洪澤湖濕地生態脆弱性的理論與實踐

論文類別:理學論文 > 地質學論文
論文作者: 未知
上傳時間:2008/7/20 9:28:00

隨著全球環境變化影響研究的加強,特別是對於人類活动以及人地關系研究的深入,生態脆弱性、生態脆弱區、脆弱性評估等的研究越來越廣泛。它作為一個新的研究領域,其發生机制和影響因素仍然處於探討之中。1905年,Elements将Ecotone這一術語引入生態學,并被生態學家用來專指不同群落間的交錯帶,是两個相對均勻的相鄰群落相互過渡的突發轉換區域,是边緣效應產生區和生物多樣性出現區,同時也是生物分布、動物活动範圍的重要限制區域。1987年,Ecotone作為新概念“生態交錯帶”被确認[1~3]。20世紀80年代以來,隨著生態學的發展,特別是景觀生態學的興起,Ecotone得到了生態學界新的關註。20世纪80年代後期至90年代中期,中國地學、環境等領域學者将Ecotone中过渡地帶的思想引入各自的研究中,形成生態環境脆弱帶或生態脆弱帶或生態環境過渡帶等概念,因此生態脆弱性是由群落交錯帶演變而來。

      1 生态脆弱性的解釋

    1. 1 生態脆弱性的內涵
  我国目前對生態脆弱環境的認識有多種解釋,本文則認為生態脆弱環境應該属於廣義的自然和人文理解的範畴,是生態環境固有的自然屬性。生态系統的正常功能被打亂,超過了弹性自我調節的“閥值”,並由此導致反饋機制的破壞,系統发生了不可逆的變化,从而失去恢復能力;超過現有社會經濟和技術水平下能長期維持目前人類的利用和發展水平時,稱為生態脆弱環境。也就是在保持和增強人類利用環境的程度、擴大利用規模的條件下,可以通過经濟、技術改革和調整,也可以靠輸入或輸出資源來缓解環境退化和資源耗竭,以此將區域和全球問題聯系起來。這種對生態脆弱環境的廣義理解具有普遍的意義。因此,當生態環境退化超過了现有社會經濟和技術水平時且不能長期維持目前人類利用和發展水平的區域,稱為“生態脆弱環境區”。
  生態脆弱性作為一種在時空尺度上的特定生態系統相對於外界幹擾的响應而存在,它是自然因素或人類短期經濟行為作用的結果。嚴格的生態脆弱性概念側重于突出生態系統偏離原生環境的程度,即生態環境受外界幹擾後所表現出的不穩定性特征。生態環境脆弱性包括結構型脆弱性和脅迫型脆弱性。結構型脆弱性主要是由系统自身的結構決定的,主要體現在系統自身的不穩定性和敏感性;脅迫型脆弱性是指導致系統脆弱的驅動力主要是外部環境擾動對系統造成的不利影響。根據誘發系統脆弱性的各種力量來源,脅迫型脆弱性又可分為人類活動胁迫型和環境脅迫型兩類[3~5]。所以,並非所有生態交錯帶都是生態脆弱环境,它僅是敏感性環境的一個類型,只有具有退化趨势的敏感性環境才稱之為生態脆弱環境。所謂生態脆弱性是指在生态環境脆弱帶或生態脆弱带中,由自然與人類包括社會、經濟、技術等活動相結合造成的環境退化、景觀變壞、土地生產力下降、土地資源喪失等,所表現出來的不能長期維持目前人类利用和發展水平的一種特性。

    1. 2 生態脆弱性的机理與特征
  生態環境的脆弱性來自於環境的敏感性,指的是環境對外界幹擾反應的靈敏程度,脆弱性是某些生態系統固有的特性,但同時又與外在幹擾保持著直接或間接的聯系。脆弱性說明一個生態系統、景觀或某一區域环境對外界幹擾所產生的應變及其能力,具體說是在同樣的非良性人類活動強度影響或外力作用下產生環境問題的概率大小,側重於突出生態系統偏離原生環境的程度。脆弱性越大,对非良性幹擾越敏感,具有放大效應;對良性幹擾(恢復重建)则表現出鈍化,轉化效率低。脆弱性生境的環境現状取決於土地利用方式的影響程度,可以是优、中、劣,但其抗逆力是脆弱的,其易損性、敏感性、難恢復性決定了脆弱性生境絕大多數是退化的生境。生態脆弱性環境與自然、社會、經濟緊密聯系,是自然環境條件、生产活動及歷史發展過程相互聯系和相互作用的結果。它反映了不同景觀類型、地理系统和區域的自然人口承载力,反映了自然環境對人類幹擾的敏感性及人類經濟的弱点[5,6]。對經濟發達地区,人為脆弱因子起主導作用,生態環境同樣表现出脆弱性。
  生態環境脆弱帶具有以下基本特征:①可被代替的概率大,競爭的程度高,恢復原状的機會小;②抗幹擾的能力弱,對於改變界面狀態的外力,只具有相對低的阻抗;③界面變化速度快,空間移動能力強;④是非線性的集中表達區和非連續性的集中顯示區,是突變的產生區;⑤是生物多样性的出現區。在自然生態環境裏地质地貌、氣候、水文、土壤组合表現出不同的特殊性,所以宏觀上的生態環境脆弱帶有以下的空間表達:城鄉交接帶、幹湿交替帶、農牧交錯帶、水陆交界帶、森林邊緣帶、沙漠邊緣帶、梯度連接帶及地貌板塊接觸帶[6,7]。濕地被譽為“自然之腎”,是水陸交互作用下形成的獨特水體資源和生態系統,是典型的水陸交界區域。近数十年來,由於受人類活動的頻繁幹扰,濕地表現出各自的生態脆弱性特征,因此我們有理由相信,研究濕地的生態脆弱性有助於對濕地資源的合理開發和保護,對實現湿地的可持續發展有著重要的現實意義。

      2 洪澤湖濕地概況

    2. 1 地理特征
  洪澤湖濕地是淮河流域最大的湖泊類型濕地,同時也是我國五大淡水湖之一,為第四大淡水湖,位於江蘇省的西北部,地理位置在北緯33°06′~33°40′、東經118°10′~118°52′之間。濕地分屬洪澤、淮陰、盱眙、泗陽和泗洪五縣所轄。南望低山丘陵,北枕廢黃河,東臨大運河,西接岗波狀平原。洪澤湖濕地西纳淮河,南註入長江,東貫黄海,北連沂沭水系,承接淮河上、中遊15.8萬km[2]流域面積的來水,是淮河中遊、支流與下遊河道的聯結點。自然區劃上屬暖溫帶黃淮海平原區域北亞熱帶長江中下遊的過渡帶。作為平原地區的大型浅水湖泊型水庫,洪澤湖濕地水域面積1597km[2],容積135億m[3][8~10]。這裏地處我國北亞热帶與南暖溫帶的過渡地帶,四季分明,季風顯著,動植物資源豐富,其地理位置獨特,功能多樣,是江淮地區乃至长江中下遊地區典型的濕地。

 2. 2 生物多樣性特征
  洪澤湖濕地物種多樣性包括植物多樣性和動物多樣性兩方面。濕地自然保護區生態系統地域寬广,水陸交錯,氣候適中,生物种類豐富多樣,擁有浮遊植物8門141屬165種,在濕地浮遊植物中以藻類为主,有藻類7門36科98屬,其中以綠藻門種类最多,其次為藍藻和矽藻,金藻和隱藻種類最少。浮遊植物在全湖幾乎皆有分布。濕地水生植物種多量大、面積廣,有水生高等植物36科61屬81種,以蘆葦、菖蒲等屬最多,不同科植物屬有各自的生長與分布規律。
  洪澤湖濕地的鳥禽獸类豐富,有浮遊動物35科63屬91種,底棲動物3綱6科7屬7种,軟體動物2綱11科25屬43種,節肢動物3綱22科25屬25種,候鳥種群数量5萬多只,其中包括國家Ⅰ類重點保護鳥類5種和國家Ⅱ類重點保護鳥類26種。生物種類多,數量大,保存較為完整。丹頂鶴、白鶴、小天鵝、白枕鶴等每年10月中旬後皆來此地越冬,此外濕地還有野鸭、野雁、巨蜥、獾和刺猬等動物。洪澤湖濕地珍稀瀕危保護物種較多(表1)。據1992年洪澤湖湿地調查記錄顯示,濕地有魚類16科84種,是我國重要的淡水鱼區,素有“活魚庫”之稱。經濟魚類以鯉魚、鱖魚、鯽魚、銀魚屬居多,其中銀魚有較高的營養價值。濕地草多蝦多,有蝦5種,即青蝦、白蝦、鋸齒新米蝦、草蝦和喇咕,其中青蝦最多,占其總蝦量的38%。蟹類則以中華絨螯蟹最多。此外,濕地還有浮游動物4門32科69屬,底棲動物76種[8~13]。因此,保護好洪澤湖濕地將對保護蘇北地區重要的戰略水資源地——洪澤湖起著积極作用,同時還能改善南水北調東線工程的調水水質。1994年我國制定的《中国生物多樣性保護行動计劃》,將“江蘇洪澤湖濕地”列入了“在生物多樣性迫切需要保護的地區建立新的自然保護区”的優先重點名錄中,同時《中国自然保護區發展規劃》也把洪澤湖濕地列入了國家級自然保護區的建設規劃中。但是,由於洪澤湖屬淮河流域中下遊湖泊,旱澇災害頻繁,濕地生態脆弱性特性主要表現為自然本性的脆弱性和人為幹擾的脆弱性兩大類,具体特性及成因如下所述。

  表1 洪澤湖濕地國家重點保護野生動物 中文名  保護級別 中文名 保護級别
白鶴    一級   小天鹅   二級
丹頂鶴   一級   大天鵝   二級
大鴇    一級   鴛鸯   二級
黑鶴    一級   灰鶴   二級
白頭鴇   一級   白枕鶴   二級

轉貼于 免費論文下載中心 http://www.hi138.com     3 洪澤湖濕地生態脆弱性特點

  洪澤湖濕地生態脆弱性按成因可分為基底性脆弱、界面性脆弱、波動性脆弱等方面。基底性脆弱主要強調濕地的特殊地質生態環境,界面性脆弱強調濕地空間方向上要素的梯度變化,波動性脆弱強調時间序列上要素的劇烈變化。

    3. 1 地貌基底的脆弱性
  基底性脆弱強調的是洪泽湖形成的特殊地理本底。洪澤湖是個比較年輕的湖泊,約在公元十二世紀時才初步形成。由於历史上多次受到黃河奪淮入海的幹擾,使洪澤湖在形成以後成為有名的“地上湖”。洪澤湖之所以成為“地上湖”,是古黃河侵占淮河入海通道所致。800多年前,淮河還是一條獨流入海的大河,南宋建炎二年(公元1128年),黃河奪淮河水道帶來大量泥沙沈積於淮河,使淮河逐漸水流不暢。公元1194年,黃河再次奪淮河下遊河道入海,使淮河更加宣泄不畅。淮河上中遊流下來的水最後在盱眙以東滯留,很快成為水面寬大的洪澤湖。黃河奪淮直到1850才改道北上,其間淮河的泥沙含量越來越高。洪澤湖形成後,淮河上中遊水來到這裏流速頓時慢下来,輸沙能力更弱,大量泥沙沈于湖底,使湖底日益升高,湖周圍的人們只得不斷加高加固大堤以防洪水。現今洪澤湖的大堤已經加高到了16m的高度,而湖底高度也在海拔10.5m以上,超過了湖周圍东部平均海拔小於9m的裏下河平原,成為“懸湖”[11,12]。
  現在的洪澤湖湖盆為淺碟形,湖底平坦,湖底海拔10.5m左右。而洪澤湖西部則是岡窪相間的波状地形,並行排列著系列沿西北-東南向延伸的四道岡和三道淺窪。不僅如此,其總體趨勢是西低東高、北高南低,湖盆由西北向東南傾斜,與洪澤湖所處的黃淮平原地勢的總趨勢一致。此外,由于洪澤湖地處淮河中下遊地區,其上遊幹流全長850km,但是坡降却只有0.03%~0.5%,這種西高東低、坡降極小的地貌基底以及“懸湖”特征,使洪澤湖本身成為脆弱體,不利於洪水的宣泄,一旦上遊來水過大或發生強降水過程,都會使湖區成為易受洪澇灾害影響的區域,因此洪澤湖具有地貌基底成因的脆弱性特征[8~10]。

    3. 2 過渡帶界面的脆弱性
  界面一般被理解为相對均衡要素之間的突發轉换或異常空間的鄰接,有時也被稱之為“過渡地帶”或者“邊緣地區”。洪澤湖作為水體,是水-陸-氣三相交界的界面,影響因子廣泛。從地理位置上來說,洪澤湖位於我國亞熱帶的最北端和暖溫帶最南端的銜接帶,是亞熱带和暖溫帶氣候帶之間的過渡带。同時,洪澤湖又處於我国南北過渡帶自然地理重要分界線秦嶺-淮河一線上,屬於比較典型的邊緣過渡地帶。在此帶上,其自然地理的諸多要素包括氣候的、水文的、植被的甚至包括人文的要素在內都具有普遍的特殊性。
  洪澤湖湖區平均日照率為52%;年平均气溫為14.8℃,最低氣溫-16.1℃,最高氣溫39.8℃;多年平均水溫為15.6℃。湖區的水汽來源主要是來自西南印度洋孟加拉灣和西太平洋的水汽,隨西南季風和東南季風輸入,同時也有部分黃海、東海方向輸入的水汽。湖區降水的主要天氣系統是切變線、低渦、臺風、低槽冷風、北槽南渦等。洪澤湖流域季風顯著,屈東南季風北跳南退必經之地,幹濕、冷暖年際差異較大。夏秋季節,受太平洋暖濕氣流和北方冷空气的影響,常有集中暴雨和連綿陰雨,並經常遭受臺風影響;冬季北方冷空氣南侵,氣候幹冷,降水稀少。而在降水上,洪澤湖区處於雨量豐沛的南方和幹旱少雨的北方的過渡區,降水的時空分布不均,年際變化劇烈,最大年降水量為1240.9mm(1965年);最小年降水量為532.9mm(1978年)。每年一般有3個雨季,即春雨(5月)、梅雨(6-7月)和秋雨(9月)。尤其值得註意的是,6~7月份的梅雨,有些年份梅雨在江淮停滞,形成長時間、大範圍的降水,從而造成洪澇災害。然而有些年份因副熱帶高壓過强或西伯利亞冷氣團勢力過強,形成干旱氣候。洪澤湖水域這些氣象因子都體現了過渡帶的界面性脆弱性的特點[8,12,13]。

  3. 3 旱澇災害交替波動的脆弱性
  波動性脆弱的特點是在客觀實體數量上作為不同狀態的重復組合,而性質上沒有實質的改變。波動是脆弱的表現,又是脆弱的原因。歷史上,洪澤湖地區旱災和洪澇災害多發[12~15],這也是導致洪澤湖地區脆弱性表現明显的主要原因。
  據楊慶萍等研究洪澤湖近50年水位變化发現,洪澤湖水位≤11.3m的年份有1957年、1959年、1961年、1962年、1965~1968年、1977~1982年、1988年、1992年、1994年、1995年、1997年、1999年、2001年共20年,其中洪澤湖水位≤11.0m的年份有1955年、1959年、1962年、1965~1968年、1978年、1979年、1992年、1994年、1997年、1999年、2001年共14年。而對1736以來的洪澤湖水情資料進行分析可以看出,1736年以來洪澇的發生大致可分為以下幾個階段:①1736~1804年。年最高水位大于15.0尺(清朝营造尺,每尺折合0.32m,下同)的洪水年份為1742年、1753年、1755年、1771年、1773年、1778年、1779年、1782年、1786年、1796年、1799年、1803年和1804年,其中以1786年(清乾隆五十一年)為最高,高堰水誌樁长至16.3尺。②1805~1851年。年最高水位大於20.0尺的洪水年份為1831~1833年、1839年、1840年、1841年、1843年、1848年、1850和1851年,其中以1851年(清鹹豐一年)为最高,高堰水誌樁長至23.4尺,洪澤湖石工及大堤悉行入水,甚是危险。③1852~1911年。以1906年(清光绪三十二年)的洪水水位最高,該年夏秋季節,大雨時行。洪澤湖上遊來水甚旺,高堰水誌樁積至16.1尺。④自1912年至今。近100年以來,其中出現1916年、1921年、1931年、1950年、1954年、1956年、1975年、1982年、1991年、2003年多次高洪水位和嚴重災害事件[12~15]。結合洪澤湖歷史旱涝災害來看,100年來的洪涝災害在時間上具有顯著的歷史繼承與延續性特點,这種旱澇災害交替發生的局面,使洪泽湖濕地呈現出顯著的波动性特征。洪澤湖水域旱澇灾害發生的原因是多种多樣的,再此不贅述。

    3. 4 水質汙染的介入性脆弱
  洪澤湖地處淮河中下遊,了解洪澤湖水質汙染的狀況,必須從洪澤湖周边地區尤其是上遊來水考慮。淮河從安徽大柳巷進入江蘇地界,經盱眙、洪澤龍子山流入洪澤湖。李波等人研究發現,淮河幹流入湖水量占洪澤湖周邊河流總匯入水量的70%以上,入湖汙染物占全湖的80.4%。洪泽湖的水質基本上取決于淮河入湖徑流的汙染狀況,包括沿湖各縣隨洪澤湖水系輸入,山包括外省市通過淮河、濉河、新汴河及支流輸入,最終從淮河、溧河窪等入湖口進入洪澤湖。但汙染物主要来自於淮河口與溧河窪,分別占80.4%和14.39%,其它入湖河道僅占1.57%。在本地入湖汙染源中则以湖西的泗洪、盱眙、泗陽三縣為主,廢水排放分別占56.38%、32.49%和11%。湖東的洪澤、淮陰區多為出湖河道,入湖汙染物很少,所占份額一般都小於0.1%[13,15,16]。
  淮河流域水汙染有越來越嚴重之勢,“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉,70年代水質變壞,80年代魚蝦絕代”是對淮河干流水汙染的真實寫照。20世紀80年代以後,許多地方部門和企業沒有認真執行環境保護政策,盲目發展汙染嚴重的小造紙廠、小化肥廠、小制革廠等,大量汙水、廢水直接排入河湖,導致流域内水體普遍受到汙染。典型案例是,1994年7月的特大汙染事故,持續時间長達55d,汙染物濃度高,毒性危害大,對生態環境破壞嚴重,經濟損失巨大。盱眙县2天內死魚約7萬kg、螃蟹約3000kg,全縣漁業直接损失6350萬元,累計造成的直接經濟損失超過1.7億元。1996年,淮河流域水質劣於Ⅳ類水的河段占全河段的79.7%,其中Ⅴ類+超Ⅴ類占64.1%。流域內發生的較大汙染事故高達160起[15,17]。
  據不完全统計,20世紀70年代以來,洪澤湖水系汙染事故主要有:①淮河口。1975年5月、1982年5月、1986年3~4月、1989年2月、1989年10月、1992年2月、1994年7~9月、1995年10月。②溧河窪入湖口。1974年7月、1980年10月、1981年10月、1986年5月、1987年4月、1988年3月、1990年5月[18~20]。可以看出,洪澤湖作為一個過水性湖泊,其水質的變化主要受上遊淮河來水控制,洪澤湖水質的變化過程也是淮河流域水汙染形势的集中體現。這種外來水質污染使整個洪澤湖水域的生態環境極其脆弱,水質被汙染,直接破壞了湖區水生生態系統和水陸交界生態系統的稳定性。

    3. 5 人类活動綜合影響的幹擾性脆弱
  隨著社會經濟活動的发展,人類活動的各種影响迅速滲透到洪澤湖濕地流域生态系統的每一個部分。人類活动的影響主要包括灘塗的開發、圍湖墾殖、湖區網箱養殖、化肥和農藥的使用等,当然也包括上述的各種水質汙染事件。
  洪泽湖堤的演化歷史本身在很大程度上就是人類影響的一個结果。為了抵禦洪澇災害的侵害,人類修築了洪澤湖大堤,並在不斷加高,如果一旦發生較大洪澇災害,其危害更大。由於洪澤湖屬于岡、窪相間的緩坡状地形,使其具有易开發的特點。20世紀50年代以後,由於灘塗開發和圍墾,尤其是近年來在湖中采用網箱養殖魚類、貝類、蟹類、蝦類等影響,洪澤湖内溧河窪、安河窪和成子窪三大湖湾的水域形態發生了明顯的改變,範圍日益縮小。目前,溧河洼、成子窪還基本保持著其大体的湖灣形態,但成子窪水域面積僅為350km[2],安河窪則基本上消失。湖區面積的縮小,尤其是入湖水道的變窄,在上遊來水下泄入湖時,更容易發生洪澇災害,影響到水生生態系統尤其是湖區人們的生命財產安全[21,22]。
  1984年以後,湖區圍網養殖的密度過大,使水体中氮、磷等營養鹽的含量增高,加快了湖泊富營養化的進程,促進部分藻類的生長繁殖;围湖造田改變了底棲动物、浮遊動植物和植被的生長條件,導致物种減少,濕地生態環境失衡;亂捕濫捞導致漁業資源枯竭和水生動物的棲息地被破壞;農田灌溉充分利用了湖泊水資源,但也降低了湖區的環境容量,出现了水產養殖與農田灌溉的用水矛盾[23,24]。因此在人類開發活動中,必須以恢復和發展洪澤湖的生物資源、建立良性循環的濕地生態系統為前提,堅持開發與保護並舉,才能使湖區經濟得到可持續發展。

      4 小结與討論

  洪澤湖濕地作為典型的Ecotone,具有敏感性、脆弱性和反饋調節機制弱、穩定性較差等特征[25]。其基底地貌的獨特性,以及處於我國自然地理重要分界線秦嶺-淮河地理位置的特殊性、旱澇災害的交替多發性、人類活動影響的日益頻繁,尤其是淮河流域以及洪泽湖水質的波動性大、穩定性差、時空分異性強等這些特點,是造成洪澤湖流域脆弱、敏感和不穩定生態環境的反映和主要原因。因此可以認為,洪澤湖濕地生態環境脆弱性表現為結構型脆弱性和外界幹擾脅迫型脆弱性兩種形式。
  由於洪澤湖濕地生態系統類型復雜,有著多樣化的植物群落和種類繁多的動植物資源,為调節地區水資源和水熱平衡等方面發挥著重要作用,是我國需要保護的重要濕地生態系統之一。针對洪澤湖濕地脆弱性特征,濕地保護對策主要包括控制上遊來水質量,盡量減少入湖汙染;加強生態監測與研究;制定濕地保護規劃,加强和完善管理制度;堅持開發與保護並舉,從而實現湖區的可持續發展。洪澤湖濕地脆弱性的表現要求我們要更好的保護濕地資源,這也是未來研究的重點之一 。

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