我国湿地生物多样性研究综述

熊定伟，刘 慧，彭 建，殷国兰，刘 屹

（1.四川省林业科学研究院，四川成都 610081；2.四川农业大学，四川温江 611130）



我国湿地生物多样性研究综述

熊定伟1，刘 慧2，彭 建1，殷国兰1，刘 屹1

（1.四川省林业科学研究院，四川成都 610081；2.四川农业大学，四川温江 611130）

摘 要：湿地是自然界生物多样性最丰富的地方，也是人类最重要的生存环境之一。然而由于全球变暖、人口剧增以及不合理开发，湿地正面临着前所未有的干扰和威胁，其生物多样性正在不断下降。本文通过对不同类型湿地及典型湿地生物多样性的研究分析，指出我国湿地生物多样性面临的问题，并提出相关的保护对策。

关键词：湿地；湿地生物多样性；典型湿地；问题；保护对策

生物多样性是人类生存和繁荣的基础，然而，湿地生物多样性却是目前全球受破坏最严重、生物多样性受威胁最严重的生态系统。经济的快速发展以及人类生产生活对湿地资源依赖程度的提高，直接导致了湿地及其生物多样性的普遍破坏。一些天然湿地集中分布地区因围垦、污染、泥沙淤积及过度开发利用造成的湿地破坏仍在增加。目前，我国天然湿地的数量正在减少、质量正在下降，湿地正面临着面积急剧减少、功能降低、污染加剧、生物资源过度利用、生物多样性丧失的危局，湿地保护迫在眉睫。因此，为了更好的保护湿地资源，就必须深入了解导致湿地生物多样性下降的原因，并积极探寻高效科学的保护措施。

1　湿地及生物多样性的概念

1.1 湿地的概念

关于湿地的定义很多，目前国际上比较公认的是1971年由前苏联、加拿大、澳大利亚、英国等国家在伊朗签署《湿地公约》中的定义，它将湿地定义为陆地上天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水水体，包括低潮时水深不超过6m的海域［1］。

1.2 湿地的功能及类型

湿地是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡性自然综合体，与森林、海洋并称为全球三大生态系统，是自然界生物多样性最丰富的自然景观和人类最重要的生存环境之一。湿地不仅具有维护生物多样性、保持水土、涵养水源、调节气候、降解污染物等生态功能，还能为人类生产、生活提供多种资源，如水、粮食、肉类、鱼类、药材、能源等。同时，湿地独特的自然风光也是开展生态旅游观光游览、科普教育等活动的基地。根据《湿地公约》的分类系统，湿地被分为海洋与滨海湿地、内陆湿地和人工湿地三大类，其中内陆湿地又可分为沼泽湿地、湖泊湿地和河流湿地［1］。

俄伦坦基河流湿地研究中心副主任、美国俄亥俄州立大学教授张立和伊利诺宜斯大学芝加哥分校William J.Mitsch认为：湿地是指水在环境和动植物生活中起主导作用，综合性生态功能强的浅水区域。湿地的生态功能主要包括：净化水质、形成多样性的小气候带、保存生物多样性［2］。

1.3 生物多样性的概念

《生物多样性公约》将生物多样性定义为：所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，这包括种内、物种之间和生态系统的多样性。目前生物多样性在遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性3个方面研究最为深入。遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异；物种多样性是生物多样性在物种水平的表现形式；生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的惊人的多样性［3］。近年来，已将景观多样性作为生物多样性的第四个层次。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。

2　湿地生物多样性研究

湿地生物多样性是指湿地所有生物种类、种内遗传变异和他们的生存环境的总称，是湿地所有的植物、动物和微生物物种及其所拥有的基因，各物种之间及其与环境之间的相互作用所构成的生态系统及其生态过程。湿地生物多样性的类型通常认为有3个层次，即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性［4］。在现有的研究中，主要是按照湿地类型，从滨海湿地、内陆湿地、人工湿地3个方面对湿地的生物多样性进行研究。

2.1 滨海湿地生物多样性

滨海湿地是陆地和海洋的过渡带，被称为生态交错区，是生物多样性最丰富的生态系统之一，具有巨大的环境、经济和社会效益。我国海域面积辽阔，四大海域由南向北横跨热带、亚热带和温带3个气候带，海岸线绵长，海滨湿地类型多样，特殊的地理区位条件决定了我国滨海湿地生物多样性具有复杂多样的特点。

我国滨海湿地物种资源十分丰富，据吕彩霞［5］统计，我国滨海湿地生物种类共有8 252种，其中有浮游植物481种，浮游动物462种，游泳动物593种，底栖动物2 200种，种子植物4 561种，其中还包括大量的孑遗物种。我国滨海湿地生态系统复杂多样，主要包括浅海水域、潮下水生层、珊瑚礁、岩石性海岸、潮间沙石海滩、潮间淤泥海滩、潮间盐水沼泽、红树林沼泽、海岸性咸水湖、海岸性淡水湖、河口水域、三角洲湿地12种类型。

但由于受到海陆的共同作用，滨海湿地也是脆弱的生态敏感区。在气候变化、海岸侵蚀、风暴潮、入海河流断流、外来物种入侵等自然因素以及围垦、城市港口建设、海洋油气资源开采等人为因素的双重作用下，生物的生存环境发生巨大改变，生物资源不断减少，生物多样性面临极大的威胁［6－8］。

在对滨海湿地生物多样性的研究中，由于红树林巨大的生态效益和经济效益，学者们对红树林生物多样性的进行了大量研究。红树林是地球上生产力最高的生态系统之一，林内蕴含着丰富的生物资源和种质资源，有“物种基因库”、“海岸卫士”和“水上绿洲”的美誉。周彦玲［9］指出了由于气候变化和人为活动干扰，海南红树林正面临着群落分布面积减少，个别物种濒临灭绝的危险。范航清［10］等还指出目前红树林正遭受着蛀木团水虱等病虫害的危害而大量死亡。陈权［11］等指出红树林正面临着生物入侵的危险，在全球范围内互米花草（Spartina alternifora Loiseleur）（又名平滑网茅）与微甘菊（Mikania micrantha Kunth）已在红树林生态系统中爆发入侵，海南东寨港也正面临着无瓣海桑的威胁。傅海峰［12］等指出我国红树林对海平面上升十分敏感，而海堤的修建和小潮差的增加使得红树林对海平面上升异常敏感，严重威胁着红树林的正常生长和生物多样性的维持。因此可见，红树林资源正面临着巨大的威胁，其生物多样性正在减少，想要使其继续发挥巨大的生态经济价值，就必须采取有效措施进行保护。

2.2 内陆湿地生物多样性

2.2.1 湖泊生物多样性

我国湖泊众多，据《中国湖泊志》记载，面积大于1 km2的湖泊就有2 759个，广泛分布于我国东部平原、青藏高原、云贵高原、蒙新高原、东北平原与山地等5大湖区。不同的自然环境差异造就了多样性的湖泊类型和生态系统。白祥［13］通过对比洞庭湖和艾比湖指出，地处湿润区和干旱区的湖泊各类资源特征存在很大差异，其生态系统也存在很大的差异。即使是同一个湖泊也存在不同的生态系统。黄金国［14］通过对洞庭湖的构造地貌和景观结构进行分析，指出湖泊生态系统可分为环湖丘岗、环湖草滩、湖岸带、潜水层、深水层5个生态系统。导致湖泊生物多样性降低的因素很多。孙海［15］等研究表明，水体富营养化会导致藻类大规模繁殖，鱼类和其他生物因缺氧而窒息死亡，使得湖泊的生物多样性明显下降。章茹［16］等指出，在城市化的过程中围湖垦植、污水排放、滥捕乱猎等人为活动使得湿地植物矮化，生物量下降，鱼类、鸟类种类数量急剧下降，甚至濒临灭绝。杨占武［17］等通过对青海湖旅游干扰程度的分析指出，随着旅游干扰强度的增加，耐干扰的物种将会取代不耐干扰的物种，生物群落总趋势表现为物种数量减少，生物多样性降低。

2.2.2 河流生物多样性

相较与湖泊，河流是一个动态开放的生态系统，与周围陆地拥有更多的联系，能形成更大面积的水陆联结区域，聚集水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物，以及众多层状分布的沉水、浮水、挺水植物。同时，河流又是联结陆地与海洋的纽带，在河口三角洲形成滨海盐生沼泽湿地，在热带及亚热带的河口三角洲造就红树林生态系统。由此可见河流不仅云集了丰富的物种资源，还具有多样的生态系统。

我国的大江大河多发源于高原，流经高山峡谷和丘陵盆地，穿过冲积平原到达宽阔的河口，上、中、下游所流经地区的气象、水文、地貌和地质条件有很大差异，因而造就了高度异质化的生境条件，而这对于生物群落的性质、优势种和种群密度以及微生物的作用都会产生极大的影响。董哲仁［18］认为河流形态多样性是维持生物群落多样性的重要基础，而水利工程的建设则会使河流形态趋于均一化和非连续化，使生境发生改变，生物多样性降低。赵彦伟［19］等也指出流域景观格局变化会造成河流生物群落组成、结构和功能的改变。例如，众所周知的三峡大坝和葛洲坝，由于两座大坝的修建，致使长江的鲟鱼类的性比失调，雄性群体补充严重不足，繁殖种群退化，中华鲟（Acipenser sinensis）岌岌可危，生物多样性降低［20］。

2.2.3 沼泽湿地生物多样性

沼泽明显区别于湖泊和河流，它不是真的水体，而是半水半陆过渡性质的自然生态系统，其水陆相兼容的特性，使得沼泽湿地的物种与生态系统呈现出异常复杂多样的特点。通常将沼泽分为森林沼泽、灌丛沼泽、草本沼泽、藓类沼泽、沼泽化草甸及内陆盐沼6类。李志威等［21］通过对若尔盖沼泽湿地的萎缩机制进行研究指出，气候变暖对沼泽萎缩影响非常有限，人工开渠才是若尔盖沼泽快速萎缩的重要原因。左爱国［22］等对三江平原沼泽湿地退化现状进行研究分析，认为人口增加及各种工程技术活动是造成三江平原沼泽湿地生态环境恶化、面积减少、生物多样性性降低的主要原因。目前，我国沼泽正在不断的消亡、萎缩，沼泽湿地的生物多样性也随之不断下降。以若尔盖湿为例，现在已有6个湖泊干涸，11个湖泊出现不同程度的萎缩；同时，面临着草地退化、土壤严重沙化、鼠害严重等威胁，生态环境日益恶化，生物多样性显著降低。为了改变这一现状，学者们纷纷出谋划策。彭良国［23］等指出必须加强组织领导，落实生态建设责任制和责任追究制，同时严厉打击查处非法捕猎、贩卖、经营野生动物及其产品等违法行为。何池全［24］等特别强调对以黑颈鹤为代表的具有世界意义的特有物种和白鹳等珍稀濒危物种的保护。焦晋［25］等认为采用全程控制与末端治理相结合的防控手法并配合经济转型与生态补偿才是若尔盖湿地保护的根本出路。

2.3 人工湿地生物多样性

人工湿地是由湿地植被、土壤及其相关的微生物组成的，通过合理的设计、施工、运行、管理，以净化水质等为主要目的，同时也致力于改善和保护现状湿地的人工系统。它是一种利用基质、微生物及植物群落的物理、化学及生物的相互作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物分解、植物吸收等过程实现对污水中有机物、氮、磷等去除的复杂生态系统，具有投资低、运行费用低、维持技术水平低及能耗低等特点［26］。目前，在人工湿地生物多样性方面的研究主要集中于对其微生物与植物在整个系统中的作用及其应用等方面，成都活水公园是典型的代表，它是世界上第一座以“水保护”为主题，展示国际先进“人工湿地系统处理污水”的城市生态环保公园。它模拟自然环境中污水净化过程，利用微生物、浮萍、睡莲、芦苇、荷花等水生植物和鱼类、青蛙、昆虫等水生动物，组成塘床系统，将污水变成肥水、清水［27，28］。活水公园的作用不仅限于净水水体，在此过程中还促进了细菌、真菌等微生物和非人工繁殖的动植物的生长。既增加了生物多样性又增加绿化面积，还为野生动物提供了栖息地。活水公园的成功，不仅证明了湿地的巨大生态功能，还为我们在建设过程中如何保护生物多样性提出一种新方法。

2.3.1 人工湿地微生物

微生物是维持湿地生态系统和实现生态净化功能及其物质和能量转化的重要组成部分［29］，在人工湿地系统中发挥着重要作用。研究表明，在人工湿地中，以细菌的数量最多，放线菌其次，真菌最少［31］。同时，大量研究表明，在人工湿地上层的微生物数量多于下层，即随着深度的增加而减小［30－32］。微生物的数量与净化效果之间存在着显著的正相关关系［33］。人工湿地对氮的去除主要是依靠微生物的氨化、硝化和反硝化作用［34］。王晓娟［35］等研究指出在好氧环境中更有利于氨氮的去除。

2.3.2 人工湿地植物

人工湿地中植物主要可分为：沉水植物系统、浮游植物系统、挺水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理；浮游植物系统主要用于氮、磷去除和提高传统稳定塘效率；挺水植物在人工湿地系统应用广泛，目前所指人工湿地系统一般都是指挺水植物系统。根据德国学者Kickuth提出的根区法理论，人工湿地植物还可以为根区的好氧、缺氧和厌氧微生物提供良好的微环境。目前，已有大量学者对人工湿地植物进行研究。李洁［36］等认为借鉴园林中植物配置方法，通过对人工湿地植物的合理优化配置能够实现湿地的多功能效益。Vymaza［37］认为在人工湿地中的通过植物的收割能大量去除水体中富含的氮素。

2.3.3 人工湿地系统的应用

目前，人工湿地系统已广泛应用于湖泊、河流、沼泽等其他湿地类型的生态系统修复中，但也存在诸多值得深入考虑的问题。赵凤岐［38］等指出在人工湿地构建与运行中要充分考虑所涉科学规划与设计、污水净化作用机理、污水预处理的重要性、基质堵塞和寒冷地区越冬和运行等5个问题，并据此提出了相应的解决措施。翁白莎［39］认为利用人工湿地生态系统可以实现对湖泊生态系统的修复，但在应用时需要多方论证，进行生态风险控制，避免外来物种入侵。催理华［40］等应用复合垂直流－水平潜流人工湿地和复合垂直下行流人工湿地两种复合人工湿地系统对东莞运河污水的处理，发现两种复合人工湿地系统对污染物的去除效果比单一湿地系统更好。

3　湿地生物多样性存在的问题

通过对不同类型湿地及典型湿地生物多样性的研究分析，发现影响湿地生物多样性的原因多样，但是归结起来，主要表现为以下几个方面。

3.1 污染加剧与过度开垦捕捞导致湿地物种减少和珍稀物种濒临灭绝

伴随着经济社会的发展和人口的急剧增加，为了获得食物和经济价值，对湿地生物资源进行掠夺式开发利用，导致物种大量减少，加上工农业及生活污水的排放，湿地环境进一步恶化，许多珍稀物种濒临灭绝。

3.2 泥沙淤积与工程建设造成生态系统破坏和生态服务功能退化

在内陆湿地，由于江河上游的森林大量被砍伐而造成河流泥沙含量大增，淤积河床、湖底，使湿地面积减小、功能衰退、加剧洪涝灾害，破坏生态系统而危及生物多样性，尤其黄河中下游及其滨江三角洲地区表现最为明显。而工程建设方面主要表现为修建大坝、铁路、公路等使得景观破碎化、不连续现象明显，造成生态环境的多样性降低，生态服务功能退化，使鱼类产卵、洄游等受到影响。此外还有农业扩张，围湖垦殖，掠夺式经营，也使得生物多样性减少。

3.3 外来物种入侵导致遗传变异和生物多样性降低

外来物种入侵一是人为引种所致，如云南滇池引入水葫芦导致其大量繁殖，快速占领水面，致使其他生物多样性减少；二是自然入侵，如互米花草和微甘菊入侵红树林从而导致其枯萎死亡，生物多样性降低。

3.4 管理不善与资金问题致使出现可持续开发危机

湿地的开发与管理涉及多个部门，多部门向湿地生物多样性资源要产品要效益，造成对湿地盲目开发，有的乱用水源、围湖造田，有的围垦沼泽、胡乱渔猎，这些行为都严重破坏了湿地的生态系统。另一方面，虽然有的部门已经意识到问题的严重性，但由于缺乏保护资金，无法及时采取措施进行保护，严重影响了湿地的可持续的发展与利用。

4　保护对策

4.1 加强立法以完善湿地生物多样性保护的法律体系

采纳《湿地公约》中对湿地的定义，制定和实施一部专门针对湿地生物多样性的湿地保护法，以法律形式健全湿地监督管理体制，协调湿地保护与开发，确立湿地生态效益补偿机制，健全湿地影响评价制度，实现湿地资源的可持续利用。

4.2 加强科研并建立数据库

湿地生物多样性的保护与开发利用管理，只有依靠先进的科技作为支撑，才能实现对湿地生物多样性资源的深入调查、监测及恢复研究。成立专家队伍，强化科学研究，采用3S技术建立生物多样性资源数据库，关注湿地发展趋势，把握动态模型，促进信息交流，为生物多样性保护和发展提供科学依据。

4.3划定湿地自然保护区并加强对分布中心管理

中国的湿地生物多样性资源分布广泛，全面的保护与开发不可能短期实现，因此要根据情况确定湿地生物多样性分布中心，划定保护区，加强国际合作，完善保护、管理、开发的措施。同时对不能划定保护区的要因地制宜建立保护小区或划定保护站、点，强化保护与管理，促进生态平衡，保护人类的生命财产安全，达到资源的可持续利用。

4.4 加强宣传教育和加大资金投入

保护湿地的生物多样性资源不仅是政府和科研人员的责任，只有唤起全民参与意识才能有效的进行，加强湿地生态系统功能的宣传，提高公民对其效益的认识，唤起公民的环保意识。加大资金投入，增强对湿地生物多样性的研究，为湿地生物多样性保护提供技术支撑和保障。

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A Summary of Wetland biodiversity in China

XIONG Ding-wei1LIU Hui2PENG Jian1YIN Guo-lan1LIU Yi1

（1.Sichang Acadomy of Forestry，Chengdu 610081；2.Sichuan Agricultaral Uniatrsity，Wenjiang 611130，China）

Abstract：The wetland is a natural landscape which has the most abundant biodiversity in nature and it is the most important human living environment.However，because of global warming，population and the development of social economy，the wetland is facing unprecedented interference and threat，and the wetland biodiversity is declining.This article deals with the different types of wetland biodiversity and the typical wetland and points out the problems of the wetland biodiversity in China and puts forward some protection countermeasures.

Key words：Wetland，Wetland biodiversity，Typical wetland，Problem，Protection countermeasures

中图分类号：S718.54

文献标识码：A

文章编号：1003－5508（2016）02－0027－05

doi：10.16779/ j.cnki.1003－5508.2016.02.005

收稿日期：2015-11-06

作者简介：熊定伟（1986-），男，硕士研究生，主要从事景观评价与生态旅游工作。

通讯作者：彭建（1986-），男，大学本科，主要从事景观评价与生态旅游研究。