎(chǔ)上，通過恢復(fù)、重建、遷移等方式恢復(fù)和擴(kuò)大濕地面積[5]。濕地保護(hù)已經(jīng)不再局限于建立濕地保護(hù)區(qū)和與水禽有關(guān)的濕地管理的狹隘認(rèn)識， 而是從景觀和生態(tài)系統(tǒng)范圍的保護(hù)與管理，進(jìn)行跨地區(qū)與全球范圍的相互合作。

3.1 濕地保護(hù)示范區(qū)的規(guī)劃

近年來，我國也建立了很多濕地保護(hù)示范區(qū)。2005年,國務(wù)院批準(zhǔn)了國家林業(yè)局牽頭編制的《全國濕地保護(hù)工程實(shí)施規(guī)劃》，明確了濕地保護(hù)、恢復(fù)、可持續(xù)利用、能力建設(shè)等工程建設(shè)的目標(biāo)及任務(wù)。2006年,全國濕地保護(hù)工程正式啟動。此外，《全國海洋功能區(qū)劃》、《全國水資源保護(hù)綜合規(guī)劃》、《全國土地利用總體規(guī)劃》、《青海三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)總體規(guī)劃》都把濕地保護(hù)恢復(fù)作為重要內(nèi)容，并實(shí)施了有關(guān)的工程項(xiàng)目。例如青海三江源的生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)工程，鄱陽湖、洞庭湖的平垸行洪、退田還湖工程，江西省還江還湖工程等[3, 11]。在國家項(xiàng)目的示范帶動下，全國近47%的自然濕地納入到470多處保護(hù)區(qū)，得到了有效保護(hù)。為了使示范區(qū)能夠更好的起到保護(hù)濕地的作用，規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)： ① 功能結(jié)構(gòu)規(guī)劃：嚴(yán)格保護(hù)，控制人為干擾; ② 交通組織規(guī)劃：立體型復(fù)合路網(wǎng); ③ 水系規(guī)劃：改善水網(wǎng)肌理，整理岸線，創(chuàng)造豐富生境; ④ 植被修復(fù)規(guī)劃：突出濕地特征; ⑤ 服務(wù)設(shè)施規(guī)劃； ⑥ 活動組織規(guī)劃； ⑦ 多學(xué)科方法集成的資源規(guī)劃。

3.2 濕地的綜合評價(jià)

濕地評價(jià)研究已成為新世紀(jì)濕地科學(xué)前沿研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。近年來,我國濕地評價(jià)研究內(nèi)容不斷豐富,研究水平提高幅度較大,研究方法由過去僅局限于濕地特征描述的定性評價(jià),發(fā)展到濕地價(jià)值評價(jià)、濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)、濕地環(huán)境影響評價(jià)以及濕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等方面,3S技術(shù)和數(shù)學(xué)方法在濕地評價(jià)研究中也得到了較為廣泛的應(yīng)用。濕地定性評價(jià)一般多對濕地資源、濕地功能、濕地生態(tài)系統(tǒng)特征以及濕地自然保護(hù)區(qū)和管理模式等方面進(jìn)行概括性的描述,并對濕地開發(fā)利用、管理和保護(hù)過程中存在的問題進(jìn)行現(xiàn)狀評價(jià),提出解決問題的措施和途徑,確定今后發(fā)展方向[23]。濕地定量評價(jià)研究首先根據(jù)評價(jià)目的和評價(jià)原則,建立符合區(qū)域特征的濕地評價(jià)指標(biāo)體系,其次,進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)分級處理,建立綜合評價(jià)系統(tǒng)和子系統(tǒng);然后運(yùn)用層次分析法、專家咨詢等方法進(jìn)行指標(biāo)量化處理。利用模糊綜合評判等統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算濕地綜合評價(jià)指數(shù),對研究區(qū)域進(jìn)行生態(tài)類型、功能等等級劃分,得出評價(jià)結(jié)論[24]。濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)是濕地評價(jià)研究的新概念和新領(lǐng)域,它將生態(tài)系統(tǒng)健康的概念和研究方法應(yīng)用到濕地生態(tài)系統(tǒng)評價(jià)研究中,強(qiáng)調(diào)濕地生態(tài)系統(tǒng)提供特殊功能的能力和維持自身有機(jī)組織的能力。側(cè)重濕地生態(tài)系統(tǒng)健康概念、診斷指標(biāo)、預(yù)警模型、健康恢復(fù)和研究尺度問題[25]。濕地環(huán)境影響評價(jià)指標(biāo)涵蓋生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境等多項(xiàng)指標(biāo),采用系統(tǒng)分析法、類比法、生態(tài)機(jī)理分析法、景觀生態(tài)學(xué)法和質(zhì)量指標(biāo)法進(jìn)行分析。濕地資源可持續(xù)利用的環(huán)保措施包括保護(hù)、恢復(fù)、補(bǔ)償、建設(shè)、替代方案和環(huán)境管理等[26]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值包括直接利用價(jià)值、間接利用價(jià)值、選擇價(jià)值和存在價(jià)值。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評價(jià),將濕地生態(tài)系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)化為貨幣形式,直觀地反映濕地的功能和作用[27]。濕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)側(cè)重于研究濕地主要風(fēng)險(xiǎn)源可能對濕地造成的危害,提出解決措施[28]。今后我國濕地評價(jià)研究應(yīng)側(cè)重于濕地評價(jià)理論、濕地評價(jià)指標(biāo)體系和模型、濕地對比評價(jià)研究、退化濕地評價(jià)研究、濕地與全球氣候變化以及新技術(shù)和新方法應(yīng)用等方面。

3.3 濕地生態(tài)工程模式與管理技術(shù)實(shí)踐

工程模式的實(shí)踐主要是研究人工濕地建設(shè)的基礎(chǔ)理論、工程工藝及管理等內(nèi)容，側(cè)重研究以濕地污水處理工程建設(shè)與管理技術(shù)為主的環(huán)境治理生態(tài)工程與技術(shù)，不斷發(fā)現(xiàn)處理污水效果更好的水生植物和處理新技術(shù)與新方法，并在生產(chǎn)實(shí)踐上獲得很高的效益[29-30]。人工濕地構(gòu)建研究是國際濕地研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題[31],人工濕地污水處理技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)成為了傳統(tǒng)污水處理工藝的廉價(jià)替代方案。我國目前對該領(lǐng)域還缺乏足夠的認(rèn)知和研究，導(dǎo)致了應(yīng)用方面的遲緩，但由于該技術(shù)符合我國國情,所以必將具有廣闊的發(fā)展前景[32]。

如吳曉芙等人進(jìn)行了應(yīng)用有效微生物群(EM)處理富營養(yǎng)化水源的試驗(yàn)，此研究作為一項(xiàng)治理藻型富營養(yǎng)化水體的有效措施可以進(jìn)行深入研究并應(yīng)用推廣。董敏慧等人在生物蛭石污水處理過程中氮的形態(tài)變化研究中，探索了天然蛭石作為濕地基質(zhì)強(qiáng)化濕地脫氮效果的可行性[33]，得出選用蛭石作為濕地的填料使得生物膜法具有了很好的脫氮效果。黃忠良等人針對當(dāng)前人工濕地污水處理中普遍存在的冬季處理效果差等問題，研究了在處理系統(tǒng)中構(gòu)建天然蛭石緩沖單元及其吸附飽和后進(jìn)行生物再生的可行性。結(jié)果表明,在一定的環(huán)境條件下可基本滿足人工濕地在植物換季時(shí)期的處理需要[34]。如美國佛羅里達(dá)大沼澤地的濕地除磷生態(tài)工程，有效地除去地表水中過高含量的磷，使?jié)竦刂匦聻榫用裆詈蜕a(chǎn)提供清潔水源[11,35,36]。

近年來，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的理論與方法加強(qiáng)濕地生態(tài)工程模式與配套管理技術(shù)研究，取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，如中國三江平原濕地首創(chuàng)的稻-葦-魚和在珠江三角洲建設(shè)的?；~塘等濕地農(nóng)業(yè)生態(tài)工程就是濕地生態(tài)工程模式與技術(shù)研究最突出的研究成果之一[3,37]。

3.4 濕地保護(hù)新技術(shù)、新手段和新方法運(yùn)用

新技術(shù)、新手段與新方法的應(yīng)用是濕地科學(xué)研究發(fā)展的動力源泉。3S (GIS、GPS、RS) 技術(shù)越來越普遍地應(yīng)用于濕地資源調(diào)查、濕地編目、濕地功能評價(jià)、濕地監(jiān)測和濕地保護(hù)研究[38-41]，在濕地景觀動態(tài)和退化濕地監(jiān)測方面應(yīng)用，取得深入的研究成果。

一大批新型高精度的濕地自動監(jiān)測儀器設(shè)備的普及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)同步全天候地自動環(huán)境監(jiān)測， 推進(jìn)了濕地生態(tài)過程研究。如濕地多功能水質(zhì)自動觀測儀(YSI)、濕地水文實(shí)驗(yàn)室(Hydro lab) 和濕地自動水樣采樣器等儀器設(shè)備已形成功能各異、用途多樣的系列化產(chǎn)品，濕地自動氣候觀測站使?jié)竦丨h(huán)境長期連續(xù)監(jiān)測成為可能。AMS 碳同位素測年、210Pb、137Cs和氧同位素技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建了濕地發(fā)育與演化的牢靠的時(shí)間框架，提高了古環(huán)境重建的精度[42～44]，捕捉到了突發(fā)事件的發(fā)生年代。同位素示蹤技術(shù)在濕地生態(tài)過程的研究，揭示了長期不能獲得的某些生態(tài)過程的機(jī)理。數(shù)學(xué)方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用濕地過程研究，建立了很多有科學(xué)價(jià)值的數(shù)學(xué)模型，深化了機(jī)理研究。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加快了信息交流，縮短了空間的距離，實(shí)現(xiàn)了不同區(qū)域同步對比。地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的研究方法與技術(shù)不斷地引入濕地學(xué)，使?jié)竦貙W(xué)方法論不斷完善，克服了濕地研究在深入、綜合、定量和預(yù)測等方面的障礙。

4 濕地生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)與方法研究

濕地恢復(fù)是指通過生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程對退化或消失的濕地進(jìn)行修復(fù)或者重建，包括濕地的修復(fù)、改建和重建。是關(guān)于濕地保護(hù)的既有聯(lián)系又有區(qū)別的一種重要的理論和方法。濕地恢復(fù)原則上應(yīng)遵從優(yōu)先稀缺性、生態(tài)完整性、流域管理原則、美學(xué)原則和自我維持設(shè)計(jì)和自然恢復(fù)原則[45]?；謴?fù)模式可以歸結(jié)為主動恢復(fù)和被動恢復(fù)兩種。

4.1 濕地生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)

濕地生態(tài)恢復(fù)的總體目標(biāo)是采用適當(dāng)?shù)纳铩⑸鷳B(tài)及工程技術(shù)，逐步恢復(fù)退化濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最終達(dá)到濕地生態(tài)系統(tǒng)的自我持續(xù)狀態(tài)。但對于不同的退化濕地生態(tài)系統(tǒng)，其側(cè)重點(diǎn)和要求也會有所不同[22]?？傮w而言，濕地生態(tài)恢復(fù)的基本目標(biāo)和要求如下： ① 實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)地表基底的穩(wěn)定性。② 恢復(fù)濕地良好的水狀況。③ 恢復(fù)植被和土壤，保證一定的植被覆蓋率和土壤肥力。④ 增加物種組成和生物多樣性。⑤ 實(shí)現(xiàn)生物群落的恢復(fù)，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力。⑥ 恢復(fù)濕地景觀，增加視覺和美學(xué)享受[45]。⑦ 實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)要求生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會因素相平衡。因此，對生態(tài)恢復(fù)工程除考慮其生態(tài)學(xué)的合理性外，還應(yīng)考慮公眾的要求和政策的合理性。

4.2 濕地生態(tài)恢復(fù)技術(shù)

根據(jù)濕地的構(gòu)成和生態(tài)系統(tǒng)特征，濕地的生態(tài)恢復(fù)可概括為：濕地生境恢復(fù)、濕地生物恢復(fù)和濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)。相應(yīng)地，濕地的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)也可以劃分為3大類：濕地生境恢復(fù)技術(shù)、濕地生物恢復(fù)技術(shù)、濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)技術(shù)。

4.2.1 濕地生境恢復(fù)技術(shù) 濕地生境恢復(fù)的目標(biāo)是通過采取各類技術(shù)措施，提高生境的異質(zhì)性和穩(wěn)定性。濕地生境恢復(fù)包括濕地基底恢復(fù)、濕地水狀況恢復(fù)和濕地土壤恢復(fù)等[46]。

(1) 濕地的基底恢復(fù)：通過采取工程措施，維護(hù)基底的穩(wěn)定性，穩(wěn)定濕地面積，并對濕地的地形、地貌進(jìn)行改造?；谆謴?fù)技術(shù)包括濕地及上游水土流失控制技術(shù)、濕地基底改造技術(shù)等[47]。

(2) 濕地水狀況恢復(fù)：包括濕地水文條件的恢復(fù)和濕地水環(huán)境質(zhì)量的改善。水文條件的恢復(fù)通常是通過筑壩(抬高水位)、修建引水渠等水利工程措施來實(shí)現(xiàn)；濕地水環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)包括污水處理技術(shù)、水體富營養(yǎng)化控制技術(shù)等。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于水文過程的連續(xù)性，必須加強(qiáng)河流上游的生態(tài)建設(shè)，嚴(yán)格控制濕地水源的水質(zhì)[48]。為了建立一套科學(xué)的濕地植物篩選與凈化潛力評價(jià)體系,以17種濕地植物為材料,在綜合應(yīng)用原有各種濕地植物篩選與評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,增加植物逆境酶和基質(zhì)酶,對所有指標(biāo)進(jìn)行聚類分析。結(jié)果表明, 17種植物的根系數(shù)量、長度、活力、葉片過氧化物酶活性、生長量、氮磷平均濃度、氮磷的積累能力存在一定的差異,根系附近基質(zhì)脲酶活性與磷酸酶活性也存在一定的差異。根據(jù)凈化潛力的綜合評價(jià)體系,可以把17種植物聚類為3大類[49]。針對當(dāng)前人工濕地污水處理中普遍存在的冬季處理效果差等問題,研究在處理系統(tǒng)中構(gòu)建天然蛭石緩沖單元及其吸附飽和后進(jìn)行生物再生的可行性。結(jié)果表明,在水力負(fù)荷為1. 4m3·m-2·d-1(COD: 150～350mg·L-1、NH+4-N: 10～30mg·L-1、TP: 1.0～4.5mg·L-1)和蛭石層填充高度≥60cm的條件下,無植物天然蛭石緩沖單元可至少在45d內(nèi)保持出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 1891822002 ) ,從而可基本滿足人工濕地在植物換季時(shí)期的處理需要[34]。

(3) 濕地土壤恢復(fù)：包括土壤污染控制技術(shù)、土壤肥力恢復(fù)技術(shù)等[48]。

4.2.2 濕地生物恢復(fù)技術(shù) 主要包括物種選育和培植技術(shù)、物種引入與馴化技術(shù)、物種保護(hù)技術(shù)、種群動態(tài)調(diào)控技術(shù)、種群行為控制技術(shù)、群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與組建技術(shù)、群落演替控制與恢復(fù)技術(shù)等[50-53]。

4.2.3 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)技術(shù) 主要包括生態(tài)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與集成技術(shù)等。濕地生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的研究既是濕地生態(tài)恢復(fù)研究中的重點(diǎn)，又是難點(diǎn)。目前急需針對不同類型的退化濕地生態(tài)系統(tǒng)，對濕地生態(tài)恢復(fù)的實(shí)用技術(shù)(如退化濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)，濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置與重構(gòu)及其調(diào)控技術(shù)，物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)等)進(jìn)行研究[52]。

4.2.4 濕地生態(tài)恢復(fù)實(shí)例 濕地生態(tài)恢復(fù)工程一般都是耗資巨大的復(fù)雜工程，如美國佛羅里達(dá)州大沼澤地重建項(xiàng)目，總投資為6. 85億美元。因此在確定濕地生態(tài)恢復(fù)方案之前，對功能設(shè)計(jì)、操作程序、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、指標(biāo)體系、恢復(fù)技術(shù)等進(jìn)行了系統(tǒng)全面的研究和具體規(guī)劃[54]。Henry等對濕地生態(tài)恢復(fù)工程提出如下3點(diǎn)要求： ① 加強(qiáng)對生態(tài)恢復(fù)合理性的論證； ② 確定精確適當(dāng)?shù)幕謴?fù)目標(biāo)和恢復(fù)成功與否的判定指標(biāo)； ③ 監(jiān)測恢復(fù)前后生態(tài)系統(tǒng)的變化情況，并與參考生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行比較。在對多方案進(jìn)行優(yōu)化比較時(shí)，通常采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析法，通過建立生態(tài)模型，模擬分析系統(tǒng)中的能流、物質(zhì)流、信息流、貨幣流等，對生態(tài)工程在能量、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行綜合評判和決策。該法已被Ton等成功地用于美國佛羅里達(dá)州鋼城灣濕地恢復(fù)工程方案的優(yōu)選[55]。

5 結(jié)語

在濕地面臨越來越嚴(yán)重的威脅的情況下，現(xiàn)有的濕地保護(hù)政策在不斷發(fā)展和完善，以遏制濕地面積減少的趨勢。在進(jìn)行濕地保護(hù)和生態(tài)建設(shè)過程中要結(jié)合我國國情，以人為本。如在湖岸周圍退耕，恢復(fù)濕地，以解決水源污染問題，但同時(shí)要考慮到農(nóng)民的生活問題。濕地保護(hù)應(yīng)采取統(tǒng)一的措施： ① 通過綜合政策手段增加濕地面積； ② 更加重視從經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行保護(hù)； ③ 采用國家公園和保護(hù)區(qū)的方式進(jìn)行保護(hù)； ④ 實(shí)施濕地恢復(fù)和重建的示范工程。我國濕地類型豐富，進(jìn)行濕地恢復(fù)和治理不能用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或一種措施，要堅(jiān)持人與自然相協(xié)調(diào)和可持續(xù)的原則發(fā)展和完善我國的濕地保護(hù)和生態(tài)建設(shè)政策體系[56-58]。

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(責(zé)任編輯：譚著明)

Researchprogressonprotectionofwetlandecosystem

YAO Jing, CHEN Yonghua

(Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China)

It is a series of phenomenon of ecosystem deterioration, such as structure destroying, function decaying, diversity decreasing, productivity declining, etc., that caused by natural environment changes and irrational human activities. In this paper, the wetland identification, classification, management, protection and rehabilitation are discussed. On the basis of the existing results of the wetland studies, both the problems to be solved and the potential trend of the study are also discussed, which is of great significance to the future studies.

wetland; ecological protection; ecosystem

2010 — 09 — 25

2010 — 12 — 24

P 931.7

A

1003 — 5710(2010)06 — 0039 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2010. 06. 010