孤立湿地研究进展Word下载.docx
《孤立湿地研究进展Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《孤立湿地研究进展Word下载.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
从水文学的角度来看，孤立湿地被定义为与其它湿地或水体没有表层水或地下水联系的湿地，Cook
就提出了“水文孤立湿地”的概念;
从水文学和地貌学的角度看，Snodgrass
提出了名词“凹洼孤立湿地”，即在平均地表水水平下不通过地表水与其它水生生境相联系的湿地;
从生态学角度来定义湿地的孤立性更加复杂，因为需要对物理、化学或其它遗传物质交流的屏障进行分析;
许多景观生态学家认为，孤立系统是与周围环境没有物质或能量交换的系统，从这点上讲，任何湿地都不可能是绝对意义上的孤立。
通过以上研究，美国陆军工程兵团（
CROPS）
对孤立湿地作出定义，他们认为孤立湿地是指那些与可流动水体不相邻或不通过地表水相联系的湿地，如沼泽、湖泊等，但美国华盛顿运输部却引用Corson
对孤立湿地定义提出的指标来定义孤立湿地，即单独地下水或泉水补给的湿地;
季节降水或邻近高地局部径流补给的湿地;
对外无排水系统的湿地;
湿地被高地显著包围;
季节径流对湿地暂时性补给;
湿地被高地土壤和植被群落所包围。
虽然美国各领域学者和美国政府都对孤立湿地做出了相关定义，但在科学理论界还存在较大争议，未能就孤立湿地的定义作出科学、严谨和统一的阐释。
1.2
国内孤立湿地的定义
术语“孤立湿地”在我国文献中也有出现，但都仅是特征意义上的孤立湿地，与概念“孤立湿地”存在较大差距。
但我国关于孤立湿地相关的研究进展多年，提出了许多与“孤立湿地”相关的概念，如“环型湿地”、“碟型洼地”、湿地的“景观破碎化”等。
环型湿地是三江平原湿地的重要组成部分，主要分布在高漫滩、低阶地及沼泽化平原、河流的水分线上，以明水面为中心，以岛状林为边界，地势逐渐升高，积水逐渐减少，在景观上具有同心圆环状分布的湿生植被和土壤类型的碟型洼地。
具有面积小、生物多样性丰富、环境梯度变化较大和环境变化反应敏感等特点。
碟型洼地既是环型湿地的一种地貌类型，也是三江平原湿地类型之一。
碟型洼地四周地势较高，植被发育、洼地积水，并有泥炭沉积且厚度较大，其形状呈圆形或椭圆形，一般长200—300m，宽100—200m，分布较集中，对全球碳循环和生物多样性保护具有重要作用。
景观破碎化是指由于自然或人文因素的干扰所导致景观由简单趋于复杂的过程，即景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程，景观破碎化是一个连续的过程。
在湿地景观研究中，无论是自然湿地还是人工湿地，景观破碎化都相当严重，形成许多孤立的湿地景观斑块。
同时，研究表明人类活动和自然扰动是湿地景观破碎化的两大驱动因子，以人类活动为主，特别是对湿地进行农业开垦，使湿地微地貌产生差异性，从而使农田中出现水力联系并未阻隔但并不连续存在的湿地斑块景观，这种湿地斑块景观已成为三江平原湿地景观的主体。
对湿地景观破碎化进行分析，可以正确评价人类活动对湿地景观的干扰程度，这对于引导人类遵循自然规律，合理调控人类开发活动和维持湿地景观稳定性具有重要意义。
综上所述，孤立湿地的定义仍是一个有争议的学术问题，在此，综合以上各位学者的观点，把孤立湿地定义为与其它水体缺乏联系且在景观上相对孤立的湿地。
孤立湿地的定义包含两方面含义:
一方面是水文方面，孤立湿地与非孤立湿地的区别在于孤立湿地与外界缺乏直接的表面水联系或者是这种联系只有在特定条件下才有可能发生;
另一方面是空间方面，孤立湿地的最大特征是孤立性，说明了孤立湿地与非孤立湿地的最大区别在于孤立湿地存在景观空间隔离。
1.3
孤立湿地的类型
孤立湿地的研究中涉及类型研究的方面较少，还没有一个比较明确的且得到大家公认的分类方法。
在一般情况下，人们都是以各种要素直接定义孤立湿地，如草原壶穴湿地即草原中形如壶穴的湿地、干盐湖即孤立的小型盐湖等以特征命名、德尔玛瓦海湾等以地名命名、季节融水沼泽等则以时间要素命名等等，这种分类虽然比较直观，但在理论研究中无法得到深入应用。
在国外，各领域学者还提出不同的孤立湿地分类，如Cook
提出“水文孤立湿地”、Tinner
提出“地理孤立湿地”、Snodgrass
提出“凹洼孤立湿地”等;
在国内，我国学者在对三江平原湿地研究中，提出环型湿地、湿地的景观破碎化，在环型湿地的研究中，又提出碟型洼地、环形洼地。
显然这些研究都无法对孤立湿地的类型作出准确表述，这以成为孤立湿地研究的一个“瓶颈”。
在此引入Forman
在景观生态学中对景观斑块的分类方法对孤立湿地作出简单分类。
从人类干扰程度出发把孤立湿地分为四种类型，即残留孤立湿地即由大面积人类活动造成湿地破碎化而残留的小面积孤立湿地;
干扰孤立湿地即由局部性干扰造成的小面积孤立湿地;
环境资源孤立湿地即由于自然环境不平衡形成的孤立湿地;
人为引入孤立湿地即由于人类有意或无意在局部引入的孤立湿地。
2
孤立湿地特征及功能的探讨
2．1
孤立湿地的特征
孤立湿地是一种独特的湿地景观，它有许多大面积完整湿地所不具备的特征。
孤立性是孤立湿地最基本的特征。
湿地孤立性是一个连续统一体，使得可以通过空间数据库来定量分析，最普遍的对湿地孤立性的计算方法，就是应用湿地间的最小邻近距离。
如果生物的迁移运动通过廊道而便利，或受到屏障物的阻碍，沿着廊道的距离或障碍物周围的距离将更能够准确地反映分散性。
从依赖湿地生存的动物的角度来看，孤立性是关于周围湿地的数量、湿地间的距离、地表覆被的性质和特定物种的活动能力的函数。
孤立性也可以通过影响复合种群而对湿地功能起作用。
生境斑块间的孤立程度直接影响到物种的扩散，也就对复合种群具有最基本的影响。
由于孤立湿地生境斑块间孤立程度存在差异，因此孤立湿地是一种相对孤立的湿地，与其它水生生境或多或少发生一定的物质、信息和能量的交换。
可能他们之间交流的廊道是暂时性、间歇性或季节性的，但足以证明孤立湿地的相对孤立性。
生态学家、水文学家和地理学家对孤立湿地的相对孤立做了一系列的研究，证明孤立湿地无论是通过浅层地下水、深层地下水还是地表水，与其它孤立生境都存在水文连通性，如PPR
中就是通过浅层地下水使湿地之间进行连系，而佛罗里达州岩溶池塘则通过深层地下水，且水位变化很大。
但不可否认像干盐湖地下水交流就很少，因为它的基质是不透水的粘土。
Leibowitz
和Vining
在1996
年就发现北达科塔州中部区域28%的孤立湿地在高水位时有间歇性表层水连系。
他们认为这种间歇性连系在干湿循环的湿循环阶段时常发生，在这个阶段各种湿地，如草原壶穴沼泽、季节融水沼泽等，都会通过溪流、地表漫流等途径与其它水生生境发生交流，因此孤立湿地具有水文连通性。
由于孤立湿地之间存在水文连通性，所以对于孤立湿地的生物来说就有了迁移的廊道。
同时，孤立湿地某些动物的迁移也可能是出于自身的需要，如鸟类可能为了觅食、选择避难所、筑巢和饲养后代不断改变栖息地，从而完成了孤立湿地的生物连通。
有时生物迁移还可以反映生境条件的好坏，因为个体的迁移有可能是由于捕食压力或生境过度拥挤所致。
大多数学者研究认为生物连通性主要集中发生在那些通过空气或地面传播的再生体或有机体上面，同时他们注意到湿地间表层水的连系成为为湿地生物传播、迁移服务的__主要廊道之一，如佛罗里达州，间歇性洪水期，鱼就可以通过排水沟进入孤立湿地。
Snodgrass
对卡罗莱纳海湾的调查发现，频繁和长期持续的地表水交流，是此处孤立湿地鱼类丰富度极高的主要原因。
孤立湿地与其它水生或陆生生态系统也时常发生生物连系，如许多动物（两栖动物等）在不同历史阶段对栖息地有不同的要求，从而完成水、陆生态系统的交流。
因此，孤立湿地存在生物连通性。
2．2
孤立湿地的功能
2．2．1
气候功能
孤立湿地对保持全球碳平衡具有重要作用。
在我国环型湿地的研究中发现，环型湿地的高势能区为好氧高温区，阳光充足，湿地植被通过光合作用向大气释放大量氧气，同时，湿地植物残体完全分解释放出二氧化碳和甲烷，有机碳储存较少，成为“碳”源;
从边缘高势能好氧高温区向低势能厌氧低温区过渡，阳光减弱，湿地植物光合作用逐渐减小，湿地植物残体分解不完全，并以有机碳的形式储存起来，形成“碳”汇，这种“源汇”形式有利于全球碳平衡。
孤立湿地可以调节小气候。
湿地表面的水汽蒸发、热量交换以及植被的蒸腾作用等都会直接或间接地影响区域气候环境。
植物的蒸腾作用可以把一部分水分蒸发到大气中，参加大气水循环过程，提高大气湿度，以降水的形式返回到周围环境中，起到湿润环境和调控温度的作用，促使当地气候趋于稳定。
因此，孤立湿地周围地区相对温和湿润。
2．2．2
水文、水质功能
孤立湿地可以调节径流、均化洪峰。
孤立湿地的水分转化主要存在两种形式:
一是通过蒸散进入大气，二是通过渗漏进入地下潜水层。
由于基质不同，有的孤立湿地只存在一种形式，如干盐湖、季节融水沼泽和海湾湿地等，它们的基质是很难透水的地质结构或土壤，但对于大多数孤立湿地来说以上两种方式都存在，并且在调节径流和均化洪峰方面发挥一定作用。
蒸散作用可以使径流总体体积减小，而渗漏作用可以减缓洪水前进的速度，同时大量孤立湿地群的存在可以储存过量水，湿地植被也可以减缓流速等，这些作用共同工作，可以推迟洪水的推进时间，从而减少洪水的潜在灾害风险。
孤立湿地具有蓄水和自身调温功能。
在对三江平原环型湿地和沼泽湿地的研究中发现，环型湿地具有特殊的结构，使其有着巨大的储水和自身调温功能，既是在高温干旱的季节，由于湿地表面的须根层有隔离的空间，阻止了温度的传导，减少了下层水的蒸发，使湿地可以保持适当的水量和温度。
同时，沼泽湿地的土壤具有强大的持水性，高出一般土壤2—8
倍，高出一般矿质土壤2—3
倍，其中泥炭土和泥炭沼泽土持水性较大，因此具有强大的蓄水功能。
孤立湿地还具有净化、过滤功能。
Cook
研究发现通过表面水与其它孤立湿地联系或存在土壤水联系的地理孤立湿地比较水文孤立湿地有较高的电导率和Ph
值，并且湿地越小越明显;
孤立湿地也是一个“沉积箱”、“转换器”，在水文波动期间，可以通过拦蓄径流中悬浮物，移出和固定营养物、有毒物质，沉淀沉积物等，降低水中营养物质、有毒物质及污染物含量或使其转化成为其它存在形式;
孤立湿地通常与区域排污系统相连，因此，孤立湿地就成为当地有机质、污染物的分解池，在一般情况下，中等尺度的非点源输入的有机质、污染物可以被孤立湿地本身净化，也可能通过水文廊道与其它水体进行净化交流，从而完成水体清洁、环境净化的功能。
此外，孤立湿地晨雾还可以去除大气中的扬尘和颗粒物等物质，净化空气，提高生存环境质量。
2．2．3
生境功能
孤立湿地有利于生物多样性的保护。
不同的水文、生物特点，不同的孤立湿地类型造就了孤立湿地不同的生境条件，而生境多样性对生物多样性的保护方面有重大作用，如壶穴沼泽、干盐湖、海湾等孤立湿地的水文条件不同、覆盖条件不同，从而形成满足各种生物需求的生境条件，相应的物种丰富度就得到了提高。
Levins
于1970
年在景观生态学中引入复合种群概念，随着研究的深入，表明复合种群受景观斑块面积影响较小，而景观斑块的隔离程度起到根本性作用，如Thomas
对3
种蝴蝶复合种群动态研究表明，斑块面积大小与局域种群大小无关;
孔雀等人发现当岛屿面积增大到一定程度时，植物群落增加速度减缓，说明斑块面积对物种丰富度的影响不起主要作用。
同时，破碎化的湿地景观斑块有较多的“边缘区域”，斑块的“边缘效应”可能容纳更多样的物种。
因此，孤立湿地可以保持物种的丰富度，有利于生物多样性的保护。
孤立湿地是生物迁徙的“踏脚石”。
Davis
等研究表明星罗棋布的孤立湿地为水禽的迁徙提供了一系列的“踏脚石”。
高密度的小型孤立湿地对其他动物也发挥着重要的功能。
Semlitsch
等论述了小面积的孤立湿地对两栖类动物的重要性。
不同类型的小面积孤立湿地为多种类的两栖类动物的积聚提供了生境，产生了大量的动物幼体（这对维持种群十分必要），同时为两栖类动物的扩散起到重要的“踏脚石”作用。
三江平原已对湿地进行了大规模开发，但由于碟型洼地地势较低、面积较小、温度不高、积水较多，不利于农作物生长，从而在农田中保存下来，这些碟型洼地为水禽的迁徙提供落脚地。
孤立湿地有利于独特种的保护。
孤立湿地的第一特征就是孤立性，这种地理上的隔离有利于边缘种的生存和保护，从而形成地方性独特种。
Gibbs
对缅因州中部湿地的研究表明，大量的小孤立湿地为濒临灭绝的物种提供了寻找新的栖息地的机会。
Jenny
等研究表明澳大利亚西南部有数千个不同大小、水文和水化学的湿地。
面积较小、季节性和不肥沃的湿地具有较丰富的无脊椎动物群落，而在面积较大且永久向阳的水域支持较丰富且数量较多的水鸟群落，较丰富的植物群落出现在季节性或暂时性湿地中。
大量小面积的孤立湿地的存在增加了当地物种生存的机率。
孤立湿地除具有以上三大功能外，沿海孤立湿地如三角洲孤立湿地、海湾孤立湿地、盐沼等都具有独特的生境条件，形成独特的地貌景观，它们在抵御自然灾害，降低风浪强度，削弱海浪和水流的冲击，防止海岸线侵蚀，减少经济损失等方面作用明显;
城市孤立湿地在城市景观建设、城市文化保留、市民休闲娱乐和提高自然科学知识方面具有积极作用等。
综上所述，各领域学者对孤立湿地功能的已进行大量研究，但对孤立湿地功能的形成机制研究不够深入，除个别功能（调节小气候、生物“踏脚石”、维持特有种等）外，其它功能与非孤立湿地功能相似性极高，使孤立__湿地在社会发展和湿地保护中无法得到足够的重视，因此加强孤立湿地功能形成机制的研究从而确立孤立湿地特有功能是孤立湿地研究急需解决的问题。
3
孤立湿地保护的研究
美国是联邦政体的国家，对于湿地保护，形成以宪法为基础，联邦、州三级保护体系，其中联邦政府颁布了一系列法律，如《河流域港口法》、《国家环境政策法》、《鱼类和野生动物协作法》、《清洁水法》、《粮食安全法》、《税收改革法》和2012
年农业发展规划等，其中《清洁水法》的404
条款，明确提出对孤立湿地的管理权，后三个法案是针对农业“湿地破坏者”提出的，要求农业开发要以农田湿地保护和恢复为基础，以上这些法案的提出明确了对孤立湿地保护的重视。
我国也有相应的保护法律，如《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国野生动物保护法》和《中华人民共和国水法》等，但都没有把孤立湿地作为单独的湿地类型进行保护。
同时，牛振国等人对全国9hm2
以上的水面、沼泽等湿地进行初步遥感制图，而9hm2
以下的湿地并未纳入遥感制图范围。
2010
年国家林业局发布的《全国湿地资源调查技术规程（试行）
》中对我国湿地进行分类即近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地，并未把孤立湿地单独分类。
以上说明我国对孤立湿地的研究与保护重视程度不足，这种不足导致我国在孤立湿地保护方面存在诸多问题，如由于孤立湿地资源监测能力不足、管理机制缺乏、法律和法规不完善导致孤立湿地过度开发、面积数量不断减少、水体污染加剧、环境不断恶化等。
针对以上孤立湿地保护中存在的问题，我国应调整相应的政策。
其实在2004
年我国湿地香山科学会议上已将破碎化后的湿地景观斑块的管理与恢复列为我国未来湿地领域的优先发展方向之一，但国家投入和重视程度不足，因此，我国应该加大孤立湿地重要性的宣传力度，完善相应的管理机制、检测体制和法律、法规，增加孤立湿地恢复和科研投入，加强国际交流与合作。
围绕以上措施我国可以借鉴“资源-环境-经济-文化”、“环境影响评价制度”、“污染物总排放量控制”、“环境法典化”等模式，最终达到孤立湿地保护与经济腾飞的“双赢”。
4
展望
通过对国内外孤立湿地定义、类型、特征、功能和保护的论述，可以了解到我国孤立湿地的研究相对较少，但孤立湿地已成为我国湿地的重要组成部分，并在维持生态平衡和促进社会发展方面发挥着重要作用，因此，我国应把加强孤立湿地研究作为湿地研究的重要一环。
（1）
加强孤立湿地定义与类型的研究
国外对术语“孤立湿地”的研究较早，但还未形成科学的、统一的定义，在学术界仍存在较大争议，在国内术语“孤立湿地”在研究中应用较少，但随着这种湿地景观地位的凸显，其定义的理论研究必不可少。
对于孤立湿地的类型，国外学者仅从各自领域出发，没有行成系统的理论体系，而在国内湿地类型中并没有孤立湿地，湿地调查和遥感解译时，对孤立湿地存在遗漏，这都成为我国孤立湿地研究的障碍，因此，应综合各学科、各领域的观点对孤立湿地作出类型划分，以便对今后孤立湿地的研究提供理论依据。
（2）
促进孤立湿地结构和功能研究的社会化
国外科学家对孤立湿地的结构和功能都做了大量研究，尤其是自然功能，而我国对孤立湿地的研究存在严重不足，结构和功能研究是孤立湿地研究的重要组成部分，尤其是如何把孤立湿地的结构特点和功能研究与经济发展相联系，促进孤立湿地结构和功能研究的社会化，这应该是未来孤立湿地研究的热点和方向。
（3）
孤立湿地的开发与保护并举
我国设立了许多湿地保护区，在保护区内大面积的湿地得到有效的保护、规划和设计，但在保护区外湿地多以破碎化景观形式存在，并未的得到有效的保护、管理和设计，因此我们促进孤立湿地结构和功能研究社会化同时，还应提出实质性的措施，加大宣传和管理力度，实施替代性保护措施，把孤立湿地的保护纳入我国湿地保护的法律议程上来，使孤立湿地的开发与保护并举，以达到“双赢”。
升级会员 