（园林植物与观赏园艺专业论文）郎川公路路域高寒湿地植被调查及水质研究.pdf

摘要 湿地由于其独特的生态功能和结构 具有蓄洪抗早 补充地下水 调节气候 防 止土壤侵蚀 保护生物多样性 降解环境污染 促淤造陆等对人类具有重要意义的功 能 所以世界各国都在加强湿地的保护 采取各种措施防止湿地的退化和消失 湿地 的生态恢复和重建已经成为世界环境科学研究的热点 本文选取郎川公路 国道2 1 3 线若尔盖县郎木寺至松潘县川主寺 路域高寒湿地 即若尔盖高原湿地为典型区域 由于若尔盖高原湿地是国内最大的泥炭沼泽湿地 并 且具有海拔高 常年气候寒冷等自然地理特点 因此在该地区展开湿地植被调查和水 文的研究对湿地的保护具有重大的意义 本文以生态学理论为指导 以植被研究为主题 对若尔盖高原湿地生态系统进行 研究分析 主要内容包括二个部分 第一部分为若尔盖高原湿地植被的群落特征 组 成结构与生产力的研究 第二部分为若尔盖高原湿地水文和水质的状况研究 在系统总结国内外湿地植被和水文研究的相关理论和方法的基础上 采取现场调 查和实验分析相结合的研究方法 通过资料的收集和整理 对若尔盖高原湿地的植被 类型 水文水质在生态学特征上进行了深入的分析 研究结果表明 1 郎川公路路域湿地植物共有3 4 个物种 分别属于1 6 科 2 6 属 在这些物种中 仅有一种是蕨类植物 其余都是被子植物 被子植物中以莎草科 禾本科植物较多 该2 科植物对自g l l 公路湿地植物的区系和植被组成起着重要的作用 并且是大多数群落中的建群种或优势种 2 从郎川公路路域湿地植物区系的物种组成来看 北温带区系成分占绝对优势 组成丰富 种类繁多 几乎全部都是草本植物 特别是莎草科和禾本科的植物起着主 导作用 3 从样地分析的结果看来 n q 公路路域湿地样地的物种种类很丰富 但优势种 类突出 以耐瘠薄 耐寒植物居多 构成了以苔草 蒿草等种类为优势种的不同的单 优势群落 植被类型高寒草甸和湿生或中湿生植被群落为主 4 从水质分析的结果来看 郎川公路路域湿地生态系统中水的各项化学指标里 有大部分的指标都不符合国家i 类水的标准值 可见路域湿地由于人为的原因造成水 质超标 从而影响湿地生态系统的正常功能 本文创新点在于 1 从生态学角度深入调查了若尔盖湿地植被的现有特征 分析了郎川公路路域湿地植被的群落结构以及生产力等各项指标 2 抓住水文特征 与植被是建立和维持湿地及其过程特有类型的最重要决定因子 以植被和水文特征为 切入点 深入分析若尔盖湿地水文特征及其对植被的生态影响 本研究具有很强的适用性和综合性 针对若尔盖湿地的生态现状 全面考虑了高 原湿地植被和水文的各项指标 同时对于在湿地中开展各项工程和湿地保护区的保护 也具有重要的实践指导意义 关键词 若尔盖高原 生态系统 湿地 植被 s t u d yo nt h ev e g e t a t i o na n dw a t e rq u a l i t y o f t h e h i g hw e t l a n d a r o u n dl a n g c h u a nr o a d 1 a n d s c a p i n gp l a n ta n dv i s u a lh o r t i c a l t u r e c h e nj u n f e n g c o l l e g eo f f o r e s t r ya n dh o r t i c u l t u r e s i c h u a n a g n c u l t u r a lu n i v e r s i t y y a a n 6 2 5 0 1 4 a b s t r a c t t h ew e t l a n dh a ss i g n i f i c a n tf u n c t i o nf o rm a n k i n do fs t o r i n gf l o o d w a t e r f i g h td r o u g h t c o m p l e m e n tg r o u n d w a t e r a d j u s tc l i m a t e p r e v e n ts o i lc o r r a d e r e d u c ee n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n b e c a u s ei th a sa b u n d a n tn a t u r a lr e s o u r c e s s p e c i a le c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a la n d s t r u c t u r e t h ec o u n t r i e sa l lo v e rt h ew o r l ds t r e n g t ho np r o t e c t i n gw e t l a n d t a k i n go na n y m e a s u r e st op r e v e n tt h ew e t l a n dd e g e n e r a t i o na n dd i s a p p e a r a n c e s t u d i e so nt h er e s t o r a t i o n a n dr e c o n s t r u c t i o no f d i s t u r b e dw e t l a n db e c o m et h eh o t s p o to f w o r l de n v i r o n m e n t a ls t u d y l a n g c h u a nr o a d t h e2 1 3n a t i o n a lh i g h w a yw h i c hf r o ml a n g m ut e m p l el i e s i n r u o e r g a ic o u n t yt oc h u a n z h ut e m p l el i e si ns o n g p a nc o u n t r y w h i c ht h r o u g hr u o e r g a i p l a t e a ui sc h o s e na sat y p i c a ld i s t r i c ti nt h i ss t u d y w i t ht h el a r g e s tp e a tb o gw e t l a n di no u r c o u n t r y r u o e r g a ip l a t e a uw e t l a n dh a sh i g he l e v a t i o n p e r e n n i a lc o l de t cn a t u r eg e o g r a p h y c h a r a c t e r i s t i c s s oi ti sv e r yi m p o r t a n ts t u d y i n gi nt h i sa r e ao nt h er e s e a r c ha b o u tt h e i n s t a u r a t i o no f t h ew e t l a n de c o s y s t e ml a n d s c a p e t h i ss t u d yt o o kt h ee c o l o g yt h e o r ya st h ei n s t r u c t i o n u s i n gt h ee c o l o g i c a lp r i n c i p l e s i n t ot h ea p p r a i s a lo fr u o e r g a iw e t l a n d se c o s y s t e mf e a t u r e s t h ee c o l o g yp r o c e s sa n dt h e e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lf u n c t i o n t h es t u d ym a i nc o n t e n ti n c l u d e st w op a r t s f i r s t l y t h e r e s e a r c ho nt h ec o m m u n i t yd i v e r s i f i c a t i o n c o n f i g u r a t i o nc o m p o s i n ga n dp r o d u c t i v i t y d i v e r s i f i c a t i o no fr u o e r g a ip l a t e a u sv e g e t a t i o n t h e ns t u d y i n gt h eh y d r o l o g ya n dw a t e r q u a l i t yd i v e r s i f i c a t i o ni nr u o e r g a ip l a t e a uw e t l a n d b a s e do ns y s t e m a t i cs u m m a r yt ot h et h e o r i e sa n dm e t h o d so fw e t l a n de c o l o g i c a l r e s t o r a t i o n t h ev e g e t a t i o nd i v e r s i f i c a t i o n h y d r o l o g ya n dw a t e rq u a l i t yd i v e r s i f i c a t i o n i n t e r r e l a t eb e t w e e nt h eh y d r o l o g ya n de n t i r o n m e n to f w e t l a n db e n e f i t so f r u o e r g a iw e t l a n d a r ed i s c u s s e db yu s i n gt h e o r e t i ca n a l y s e sa n di n v e s t i g a t i o n a n dt h em e a s u r e so fe c o l o g i c a l r e s t o r a t i o na n dr e c o n s t r u c t i o n b e i n gg r a d e d a s u n b i o l o g i c a le n v i r o m e n t o r g a n i s m e c o l o g i c a ls y s t e m a r ep u tf o r w a r db ya p p l y i n gt h et h e o r yo fr e s t o r a t i o ne c o l o g y t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t 1 i nt h ew e t l a n da r o u n dl a n g c h u a nr o a d t h ep l a n ta r e3 4 s p e c i e s b e l o n g i n g t o16f a m i l i e sa n d2 6 g e n e r a a m o n gt h e m o n l y1s p e c i e si s p t e r i d o p h y t a a l lt h eo t h e r sa r ea n g i o s p e r m n l et w o o f t h eb i g g e s tf a m i l i e sa r ec y p e r a c e a e a n dg r a m i n e a e t h e yp l a yab i gp a r ti nt h ef l o r aa n dv e g e t a t i o no ft h ew e t l a n d a n dt h e y a r ec o n s t r u c t i v es p e c i e so rd o m i n a n ts p e c i e so f m o s to f t h ec o m m u n i t i e s 2 1f r o mt h ec o m p o s eo fl a n g c h u a nr o a dw e t l a n d sv e g e t a t i o n m en o r t ht e m p e r a t e z o n ei n t e r b o r o u g hi sd o m i n a n ti nt h ea l li n t e r b o r o u g h s i nt h ew e l a n d a l m o s ta l lt h e v e g e t a t i o n sa r eh e r b a c e o u sv e g e t a t i o n e s p e c i a l l yt h ep l a n to f c y p e r a c e a ea n dg m m i n e a e t h e ym a k eav e r yi m p o r t a n tp a r ti nt h ew e t l a n da r o u n dl a n g c h u a nr o a d 3 r e s u l to f r e s e a r c hs i t ei nl a n g c h u a n w e t l a n da r e as h o w e d t h a t t h es p e c i e sw e r e v a r i o u s b u tp r e p o n d e r a n ts p e c i e sw h i c hm o s t l yc o n s i s t e do f e n d u r eb a r r e n c o l dv e g e t a t i o n w e r ee x t r u s i v e a n dt h es i n g l es u p e f i o f i 够c o m m u n i t yw e r ee s t a b l i s h e db yc a r e xl k o b r e s i a a n ds oo n t h ev e g e t a t i o nt y p ew a s a n dw e to rs e c o n d a r yw e tv e g e t a t i o nc o m m u n i t y 4 a c c o r d i n gt or e s u l to f w a t e rq u a l i t yi nl a n g c h u a nr o a da r e a t h em o s tc h e m i c i n d e xv a l u eo f w e t l a n de c o s y s t e mb e y o n dt h en a t i o n a ls t a n d a r do fik i n dw a t e r w h i c h i n d i c a t e dt h a tt h en a t u r a lf u n c t i o no f w e t l a n de c o s y s t e mw a sd i s t u r b e db yh u m a n m o v e m e n t c r e a t i v ep o i n t sa r ea sf o l l o w s f i r s t a n a l y z i n gg u i d e l i n e si nt h ew e t l a n da r o u n d l a n g c h u a nr o a d i n v e s t i g a t i n gt h ec h a r a c t e ro f v e g e t a t i o ni nt h ew e t l a n d s e c o n d h y d r o l o g i c a lc h a r a c t e ri st h ed e t e r m i n a t i v ef a c t o ro fc o n s t i t u t i n ga n dm a i n t a i n i n gw e t l a n d s u n i q u es t r u c t u r e p r o c e s sa n df u n c t i o n s t h u st h i sp a p e rt o o ke m p h a s i so nc h a n g eo f h y d r o l o g i c a lc h a r a c t e ra sk n o c k i n gs t o n e a n a l y z e da tl e n g t ht h ec h a n g e p r i m a r yc a u s a t i o n a n di t se c o l o g i c a li n f l u e n c e t h es t u d yi sp r o v i d e d w i t hs p e c i ma p p l i c a b i l i t ya n di n t e g r a t i o n c o n s i d e r i n ga l lt h e i n d e xo fa f f e c t i n gt h eg r o w t ho fr u o e r g a iw e t l a n d a tt h es a m et i m ei ti sa l s ot h ep r a c t i c e g u i d a n c ef o rt h ec o n s t r u c t i o no f p r o j e c t si nt h ew e t l a n d s k e yw o r d s r u o e r g a ip l a t e a u e c o s y s t e m w e t l a n d e c o l o g i c a lv e g e t a t i o n 论文独创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的 成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 学位论文中不包含其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得四川农业大学或其它教育机 构的学位或证书所使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意 研究生签名 砾干匀哼夕一f 年 月2 罗日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解i 四1 1 1 农业大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 可以采用影印 缩印或扫描 等复制手段保存 汇编学位论文 同意四川农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表 传播学 位论文的全部或部分内容 研究生签名 衔j 叼哔 t l f 1 吖 导师签名 2 一 年6 月j 罗日 6 年6 月 7 r 日 f 四川农业大学硕士论文 日u 吾 湿地是地球上水陆相互作用形成的独特的生态系统 也是自然界中富含生态服务 功能和生物多样性的生态景观 它在维持生态平衡中起着重要的作用 以往对湿地的 研究主要集中在对湿地的资源的综合考察 湿地生态系统特征的变化 受损湿地的恢 复与重建等宏观上的描述与调查 本文以f l g q 公路路域湿地植被和水质作为研究对 象 运用多种数学方法定量综合分析其与周围环境的生态关系和生物多样性 生态位 等 从而深入研究了湿地植被与周围环境之间的关系 郎川公路系国道2 1 3 线若尔盖县郎木寺至松潘县川主寺段 全长2 0 0 余公里 位于 青藏高原东缘 全线穿越若尔盖 红原 阿坝3 县的若尔盖草原湿地 由于该区域海 拔在3 0 0 0 米以上 气候严寒 生态系统十分脆弱 故天然植被一经破坏后 自然恢复 相当缓慢 一般至少需要2 0 年以上 l j 同时 因青藏高原特殊的自然气候条件 其高 寒动植物资源十分丰富 且为该区域所独有 是我国也是全世界少有的遗传资源基因 库 国家在 全国生态环境建设规划 中将青藏高原高寒草甸区列为生物多样性保护 和生态环境保护 建设的重点区域 2 另外 本研究中涉及的若尔盖草原湿地 是我 国也是全世界最大的高寒草原湿地 总面积达5 0 0 余平方公里 是长江 黄河上游巨 大的 蓄水库 对于调节长江 黄河的水流量和丰 枯平衡起着重要的作用 据联合 国湿地保护组织的项目专家称 若尔盖湿地可以调节黄河上游1 4 的水流量 由于拟 建中的郎川公路将穿越若尔盖湿地中的一部分半沼泽地带 在进行施工建设期间 以 及今后投入运营都会给湿地生态系统带来不同程度的污染破坏 3 所以应特别重视其 湿地植被 水质的保护和恢复 4 其中涉及的生态系统结构与功能的恢复 生物多样 性变化 元素循环等方面 有赖于对该湿地的长期监测和多学科综合研究 f a m o u se t a 1 1 9 9 5 1 5 1 l 文献综述 湿地科学是地理科学 环境科学 水文科学 生态科学和资源科学等多学科交叉 形成的边缘学科 它是研究湿地形成 发育 演化 生态过程 功能及其机制和保护 与利用的科学 学科属性应划为地球科学 是其一个主要部分 湿地科学还可以继续 划分为理论湿地学和应用湿地学等不同级别的分支学科 6 1 由于湿地兼有水陆两类生 态系统的某些特征 因而具有多种生态功能和经济与社会价值 湿地已成为人类赖以 生存和发展的自然资源宝库与生存环境 为此 湿地科学研究受到越来越多的关注 四川农业大学硕士论文 己成为当今世界所关注的重点学科与研究领域 1 湿地科学研究已成为国际学术界与 各国政府乃至公众关注的热点与焦点l 引 湿地研究正处在一个前所未有的蓬勃发展时 期 很多方面取得令人瞩目的进展 学科理论体系建设正在逐步完善 9 0 3 1 1 湿地及其重要性 1 1 1 湿地的定义及特征 关于湿地的定义有许多种 目前 国际公认的湿地定义是 湿地公约 关于 特别是作为水禽栖地的国际重要湿地公约 的定义 即 不问其为天然或人工 长久 或暂时性的沼泽地 泥炭地或水域地带 静止或流动 淡水 半咸水 咸水体 包括 低潮时水深不超过6 m 的水域 1 4 杨永兴 2 0 0 2 认为湿地定义应该分为两类 即科学定 义与管理定义 科学定义 湿地是一类既不同于水体 又不同于陆地的特殊过渡类型 生态系统 为水生 陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域 该系统的生产 者是由湿生 沼生 浅水生植物组成 消费者是由湿生 沼生 浅水生动物组成 分 解者是介于水体与陆生生态系统之间的过渡类群组成的 该系统与周围相邻的系统有 密切关系 与它们发生物质和能量交换 湿地作为一种生态系统 在蓄洪防旱 调节气候 控制土壤侵蚀 促淤造陆 降 解污染物 维持生物多样性 作为生物栖息地 为人类提供食物 商品和旅游地点等 方面起着极其重要的作用1 1 5 而湿地生态系统是陆地生态系统和水域生态系统的过渡 类型 即是自然环境中宝贵的自然资源 又是重要的环境资源 被誉为 自然之肾 f 刘 振乾 2 0 0 1 一般来说湿地至少具有以下一个或几个特征 至少周期性地生长有适应于此环 境的水生植物 底层主要是能提供厌氧条件的湿土 在每年的生长季节 底层有 时被水淹没 1 1 2 湿地类型简介及高原湿地 湿地的分类有多种方法 根据1 9 7 1 年在伊朗r a m s a r 召开的世界湿地大会 世界范 围的湿地被分作5 个大类 1 5 个中类和3 5 个小类 5 个大类分别是 海域 河口 河流 和湖泊 蓄水区和沼泽1 1 们 我国幅员辽阔 湿地分布广泛 有沼泽地 泥炭地 湖泊 河流 河口湾 海岸 滩涂 盐沼 水库 池塘 稻田等各种自然和人工湿地 除苔原湿地外 我国几乎拥 有r a m s a r 湿 地名录分类系统中1 2 种沿海和海岸湿地 1 4 种内陆湿地和9 种人工湿地 四川i 农业大学硕士论文 并特有青藏高寒高原湿地 我国的湿地总面积约6 5 9 4 万h m 2 其中还不包括江河 池塘 等1 占全国国土面积的7 占世界湿地总面积的1 0 位居亚洲第一位 世界第四 位 其中天然湿地约为2 5 9 4 万h m 2 包括沼泽11 9 7 万h m 2 天然湖泊9 1 0 万h r n 2 潮间 带滩涂2 1 7 万h m 2 浅海水域2 7 0 万h m 2 人工湿地4 0 0 0 万h m 2 包括水库水面2 0 0 万h m 2 稻m 3 8 0 0 万h m 2 高原湿地是我国特有的湿地类型如青藏高原高寒湿地 简称高原湿地 在青藏高 原海拔3 3 0 0 米以上的大河源区 山间谷地 湖群洼地中 高原高寒气候导致冻土发育 冰川融水 加之构造运动 逐渐形成湖泊和大面积沼泽湿地 2 l l 在寒冷 多水的条件 下 植被死亡后大多泥炭化堆积 形成冻胀草丘和热融湖塘洼地 高原泥炭沼泽的初 级生产力较低 类型简单 只有草丛沼泽 土质多为泥炭土 泥炭沼泽土和草甸沼泽 土 2 2 根据成因 可以把高原湿地作如下分类 1 湖泊型 这是以高原湖泊为主体形成的湿地类型 长期以来 由于自然和人为的多重因素 青藏高原有气候变干的趋势 许多湖泊日益缩小 湖水浓缩 在浅水区和湖滨出现大 面积的沉水植物或挺水植物群落 青藏高原上的湖泊分为咸水和淡水湖泊 植物群落 也随之不同 这类湿地主要以湖泊或浅塘为中心 沿湖滨边缘呈带状分布 有时会沿 入湖河流呈扇形分布 其分布受水位变化 地貌起伏影响很大 2 河流型 这是以河流为主体构成的湿地类型 水系特征为河谷开阔 河槽宽浅 河网密集 河床平均比降低 这类湿地主要分布在相对高度变化不大的山原 丘陵和宽谷 一般 沿河流中心条带状不均匀分布 从河心向外依次为河中的沉水植物 河岸的挺水植物 河漫滩的沼泽草甸 3 沼泽型 这是以沼泽为主体构成的湿地类型 由于地表长期或暂时积水 使土壤呈水饱和 状态 生长有湿生或沼生植物 形成沼泽型湿地 另外 在低温及冻融作用等冰缘环 境下也可能形成沼泽型湿地 并伴生有泥炭层或潜育层 这类湿地主要分布在平缓开 阔的平坝 或者在江河源区的洼地 湖泊四周也可能在湖泊附近呈斑块状镶嵌分布 主要生长蒿草群落和苔草群落 四川农业大学硕士论文 1 1 3 湿地的重要意义 湿地具有巨大的环境调节功能和环境效益1 2 3 1 拥有丰富的生物多样性 是自然保 护的重要对象 其主要的意义体现在 调控区域内的水分循环 调节区域乃至全球c n 等元素的生物地球化学循环 分解进入湿地的各种物质 对人类来说 这些功能体 现的价值包括 生物多样性的生境 作为生物的栖息地 湿地的生物多样性非常丰 富 生长栖息着众多的植物 动物 微生物 特别是有许多珍稀 濒危和特有种 是 重要的种质基因库 调控洪水 暴雨的影响 过滤和分解污染物 改善水质 防止 土壤侵蚀 具有较高的生物生产力 可向人类持续地提供食物和商品如粮食 肉类 医药 能源及各种工业原料 具有特殊的生态旅游景观 也是人类科研 教学的试 验基地 w i l l i a mj m i t s c h 1 9 8 6 随着对社会和经济可持续发展要求的日益强烈 湿地保护愈来愈引起全世界各国 的高度重视 1 9 7 1 年在伊朗的拉姆萨尔 l a m s a r 诞生的 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 就是世界各国基于不同的发展状况 和经验 共同达成的国际重要性公约1 2 4 2 7 至1 9 9 7 年2 月底为止 已经有1 0 0 个国家加 入了这个公约 有3 5 种类型的8 7 2 湿地被列入 国际重要湿地名录 总面积达到 6 2 0 0 0 0 0 0 h m 2 中国有2 l 处湿地列入1 2 8 吕宪国等 1 9 9 8 1 2 湿地生态系统的特点与功能 湿地生态系统是介于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文 土壤 植 被与生物特征的生态系统 一般由湿生 沼生和水生植物 动物 微生物等生物因子 以及与其密切相关的阳光 水分 土壤等非生物因子构成 有关要素互相联系 互相 制约 处于一个动态平衡之中 表现出一系列特点与功能 1 2 1 湿地生态系统的特点 湿地生态系统的特点表现为 脆弱性 湿地特殊的水文条件决定了湿地生态系 统易受自然和人为活动的干扰 生态平衡极易受到破坏 且受破坏后难以恢复 高 生产力和生物与生态多样性 湿地多样的动 植物群落决定了其具有较高的生产力和 丰富的生物物种与生态系统类型 湿地植物群落包含了乔木 灌木 多年生禾本科 莎草科 其它多年生革本植物及苔藓和地衣等 动物群落则包括哺乳类 鸟类 两栖 类 爬行类 鱼类及其它无脊椎动物等 有资料表明 每1 m 2 湿地年均可产9 9 蛋白质 是陆地生态系统的3 5 倍 有的湿地植物生产量比小麦地的平均产量还高8 倍 黄锡畴 四川农业大学硕士论文 1 9 8 9 过渡性 湿地生态系统的过渡性首先表现在其地理分布上 它既具有陆地 生态系统的地带性分布特点 又具有水生生态系统的地带性分布特点 表现出水陆相 兼的过渡性分布规律1 2 湿地水陆交界的边缘效性是其具有高生产力和生物多样性的 基本原因 其次 过渡性特点也表现在生态系统的结构上 湿地水文条件是湿地最重 要的决定性因素 它不仅直接影响湿地生态系统的理化性质 如营养物质的有效性 土壤厌氧条件 盐分 酸碱度 沉积物性质等 及营养物质的输入与输出 而且也是 最终选择湿地生物群落的主要因素之一 其过渡性特点使之区别于陆地生境和水生生 境 从而形成独特的理化环境 湿地土壤不同于一般的陆地土壤 水分过饱和与厌氧 条件使其具有很高的有机质含量 如泥炭土壤的有机质含量可高 达6 0 0 9 0 0 9 k g 一 湿 地植物是陆生植物与水生植物之间的过渡类型 具有适应于半水半陆生生境的特征 如通气组织发达 根系浅 以不定根方式繁殖等 湿地动物群落也以两栖类和涉禽 类占优势 涉禽因适应湿地半水半陆的生态环境 因而具有长嘴 长腿和长颈等生态 特征 c l a r ke ta l 1 9 8 1 1 2 2 湿地生态系统的功能 由于湿地介于水 陆生态系统之间 因而具有一些独特的功能 一是气候与水文 调节功能 湿地积水 土壤和植被持水的强烈蒸发和蒸腾作用把大量水分送回大气 使局部气温和湿度等气候条件改善 尤其是湿地水体的调节作用更加明显 常形成特 殊的局部小气候 湿地释放的甲烷 硫化氢 氧化亚氮 二氧化碳等气体是温室气体 的主要成分 对全球变暖具有重要影响 3 0 大量研究表明 湿地 包括水稻田 是地球 上甲烷最主要的排放源口 湿地的调蓄能力是通过地表积水 基质的良好持水性能和 粘重的不透水层来实现的 资料表明 若尔盖高原沼泽地贮水量达2 0 x 1 0 9 m 3 3 2 陆健 健 1 9 8 9 湖泊的调蓄作用更是众人皆知 吴炳方等 2 0 0 0 二是清除污染的功能 湿地土壤及生存于其中的多样的植物群落和微生物群落具有吸附 吸收和分解污染物 质 净化环境的作用 湿地因此被喻为 地球之肾 根据自然湿地净化污染物的原理 建立起来的人工污水处理系统目前在国内外均得到了广泛的应用 程树培 1 9 8 9 陈 博谦等 1 9 9 9 三是物质生产功能 湿地的高生产力为人类提供了丰富的生产及生 活资源 据统计 全世界三分之二的渔业生产集中在湿地地区 墨西哥湾9 0 的水产 品来自港湾和盐碱滩的湿地 中国淡水鱼类产品的9 5 来自平源湖泊湿地区 四是湿 地为各种适应于湿地生境的生物提供独特的生境条件的功能 四川农业大学硕士论文 1 3 湿地的研究内容 湿地研究内容主要包括湿地定义概念 湿地分类 形成 发育 演化 湿地生态 系统的生态过程 结构与功能 湿地生物多样性 湿地地区古环境演变 人工湿地构 建的理论与技术 退化湿地生态恢复与重建 湿地温室气体与全球环境变化 湿地健 康与湿地评价 湿地开发 保护与管理 湿地教育 法规与政策及湿地资源 环境可 持续发展研究 吕宪国 1 9 9 8 王文卿等 1 9 9 7 孙广友 2 0 0 0 国际湿地科学研 究的主要前沿领域 为减少人类对湿地开发利用造成的破坏 湿地保护与管理方法及 其策略备受重视 于砚民 1 9 9 8 王文卿等 1 9 9 7 m i t s c h 2 0 0 0 k a d l e e 1 9 9 6 k e d d y 2 0 0 0 b e t hm i d d l e t o n 1 9 9 9 m e s s i n a 1 9 9 9 d a v i s 1 9 9 4 湿地形成 发育 与演化研究是湿地研究的核心内容 k a d l e e 1 9 9 6 k e d d y 2 0 0 0 b e t hm i d d l e t o n 1 9 9 9 赵魁义等 1 9 9 9 郎惠卿 1 9 9 9 b o o t h 1 9 9 9 y uz i c h e n g 2 0 0 0 黄锡畴 1 9 8 2 杨永兴 1 9 9 0 2 0 0 1 湿地古环境演变与重建研究1 3 3 1 湿地生态系统的物质循环 能 量流动等生态过程研究d 4 湿地生物多样性保护的方法与保护技术研究f 3 5 1 湿地温 室气体排放研究 c a s h i n 1 9 9 2 y a v i t 1 9 9 7 湿地退化机制 退化湿地恢复与重建 人工湿地构建研究工作是湿地研究新的热点问题 张永泽等 2 0 0 1 d a v i s 1 9 9 4 r e d f i e l d 2 0 0 0 s y l v i el a r o s e 1 9 9 7 w i l c o x 1 9 9 9 湿地生态系统健康和湿地评价研 究 崔保山 2 0 0 1 r h e i n h a r d t 1 9 9 7 w i l s o n 1 9 9 6 t r e l t i n 1 9 9 4 泥炭的开发利用 t r e l t i n 1 9 9 4 湿地生态工程与管理技术研究 3 6 3 7 等 1 4 我国湿地植被研究进展 湿地植被是湿地生态系统的基本组成成分 是系统的主要生产者 湿地植被研 究是湿地研究的重要内容之一 我国湿地植被研究主要有以下内容 1 湿地植被类型和多样性研究 湿地植被类型调查是湿地植被研究的基础问题 之一 历来受到广泛的重视 于砚民p 驯报道了小兴安岭湿地植被资源分布及物种的多 样性 李湘萍 3 9 等分析了江苏湿地植被组成和群落学特征 对湿地植被的分布 演替 规律及滨海湿地植物的开发利用作了讨论 张龙胜等统计分析了山西野生湿地植物的 种类和其经济类群1 4 0 1 蒲正学对分布在西藏山南地区的湿地植物种类组成和分布特点 作了报道 周小春报道了安徽省湿地植物的种类组成及其植被类型和分布 利用现状 等1 4 葛秀丽等调查统计了山东省湿地有高等植物种类 分析了区系组成 王辰和刘 全儒等调查分析了北京北沙河湿地维管植物区系成分和北京地区水生维管植物群落 6 四川农业大学硕士论文 组成 4 2 4 3 1 刘晓燕等调查研究了北京自河沉水植物种类 群落类型 生物量等 分析 了水深 水流速度 基质矛1 p h 值对沉水植被分布规律的影响 唐承佳和陆健健研究 了长江口九段沙湿地高等植物群落的结构特点及演替特征 结果表明九段沙湿地植被 植物群落结构简单 生物多样性低 群落演替的早期原生特征明显 4 7 5 0 j 刘艳红等搜 集调查基础上报道了甘肃的湿地植物种类 李根有等通过实地调查 研究了浙江省湿 地植被的主要类型 报道了浙江省的主要湿地植被类型及其分类系统 并分析了浙江 省5 类湿地 近海及海岸湿地 河流湿地 湖泊湿地 库塘湿地和山地沼泽湿地 中的 植被类型和分布特点 张锋等讨论验证了湿地物种多样性和面积关系的理论模型 并 进行了计算机模拟研究 郎惠卿等 中国湿地植被 一书对全国各地4 0 年的湿地植被 调查研究成果作了详尽报道 全面论述了中国湿地植被的生态环境 植物区系 生态 特征 五大植被类型 植被的形成 演替 分布 分区等1 5 1 6 0 2 湿地植被演替和种群动态研究 严国安等利用武汉东湖水生植物群落3 0 多年 的调查结果 分析了植被动态变化特点 提出了东湖水生植物演替系列是 从微齿眼 子菜阶段一微齿眼子菜 大茨藻 金鱼藻 狐尾藻阶段一微齿眼子菜消失阶段一大茨藻 阶段一大茨藻 狐尾藻 苦草阶段 任久长等研究了引水渠沉水植物的生态位 利用 生态位解释群落年际间演替和季节性演替现象 并讨论了生态位理论在水草群落演替 控制中的应用 倪志英等对黑龙江东部山地湿地植被研究表明 其植被演替经过了三 个阶段 富营养沼泽到中营养沼泽再到贫营养沼泽 不同类型的植被如森林沼泽 草 甸 沼生及水生植被演替规律相同 李英年等分析了近4 0 年祁连山海北高寒湿地区域 气候变化特征 以及近期湿地退化和植被演替的情况 结果表明 平均气温逐年升高 和降水量逐年递减使土壤干暖化明显 湿地植被由沼泽化草甸向典型草甸演替 原生 适应寒冷 潮湿生境的藏蒿草为主的草甸植被类型逐渐退化 被寒冷湿中生为主的典 型草甸类型所替代 植物群落组成 物种多样性和生态优势度等均发生变异 葛继稳 等根据湖北梁子湖1 9 5 5 2 0 0 1 年 4 5 年间的水生植被的调查和试验数据 对植被演替 进行了研究 结果表明 水生植被的变化经历了 恢复一旺盛顶期一急剧衰退一逐步恢 复 的过程 汲玉河等以毛果苔草群落为例 研究了三江平原湿地植物物种多样性近 3 0 年的演替特征 研究发现毛果苔草群落的物种丰富度呈明显减少趋势 物种构成发 生了重大改变 群落演替处于快速衰落阶段 认为水量的减少是导致毛果苔草群落快 速退化的主要的因素 田迅等定点观测了松嫩平原湿地植被动态 认为优势种群问的 演替是对生境 干一湿 交替过程的响应1 6 四川农业大学硕士论文 湿地植被演替过程受多种因素影响 而环境水因子变化 如趋于旱生化对植被演 替方向具有决定作用 李英年等的研究表明 祁连山海北气温逐年升高和降水量逐年 递减使土壤趋于干暖化 湿地植被由沼泽化草甸向典型草甸演替 余国营等 2 0 0 0 对 滇池水生植被演替及其与水环境变化关系进行讨论 认为城市污水和工业废水造成了 滇池水离子毒害 水体富氧化等是水生植被面积下降 群落生产力低下和部分沉水植 物消失的原因 汤梦玲等研究结果表明 西北地区植被受地下水埋深和土壤盐分的影 响极大 湿生植物会由于地下水下降和土壤盐分增加而向早生和盐生植物方向发生演 替 6 钾 3 受损湿地的恢复与重建中 湿地植被的恢复研究 罗新正等1 9 9 4 2 0 0 0 年在大 安古河道试区开展了湿地的恢复和重建试验 结果在恢复地表径流循环的基础上 扩 大了湿地面积 消减了湿地水土的盐分并提高了湿地生物多样性 阳承胜等调查观测 广东韶关凡口铅锌矿废水宽叶香蒲湿地的水生植物种类 生物多样性 群落结构及生 物量等 认为铅锌矿废水中湿地植物能迅速恢复的原因是耐性植物的拓殖能力和环境 胁迫的缓和 陈芳清和j e a nm a r i e h a r t m a n 以美国的h a c k e n s a k 湿地保护区为例 认为 稳定湿地面积 重建湿地复合景观 丰富生物多样性 恢复潮水正常规律 减少水体 污染 控n i 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 是湿地恢复的关键 王圣瑞等研究阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植 物的一些原则 4 湿地植物种子库对湿地植被的演替和受损恢复具有重要作用 李伟和刘贵华 等一篇关于湿地种子库综述中介绍了种子库的研究方法和湿地种子库研究的内容 但 国内湿地种子库的研究工作尚少 陈中义等报道了湖北粱子湖6 种沉水植物的冬季广 义种子库特征 刘贵华等研究报道了湿地种子库与地表植被组成之间的关系 5 群落种群种间关系和种群特征研究也有较多的相关研究 李伟和钟扬分析了 湿地水田碎米荠群落中5 种植物种间关系和分布格局 黄志伟等研究了青海湖四种主 要湿地植物的空间分布格局及动态 并讨论了生态适应性 湿地植物种群特征的定量 研究工作也有广泛开展 为讨论人工湿地净化机制 赵建刚等对人工湿地中几种湿地 植物根系分布和生物量动态进行了分析 人工植物生长控制模型的建立可为湿地植被 恢复和人工调控提供理论基础 曲颖等 2 0 0 4 利用生物量数据 考虑了种间互利和竞 争等复杂关系 对s h u k l a 提出的湿地植物生长模型进行了改进研究1 7 2 7 8 综上所述 国内对湿地植被研究还处于初期阶段 尚缺乏对湿地植被的定位研究 四j i l 农业大学硕士论文 工作 而湿地独特的水陆交错生境下的植物的适应进化机制研究尚无涉足 因此开展 这方面的研究工作对加深我国湿地科学研究具有积极意义 1 5 我国湿地研究面临的问题 2 0 世纪初 湿地学进入发展期 学术著作开始出现湿地一词 受益于新技术和 新方法的应用 大量湿地研究成果问世 对湿地的认识开始从感性上升到理性 并开 始走向系统与综合研究 从而确定湿地科学较为系统的科学理论与方法论 基本形成 一门独立的学科 1 8 1 0 年r r e n n i e 在其所著 泥炭沼泽的自然历史和起源概论 提 出沼泽形成及演变过程的假说 7 9 并且在短短十余年内 国际上就出版了数十部湿地 科学著作和大量论文 中国也出版了 中国沼泽志 8 0 中国湖泊志 和 中 国湿地植被 8 2 1 等湿地著作 在上述著作中 由w j m i t s c ha n dj g g o s s e l i n k 合作撰 写的 w e t l a n d s 湿地 和由r o b e r th k a d d l e 撰写的 t r e a t m e n t w e t l a n d s 处理的 湿地 代表了当代国际湿地理论综合研究的最高水平 其中 湿地 已经再版二次 为目前世界上理论体系完整 数据翔实 内容丰富的湿地理论专著 尽管中国在湿地保护和合理利用方面做了大量工作 但中国是一个人口众多的发 展中国家 随着人口的增长 经济的快速发展 中国湿地面i 临的威胁愈来愈大 目前 有些地方