中国高原湿地退化与恢复研究进展_李珂

DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.11.078

Journal of Anhui Agri．Sci．2011，39（11）：6714－6716，6719安徽农业科学，责任编辑乔利利责任校对马君叶

中国高原湿地退化与恢复研究进展

11*21334

李珂，杨永兴，杨杨，韩大勇，杨宇明，田昆，张昌兵

（1．同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化国家重点实验室，长江水环境教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学生命科学与技术学院，上海200092；3．国家高原湿地研究中心，云南昆明650224；4．四川省草原科学研究院，四川成都611731）

摘要高原湿地是我国重要湿地类型之一，生态环境功能独特，极具研究价值。总结了中国高原湿地退化与退化湿地恢复研究进展，并提出了高原湿地退化研究主要优先领域及退化湿地恢复与保护对策。关键词高原湿地；湿地科学；湿地退化中图分类号X171．4文献标识码A 文章编号0517－6611（2011）11－06714－03Research Progress of the Degradation and Restoration of the Plateau Wetlands in China LI Ke et al （Key Laboratory of Yangtse River Water Environment ，Ministry of Education ，State Key Laboratory of Pollution Control and Re-sources Reuse ，College of Environmental Science and Engineering ，Tongji University ，Shanghai 200092）Abstract Plateau wetland is one of the most important wetland types in China ，and it has unique eco-environmental functions and research

values．The paper summarized the research progress of the degradation and restoration of the plateau wetlands in China ，and proposed the prior research field and countermeasures to the degradation of plateau wetlands．Key words Plateau wetland ；Wetland science ；Wetland degradation

湿地是地球上最具生物多样性和生态环境功能最强大“物种基因库”、“自然之肾”。湿地在调被誉为的生态系统，

节气候、均化洪水、净化水体、保护生物多样性和维持区域生态平衡等方面起着不可替代的作用。高原湿地占我国湿地总面积的1/4，主要分布在青藏高原、云贵高原和蒙新高原等类型多样、功能强大，具有高原区。我国高原湿地发育典型、

生态及社会功能，是高原区域维护可持续无可替代的环境、

发展的重要生态系统，是维持生物多样性的关键地区，是影响及响应全球气候变化的敏感区之一。但是，近年来由于受高原湿地退化严重，高原生到自然因素及人为活动的干扰，

态环境日益恶化。为此，笔者系统总结了高原湿地退化与退以期为高原湿地学科深入发化湿地恢复的最新研究进展，

展、维护区域及全球生态安全与可持续发展提供参考。11．1

高原湿地退化研究湿地退化过程与机制

［1－4］

程征

［8－9］

。微观上，通过取样分析高原湿地某些要素的理化性。高原湿地水文退化过程是湿地退化的直观体现，

质，在一定程度上揭示其退化特征以及湿地功能退化的表

［10－14］

但是国内还未见其报道，利用水文数学、物理模型描述湿地退化动态将是我国高原湿地退化过程研究的重要方向

［15－16］

。

高原湿地退化机制研究趋向于向多学科交叉方向发展，综合气象学、水文学的研究方法及技术，探究高原湿地退化的自然因素，建立人为干扰因子作用下高原湿地退化的背景值体系

［17－18］

；结合社会学和调查统计学原理，剖析高原湿地

退化的人为胁迫因素。但是，我国对高原湿地退化机理的研究不够深入，缺乏对引发湿地退化及引起不同程度湿地退化忽略了从生物学、生物地球化学、生态强度阈值的定量研究，

学层面定性定量地探究高原湿地退化的深层机制，未触及高原湿地退化的本质原因。另外，高原湿地退化指标与指标体系研究相当薄弱，缺乏湿地退化评价体系，湿地退化程度分虽然开展了一些退化湿地恢复研究，但级不明。迄今为止，

是由于在没有探明湿地退化过程与机理的基础上就盲目地开展湿地恢复，恢复效果不尽人意。1．2

退化湿地评价

退化湿地可从湿地功能、湿地价值和

湿地环境影响3个方面进行评价，也可以对退化湿地的生态系统健康和外源驱动力胁迫下湿地退化生态风险进行综合评价。目前，我国湿地评价工作主要集中在湖滨湿地、河口湿地、红树林湿地以及平原湿地的研究上且涉及范围有限，不够深入。

高原湿地的价值评价能直观地将湿地退化引起的生态价值变化以经济水平反映出来，具有较强的实用性，因而研究成果较多

［23］

［19－22］

湿地退化过程和机制、湿地退

化的指标及指标体系建立是当前国际湿地科学研究前沿领域的热点问题

。我国高原湿地退化研究起步较早，研究

中融合了多学科技术与方法，揭示高原湿地退化的过程、机制等。但是，由于在研究区域上有明显的研究思路、研究技研究成果不完善，不同类型高原湿地术及研究方法的区别，之间难以进行对比分析。

高原湿地退化研究区域发展不平衡，多集中在若尔盖高其次为云贵高原，研究进展较为缓慢，而且程度不够深原，

入。宏观上，研究多采用遥感技术进行高原湿地资源动态监测和高原湿地景观多样性时空动态调查

［5－7］

，从资源学角

，而对高原湿

度，初步探明高原湿地资源退化区域与发展趋势；通过野外探明某些类型高原湿地生物多样性的退化过实地调查研究，

40971285）；2004年上海国家自然科学基金项目（40771013，

市科学技术委员会重大攻关项目（04DZ19302）；国家自然科学基金资助地区重点项目（U0933601）。

作者简介李珂（1987－），女，山东济宁人，硕士研究生，研究方向：高

E-mail ：likelike226原湿地生态、湿地环境和湿地生态过程，

@163．com 。*通讯作者，教授，博士后，博士生导师，从事

E-mail ：wetlands@tongji．edu．cn 。湿地退化和湿地生态研究，

2010-12-28收稿日期基金项目

地及高原退化湿地的评价研究不仅数量较少，起步较晚，而

。生态系统健康评价是进行退化湿地生态恢

［24－25］

复和生态管理的重要工具。对于湿地生态系统健康评价的研究，目前主要集中于自然湿地和大尺度研究上

，而对

中小尺度湿地的深入研究尚不多见。由于对高原湿地生态系统生态过程、功能与机理认识的局限，还没有获得一个可

重复性强、适用范围广、操作简单快速的评价技术与方法，导致评价结果因评价地区、评价方法、评价标准的不同而差异较大

［26］

研究，探明了其数量、分布和迁徙规律，查明了高原动物对高原湿地退化的响应机制，为保护区域乃至全球生物多样性提供了可靠的科学依据

［40－41］

，因此湿地评价的科学性和应用性还需大幅度提高，。便携式红外CO 2气体分析仪、

［34，36］

评价规范还需深入探讨及制定。美国、欧盟等国家及地区都如为野生动物生境评估、湿地有较多的评价方法可以借鉴，

评价技术、水文地貌评价等，湿地快速评价法因其成本较低、省时等特点也可用于某些项目评估

［27］

气相色谱仪、离子火焰化检测器（FID ）等先进仪器与静态箱法相结合，应用于高原湿地与全球气候变化研究中

。此

外，在高原退化湿地生态特征微观研究的生态观测与环境监测方面也有很多新方法与新技术应用，如原状土就地培养取样技术（Sequential coring and in －situ exposure ）被逐渐应用到我国高原湿地土壤退化研究中

［42］

。

湿地评价研究深入与否取决于湿地生态系统生态过程研究的深入程度，对湿地生态系统本质属性研究与功能研究的深入将促进评价研究的深入。我国应紧跟国际湿地评价研究的发展趋势，建立高原湿地生态试验站及环境监测站，开展高原湿地生态过程、生态功能的定量化评价研究；结合遥感技术开展湿地生态价值的动态评价研究

［28－29］

。许多水质监测设备如

在线水质监控仪表、多参数水质监测仪（Hydrolab ）、多参数水质分析仪（YSI ）、水环境长期实时监测系统（LOBO ）、温盐测量设备（Citadel CTD －NH ）等，因其具有的实时在线监测功能提高了高原湿地水环境信息提取的准确性和精密度；以在线自动分析仪为核心，综合自动控制、卫星通信、计算机等技术的水质自动监测系统网络必将成为高原湿地水资源动态研究的热点技术。22．1

高原退化湿地的恢复与保护湿地的保护与管理

［43］

；加强人

为活动干扰下高原湿地区域生态风险评价研究；建立兼顾科学性、综合性及可操作性的退化湿地评价特征、环境和功能指标及指标体系，实现退化湿地评价由定性评价逐渐向定量评价转变，为高原湿地退化趋势预测、高原湿地生态环境恶化预警、退化湿地生态系统恢复与重建提供有力的科学依据和技术支持。1．3题

湿地退化与全球气候变化

湿地生态系统对全球气

候变化的响应与影响已成为湿地科学研究的热点问

［30－33］

湿地保护与管理已成为国际湿

为近年来重要国际湿地学术会地科学前沿领域的热点之一，议的主要议题之一

。自1992年我国加入《湿地公约》以

一直积极认真地履行公约义务，加强湿地的保护与管理来，

工作，其中高原湿地保护工作绩效显著。迄今为止，我国已有36处国际重要湿地，其中12处属于高原湿地类型，主要四川、青海、甘肃、云南、贵州等地区。分布在西藏、

关于我国高原湿地保护的研究还多处于宏观理论探索阶段，主要侧重于以定性分析为依据的对策研究

［44－46］

。关于高原湿地生物地球化学过程对气候变化响应

的研究以及高原湿地温室气体排放与环境变化关系的研究已成为高原湿地退化研究的重要议题。近年来，关于高原湿地退化引起的温室气体源、汇转变与通量变化的规律和机制的研究已经取得了长足进展，从研究单一尺度排放通量向研究不同尺度温室气体排放的时空分布特征发展，从单纯研究温室气体排放规律向研究其排放特征与各生态因子之间的关系发展，从研究温室气体排放宏观规律向微观机理发展

［34－36］

，而以

定量研究为基础的对策制定相对较少。对高原湿地的生态系统结构、生态功能及系统内部的生态过程与相互作用机生物过程、生物地球化学过程等基础理论都缺少深入研制，

也没有对引发高原湿地退化的人为干扰因子和胁迫因子究，

作用下湿地退化过程与机理进行定量、系统的评价。因此，急需开展高原湿地生态保护与恢复信息系统的构建，实现高原湿地生态的分析、预测、评价和动态监测，实现高原湿地保护与管理的信息化。尽管已有基于湿地评价模型的高原湿地环境质量评价与恢复研究

［47］

。

高原湿地作为全球气候变化影响的敏感地带，其气候变化下湿地生态结构和功能的逆向演替及其影响研究日益受到湿地学界的重视。在若尔盖高原湿地建立的我国首个高有原湿地生态定位站对CO 2与水分等指标进行了连续监测，助于深入研究高原湿地生态系统逆向演替与全球气候变化的响应关系。但是，目前研究主要从定量的气候因素分析角度出发，定性地探讨高原气候变化对高原湿地生态系统的影响，缺少中间响应过程的研究

［37］

，但对退化湿地恢复技术的

应用研究和风险生态评价仍有待深入。高原湿地的保护与管理问题是一项需要综合多学科知识才能有效解决的难题，要经过自然科学家和社会学家多方面的评价论证才能建立起一个可操作性强的湿地评价决策支持系统（Wetland evalu-ation decision support system ）［48］。此外，高原湿地的有效保护还依赖于高原湿地保护法律与法规的强制约束力，高原湿地立法仍待确立。2．2

高原湿地恢复技术

退化湿地恢复技术包括植被恢

复技术、土壤恢复技术和水文恢复技术。由于水文过程决定土壤状况以及动物区系，目前高原湿地恢了植物群落结构、

复多采用水文修复技术，如筑坝，修建引水渠等水利工程技术，以及污水处理技术和水体富营养化控制技术等。其中，人工湿地污水处理技术在控制高原湖泊面源污染、修复高原湖滨湿地中的应用研究较为深入。人工湿地污水处理技术

［49］

在云贵高原滇池、抚仙湖等地应用较为广泛，多采用表面

，缺乏证实气候变化与湿地

逆向演替之间关系的有力证据。此外，全球气候变化对高原湿地资源的影响及其生态风险评价研究以及全球气候变化背景下高原湿地的规划、管理研究仍亟待深入。1．4

湿地退化研究的新技术与新方法

随着科学技术的

进步、科研仪器的不断改进以及多学科交叉领域扩大，退化湿地与湿地退化研究的方法与技术也在不断改进，很多新技术与新方法被引入我国高原湿地退化研究领域。

3S 技术已经广泛应用于高原湿地资源动态监测、如今，

景观生态学研究、高原湿地评价等方面

［38－39］

，其分辨率、准

确度以及精度方面都有所提高，为我国高原湿地退化的动态过程研究和退化湿地演替趋势预测提供了技术支持。卫星跟踪技术被应用于高原湿地珍稀濒危动物迁徙与群落动态

流或复合流人工湿地类型，在有效控制高原湖泊流域面源污废塘改造，节约了生态染的同时兼顾当地湖滨带保护政策，

及经济成本。目前，我国高原人工湿地植物的筛选研究以及规律、去除效果研究已经取高原人工湿地脱氮除磷的机理、得较大进展

［50－52］

。此外，关于人工湿地对高原湖泊的水生

态环境净化研究也逐步展开，对入湖河流进行人工湿地处有效减少了入湖的污染负荷，加快了滇池、抚仙湖等污染理，湖泊治理3

展望

中国高原湿地退化研究已经取得诸多成就，具有中国特高原湿地恢复也初见色的高原湿地退化研究体系逐步形成，

成效。但是与国际湿地退化研究和其他类型湿地退化研究我国高原湿地退化研究仍需进一步深化。相比，3．1

高原湿地退化过程与机理

分别从宏观和微观尺度

上探讨高原湿地退化过程与机制。应用景观生态学原理和3S 技术，从流域尺度上研究湿地景观生态格局的环境和功能研究不同退化过程与机理；利用野外实测和现代分析手段，干扰条件下湿地水文与水质、土壤性状、植被状况以及生态环境功能的退化过程；从生物学、生态学、生物地球化学、物理化学等方向入手，深入探究高原湿地退化的驱动机制。3．2

湿地退化评价指标及指标体系、退化湿地分级

建立

包含高原湿地环境及社会因子的湿地退化评价指标及指标体系，明确不同干扰下高原湿地退化的诊断特征。筛选具有典型性、广适性、可操作性、综合性和科学性的评价指标，从生态环境质量及功能、社会及经济效益等方面定性及定量、

对高原湿地进行多级、多角度的评价。在此基础上，确定高明确高原湿地不同等级退化湿地特征，界原湿地退化等级，

定不同等级高原退化湿地特征阈值。3．3

湿地动态监测

统一规划与设计、建立涉及典型高原

区域典型类型湿地的湿地生态试验站及环境监测站。建立依托3S 技术与在线监测设备，结合实地取样监测的高原湿高精度、高准确度、高分辨率的提取高原湿地环境监测体系，

地的自然演化过程和胁迫因子作用下高原湿地的逆向演化过程信息。利用生态试验站对高原湿地的逆向演化过程进行模拟和预测，建立湿地退化预警系统，为湿地的保护、管理及明智利用提供准确有效的信息。3．4

湿地生态恢复

建立我国高原退化湿地恢复与重建

信息系统、评价体系。在深入研究高原湿地退化机制的基础借鉴国内外退化湿地修复研究的成功经验，探索出退化上，

植被、水环境恢复与修复关键技术及其配套技术。湿地土壤、3．5

湿地的管理与立法保护

制定湿地保护与恢复专项

法案或政策，实施科学、合理的高原湿地管理措施。结合当地经济发展规划，调整高原湿地管理条例；建立高原湿地生态补偿机制，发展替代生计，以协调多方利益关系，调动当地居民保护湿地的积极性与自觉性。参考文献

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（下转第6719页）

2．2河南生态农业协调水平评价系统协调水平表明了各3结论

该研究表明，河南省生态农业发展水平最高的是郑州

是反映系统整体效应子系统或各系统因素之间的融合关系，

的重要指标。生态农业的本质是实现其经济效益、社会效益因此系统协调水平能很好地反映生态农和生态效益的统一，

业各效益之间的统一性。表4表明，河南省生态农业协调度其次为焦作市、许昌市、新乡市、漯河市，商最高的是安阳市，

丘市、南阳市、周口市、驻马店市，最差的是信阳市。生态农如信业效益协调度较差的城市都存在不同程度的薄弱环节，南阳市、驻马店市的社会效益，商丘市的经济效益和社阳市、

会效益，周口市的社会效益和生态效益均较低，从而导致协各个城市应加大对薄弱环节的关注，以调度比较差。因此，

提高生态农业各效益之间的协调度。2．3

河南生态农业协调发展水平评价

协调发展度反映了

它综合考虑了系统的发展水平和协调系统的协调发展水平，

是一个综合指标。由表4可知，郑州市的协调发展度水平，

最高，其次为焦作市、新乡市、安阳市、许昌市，洛阳市、平顶山市、周口市、濮阳市，而最差的是三门峡市。（上接第6716页）

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