湿地生态系统修复设计与实践研究

**章 湿地生态系统修复研究进展 　　湿地（wetland）是处在陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡区，是地球上的重要生态系统类型。湿地具有重要的生态服务功能，包括涵养水源、调节气候、净化水质、保护生物多样性、增加碳汇及科学和文化教育等。近几十年来，由于人口急剧增加，经济社会迅速发展，城市化进程加快，人类对自然资源掠夺式开发利用的强度大大增加。这些人为干扰因素导致湿地环境破坏和湿地生态系统退化。由于土地利用变化和人类活动的干扰，湿地是世界上受威胁*大的生态系统之一。自20世纪初以来，随着经济的快速发展，世界上大面积的湿地被开发，许多重要的湿地急剧消失（Coleman et al.，2008；McCauley et al.，2013；Rebelo et al.，2018；Zhou et al.，2020）。在许多国家，约90%的湿地已被破坏或严重退化，导致生物多样性丧失和湿地功能严重退化。因此，修复与重建湿地生态系统，对于遏制湿地生态系统的退化趋势、维持流域生态系统健康和经济社会的可持续发展具有重要意义。 　　**节 湿地的概念与类型 　　一、湿地概念 　　就字面含义而言，湿地是指被浅水层所覆盖的低地，如沼泽地带。在一般人的概念中，湿地是长满水草、杂乱无章的潮湿区域或沼泽地。湿地的英文单词“wetland”由“wet”和“land”构成，“wet”意为潮湿，“land”指土地，故湿地可简单地理解为多水之地、潮湿之地。 　　湿地是雁、鸭、鹤、鹳、鹭、鹬等水鸟的栖息地（繁殖地、越冬地或迁飞途中的觅食地）。为了保护水鸟，必须保护好湿地，这是鸟类学家和保护生物学家对湿地的理解。1971年2月，英国、加拿大和苏联等国在伊朗南部小城拉姆萨尔签订《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称《湿地公约》）时的本意也在于此（Bridgewater and Kim，2021；Mitsch and Gosselink，2015）。 　　《湿地公约》对湿地的定义为：各种天然或人工的、长久或暂时的沼泽地、湿原，泥炭地或水域地带；静止或流动的水域；淡水、半咸水或咸水；低潮时水深不超过6m的水域。 　　二、湿地概念的内涵 　　美国鱼类和野生动植物管理局于1956年发布了《39号通告》，强调了湿地作为水禽栖息地的重要性。1974年，美国鱼类和野生动植物管理局又着手编制了国家湿地名录，划分出20种湿地类型，奠定了美国主要湿地分类的基础。 　　美国鱼类和野生动植物管理局在1979年发布的《美国的湿地和深水生境分类》中提出了较综合的湿地定义（Mitsch and Gosselink，2015；崔保山和杨志峰，2006），认为湿地是处在陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡区，通常其地下水位达到或接近地表，或处于浅水淹没状态。湿地至少应该具备下列三个特征之一：①周期性的以水生植物生长为优势；②地表排水不良，以发育水成土为主；③每年生长季节的部分时间被水浸或水淹。这一定义被全世界的湿地科学家广泛采纳。 　　《湿地公约》对湿地的定义不是湿地学的科学定义，其原因在于它未揭示出湿地的科学概念与内涵的实质，内涵与外延也不明确。《湿地公约》对湿地的定义更多的是从管理角度的定义，该定义的湿地具有明显边界，在湿地管理工作中易于辨识和操作。凡是加入《湿地公约》的各缔约国都接受这一定义，该定义在国际上具有通用性。 　　事实上，湿地是一个涉及多学科的综合概念，是联系多种学科的一个动态客体。水文学家、地理学家、生物学家、生态学家等可能由于其研究的具体目的和专业背景不同而各有侧重。从生态学角度来看，湿地是介于陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡地带，既不同于水体，又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统，是水生、陆生生态系统相互延伸交错扩展的空间区域，具有三个明显的特征：①地表长期或季节性地处在过湿或积水状态；②生长有湿生、沼生、浅水生植物，以及栖息有湿生、沼生、浅水生动物和适应其特殊环境的微生物群；③土壤潜育化或发育水成土。 　　湿地概念强调水陆交汇（陆健健等，2006），强调湿地的生态服务功能，是地球生物圈内与人类生存有密切关系的重要生态系统。 　　三、湿地的类型 　　《湿地公约》将湿地分为天然湿地和人工湿地两大类（表1-1）。 　　表1-1 《湿地公约》的湿地分类 　　我国结合《湿地公约》的分类系统，针对我国的湿地资源分布及赋存状况，提出了一个湿地分类系统（《全国湿地资源调查与监测技术规程（试行）》）（国家林业局，2010），将湿地划分为近海及海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地五大类（表1-2）。 　　表1-2 中国湿地调查湿地分类和代码 　　第二节 湿地生态修复的概念 　　一、生态修复概念 　　近几十年来，由于人口增长、快速城市化及掠夺式的自然资源开发等干扰，导致生态环境恶化的不断加剧，水土流失、土地荒漠化、环境污染、生物多样性衰退、湿地退化等问题日趋突出，从而严重制约着经济社会的可持续发展和影响人类生存环境空间的质量（Ren et al.，2007）。全球变化，尤其是极端灾害性天气频发，让我们处在一个不断变化的环境中，进一步加剧了生态退化程度。如何应对一系列“黑天鹅”事件（“black swan”incidents）所带来的复杂问题（wicked problems）（Rochel et al.，2020），使退化生态系统得以恢复，是当今人类面临的急迫问题。修复退化生态系统对生态系统健康维持和人类社会可持续发展具有重要意义。 　　生态修复（ecological restoration）是指把退化、受损或破坏的生态系统复原到以前的状态或尽可能恢复到接近以前的状态（任海等，2014；Martin，2017）。复原与恢复的共同点是两者着重于以历史上存在的生态系统作为模板或参照，复原强调生态系统过程、生产力和生态服务功能的修复，而恢复的目标还包括历史时期生物区系完整性（如物种组成和群落结构）的重建（袁兴中等，2020）。生态修复已经由过去注重单一生境的修复、单一生态要素恢复（如森林、草地、河流水环境、生物多样性等）（Peng and Wu，2015；Zhao et al.，2000），发展到如今关注国土空间综合生态修复（Cao et al.，2019）；由传统的农林水等部门所涉及的各管理要素的生态修复，到今天生态修复已成为跨部门、跨学科和跨领域的科学行动。 　　二、湿地生态修复 　　湿地退化是指由于自然环境突变或人类活动干扰导致湿地的自然特征退化、生态系统结构破坏、功能衰退、生物多样性减少、生产力下降等一系列