退化湿地生态系统恢复的一些理论问题

退化湿地生态系统恢复的一些理论问题

彭少麟

「摘要」湿地是陆地和水生生态系统间的过渡带。作为一种重要的自然资源，湿地是野生生物的栖息地，可调控区域内的水分循环和C、N等元素的生物地球化学循环；其生物生产力可为人类提供食物和商品，还能过滤和分解所吸纳的污染物。由于湿地的功能未受到足够的重视，全世界的湿地因大量围垦和干扰而丧失或退化。在退化湿地的恢复过程中，可用自我设计和设计理论、演替理论、入侵理论、河流理论、洪水脉冲理论、边缘效应理论和中度干扰假说等理论作指导。湿地恢复的方法包括：尽可能采用工程与生物措施相结合的方法，恢复湿地的供水连接，利用水文过程加快恢复，控制污染物的流入，修饰湿地的地形或景观，改良湿地土壤，在最佳位置重建湿地的生物群落，减少人类干扰，提高湿地的自我维持能力，建立缓冲带以保护自然的和恢复的湿地，建立湿地稳定性和持续性的评价体系并予以监控。

1.引言

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，全球约有8. 6×106km2的湿地（约占地球陆地表面积的6 %），其中约56 %的湿地分布在热带亚热带区域（此前Matthews于1987估计全球湿地有5. 3×106km2 .两者数据不同的主要原因是两人对湿地的划分范围不同，当前人们沿用较多的仍是较大的数据）。湿地是地球上最脆弱的生态系

统之一，在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等方面起着极其重要的作用。由于大多数人并未意识到湿地的重要功能，随着社会和经济的发展，全球约80 %的湿地资源丧失或退化，严重影响了湿地区域生态、经济和社会的可持续发展 .自20世纪70年代开始，西方发达国家就开展了有关研究和实践，以保护自然湿地并恢复退化的湿地生态系统，我国虽然起步晚一些，但发展很快，尤其是红树林湿地恢复和湿地综合利用方面。本文拟探讨湿地退化的原因、湿地恢复的有关理论及方法。

2.湿地的功能及其退化原因

湿地是陆地和水生生态系统间的过渡带，其水位常常较浅或接近陆地表面，主要分布在海岸带和部分内陆区域。美国一般可将湿地分为海岸带湿地生态系统和内陆湿地生态系统，其中前者又可细分为潮汐盐沼、潮汐淡水沼泽和红树林湿地三类，后者可细分为内陆淡水沼泽、北方泥炭湿地、南方深水沼泽和河岸湿地四大类 .中国湿地的主要类型包括：沼泽型组（森林沼泽、灌丛沼泽、草丛沼泽、藓类沼泽）；浅水植物湿地型组（漂浮植物、浮叶植物、沉水植物）；红树林湿地型组；盐沼型组（灌丛盐沼、草丛盐沼）；海草湿地型组 .

湿地作为一种生态系统，其主要的功能体现在：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；具有生物生产力，分解进入湿地的各种物质，作为生物的栖息地.对人类来说，这些功能体现的价值包括：生物多样性的生境，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，提供食物和商品，旅游地点等 .（收集整理）

湿地丧失和退化的主要原因有物理、生物和化学等三方面。它们具体体现如下：围垦湿地用于农业、工业、交通、城镇用地；筑堤、分流等切断或改变了湿地的水分循环过程；建坝淹没湿地；过度砍伐、燃烧或啃食湿地植物；过度开发湿地内的水生生物资源；废弃物的堆积；排放污染物。此外，全球变化还对湿地结构与功能有潜在的影响3.湿地恢复的概念

湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进

行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。它包括提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增加鱼的产量，增强调蓄功能；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质；恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也有助于水质恢复 .目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河缘湿地的恢复上。

一般地,在许多情况下湿地受扰前的状态是湿林地、沼泽地或开放水体，恢复哪一种状态在很大程度上决定于湿地恢复管理者和计划者的选择，即他们对受扰前或近于原始湿地的了解程度。无论如何，由于恢复与重建的细微差别，如果是恢复，一个地区只会再现它原有的状态，重建则可能会出现一个全新的湿地生态系统。在湿地恢复过程中，由于许多物种的栖息地需求和耐性不能被完全了解，因而恢复后的栖息地没有完全模拟原有特性，再者恢复区面积经常会比先前湿地要小，使先前湿地功能不能有效发挥。因此，湿地恢复是一项艰巨

的生态工程，需要全面了解受扰前湿地的环境状况、特征生物以及生态系统功能和发育特征，以更好地完成湿地的恢复和重建过程。

4.湿地恢复的理论

自我设计和设计理论

自我设计和设计理论据称是唯一起源于恢复生态学的理论。由van der Valk、Mitsch和Jorgensen等提出并完善的湿地自我设计理论认为，只要有足够的时间，随着时间的进程，湿地将根据环境条件合理地组织自已并会最终改变其组分。 Mitsch和Jorgensen认为，在一块要恢复的湿地上，种与不种植物无所谓，最终环境将决定植物的存活及其分布位置。 Mitsch比较了一块种了植物与一块不种植物的湿地恢复过程，他发现在前3年两块湿地的功能差不多，随后出现差异，但最终两块湿地的功能恢复得一样。他与O2 dum均认为湿地具有自我恢复的功能，种植植物只是加快了恢复过程，湿地的恢复一般要15～20年。

而设计理论认为，通过工程和植物重建可直接恢复湿地，但湿地的类型可能是多样的。这一理论把物种的生活史（即种的传播、生长和定居）作为湿地植被恢复的重要因子，并认为通过干扰物种生活史的方法就可加快湿地植被的恢复 .

这两种理论不同点在于：自我设计理论把湿地恢复放在生态系统层次考虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复的只能是环境决定的群落；而设计理论把湿地恢复放在个体或种群层次上考虑，恢复可能是多种结果。这两种理论均未考虑人类干扰在整个恢复过程中的重要作用。

演替理论

演替是生态学中最重要而又争议最多的基本概念之一，一般认为“演替是植被在受干扰后的恢复过程或从未生长过植物的地点上形成和发展的过程”。演替的观点目前至少已有9种，但只有2种与湿地恢复最相关，即演替的有机体论（整体论）和个体论（简化论） .有机体论的代表人Clements把群落视为超有机体，将其演替过程比作有机体的出生、生长、成熟和死亡。他认为植物演替由一个区域的气候决定，最终会形成共同的稳定顶极。（收集整理）个体论的代表人Gleason认为植被现象完全依赖于植物个体现象，群落演替只不过是种群动态的总和。

上述两种演替观点代表了两个极端，而大多数的生态演a）Clements/ Pearsall的经典演替理论替理论反映了介乎其间的某种观点 .例如， Egler提出的初始植物区系组成学说认为，演替的途径是由初始期该立地所拥有的植物种类组成决定的，即在演替过程中哪些种的出现将由机遇决定，演替的途径也是难以预测的 .事实上，前两种演替理论与自我设计和设计理论在本质上是一回事。利用演替理论指导湿地恢复一般可加快恢复进程，并促进乡土种的恢复。