（环境科学专业论文）扎龙湿地生态功能研究.pdf

a b s t r a c t t h ew e t l a n di sak i n do fs p e c i a le c o s y s t e mt h a ts i t u a t e db e t w e e nt h ea q u a t i ce c o s y s t e m a n dl a n dp r o p a g a t i n gc o n d i t i o ns y s t e m , a n di ti st h en a t u r er i c h e s tb i o d i v e r s i t ye c o l o g y l a n d s c a p ea n do n eo fh u m a nm o s ti m p o r t a n ts u r v i v a le n v i r o n m e n t i tn o to n l yp r o v i d e st h e m a s s i v ep r o d u c t i o n sa n dt h es u b s i s t e n c em e a l l st ot h eh u m a n i t y , b u ta l s oh a ss t o r e sf l o o d w a t e r f o ru s ea g a i n s td r o u g h t ，e c o l o g yf u n c t i o na n ds oo nd e g e n e r a t i o np o l l u t i o n , a d j u s t m e n tc l i m a t e , i ti sc a l l e d ”k i d n e yo ft h ee a r t h ”b e c a u s eo ft h eh u g eh y d r o l o g ya d j u s t m e n ta n dt h ew a t e r q u a l i t yp u r i f i c a t i o nf u n c t i o n , b e c a u s eo fh a st h eg i a n tf o o dn e t , t h es u p p o r tm u l t i p l eb i o l o g y b u ti sr e g a r d e da s ”t h eb i o l o g i c a ls u p e r m a r k e t h o w e v e r , t h eg l o b a le n v k o n m e n te v o l v e si n p a r t i c u l a rt h el a n du t i l i z a t i o nc h a n g ea n dt h eh u m a n i t ym o v e st ot h ew e t l a n di n f l u e n c es c a l e a n dt h es p e e de x p a n s i o n , c a u s e sw e t l a n dr e d u c t i o no fa r e a , t h eb i o d i v e r s i t yt or e d u c e , w e t l a n d f u n c t i o na l s oa l o n gw i t hi td e g e n e r a t i o n , i ta f f e c t ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h ea r e a w h e r e v e rt h ew e t l a n di ns e r i o u s l y t h e r e f o r e ，i th a st h ev i t a ls i g n i f i c a n c ei nt h er e s e a r c ho f r e g a r d i n gt h ew e t l a n dp r o t e c t i o n , r e s t o r e sw i t ht h es u s t a i n a b l er s eo f t h ed e v e l o p m e mw e t l a n d e c o l o g yf u n c t i o n z h al 0 n gw e t l a n di sl o c a t e di nt h ec i t yq i q i h a e ro fh e i l o n g j i a n gp r o v i n c es o u t h e a s t 2 6 k mp l a c e , i ti st h eb i g g e s tc r a n ec l a s sp r i m a r i l yr a r eb i r db i r d sa n dt h ew e t l a n de c o l o g yt y p e s t a t e - l e v e ln a t u r ep r o t e c t i o na r e ni no u rc o u n t r y , a n di n1 9 9 2i ti si n c l u d e dt h ei n t e r n a t i o n a l i m p o r t a n tw e t l a n df l a m el i s t i nr e c e n ty e a r sa l o n gw i t ht h ep o p u l a t i o ni n c r e a s e ，t h ee c o n o m i c a l d e v e l o p m e n t , i tc a u s e dt h ew e t l a n da r e aa n dt h ec r a n ec l a s sq u a n t i t yo b v i o u s l yr e d u c e s ，t h e b i o d i v e r s i t yr e c e i v e dt h es e r i o u sd e s t r u c t i o n , t h ew e t l a n de c o l o g yf u n c t i o nd e g e n e r a t e s ，t h e w e t l a n de c o s y s t e mu r g e n t l yn e e d e dt os a v e t h ep a p e ra n a l y z e dt h eo v e r a l le c o l o g yf u n c t i o no fz h al o n gw e t l a n de c o s y s t e mt h r o u g h t 0 鲥p st h eo p e nc o u n t r yi n s p e c t i o na n d t h ew i d e s p r e a da c q u i s i t i o no fi n f o r m a t i o nm a n yt i m e s i nz h al o n gw e t l a n d , a n dc a r r i e so nl a b o r a t o r yp r o c e s s i n gt ot h ew a t e rs a m p l ea n dt h er e e d b i o m a s s i nt h er e s e a r c ho fw a t e rq u a l i t yp u r i f i c a t i o nf u n c t i o n , t h r o u g ht ot h es e a s o ns a m p l i n g i nb o ga n dt h el a k ew e t l a n dw a t e rb o d yi ns p r i n g ，s u m m e ra n da u t t m mo f2 0 0 5 ，a s s a y e dt h e c o n c e n t r a t i o na n da t t e n u a t i o no ft h et p ( t o t a lp h o s p h o r u s ) ，c o d ( c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ) ， n 0 3 - n ，n 0 2 - na n dn h 4 - n i nt h ew a t e ra n dc a l c u l a t e dt h ew e t l a n dt ot h en i t r o g e np h o s p h o r u s p o l l u t a n tp u r i f i c a t i o nr a t e ，h a sa n a l y z e dt h es e a s o n a ld i f f e r e n c ei nd r a g o nw e t l a n dw a t e rq u a l i t y p u r i f i c a t i o nf u n c t i o n , a n dh a sc a r r i e do nt h ea n a l y s i st ot h ei n f l u e n c ef a c t o r i nt h er e s e a r c ho f p h y s i c a lp r o d u c t i o nf u n c t i o n , i tg r i p p e d t oc h o o s ef o u rt oh a v et h er e p r e s e n t a t i v ed i f f e r e n tp l a n t c o m m u n i t yt y p ei nz h al 0 l l gp r o t e c t o r a t e ，h a v ed e t e r m i n e dt h eb i o m a s s3y e a r so f2 0 0 3t o 2 0 0 5 c o n t i n u o u s l y , a n dh a v ec a r r i e do nt h ev a r i a n c ea n a l y s i s ，f i n a l l yi n d i c a t e d ，t h ed i f f e r e n t 1 i i 东北林业大学硕士学位论文 c o m m u n i t yt y p eb i o m a s sd i f f e r e n c ew a $ r e m a r k a b l e ，i th a dr e f l e c t e dt h ed i f f e r e n c ei nd i f f e r e n t c o m m u n i t yt y p ef o r m e dt h eo r g a n i cm a t t e ra b i l i t yi ny e a rt i m e t h r o u g ht o t h em a s s i v e m a t e r i a l sa n dt h ed a t aa n a l y s i s ，t h ep a p e rh a ss t u d i e dt om a i n t a i nt h eb i o d i v e r s i t yf u n c t i o na s w e l la st h er e g u l a t i n gf l o o d w a t e rf u n c t i o na n dt h ec l i m a t ec o n t r o lf u n c t i o na n dt h ew e t l a n d t r a v e l i n gf u n c t i o ni nz h al o n gw e t l a n d k e yw o r d sw e t l a n d ；z h al o n g ；p u r i f i c a t i o n ；b i o m a s s ；e c o l o g yf u n c t i o n i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盔韭盎些盘堂或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盎韭韭些盘堂有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权塞韭盎些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 肇砂趣 签字日期：游多月哲日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：四年肖西日 电话： 邮编： i 绪论 1 绪论 1 1 湿地的定义 湿地( w e t l a n d ) 是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，主要包括地表常年 和季节性积水、生长和栖息喜湿生物、土壤严重潜育化的地段【l 】。在世界自然资源保护 联盟( i u c n ) 、联合国环境规划署( u n e p ) 和世界自然基金会( w w f ) 编制的世界自 然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并列称为全球三大生态系统。湿地为人类的生 产、生活与休闲提供多种资源，是人类重要的生存环境。湿地又被喻为“地球之肾”， 在抵御与调节洪水、控制污染与降解污染物等方面具有不可替代的作用；湿地不仅是重 要的国土资源和自然资源，还是野生动植物，尤其是鸟类最重要的繁殖、栖息地。 目前，世界上对湿地有5 0 种以上的定义( d u g a n ，1 9 9 0 ：m i t s c h & g o s s e l i n k ， 2 0 0 0 ) ，每种定义均根据本身的需要对湿地进行限定与描述，以便分别适应生物资源管 理、科学研究、食品安全和水质保护等方面的要求。 按拉姆萨尔( r a m s a r ) 公约，湿地的定义为：“湿地是指不论其为天然或人工、长 久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，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 的水体。”按此定义，湿地包括湖泊、河 流、沼泽( 森林沼泽和草本沼泽) 、滩地( 河滩、湖滩和沿海滩涂) 、盐湖、盐沼以及海 岸带区域的珊瑚滩、海草区、红树林和河口等类型【l 1 。 在美国最早的湿地考察报告通报3 9 ) 中，湿地被定义为：“湿地是指被浅水、暂 时性或间歇性积水所覆盖的低地。它常常是被大众提及的下面名称：草本沼泽 ( m a r s h e s ) 、木本沼泽( s w a m p s ) 、泥炭沼泽( b o g s ) 、湿草旬( w e tm e a d o w s ) 、池沼 ( p o t h o l e s ) 、淤泥沼泽( s l o u g h s ) 以及河漫滩( d p a r i a n s ) ” 3 1 。而在国际生物学计划 ( i b p ) 中认为，湿地是陆地和水域之间的过渡区域或生态交错带。除了拉姆萨尔公约 和国际生物学计划中提到的湿地定义，在识别和定义湿地过程中还可遵循三个原则： 湿地以水的存在为特征，无论在地表，还是在植物的根区；湿地的土壤条件通常不同 于邻近的高地；湿地植被以适合于湿润环境的植物组成，但缺乏耐受洪水威胁的植 物。 目前，我国对湿地的定义也未统一，确切的定义有待进一步研究。但是，普遍认为 湿地应该包括三个特点：地表多水，水是导致湿地的形成、发展、演替、消亡与再生 的关键，无水不成湿地。地表过湿，有季节性或常年性积水、淡水、半咸水或咸水； 水多导致土壤潜育化，有明显潜育层。有的有泥炭层，为水成土；受多水的影响，生 长有湿生植物、沼生植物、水生植物或喜湿的盐生植物。 湿地类型的划分是湿地科学的重要基础性研究工作，也是湿地保护利用决策制定的 东北林业丈学硕t 学位论文 依据，根据湿地的海、陆、人类活动作用形式的不同，可将湿地划分为海岸咸水湿地、 内陆淡水湿地与人工湿地三大类型。按照地貌类型和湿地作用过程可将湿地划分为海 域、河口、泻湖、湖泊、沼泽和各种人工湿地【4 l 。 1 2 国内外湿地研究进展及热点 湿地广泛分布于世界各地，据世界保护监测中心的估测，全球湿地面积约为5 7 0 万 平方千米，占地球陆地面积的6 ，其中湖泊占2 ，藓类沼泽占3 0 ，草本沼泽占 2 6 ，森林沼泽占2 0 ，洪泛平原占1 5 。我国湿地面积约3 8 4 8 x 1 0 7 h m 2 ，位居亚洲 第一位，列世界第四位，几乎囊括了湿地公约中包含的所有湿地类型，还拥有世界上 独一无二的青藏高原湿地。湿地具有巨大的生态效益、经济效益和社会效益，所以它 越来越多地引起各国政府和民众的关注。 在资源、环境、人口和可持续发展成为研究热点的2 l 世纪，湿地研究也迎来了一个 新的开端，各国政府和学者对湿地的研究更加细致、全面，注重与实际紧密结合，又有 一些新的湿地研究思想和理论被注入到湿地科学的研究领域中，如： 1 2 1 湿地保护与管理的研究 随着经济的发展和人口的增加，人们对湿地的过度利用和开发导致湿地生态系统的 严重破坏，从而引发了更为严重的生态和环境问题。因此，对于湿地保护与管理的研究 就显得尤为重要。各国政府和本领域学者都开始加强对湿地的保护与管理的研究。我国 国家林业局就制定了中国湿地保护与恢复工程总体规划，各级政府在重要的湿地区 域建立了湿地自然保护区，保护范围逐渐上升到景观和生态系统层次。 1 2 2 人工湿地构建和退化湿地恢复与重建的研究 注重湿地生态恢复理论、湿地生态恢复技术和湿地恢复方案的研究。主要根据湿地 生态系统的特点和功能，依据恢复生态学的理论和方法，侧重湿地生境恢复技术，提高 湿地基质恢复，湿地水文状况恢复和湿地土壤恢复i ”。 1 2 3 湿地温室气体排放对全球环境的效应研究 湿地被认为是世界上最重要的温室气体排放源，所以湿地温室气体研究发展很快， 由以往简单的湿地温室气体排放规律研究向排放机制研究发展；从仅对少量类型湿地进 行研究向多类型湿地研究发展；从短期监测向长期监测发展；从孤立的排放研究向排放 与环境因子关系研究发展；从描述性研究向模型研究发剧6 j 。 1 2 4 新技术与新手段在湿地科学研究中的应用研究 大量新技术和新手段的应用，有力推动了湿地研究的深入。“3 s ”技术越来越广泛地 应用到湿地资源的调查、湿地编目、湿地评价和湿地保护研究，尤其在湿地景观动态和 退化湿地监测方面的应用，取得了深入的进展。一大批高精度和高准确度的湿地自动监 测仪器设备的研制和应用，极大推进了湿地生态过程。 1 2 5 湿地分类的研究 湿地分类( w e t l a n dc l a s s i f i c a t i o n ) 是湿地研究的基础，从不同的角度出发可以对湿 地进行不同的分类。通常湿地分类法包括成因分类法、特征分类法和综合分类法等。其 中具有代表性的方法包括c o w a r d i n 提出的分类体系【7 】和b r i n s o n 提出的水文地貌学分类 法【8 1 。前者将湿地和深水系统分为生态特征类似的5 个大系统，即海成、河成湿地：海 湾成因、湖泊成因和沼生湿地系统。b r i n s o n 的分类法则主要根据湿地的功能划分。把 地貌、水文和水动力特征看成是湿地的3 个同等重要的基本属性。而综合分类法则是将 湿地按成因分为几大类，如根据我国的实际情况可将湿地划分为海洋带湿地、内陆沼泽 湿地和河成湿地怫。这种分类方法的最大特点是它既具有c o w a r d i n 分层系统的特点， 又具有b r i n s o n 功能分类的优点。同时又使湿地分类便于与湿地模型结合，提高对湿地 发育、湿地功能变化进行动态、定量研究的可能。 1 。2 6 湿地模型的研究 湿地模型主要包括湿地生态模型、湿地化学模型和湿地形态变化模型【儿叫3 1 。这些模 型可以是概念模型，也可以是模拟模型。概念模型是对湿地系统的一种简化的定性描 述，用于表示系统组成和相互关系，常用框图附加自然语言来表达。概念模型是建立湿 地模型的第一步，也是整个湿地模型的基础。模拟模型则是以概念模型为基础，采用数 学语言对湿地进行的定量描述，一般情况下求解数学模型都需借助计算机应用来实现， 即模拟模型是有输入和输出的可操作程序。而按国外的研究方法，湿地模型按其抽象的 对象可以细分为：能量循环模型、物质循环模型、水文学模型、空间场生态模型、植物 生长模型、因果关系模型、区域综合模型等1 5 l 。 1 2 7 湿地评价的研究 湿地评价( w e t l a n da s s e s s m e n t ) 主要包括湿地功能评价和湿地环境影响评价，前者 着重对湿地内部过程进行分析比较，常用湿地机理模型作为依据；后者又包括湿地现状 评价和预测评价，主要依据是实测数据和评价模型的预测结果【1 6 1 引。 目前，湿地功能评价领域尚无公认的标准和定级，所以面临一定的困难。b r i n s o n 等人在其湿地水文地貌分类体系的基础上提出了湿地功能评价的方法，将湿地评价分解 为5 个步骤l l 埘。a i n s l i e 则在b r i n s o n 的评价方法基础上进一步提出了一种快速的湿地功 能评价方法i l “。l a r s o n 等简述了美国2 0 年来湿地评价工作的历史，并指出快速湿地评 价方法，现正被越来越多的国家和地区采用【2 0 l 。在欧洲，m a l t b y 等进行了多国间河间湿 地的对比研究，包括建立所有河岸湿地系统共有的关键过程，以及它们与功能间的联 系，测定湿地系统对外界干扰的恢复能力以及这些干扰的反应，利用动力模型和定期的 观测来确定湿地功能分析阈值等【1 7 2 1 1 。 许多学者致力于湿地价值的定量化评价研究，从而为决策者提供有力的支持。奥地 利的k o s e 使用费用一效益分析来确定建立“d o n a ua u e n 国家公园的不同方案的经济影 响，其中保存湿地的环境效益，使用自愿付费调查的方法确定瞄】。关于湿地环境影响评 价，其评价的基本程序类似于常规的环境影响评价。只是针对现状评价的取样技术和方 案需充分反映测定目标量的空间不均匀性。 东北林业夫学硕士学位论文 1 2 8 湿地与周边环境关系的研究 湿地和周边环境系统的相关联系及其相互作用对于湿地进行正常的功能活动是必不 可少的 2 3 5 1 。首先。湿地水位是联系湿地和邻近水体系统的重要状态变量。由于湿地 对水位变化极为敏感，因此湿地环境依赖于相近区域的水体的水质和水量。对于和周边 水体相互连通的湿地而言，其依赖性更大。从研究的角度来看，可以用交换水量的时间 和季节变化来表征湿地这种水文关系，确定不同时间尺度的交换水量是研究的最基本内 容【2 6 l 。 其次，在湿地的形成、发展和消亡过程中，与其邻近环境中泥沙的运动有着密切的 联系。湿地的形成往往是水体中泥沙淤积导致水深变浅所致。湿地在其生存期间系统泥 沙冲淤或维持动态平衡，或主要作为泥沙的汇集地区，直至最后淤成陆地【2 7 l 。 湿地与周边环境的相互作用在湿地结构研究中起着重要的作用，如在不同地貌的河 口地段，径流和潮流双向作用的对比也有所不同，从而使河口附近湿地的发育也呈现出 不同的表现 2 a , 2 9 | ，如通过黄河和长江三角洲的对比即可略见一斑【1 0 1 。 1 2 9 湿地生态系统健康的研究 湿地生态系统健康( w e t l a n de c o s y s t e mh e a l t h ) 指衡量湿地是否具有能够提供特殊 功能的能力，如调洪蓄水、净化水质、调节小气候等，同时还要看其是否具有维持自身 有机组织的能力【3 们。健康的湿地生态系统可以从各种不良的环境扰动中自行恢复，其结 构和功能达到相对最佳操作点。也就是说，健康的湿地生态系统应表现出多功能性。 在过去的几十年里，湿地生态系统健康的诊断指标主要集中在化学和生物指标上， 包括水、沉积物和有机物的化学组成，物种的丰富度、繁殖和生长，种群规模的变化， 物种组成和多样性，生态系统生物量和生产率p l 】。在1 9 9 8 年，加拿大的r a p p o r t 在其 景观健康评价研究中，以河流为例进行研究，总结了测定湿地生态系统健康的几类指 标：生物指标，包括生物多样性、固有种与外来种比例，优势种分布尺度；物理指标， 包括水分循环、土壤有机质的保持度、水及能流的生物圈控制：社会经济指标，包括农 业、林业、渔业的投资和效益等。这些指标，将社会目标和生物物理过程进行了整合， 是湿地生态系统健康研究的最新进展1 3 2 1 。 1 3 论文选题的背景及意义 生态功能是指生态系统及其生态过程所形成或所维系的人类赖以生存的自然环境 条件与效用。湿地表现为多功能共存的生态体系，湿地功能支持和保护着生态系统与 生态环境过程，支持和保护人类活动与生命财产，因此对湿地功能的研究具有极其重 要的意义。 扎龙湿地是我国第一个以大型水禽为主体的湿地生态型国家级自然保护区，它具 有宝贵的动、植物资源，对生态环境起着重要的调节作用。目前对扎龙湿地的研究主 要集中在湿地动物、湿地水量和湿地水环境保护等方面。2 0 世纪7 0 年代以来，湿地功 能评价逐渐成为湿地保护领域的一个研究热点，在生态学和湿地管理实践之间发挥着 1 结论 桥梁作用，开展这方面研究工作，不仅对湿地管理具有重要的现实意义，对湿地学科发 展也具有积极推动作用。本论文从生态系统整体功能的角度对扎龙湿地进行研究，对 扎龙湿地的可持续发展具有重要意义。 依据生态学和生态经济学的基本原理分析，扎龙湿地生态系统的生态功能可概括 为；调蓄洪水、净化水质、渔苇生产、维系生物多样性、调节气候、旅游景观。其中 对于扎龙湿地调节气候功能、净化水质功能和维系生物多样性功能方面的研究，得到 了中国气象局新技术推广项目“中国湿地生态监测与应用推广”的资助及黑龙江省气 象局和齐齐哈尔市气象局的大力协助。 东北林业大学硕士学位论文 2 扎龙湿地的概况及其形成 2 1 扎龙湿地的概况 2 1 1 地理位置与地位 扎龙湿地位于我国东北平原北部，黑龙江省西部乌裕尔河下游、嫩江中游的齐齐哈 尔市、富裕县、林甸县、泰来县、泰康县和杜尔伯特蒙古族自治县交界处，在齐齐哈尔 市东南2 6 7 k i n 处。其地理坐标介于北纬4 6 。5 2 4 7 0 3 2 ，东经1 2 3 4 7 ，1 2 4 0 3 7r 之间。 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，1 9 7 9 年经黑龙江省人民政府批准建立自然保护区，1 9 8 7 年4 月经国务 院批准建立扎龙国家级自然保护区，并于1 9 9 2 年被拉姆萨尔公约( r a m s a r c o n v e n t i o n ) 列入国际重要湿地名录。在世界珍稀水禽保护和繁育中占有极其重要地位 【3 3 l 。 “扎龙”为蒙古语“扎兰”之音转，意为饲养牛羊的圈，扎龙自然保护区管理局所 在地，原是齐齐哈尔市扎龙渔场所辖渔区，因此该自然保护区以扎龙命名m q 6 1 。扎龙 自然保护区地理位置如图2 1 。 圈2 - 1 扎龙湿地的位置 1 7 i g 2 1t h el o c a t i o no f z h al o gw e t l a n d 2 扎龙湿蛙的概况及其形成 2 1 2 面积与人口 扎龙湿地以扎龙国家级自然保护区为主体，保护区包括齐齐哈尔市的铁锋区、昂昂 溪区( 面积5 7 0 k i n 2 ) 、富裕县( 面积1 7 0 k i n 2 ) 、泰来县( 面积1 6 0 k m 2 ) 、大庆市林甸县 ( 面积5 0 0 k i n z ) 、杜尔伯特蒙古族自治县( 面积7 0 0 k i n 2 ) 的交界地域。目前，扎龙保护 区土地主要由芦苇湿地、沼泽草甸、河道湖泡水面和农业用地构成。总面积2 1 0 0 k i n 2 ， 其中核心区5 0 0 k i n z ，缓冲区1 4 8 0k m z ，实验区1 2 0k m 2 鲫。扎龙湿地面积构成如图2 2 。 扎龙湿地范围内共有l o 个乡( 镇) ，4 0 多个自然村( 屯) ，人口约5 8 6 万人。 图2 - 2 托龙湿地的面积构成 n g 2 2t h ec o n s t i t u t eo f s u r f a c ea l - e li nz hl o n gw e t l a n d 2 1 3 气候条件 扎龙湿地所处的松嫩平原西北部属寒温带大陆性季风气候。主要特点是：冬寒漫 长，春干风大，夏热多雨，秋凉霜早。年平均气温2 4 2 c ，最冷月份( 1 月) 最低气 温一5 ，月平均气温一1 6 1 ，最热月份( 7 月) 最高气温3 6 6 ，月平均气温 2 5 2 c ；多年平均降雨量4 1 4 4 2 6 m m ，7 9 月份降水量占全年降雨的7 0 左右1 3 3 l ；蒸 发强烈，达1 5 0 0 m m ，是降水量的3 4 倍，年水面蒸发8 0 0 9 0 0 m m ，其中5 月份最 大，平均蒸发量达2 7 9 m m ，占全年的1 9 ，最小在1 月份，平均蒸发量l l m m ，仅占全 年的o 7 ；年干燥指数为1 1 1 3 ，在齐齐哈尔市( 含9 县7 区) 气候区划中，扎龙为 温热干旱区；无霜期1 2 1 1 3 5 d ；扎龙自然保护区的风向和风速主要受贝加尔湖和蒙古 低压以及南方海洋暖湿气流的影响，年平均风速3 5 m s ( 3 级) ，风速最大在4 月，平均 为4 6 m s ，多为偏南风；风速最小在1 2 月和1 月，平均风速2 7 m s ，盛行西北风。 扎龙国家级自然保护区主要有利气候条件是：春季回暖快，光照充足，有利于鸟类 前期生息繁殖；夏季水热同步，草苇茂盛，有利于幼鸟成长；秋季温度高于春季，食物 链比较丰富，有利于留鸟越冬和候鸟迁徙。不利气候条件是干旱缺水，除春旱外，夏季 由于降水变化大，时空分布不适宜，干旱频率也达3 0 。春夏连旱的频率约2 0 ，而且 一个大早年之后，往往2 3 个降水比较正常的年份，必须遇上降水多的年份才能明显 缓解干旱局面i _ j _ ，j 。 东北林业丈掌硕士学位论文 2 1 4 地貌与土壤条件 扎龙国家级自然保护区地貌形成主要受河流和风力双重影响。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，使该区形成丘岗锗落、河 道溪流纵横、湖泊泡沼密布、大平小不平的低平原区河湖相冲击地貌为主的复杂微地貌 类型，按地貌的成因类型，本区地貌大致分为四种类型即冲积平原、冲积河谷平原、湖 沼平原及风积沙地。全区海拔1 4 0 1 6 5 m ，呈东北一西南走向，比降9 1 0 0 0 ，地下水排 泄和循环慢，地下水位高，湿地内分布众多泡沼，土地盐渍化较普遍。 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。扎龙地区一带的 土壤为非地带性土壤例，主要是草甸沼泽土，还分布有碱土、盐土、草甸土、黑钙土和 风沙土六类，土壤肥力中等。 2 1 5 水文条件 扎龙自然保护区多年平均降水量为4 1 6 5 m m ，年际变化较大，最大年降水量达 5 9 2 。2 m m ( 1 9 8 3 年) ，最小年降水量为2 5 2 o m m ( 1 9 7 9 年) ，二者相差2 3 5 倍。本区年 内蒸发分布不均，4 - 6 月份蒸发量为全年最大，占全年的5 1 7 ，l - 3 月份蒸发量最小， 仅占全年的7 1 ，多年平均水面蒸发量为8 0 1 6 m m ，多年平均陆面蒸发量为 3 9 6 5 m m 。 地表水资源包括本区河流水、湖泊水和沼泽水。扎龙自然保护区有天然和人工河 流。天然河流有乌裕尔河、双阳河；人工河流有中部引嫩工程、八一幸福运河及数条进 入湿地的排水干渠。其中，乌裕尔河为形成和维持本区湿地生态系统的主导因子。 乌裕尔河是扎龙湿地的主要水源，全长5 7 6 k m 。乌裕尔河流至该区，失去明显河 道，河水漫溢形成大面积的永久性及季节性淡水沼泽地，以无数小型浅水湖泡、广阔的 芦苇沼泽和草甸草原为主要特征。沼泽地最大水深为7 5 c m ，湖泊水深可达5 m ，芦苇生 长茂盛，成为丹顶鹤等鸟类的栖息地。 地下水资源主要是第四系上更新统孔隙潜水，含水层为砂、砂砾石、上覆亚砂土或 亚粘土，由于长期处于饱和状态，有的成为淤泥质土，其透水性很弱。 2 1 6 野生动檀物资源 2 。1 6 1 野生动物资源 扎龙湿地有广阔的水面，湖泊连片，饵料丰富，并有越冬场所。扎龙湿地生物丰富 多样，其中：昆虫类有1 1 目6 5 科2 7 7 种；鱼类有6 目9 科5 1 种，占嫩江流域鱼类的 6 0 ；两栖类2 目4 科6 种；爬行类仅有3 目4 科6 种：鸟类1 6 目4 8 科2 6 5 余种；兽 类5 目1 2 科3 7 种f 3 3 3 9 1 。 扎龙湿地共记录有国家级保护鸟类4 1 种，其中国家一级保护鸟类7 种，国家二级 保护鸟类3 4 种。在保护鸟类中，在该地区其中一些已绝迹，如东方白鹳、黑鹳、金 雕、大天鹅等。许多大型涉禽和游禽都以扎龙为理想的繁殖栖息地，同时扎龙湿地也是 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时曾 达3 4 6 - 只l 蛐j 。 2 扎龙湿地的概况及其形成 2 1 6 2 野生植物资源 扎龙湿地植被分为草甸草原、草甸植被、沼泽植被和水生植被4 种类型。其中高等 植物有3 2 0 种，隶属于6 7 个科，其中草本植物占绝大多数，以芦苇、香蒲、羊草、针 茅、碱茅、碱蓬、碱蒿、蒙古黄榆等为优势种。 扎龙湿地的草甸草原植被是乌裕尔河下游地区的代表类型，主要是羊草、杂类草组 成的群落，草群茂密，总盏度达8 0 。 扎龙湿地的草甸植被主要分布于平地或低洼地区，有常年积水或不定期积水，以狼 尾草( p e n n i s e t u ma l o p e c u r o i d e s ) 草甸和星星草( p u c c i n e l l i at e n u i f l o r a ) 草旬为主。 扎龙湿地的沼泽植被分布在常年积水的低地和各类洼地，以芦苇群落、漂筏苔草 ( c a r e xp s e u d o c u r a i c a ) 群落及毛果苔草( c a r e xl a s i o c a r p a ) - - - 乌拉苔草( c a r e xm e n y r i a n a ) 群 落为主。芦苇群落为沼泽植被的典型植物群落，是扎龙湿地分布最广、面积最大的植被 类型，常呈单优势群落。 扎龙湿地的水生植被包括硅藻属( b a c i l l a r i o p h y t a ) 、鼓藻属( c o s m a r i u m ) 、狐尾藻属 ( m y r i o p h y l l u m ) 等低等植物，金鱼藻( c e r a t o p h y l l u md e m e r s u m ) 、黑藻( h y d r i l l a v e r t i c i l l a t a ) 、梅花藻( b a t r a c h i u m ) 等沉水植物；菱( t r a p am a t a n s ) 、槐叶萍( s a l v i n i a n a t a n s ) 、荇菜( n y m p h o i d e sp e l t a t a ) 、睡莲( n y m p h a e at e t r a g o n a ) 等浮水植物以及芦苇、香 蒲( t y p h a ) 、水葱( s c i r p u s ) 、泽泻似脑珊町砌疗f 唧唧撇f 等挺水植物1 4 1 - 4 4 1 。 2 2 扎龙湿地的形成 乌裕尔河在距今1 5 万年前( 第四纪全新世) ，原是嫩江的一条支流，其下游即今 塔哈河，因受晚白垩纪开始形成的一松嫩拗陷大潮盆继续沉降的吸引和嫩江河道西移 的影响，河道遂由今富裕县城东南，折向南流入湖盆而与塔哈河分离，成为独立于嫩 江水系的一条内流河。在低平原中部留有古嫩江河道。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，但在乌裕尔河出现高水水位时，仍有部分洪水 溢出河床，借哈塔河河道排入嫩江，其下游芦苇沼泽地带洪水，又可通过连环湖流入 嫩江，形成乌裕尔河同嫩江之间此种藕断丝连的奇妙关系。 乌裕尔河、双阳河是低洼闭流区广阔连片的芦苇沼泽形成的主导原因，是湿地赖 以生存的主导因素，是湿地赖以生存的重要条件。鸟裕尔河是黑龙江省外流区中的一 条内流河，发源于小兴安岭西坡的山前台地的沼泽湿地中，源头海拔4 1 8 m ，平均由北 东斜向南西最后消失于湿地当中，河流全长5 7 6 k m ，流域面积达1 5 0 8 k m ，湿地平均高 为1 4 3 m ，比源头降2 7 1 m ，平均比降为4 7 1 0 0 0 。 2 3 本章小结 扎龙湿地是乌裕尔河自然蔓延形成的典型的河滨湿地，并以无数的小型浅水湖 泊、广阕的芦苇沼泽和草甸为主要特征，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，并于1 9 9 2 年被列入国际重要湿地名录。 9 东北林业丈学硕士学位论文 典型的地理位置和典型的湿地生态系统使其成为东北地区重要的鸟类繁殖和栖息地， 是丹顶鹤全球迁徙和繁殖的重要基地。丰富的野生动植物资源、水资源和土地资源在 维护扎龙湿地生态功能方面起着重要的作用。 3 研究内容与方法 3 研究内容与方法 3 1 湿地生态功能研究内容 湿地功能是指湿地实际支持或潜在支持和保护生态系统与生态环境过程，支持和 保护人类活动与生命财产的能力，经济学上称为间接利用价值【4 5 i 。湿地生态系统具有 多种功能，它不但为人类提供丰富的社会和经济效益，更具有极高的生态效益。生态 功能指生态系统及其生态过程所形成或所维持人类赖以生存的自然环境条件与效用 4 6 1 。湿地生态功能研究就是研究某一特定湿地所具有的特殊的生态功能，以及这些功 能对湿地范围内和周边环境的影响。 湿地表现为多功能共存的生态体系f 4 7 1 ，湿地的生态功能主要依赖于景观的水文地 理位置【4 8 】，并非所有湿地都有相同的生态功能，某一种功能在一个湿地中起着重要作 用而在另一个湿地中可能作用较小。 扎龙湿地的水文地理状况决定了它具有特殊的生态功能，本文将围绕这些功能进 行研究，主要有：调蓄洪水、净化水质、渔苇生产、维系生物多样性、调节气候和旅 游景观的功能。 3 2 数据采集及处理方法 扎龙湿地内设有气象观测站一个( n 4 7 0 1 1 74 3 9 , ，e 1 2 4 0 1 2 75 1 ) ，观测场地及仪 器布置均按照国家标准气象台站设置，对湿地内的气候进行常年观测；2 0 0 5 年春、 夏、秋季对扎龙自然保护区沼泽湿地水体和湖泊湿地水体分别采样，并带回实验室， 测定水样的总磷( t p ) 、化学需氧量( c o d ) 、亚硝态氮( n 0 2 - n ) 、硝态氮( n 0 3 一 - n ) 、氨氮( n h 4 l _ n ) 等指标，分析了湖泊水质的富营养化状况及扎龙湿地的水质 净化功能；在2 0 0 4 年对扎龙自然保护区内的动植物资源进行踏查，并与1 9 9 8 年的调 查结果进行比较，发现由火烧和缺水引起的植被类型变化非常明显；在2 0 0 3 年9 月、2 0 0 4 年8 月和2 0 0 5 年9 月，连续三年对扎龙自然保护区内芦苇沼泽选取样地进 行了生物量调查，其结果与植被类型的调查反映的问题一致，即由于火烧和缺水使芦 苇沼泽的生物量明显降低 4 9 s o l ；此外，查找了大量相关数据对湿地调蓄洪水功能和旅 游景观等功能进行了分析。在实验中均采用国家标准方法进行研究。 3 2 1 主要实验仪器及药品 ( 1 ) 湿地水样实验主要仪器及药品 地表水采集及实验均采用中华人民共和国环境保护标准h j t 9 1 2 0 0 2 地表水和污 水监测技术规范中的相关规定。 水样采集及预处理仪器：m u l t i l i m o s 自动水样采集器、水瓢、5 0 0 m l 聚乙烯 瓶、浓硫酸、0 4 5 p m 微孔滤膜。 东北林业大学硕士学位论文 表3 - l水样实验主要仪器及药品 t a b l e3 1t h em a i ni n s t r u m e n ta n dd r u g so f w a t e rs a m p l ee x p e r i m e n t 测试指标主要仪器药品 e t 9 9 7 1 8 型c o d 快速测定仪、l 硫酸银的浓硫酸溶液、0 5 m o l l 硫酸铁 c o d 带2 5 0m l 锥形瓶的全玻璃回流 溶液、饱和硫酸钾溶液、o 0 1m o l l 重铬 消解装置、变阻电炉 酸钾溶液 ( 1 + 1 ) 硫酸、钼酸胺溶液、氯化亚锡溶 t n p c - 4 1 1 0 型分光光度计( 岛津液、磷酸盐储备溶液，磷酸盐标准溶液、 t p 公司) 、可调电炉、1 2 5 m l 凯氏 i f j 酸( p = 1 4 0 9 m l ) 、硫酸( i 2 h 2 s 0 4 ) 、 烧瓶 氢氧化钠溶液、l