（环境科学专业论文）扎龙湿地生态退化分析及修复措施研究.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t z h a l o n gw e t l a n di st h eb i g g e s tn a t i o n a ln a t u r a lr e s e r v ew h i c hp r o t e c t sr a r ew a t e r - b i r d s ， m a i n l yr e d - c r o w n e dc r a n e ，a n dw e t l a n de c o s y s t e mi nc h i n a a n di to c c u p i e sa ni m p o r t a n t p o s i t i o ni n c r a n ep r o t e c t i o na n dw e t l a n de c o s y s t e mp r o t e c t i o ni nt h ew o r l da n di sr i c hi n b i o d i v e r s i t y f a v o r i t eg e o g r a p h i cp o s i t i o na n du n i q u en a t u r a le n v i r o n m e n tm a k ei tb e c o m et h e p a r a d i s ea n dr e s t i n gs t a t i o no fm i g r a t o r yw a t e r - b i r d s ，a n dt h ew e t l a n dp l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i n r e g u l a t i n gr e g i o n a lc l i m a t e ，b a l a n c i n gp r e c i p i t a t i o n ，a n dr e t a i n i n gf l o o d ，p u r i f y i n gw a t e r q u a l i t y a n d r e d u c i n gp o l l u t i o n h o w e v e ru n d e rt h ei n f l u e n c eo fn a t u r a lf a c t o r s ，h u m a n a c t i v i t i e sa n di n t e r f e r e n c ea n dd a m a g ef r o mt h eo u t s i d ew o r l di nr e c e n t y e a r s ，w e t l a n d e c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti sd e g r a d i n g ，t h r e a t e n i n gt h eb i o d i v e r s i t yo ft h ew e t l a n d t h ep a p e rc a r r i e so u ts t a t i s t i ci n v e s t i g a t i o na n dc o n v e r s i o na n a l y s i so fl a n d s c a p et y p e s f r o m1 9 8 6t o2 0 0 2i nt h ez h a l o n gw e t l a n dr e s e r v eb a s e do n3 g t e c h n o l o g ya n dm a t l a b 6 5 s o f t w a r ea s s i s t a n t c a l c u l a t i o n b yu s i n gm a r k o vm o d e li n i t i a l m a t r i xa n dc o n v e r s i o n p r o b a b i l i t ym a t r i x a r ee s t a b l i s h e da n dt h ec o n v e r s i o no fl a n d s c a p et y p e si nt h e f u t u r ei s p r e d i c t e dq u a n t i t a t i v e l y t h ea r e af o rw a t e rs u r f a c e ，s a l i n e - a l k a l i n el a n d ，w a t e rs w a m p ，r e e d s w a m p ，f a r m l a n d ，g r a s sl a n da n dr e s i d e n t i a la r e ai nt h es t a b l es i t u a t i o na c c o u n tf o r4 1 3 、 5 8 1 、9 5 8 、5 2 8 6 、1 3 7 4 、1 2 9 0 、0 9 8o ft o t a lt h ez h a l o n gw e t l a n da r e ar e s p e c t i v e l y a t t h es a m et i m et h er e a s o n sf o rc a u s i n gl a n d s c a p et y p ec o n s e r v a t i o na r ea n a l y z e di nt h er e s e r v e ， m a i n l yl a c k i n go fc o m p r e h e n s i v ew a t e rr e s o u r c e sm a n a g e m e n ta n dw e t l a n d ，i n c r e a s i n gh u m a n a c t i v i t i e s ，c h a n g i n gl a n du t i l i z a t i o no fw e t l a n d ，a n dt h ec o n s t r u c t i o no fn e nr i v e rd i k e s ， r e s u l t i n gi nw a t e rs h o r t a g e ，t h r e a t e n i n gz h a l o n gw e t l a n de c o s y s t e ma n dg i v i n gr i s et o e c o l o g i c a ld e t e r i o r a t i o ni nt h er e s o l v e i nv i e wo fd y n a m i ca n a l y s i sa n dp r e d i c t i o no fl a n d s c a p ep a t t e r ni nt h e z h a l o n gw e t l a n d r e s e r v e ，i ti sf u n dt h a tt h er e s e r v ei sf a c i n gt h et h r e a tc h a n g i n gf r o mm a r s h yw e t l a n dt o x e r o c o l em e a d o w - f o r e s te c o l o g ys y s t e m c o m b i n i n gw i t hl o c a ln a t u r a l ，s o c i a le c o n o m i c c o n d i t i o n sa n d b yu s i n g w e t l a n dr e s t o r a t i o n t h e o r y , s o m ee c o l o g i c a l r e h a b i l i t a t i o n c o u n t e r m e a s u r e sa r cp u tf o r w a r df o rt h e z h a l o n gw e t l a n dr e s e r v e k e y w o r d sz h a l o n gw e t l a n d ；m a r k o vm o d e l ；e c o l o g i c a ld e g r a d a t i o n ；e c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o n 1 1 l 绪论 1 1 湿地的概述 1 绪论 1 1 1 湿地的概念 湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，土壤淹水或水分过饱 和，生长着很多适应湿地环境的生物。由于湿地学是一门自身科学体系尚待完善的学 科，湿地科学定义还众说纷纭，最早关于湿地的定义之一【卜5 1 ，是由美国鱼类和野生动 物保护协会在1 9 5 6 年提出的，发表在报告集美国的湿地上。目前已统计到的定义 近6 0 种1 6 , 7 , s 1 。 在国际自然和自然资源保护联盟的主持下，1 9 7 1 年在伊朗的拉姆萨( r a m s e r ) 会 议上通过了关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约，简称湿地公约或 拉姆萨公约( r a m s a r 常规) 。湿地公约旨在通过保护和恢复湿地保护迁徙的珍稀 鸟类。湿地公约中湿地定义【9 】：不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地，泥 炭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体，包括低潮时水深不超过6 m 的水域；同时，还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低 潮时水深不超过6 m 的海水水体。因此，湿地不仅仅是我们传统认识上的沼泽、泥炭 地、滩涂等，还包括湖泊、河流、水库、稻田以及退潮时水深不超过6 m 的海水区。 1 1 2 湿地的分类 湿地的分类主要是根据不同类型湿地的结构、功能特征将湿地划分为不同的等级系 统。湿地的分类标准不一，其分类方法主要有湿地成因分类法、特征分类法和综合分类 法掣1 0 l 。国内外对湿地的分类标准不一，分类各不相同，例如c o w a r d i n 等于1 9 7 9 年提 出的湿地分类体系和b r i n s o n 于1 9 9 3 年提出的水文地貌学分类方法【1 1 , 1 2 g 根据国外对湿 地研究，结合我国实际情况又可将湿地分为天然湿地和人工湿地两大类【t 3 j 4 。目前被广 泛接受和采用的是湿地公约的湿地分类方法。 湿地公约从湿地保护与管理的角度出发，尤其是从保护水禽栖息地的角度，制 定了湿地分类系统，将湿地划分为咸水湿地、淡水湿地和人工湿地三类，每大类下面又 分为若干二级单位、三级单位和四级单位。按此分类系统共有3 6 个四级单位。 1 1 3 湿地功能 长期以来，人们一直把湿地看作是孳生蚊蝇、藏污纳垢的烂泥地，除了可以用作潜 在土地资源外，很少有人意识到湿地还具有其它用途。直到近几十年来人们才认识到湿 地生态系统的重要性。湿地是富有生物多样性和较高生产力的生态系统，他不但具有丰 富的资源，还有巨大的环境调节功能。各类湿地在提供水资源、调节气候、涵养水源、 均化洪水、促淤造陆、降解污染物、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面 1 东北林业大学硕士学位论文 发挥了重要作用【l 引。 ( 1 ) 湿地是蓄水、防洪的天然“海绵”，能够发挥调节河川径流、补充地下水和维持 区域水平衡的作用 湿地能储存雨季过量的洪水，洪水被储存在土壤内或以表面水的形式保存于湖泊和 沼泽中，直接减少了下游的洪水量。湿地是一个巨大的生物蓄水库【l 昏。8 j ，它能保持大于 其土壤本身重量3 9 倍或更高的蓄水量。湿地还能降低洪峰高度，均化河川径流。美 国的麻省查尔斯河两岸的湿地对减少洪灾损失作用巨大，据估计，如果3 4 0 0 h m 2 的查尔 斯河湿地面积全部更新丧失，每年将要增加洪灾损失1 7 0 0 万美元。人类定居以前的密 西西比河沿岸低地硬木湿地可以储存6 0 天的河流水量，由于沿岸筑坝和湿地排水，现 在的含水量已经减少到只有1 2 天左右了。 湿地还能补充地下水和维持区域水平衡的作用，当水从湿地流入地下蓄水系统时， 就可以补充地下莆水层的水，将湿地地表水转化为浅层地下水一部分，保留在区域内， 而这个蓄水层又为其它生态系统、工业、农业、居民提供水源。浅层地下水除可为周围 地区供水、维持水位外，还可以流入深层地下水系统，成为长期的水源。 ( 2 ) 湿地是地球排泄废物、化解污染的“肾脏器官” 如果说森林是地球生态平衡的“肺”，那么湿地就是地球的“肾 。湿地能够起到控 制土壤侵蚀、降解环境污染物的作用。湿地具有独特的吸附、降解和排除水中污染物、 悬浮物、营养物，使潜在的污染物转化为资源的过程【1 蛆引。这一过程主要包括复杂界面 的滤过过程和生存其间的多样性生物群落与其环境问的相互作用过程，即包括物理作 用，也包括化学作用和生物作用。物理作用主要是湿地的过滤、沉积和吸附作用，化学 作用主要是为吸附湿地孔隙中的有机微生物提供酸性环境，降解水中重金属转化。生物 作用包括两类，一类是微生物作用，另一类是大型植物作用，前者是湿地土壤和根际土 壤中的微生物如细菌对污染物的降解作用，后者是大型的植物如藻类在生长过程中从污 水中汲取营养物质。 ( 3 ) 防止自然力的破坏，防止盐水侵入、控制和防护岸线被侵蚀 在地势较低的沿海地区，下层基质是可渗透的，淡水层一般位于咸水层的上部，并 由沿海的淡水湿地所维持，淡水层的减弱或消失，往往会导致深层咸水上移或内侵，改 变当地生态环境，使土地盐碱化、淡水水井变为盐水井等，还会导致农业灌溉用水和居 民饮用水供应困难。 湿地植被的自然特性可防止或减轻对海岸线、河口湾和江河湖岸的侵蚀【2 弼6 j 。因为 植物根系及堆积的植物体对基地有稳固作用；湿地植被可以消减海流和水流的冲力；植 被还可以拦蓄沉降沉积物。沼盐和红树林防浪护岸是通过消浪、缓流和促淤来实现的。 湿地植被可使建筑物、作物或天然植被免遭强风破坏。 ( 4 ) 湿地除具有生态价值外，还具有重要的经济、社会( 旅游) 价值 湿地是生物多样性丰富地区，是野生物种和濒危灭绝物种的避难场所，是自然生命 基因库。除具有具有生态价值外，还具有经济价值，如湿地水域在一定的季节可以有限 l 绪论 的发展渔业，冬季可以收割植物，以植物为原料可以发展个体企业，再如夏季，许多湿 地地域广阔，没有受到人类干扰，拥有珍稀物种、特殊景观和高度丰富多样的生境，具 有休闲、旅游与美学价值，可以在一定的湿地区域搞旅游业，增加收入。 适于休闲和旅游的湿地地点应该是易于人类进入、能够抵近观察野生动物和壮丽景 色，应该有相应的基础设施和有潜力发展基础设施的地方。休闲和旅游可对当地、地区 和国家的经济有直接和间接的效益。 ( 5 ) 湿地是修生养息的“疗养院”，是科学研究和教育的场所 广阔无垠的芦苇荡任凭百鸟栖息。波光粼粼、水光一线的湖面，任鱼儿尽情的游 弋，在这里人们以往紧张的心弦得以舒张。 湿地被用来开展环境监测、实验和对照等科学研究。湿地常常用来开展长效的全球 环境趋势的研究和模式样地。有些湿地含有过去和现在生态过程的痕迹，可用于了解人 类占居的历史特征或湿地物种、群落和生境。如果这些场所便于接近，那么对教育来说 也是具有很大价值的。 ( 6 ) 湿地的全球效益 湿地中含有大量的碳、氢、氧、氮、磷和硫以及各种生命的必需元素，这些元素在 湿地水、土壤、植物和上层大气之间进行着各种迁移转化和能量交换过程。这些过程为 生物的生命活动提供了所需的元素和养料，改变了水质状况，影响了含水层及大气的化 学状况，湿地在维持水质和空气质量方面的功能远远超出湿地自身区位的局限，湿地在 全球氮、磷、甲烷和二氧化碳的全球循环方面是一个极为重要的因素。沼泽植物可以同 化大气中的c 0 2 形成有机碳化物，在沼泽地形成泥炭堆积，成为碳库。当沼泽的水热条 件稳定时，沼泽中的泥炭不参与大气c 0 2 循环，所以沼泽地有机质的积累有助于减缓 由于矿物燃料燃烧和人类活动而造成大气c o z 浓度的提高。如果沼泽地排水，改选为农 田，沼泽就失去碳积累能力，并加速沼泽地有机质的分解，由碳“汇”变为碳“源。 除了元素转化之外，湿地为多种多样的物种提供了栖息、繁殖的场所，为这些基因的保 存和开发奠定了基础。野生动物、水生生物和植物资源是人类共同的财富，保护湿地实 际上是保护了这些动植物赖以生存的栖息地，保护了这些湿地特有的自然过程，具有全 球意义。 1 2 国内外湿地研究现状及发展趋势 1 2 1 国外研究现状及趋势 湿地研究兴起于对湿地水禽的保护。随着研究的深入，人们认识到湿地除了在生物 多样性保护方面的意义外，还有其它很多功能。现在湿地公约已经超出了其最初水 禽保护的范畴，而上升到保护整个湿地生态系统的高度上。 恢复生态学研究可追溯到2 0 世纪5 0 年代，8 0 年代得到了迅猛发展。9 0 年代以 来，随着湿地研究的兴起，湿地生态恢复也成为湿地研究的主要内容之一【2 3 1 。 1 9 9 6 年9 月在澳大利亚西海岸的佩斯召开了第五届国际湿地会议，大会的主题是 东北林业大学硕士学位论文 “湿地的未来，主要议题是讨论如何增强湿地效益，防止和解决湿地丧失、功能衰 退、生物多样性减少等问题及保护与重建湿地的策略和措施。从本次大会来看，湿地的 恢复与重建已成为世界各国科学家普遍关注的热点。针对湿地的退化情况，世界各国都 在积极采取措施进行湿地的生态恢复。 其中较成功是美国h a c k e n s a e k 湿地保护区和欧洲d o n a n a 湿地的生态恢复。 h a c k e m a c k 湿地位于美国新泽西州东北部，与纽约相连，保护区拥有2 0 0 0 0 h m 2 湿 地，受城市化、工业化和温室效应等人类活动与自然因素的影响，h a c k e n s a e k 湿地保护 区正面临面积不断减少、景观破碎化、外来物种入侵、河水污染增加、盐碱化程度增加 和范围扩大等生态胁迫，致使湿地生态功能趋于紊乱，为了保护生态环境与自然资源， 维持地区经济合理增长，由美国环境保护局等5 各部门通过稳定湿地面积、重建湿地的 复合景观，丰富生物多样、恢复潮水的正常规律、减少水体污染、控制外来种的入侵与 扩张、促进湿地原有植物的定居与扩增及原有植被的恢复等多项措施，使水文状况获得 了合理的改善，自然环境就会作出相应的变化，一个生态环境良好的湿地将会再次呈现 在面前3 4 1 。 欧洲d o n a n a 湿地位于西班牙的南部，是欧洲最大和最出名的湿地之一。近4 0 年的 旅游业和农业发展导致这片湿地生态系统的枯竭和退化，其主要影响因素有排水、管道 化、修筑堤坝以及人工修筑排水沟和过度开采地下水等。西班牙的环境非政府组织通过 实施瓜迪亚马绿色工业走廊工程和d o n a n a 2 0 0 5 计划使d o n a n a 湿地成功恢复p 5 。 1 2 2 国内研究现状及趋势 为了有效地保护湿地和合理开发利用湿地资源，我国从5 0 年代起便对湿地进行了 大量的研究，研究类型包括滨海湿地、沼泽湿地、湖泊湿地和人工湿地等。 近2 0 年来，我国对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保安湖、鸭儿湖、白洋淀等 浅水湖泊的富营养化控制和生态恢复进行了探索，获得了许多成功的经验。 洞庭湖湖群是我国面积最大的湖泊湿地，1 9 9 2 年被列入世界重要湿地名录，从 5 0 年代至今，洞庭湖湖群的垦殖率己高达5 0 以上。由于泥沙淤积和人类活动干扰， 湿地生态系统退化十分严重，调蓄洪水的功能在逐渐衰退。为了恢复并合理利用湿地， 王克林提出了洞庭湖的湿地景观结构和生态工程模式，设计了浅水水体农业、过水洲滩 和渍水低湖田等不同类型湿地的生态工程模式。通过湿地生态工程，建设高效复合生态 系统。通过入湖河流上游的生态建设，减少入湖泥沙量，并通过生物物种的合理配置， 减缓湖泊淤塞过程，稳定湿地面积，保障湖泊的调蓄功能。 在云南洱海湖滨带的生态恢复研究中，叶春基于物理基底设计、生物种群选择、生 物群落结构设计、节律匹配设计和景观结构设计等原则，采用生境和生物对策，提出了 滩地模式、河1 3 模式、陡岸模式、鱼塘模式、农田模式、堤防模式等6 种湖滨带生态恢 复工程模式归纳了湖滨湿地工程技术、水生植被恢复工程技术、人工浮岛工程技术、 仿自然型堤坝工程技术、人工介质岸边生态净化工程技术、防护林或草林复合系统工程 l 绪论 技术、河流廊道水边生物恢复技术、湖滨带截污及污水处理工程技术、林基鱼塘系统工 程技术等9 项湖滨带生态恢复技术。 我国在湿地生态恢复方面最为成功的例子是贵州威宁的草海；为了扩大耕地面积， 1 9 7 0 年曾排水疏干草海，湖中的鱼类、贝类、虾和水生昆虫等几乎绝灭，所剩水禽也寥 寥无几，地下水位下降，农业减产，自然生态失去平衡。1 9 8 0 年政府决定实施蓄水工 程，恢复草海，截至目前，已恢复水面面积2 0 k m 2 ( 平水期可达2 9 k m 2 ) ，生物物种己基 本得到恢复，组成了多种挺水植物群落、浮叶植物群落和沉水植物群落。浮游动物、鱼 类、两栖类，特别是鸟类数量日渐增多，湿地恢复效果良好，被国外专家视为中国湿地 生态恢复的成功典范。该湿地作为我国特有物种黑颈鹤的主要越冬栖息地，己经建立成 国家级自然保护区。 1 3 研究目的与意义 1 3 1 研究目的 湿地是地球上具有多功能的独特自然生态系统，是自然界最富生物多样性的生态景 观和人类社会赖以生存和发展的重要自然资源之一，是地球上水陆相互作用形成的独特 的生态系统。在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美化环境和维护区域生态 平衡等方面有其它系统所不能替代的作用，被誉为“自然之肾”、“生命的摇篮、“文明 的发源地”和“物种的基因库 。因而在世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起 并列为全球三大生态系统。 我国湿地类型多、绝对数量大、分布广、区域差异显著、生物多样性丰富，是世界 上湿地类型齐全、数量丰富的国家之一。但是，我国湿地的保护面临着严峻的挑战。长 期以来，由于人类掠夺性地开发湿地，使湿地面积大幅度减少，湿地功能丧失，造成严 重自然灾害和生态环境恶化。湿地生态环境遭到严重破坏，给人类造成巨大损失，因此 保护湿地、恢复湿地已成为迫在眉睫的重要问题，湿地保护已引起世界各国的重视，成 为世界瞩目的焦点，湿地作为一种特殊生境所发生的巨大作用越来越明显。 扎龙湿地是我国最大的以鹤类等大型水禽为主体的珍稀鸟类和湿地生态类型的国家 级自然保护区。湿地内生物多样性十分丰富，有以水禽为主体的鸟类2 6 6 种，兽类、鱼 类、两栖类、爬行类动物8 3 种，野生管束植物5 0 0 多种，其中国家重点保护鸟类3 5 种，许多大型涉禽和游禽以此为理想的繁殖地，也是多种鸟类南北迁徙的途径和主要停 歇地。以丹顶鹤为主的鹤类在扎龙湿地数量最多，鹤类繁殖种群约占世界鹤类总数的 1 7 3 ，繁殖种群为丹顶鹤、白枕鹤、灰鹤和蓑羽鹤，迁移种群为白鹤和白头鹤，其中 一级保护鸟类有丹顶鹤、白鹤、白头鹤。二级保护鸟类有白枕鹤、灰鹤和蓑羽鹤。优越 的地理位置和独特的自然生态环境决定了扎龙湿地是水禽的乐园和鸟类南北迁徙的重要 驿站在调节本区域气候、平衡降雨、蓄水分洪、净化水体、减轻污染等方面具有重要 作用，保护扎龙湿地具有世界意义。 然而近年来由于受到自然因素及人类活动影响，以及缺乏对水资源和湿地的统一管 东北林业大学硕士学位论文 理，造成人地争水、人鸟争食，致使扎龙湿地生态退化，并有加剧的趋势。主要表现在 水资源短缺，水质恶化；湿地盲目开垦，面积减少，湿地生态系统片段化，水土流失加 重；芦苇面积及产量减少：生物资源衰退，生物多样性受到威胁：湿地生态功能明显下 降，生态环境趋于恶化等，较为严重地威胁着扎龙湿地生态系统，不利于扎龙湿地的可 持续发展。 在近年的工作中，笔者不断接触到有关生态修复的问题，并对其产生了浓厚兴趣。 笔者结合近年来的实际工作，将论文题目选定为“扎龙湿地生态退化分析及修复研 究 。希望通过研究，为扎龙湿地生态环境的改善提供科学依据。 1 3 2 研究意义 实现经济和社会的可持续发展，是我国现代化建设的一个重大战略，保护资源和环 境，对于我国这个生态环境脆弱，经济高速发展的国家来说，具有非常重要的意义。特 别是扎龙湿地所处的特殊地理位置，广阔的湿地面积，以及独特的生态景观，决定了保 护扎龙湿地对综合治理黑龙江省西部生态环境，实现黑龙江省“建设生态示范省”，保 护区域可持续发展等具有重要意义。 扎龙自然保护区是国家重点保护区之一，其主要任务是保护鹤类等珍稀水禽及湿地 生态系统。世界上有1 5 种鹤，中国有9 种，而扎龙湿地就有6 种，全世界有丹顶鹤 2 0 0 0 只，而扎龙湿地就有3 4 0 只的繁殖种群，还有其它珍稀鸟类，其中国家级保护鸟类 有4 1 种，因此在世界鹤类保护及湿地保护事业中占有重要地位。1 9 9 2 年中国加入关 于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约，扎龙湿地被列入国际重要湿地名录。 湿地是水陆相互作用形成的特殊自然综合体，扎龙湿地主要是由于缺乏对水资源和 湿地的统一管理，人类活动影响增大，湿地的土地资源不断改变利用方向，嫩江防洪堤 的修建造成水资源量减少等方面的原因，严重地威胁着扎龙湿地生态系统，致使湿地生 态退化。扎龙湿地生态退化分析及修复研究一文针对扎龙湿地景观类型多年变化的原 因，根据湿地生态修复的概念和基本理论，在分析扎龙湿地退化演变的原因及区域内水 资源特点的基础上，分析扎龙湿地生态环境需水量，合理配置和调控水资源，为改善扎 龙湿地生态环境、保护生物多样性、遏制扎龙湿地及乌双下游地区生态环境的进一步恶 化，为逐步恢复扎龙湿地生态系统功能、实现区域水资源的可持续利用，促进扎龙下游 湿地生态环境和流域经济、社会的协调发展提供依据。开展扎龙湿地生态修复研究，对 扎龙湿地乃至于其它类似湿地的生态环境保护，使湿地走向生态效益、经济效益和社会 效益良性循环的轨道有着重要的意义。 2 扎龙湿地的概况 2 1 扎龙湿地基本概况 2 扎龙湿地的概况 2 1 1 地理位置 扎龙国家级自然保护区位于松嫩平原左岸乌裕尔河和双阳河下游湖沼苇草地带，地 理坐标为东经1 2 3 。5 1 5 1 2 4 。3 7 57 ，北纬4 6 。4 8 - 4 7 。3 1 57 ，保护区管理局 设在齐齐哈尔市东南2 6 k i n 的扎龙乡榆树岗。保护区行政区划涉及齐齐哈尔市的铁锋、 昂昂溪两区、泰来县、富裕县、泰来县、大庆市的林甸县、杜尔伯特蒙古族自治县，总 面积2 1 0 0 k m 2 。 “扎龙”为蒙古语“扎兰”之音转，意为饲养牛羊的圈，扎龙自然保护区始建于 1 9 7 9 年，1 9 8 7 年经国务院批准晋升为国家级自然保护区，1 9 9 2 年被列入国际重要湿地 名录，是我国现存最大以鹤类等大型水禽为主的珍惜鸟类和湿地生态类型的国家级自然 保护区【3 引。扎龙自然保护区地理位置见图2 1 。 2 1 2 河流水系 自然情况下扎龙自然保护区的西部为嫩江干流行洪滩地，北部和东部分别有乌欲尔 河南支和双阳河西支汇入，嫩江洪泛水量和乌双来水及当地降水径流是形成和维护扎龙 湿地生态系统的主要水源。新中国成立几十年来，由于嫩江防洪堤的修建，嫩江洪泛水 量一般情况下不再进入湿地，乌双流域来水成为现状湿地的主要水源。 2 1 3 地形地貌 扎龙自然保护区地形总体上呈由东北向西南倾斜趋势。由于嫩江和乌裕尔河、双阳 河的冲击作用及北半球流体右偏，嫩江主河道西移在本区留下许多自然阶地和众多沙丘 漫岗等风成地貌穿插分布，使本区雕塑堆砌成以波状起伏、丘岗错落、河道溪流纵横、 湖泊泡沼密布、微地形错繁复杂的低平原区河湖相冲积地貌为主的类型，按成因大致可 分为冲积平原、冲积河谷平原、湖沼平原和风积沙地等四种地貌类型。湿地区地势低洼 平坦，海拔高程在1 4 6 m - 1 4 0 m 之间，地面平均比降约1 6 0 0 0 ，内部分布众多泡沼，由 于地下水位高，排水不畅，土壤盐渍化比较普遍。据调查，区内有明水泡2 0 8 个【27 1 ，较 大的有克钦湖、扎龙湖、仙鹤湖和东升水库等。另有大面积发育的沼泽，沼泽类型主要 是芦苇沼泽，此外尚有香蒲沼泽、苔草沼泽等。 东北林业大学硕十学位论文 一一_ 飞澎。， 士、一 心燃： 1 ；j l ，：名 一 j 、 、 、 一 j芍 - l哆 图2 1 扎龙自然保护区地理位置图 8 扎龙自 p ， 一叫、 r 2 扎龙湿地的概况 2 1 4 气象 扎龙国家级自然保护区属寒温带大陆性季风气候，冬季寒冷漫长，春季干旱多大 风，夏季湿热多雨，秋季降温急聚，常有早霜发生。 扎龙自然保护区年平均气温3 5 ，平均气温高于1 0 0 的积温为2 6 2 0 ，属于黑 龙江省热量条件较好的第一积温带，平均无霜期1 2 8 天，最长1 5 9 天，最短1 0 3 天，年 平均日照时数2 8 6 4 小时。保护区位于嫩左低平原，降雨量相对较少，降雨年际、年内 变化均较大。多年平均年降水量为4 1 9 m m ，降水主要集中在6 月 - 9 月，占全年降水量 的8 1 左右，其中7 、8 月份降水量最大，多年平均为2 2 1 1 m m ，占全年降水量的 5 3 ；春季干旱少雨，4 、5 月份降水量占全年的1 1 左右；冬季1 0 月1 2 月、1 月3 月降水量仅占全年的8 左右。多年平均水面蒸发观测值为1 3 0 7 7 m m ，最大年蒸发量为 1 6 7 7 m m ，最小年蒸发量为9 9 0 m m 。从年内分配分析，4 月 - 6 月处于汛前枯水期，降 水量小蒸发量大，其水面蒸发量为6 1 7 m m ，占全年蒸发量的4 7 2 左右；冬季蒸发小， 1 1 月 - - 3 月蒸发量仅为全年的1 1 5 。保护区年平均风速3 5 m s ，4 月份平均风速最 大，为4 6 m s ，多为偏南风；1 2 月和1 月平均风速最小，为2 7 r f i s ，盛行西北风；年平 均最大风速2 8 m s 。 2 1 5 土壤 扎龙地区的成土物质主要为第四纪近代湖相黏质和细沙质沉积物，沉积物厚，质地 黏，渗透性差，土壤形成过程即进行苏打盐化过程，又进行着碱化过程。在本区特有的 气候、地貌地形、成土母质、水文地质和植被等条件影响下，境内发生发育并分布有6 个土类、1 3 个亚类，其分布随着成土条件的改变而有一定规律，从岗丘向湖泊依次为生 草风沙土、黑钙土型风沙土；黑钙土、碳酸盐黑钙土、草甸黑钙土；盐化草甸土、碱化 草甸土、碳酸盐草甸土、潜育草甸土、碱化草甸盐土、草甸盐土；盐花草甸碱土、草甸 沼泽土。 本区主要土壤是草甸沼泽土，其次是潜育草甸土和碳酸盐草甸土，大约占该地区面 积的8 0 ，分布较为集中成片，风沙土、黑钙土、盐土、碱土的面积不足2 0 ，其分布 广。不集中。 2 1 6 社会经济状况 扎龙保护区位于乌双流域下游一市四县即齐齐哈尔市昂昂溪区、铁锋区、富裕县、 杜蒙县、林甸县和泰来县交界处，范围涉及1 4 个乡镇、5 6 个村屯及1 0 余个国有农牧渔 苇企事业单位，人口约2 9 0 0 0 余人，核心区内有1 0 个自然屯，人口约3 8 0 0 人。 与保护区毗邻的4 个县都是农业县，保护区内没有乡镇工业，区域经济发展缓慢， 社会经济比较落后，区内居民7 0 以上经济收入依靠湿地自然资源。保护区及其周边地 区开发较晚，涉及企事业单位和村屯大多分布于保护区边缘地带。目前，保护区内现有 耕地约2 5x1 0 4 h m 2 。约占保护区总面积的1 2 ，都集中在地势较高的岗地，主要作物 有玉米，高粱、大豆、小麦、谷子、马铃薯等，近几年来水田也发展较快。 - 9 。 东北林业大学硕士学位论文 保护区内大面积的芦苇沼泽和湖泊蕴藏着丰富的鱼类资源，几处大的湖泊现己形成 渔业基地，生产规模较大，但更多的是分散的家庭式渔业生产。沼泽地边缘是广阔的草 原，为当地畜牧业提供了自然条件。 2 2 扎龙湿地生态环境现状 2 2 1 扎龙湿地形成过程 扎龙湿地位于松嫩平原西部，地质构造的变迁是湿地形成的主要因素。松嫩平原是 晚中生代以来发展形成的一个大型拗陷盆地，在大地构造上属新华系第二巨型段松辽沉 降区。从上白垩纪起松嫩平原开始大规模沉降，沉积了数千米厚的下白垩统。上白垩纪 晚期，安达大安地槽东部渐渐褶起，沉降中心开始西移，大庆长垣始有雏形。晚白垩 纪盆地东侧区域性隆起，沉降区只在盆地西部( 大庆长垣以西) ，到白垩纪末期，盆地 内可分为东部隆起区和中央拗陷区，东部缺失上白垩统。第三纪早期盆地出现差异性升 降，东部、北部缺失下第三系。到第三纪晚期，西部沉积了一套河湖相碎屑岩。 第四纪早更新世早期，平原区以乌裕尔河下游地区为中心大规模稳定下降，形成松 嫩大湖。到早更新世晚期，平原出现差异性上升，湖泊消亡，形成沉积间断。到中更新 世，平原又大规模稳定下降，是松嫩大湖的极盛时期。晚更新世早期，平原区产生差异 发生沉降，东部、北部抬升，湖面缩小，湖水外泄，缺失上更新统。西部相对沉降，继 续堆积。到更新世晚期，平原区整体抬升，松嫩大湖消失。全新世早期开始，平原东、 北、西三面的山地各条河流相继延伸入平原区，形成嫩江、松花江、讷谟尔河、乌裕尔 河、呼兰河等河流。由于平原继续抬升，河谷两侧形成一到二级阶地。 从晚更新世到现代，嫩江在平原区内由东到西多次迁移改道，乌裕尔河在晚更新世 到全新世早期曾经是嫩江的支流，其下游即今塔哈河，在全新世中期以后，因受晚白垩 纪开始形成的松嫩拗陷大湖盆继续沉降的吸引和嫩江河道继续两移的影响，乌裕尔河主 河道折向南流汇入湖盆而与塔哈河分离，形成现代的闭流无尾内陆河流，在扎龙湿地内 部低平原中部留有嫩江古河道。在正常年份，乌裕尔河与嫩江之间有分水高地相隔，无 地表水联系，但在嫩江发生洪水时，河水溢出嫩江河床，通过塔哈河和现齐富堤防沿线 低洼地带，向东泛滥进入扎龙地区；当乌裕尔河出现中高水位时，部分洪水也可经塔哈 河河道排入嫩江，而扎龙湿地芦苇沼泽地带大洪水年份，洪水又可通过连环湖流入嫩 江，从而形成乌双流域同嫩江之间藕断丝连的奇妙关系，进而构成现代扎龙地区沼泽湿 地遍布、湖泡发育、芦苇丛生的自然景观。 扎龙湿地的形成与本地区的地质环境及第四纪以来的地质发展过程有密切关系。几 十万年以前这里存在过的松嫩大湖盆曾经占据双辽、乾安、肇源、大庆、林甸、齐齐哈 尔一带的辽阔地域，总面积达到5 x1 0 4 k i n 2 ，现在的东、西辽河、洮儿河、嫩江、第二 松花江等河流流向湖盆，呈向心状水系。晚更新世，松辽分水岭缓慢抬升，松嫩平原的 沉降中心不断缩小，并向西迁移，气候变冷变干，湖盆面积大大缩小，逐渐分割成为许 多湖泊，成为今日在这里见到的大小湖泊星罗棋布的景观。今日的嫩江实际上已较古嫩 2 扎龙湿地的概况 江向西迁移了1 0 多公里，乌裕尔河曾是古嫩江的支流，经过漫长的演变成为无尾河。 乌裕尔河尾间地势平坦低洼，河水漫散，流速缓慢，这种过湿环境为沼生植物芦苇的侵 入创造了条件，从而发育了大面积的芦苇沼泽，造就了闻名的扎龙湿地。 2 2 2 扎龙湿地基本功能 扎龙湿地是一个多功能独特的生态系统，具有很大的环境功能，不但具有很高的经 济价值和生态价值，还能起到防风抗洪、改善环境、改良土壤、净化水质、防治污染、 调节生态平衡的作用，是维持本地区生态平衡的调节器。 ( 1 ) 为中国和世界保护物种 扎龙湿地之所以被列为国际湿地名录，就是因为扎龙湿地有保护物种、保护水禽， 尤其是保护丹顶鹤和白鹤等稀有国际水禽功能。 扎龙湿地具有强大的物质生产功能，蕴藏着丰富的动植物资源。扎龙自然保护区内 生物物种繁多，记录的鸟类有2 6 6 种，其中国家一级保护鸟类8 种，二级保护鸟类3 5 种。全世界共有1 5 种鹤，我国共有鹤类9 种，扎龙湿地就有6 种，特别是是丹顶鹤全 世界现存约2 0 0 0 只，扎龙保护区就有4 0 0 余只，另外有鱼类5 1 种、两栖类动物6 种、 爬行类动物6 种、兽类3 7 种【3 叫。 保护区内植物种类丰富，现已查明的高等植物达4 6 9 种，主要的资源植物为芦苇和 羊草，扎龙湿地为我国三大芦苇产区之一，不但为造纸工业提供主要原料，也是多种鸟 类栖息、繁殖的场所；羊草草质好，产量高，远销京津地区并出口日本。 ( 2 ) 保护松嫩平原生态系统 扎龙湿地和嫩江以西的湿地一起形成过渡带，这对保护石油基地大庆和东北粮仓所 在地松嫩平原具有很大的保护作用。其作用主要有： 扎龙湿地具有明显的调节河川径流作用。扎龙湿地在蓄水、调节河川径流、补给 地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用，根据有关资料分析，每公顷沼泽湿地海棉 层可蓄水8 l o m 3 ，9 月l o 月份的乌裕尔河河水经扎龙芦苇沼泽的滞留，于来年3 月 4 月份流入连环湖，历经半年多的时间，对乌双流域径流及洪水具有很强的调蓄作用。 1 9 9 8 年大洪水扎龙湿地调蓄水量达2 0 亿m 3 ，使大庆和松嫩平原不至被淹。 扎龙湿地保持地下水位，对西部地区风沙化进程有抑制作用。扎龙这片湿地每年 可向松嫩平原补充地下水数千万立方米，保持了地下水位，挡住了西部荒漠的东侵蚕 食。 监测调查显示，黑龙江省西部沙漠化土地正以平均每年l k m 的速度向东推进，严 重威胁着松嫩平原的黑土地，而湿润的乌裕尔河下游湿地正位于嫩江风沙带东进的道路 上，能有效的阻止大沙带继续东移，是阻止黑龙行省西部嫩江沙地东推的主要屏障。 扎龙湿地具有调节松嫩平原气候功能。沼泽湿地具有湿润气候、净化环境的功 能，是生态系统的重要组成部分。扎龙湿地长期积水，生长了茂密的植物，其下部根茎 交织，残体堆积，草根层疏松多孔，具有很强的持水能力。它能保持大于本身绝对干重 东北林业大学硕士学位论文 3 倍 - - 1 5 倍的水量，还能通过植物蒸腾和水分蒸发，把水分源源不断地送回大气中，从 而增加了空气湿度，调节降水，在水的自然循环中起着良好的作用。湿地每平方米可释 氧l o k g ，吸收二氧化碳1 3 7 5 k g ，同时增加空气湿度和调节气温，对松嫩平原的小气候 有重要影响。 扎龙湿地对水体具有较强的净化作用。沼泽湿地象天然的过滤器，它有助于减缓 水流的速度，当含有毒物和杂质( 农药、生活污水和工业排放物) 的流水经过湿地时， 流速减慢有利于毒物和杂质的沉淀和排除。一些湿地植物能有效地吸收水中的有毒物 质，净化水质。沼泽湿地中有相当一部分的水生植物包括挺水性、浮水性和沉水性的植 物，具有很强的清除毒物的能力，是毒物的克星。据测定，在湿地植物组织内富集的重 金属浓度比周围水中的浓度高出1 0 万倍以上。 扎龙湿地的水最终都流回嫩江，对下游尤其是哈尔滨用水起到了很大的净化作用， 可以说是个天然“自来水净化厂一，人类不应只看到修建自来水，还要充分认识到利用 天然自来水厂。 ( 3 ) 经济价值 湿地都具有很高的生物生产力，不仅有生态功能，还直接产生经济价值，扎龙湿地 一般年产1 0 万吨芦苇，每吨芦苇可造纸0 5 t ，相当于2 m 3 的木材，每年产l o 万吨芦苇 相当于4 0 0 k m 2 森林所产的木材，以森林2 0 年代一次计，相当于8 0 k m 2 的森林。同时， 扎龙湿地年产鱼达2 0 0 0 t ，还有多种药用、食用、饲料和纤维植物产出。 2 2 3 扎龙湿地生态资源状况 ( 1 ) 植被 草甸草原：草甸草原是乌裕尔河下游地区的代表类型，是地带性植被，但由于地表 常有不同程度的积水，从而形成了大面积的沼泽或沼泽化植被。主要分布于平地或地势 较高的地方，主要代表为羊草、杂草等组成的群落，总盖度达8 0 。 草甸：主要分布于平地或低洼地区，有常年积水或季节性积水，因局部地势变化， 植被群落变化较大。草甸一般分为两种类型：第一种为狼尾草草甸，混有大量苔草，个 别地段有羊草及杂草生长：第二种为星星草草甸，主要分布在碱泡周围或地下水位较高 的地方，这些地方雨季常有临时性积水，土壤呈盐碱化，植被组成中以星星草为主。 沼泽植被：沼泽植被处于常有积水的地势低洼地带，多为芦苇、苔草及莎草。草群 茂密，结构清晰，有机物分解困难，常有泥炭积累，主要分为芦苇沼泽、苔草沼泽。 水生植被：包括硅藻属、鼓藻属、狐尾藻属等低等植物，金鱼藻、黑藻、梅花藻等 沉水植物：菱、槐叶萍、荐菜、睡莲等浮水植物以及芦苇、香蒲、葛蒲、水葱、泽泻等 挺水植物【4 “5 1 。 ( 2 ) 野生动物 鱼类：扎龙湿地有鱼类4 6 种，隶属于9 科。常见鱼类有鲤科( c y p r i n i d a e ) 、鳅科 ( c o b i t i d a e ) 、鲶科( s i l u r i d a e ) 等。 2 扎龙湿地的概况 两栖爬行类：本区两栖类、爬行类相对贫乏。两栖类有4 科6 种，分别为极北鲵 ( s a l a m a n d r e l l ak e y s e r l i n g i i ) 、花背蟾蜍( b u f or a d d e i ) 、无斑雨蛙( h y l aa r b o r e a i m m a c u l a t a ) 、黑斑蛙( r a n an i g r o m a c u l a t a ) 、黑龙江林蛙( r a n aa m u r e n s i s ) ；爬行类仅 有鳖( t r i o n y xs i n e n s i s ) 和丽斑麻蜥( e r e m i a sa r g u s ) 2 种。 兽类：兽类共有2 1 种，隶属5 目9 科，占全省兽类总数的1 6 。其中食肉目种类 最多为1 1 种，占该区兽类总数的5 2 3 8 ，其次为啮齿目共7 种，占3 3 3 3 。 浮游动物：浮游动物共有1 8 种2 3 属。生物数量为9 2 5 个升，优势种为枝角类。 底栖动物：底栖动物共有3 门l l 属。泡沼生物数量为6 4 个m 2 ，优势种为褐跗多 足摇蚊( p o l y p e d i l u ms p p ) ，且进水点生物种类、数量均较多，核心区、出水点则较 少。 昆虫类：昆虫类共有2 7 7 种，隶属于l l 目6 5 科。 鸟类：扎龙湿地现有鸟类约2 6 0 种，隶属1