湖滨带退化生态系统 (1).doc

湖滨带退化生态系统摘 要: 近年来越来越多湖泊的湖滨带受人类干扰而严重退化, 恢复生态学和景观生态学是湖滨带退化生态系统的恢复与重建的基础理论, 在该理论的指导下, 通过综述生态恢复和重建目标、内容及技术方法, 提出了要在研究尺度的确定、加强定量研究、采用多学科交叉研究方法及湖滨带生态恢复和生态系统管理上对湖滨带退化生态系统恢复与重建研究进行进一步探讨关键词: 湖滨带; 退化生态系统; 恢复与重建1 湖滨带生境特点湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,是湖泊水生生态系统与湖泊流域陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带, 是湿地的组成部分之一, 含有边界和梯度两个特点其范围通常是指景观和性质受水体和陆地两方面影响的地带典型湖滨带包括三个区域:陆向辐射区或陆向湖岸带、水位变幅区、 水向辐射区或近岸浅水带其独特的环境特征, 使该区域内的生态因子兼有相邻系统的部分特征而又不同于其相邻系统, 成为与两者密切相关的独立的生态系统同时又具有独特的植被、土壤、地形地貌和水文特性通过物质、能量和物种的交换同相邻的水生生态系统和陆地生态系统发生强烈的相互作用因而湖滨带具有明显的边缘效应和丰富的生物多样性,是湖泊水环境与陆地环境之间的景观廊道, 具有缓冲、净化带的作用,可保护湖岸免受风浪的直接冲刷和侵蚀, 提高湖岸的稳定性, 保持生物多样性并提供野生动植栖息地, 同时具有很高的经济和美学价值。

此外它也是湖滨生态修复的瓶颈和节点, 作为对人类和环境提供益处的重要工具, 其在水陆生态系统中伴有重要的角色随着人口增加、工农业生产的发展及人类不合理开发利用的加剧, 很多地区存在湖泊富营养化、湿地退化、物种急剧减少等生态环境问题, 引起湖滨带生态系统的逆向演替, 造成湖滨带生态系统的严重退化, 湖滨带生态功能严重削弱,直接威胁人类赖以生存的环境因此与湖泊生态修复、湿地恢复密切相关的湖滨带退化生态系统恢复与重建已成为当今恢复生态学和流域生态学研究的重要内容之一2 湖滨带生态恢复与重建的理论湖滨带生态恢复与重建的理论基础是恢复生态学与景观生态学所谓生态恢复与重建是指根据生态学原理, 通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法, 人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程, 调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序, 使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快的成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平, 最终达到生态系统的自我维持和良性循环状态根据景观生态学原理, 景观是由斑块一廊道一基质组成的镶嵌体合从景观生态学的角度来看, 岸坡属于一种廊道结构, 作为廊道重新分配对沿湖植物群落有影响的有机物和无机物, 其中的景观结构与景观功能原理、景观变化与稳定性原理、景观生物多样性原理、生态流聚集与扩散原理等都已经成为国内外生态恢复与重建设计中的重要理论依据。

近两年来, 有学者直接提出以水为中心的水域景观生态学的概念, 把景观生态学扩展到水域生态系统中, 为水生态系统的恢复和重建增加了直接的景观理论指导生态恢复和景观生态学都强调生态学原理和方法, 二者在湖泊的生态恢复和景观设计中紧密结合,可以达到双赢的效果3 湖滨带生态恢复与重建的目标、内容及技术方法3. 1 湖滨带生态恢复与重建的目标、内容湖滨带生态恢复与重建的总体目标就是在湖滨带调查、类型划分和主要环境因子辨识的基础上, 采用生物、生态及工程和管理措施, 以生态演替为理论基础, 根据湖滨带退化原因及不同的湖滨带类型恢复和重建生物群落及其生境要素, 保护或人工合理调控湖滨带的生态结构和功能, 压缩在自然条件下需要几十年乃至数百年的演替过程, 使受害或退化生态系统重新获得健康及视觉和美学享受, 并有益于人类生存和生活的生态系统重构或再生其最终目的就是再现一个自然的、或近自然的自我持续的生态系统, 使其与环境背景保持完整的统一性许多研究者认为, 在进行生态恢复时, 应该优先考虑水岸带的自然恢复因此, 在进行生态恢复前首先应明确干扰行为排除后湖滨带是否能够自然恢复当自然恢复无法达到预期目标时, 则必须采取针对性的措施和主动的恢复方法。

由于不同地域湖滨带所强调的生态服务功能不尽相同,其生态恢复与重建的侧重点和要求也会有不同因而根据恢复生态学和景观生态学的理论, 完整的湖滨带生态系统的恢复与重建的主要内容应该包括物理基底的设计与恢复、理化环境的改善、生物种群的选择及群落结构的配置、生态景观建设等方面的内容大体上可以归结为湖滨带生境恢复、湖滨带生物恢复和湖滨带生态系统结构与功能恢复三个部分相应地, 湖滨带的生态恢复技术也可以划分为三大类3. 2 湖滨带生态恢复与重建的技术方法3. 2. 1 湖滨带生境恢复主要包括基底修复、水质改善和水文条件改善其中水质恢复是退化湖滨带生境恢复的重点和难点, 改善水质是水生植被恢复的基础工作由于湖泊是静水水体, 自净能力低, 因此不但要进行点源、非点源污染控制, 还需要进行污水深度处理、原位强化净化及生物调控措施等水质控制技术目前主要有前置库技术、人工浮岛工程技术、湖滨湿地工程技术、引水冲洗等基底恢复技术包括物理基底改造技术、生态堤岸技术、水土流失控制技术、生态清淤技术等对于风浪冲刷强烈的湖岸区, 基底修复可以考虑构筑潜坝消浪水文条件恢复通常是通过调控湖泊水位、河流廊道恢复、配水工程等措施来实现。

3. 2. 2 湖滨带生物恢复与重建技术( 1) 建群种的选择水生植被的恢复主要有自然入侵和人工种植两种方案,由于人工种植能在较短时间内恢复到目标程度, 在实践中较多使用, 相关技术涉及引种、选育和培植、种群扩增、物种保护等先锋物种的选择是植被恢复的首要工作要结合生活型优先选用能较好适应环境条件的、满足环境功能需求、净化和抗干扰能力强的本地种作为建群种 2) 群落时间、空间配置在湖盆形态比较规则的情况下, 水生植物的生活型分布一般呈环带状配置, 即由近岸区域向敞水区过渡依次配置挺水植物、浮叶根生植物、漂浮植物和沉水植物, 构成完全系列在不规则湖盆条件下, 结合湖滨带具体的气候、水文条件等因素, 考虑水平和立体结构, 综合配置不同生活型植物在空间配置的基础上, 结合优势种的季节变动性保证所有生活型的水生植物具有周年连续性,进行群落结构优化配置与组建, 保证其较强的生态功能其中先锋物种引入技术、物种保护技术、群落结构优化配置与组建技术在湖滨带恢复实践中得到较为广泛的应用3. 2. 3 湖滨带生态系统结构与功能恢复技术生态系统结构和功能恢复技术是一项综合性的技术, 主要包括系统结构和功能的优化配置和调控技术、生态系统稳定化管理技术、景观设计及建立生态监测指标体系等。

需要强调的是, 在许多湖滨带和湿地恢复实践中, 以上技术常常整合应用, 并可取得显著效果4 关于湖滨带生态系统恢复与重建研究的展望4. 1 研究尺度的确定目前的研究多在较小的尺度上进行, 今后的研究应从景观或者流域的尺度上进行考虑, 在多尺度上识别自然和人类干扰对河岸带生态过程及物种演替的影响, 在此基础上进行综合治理4. 2 加强定量研究目前的研究定性分析较多, 定量分析较少, 应在单因素分析的基础上, 进行多因素综合分析, 尤其需要加强生态系统内各要素之间相互作用机制研究, 定量分析和模拟自然和人为干扰对湖滨带植被以及整个生态系统的影响, 通过模型精确界定生态系统受损或退化程度4. 3 采用多学科交叉的研究方法, 发挥高新技术优势充分考虑湖滨带生态系统与相邻生态系统及社会经济系统之间的关联, 结合水文学、地形学、地理学、生态学、景观学等学科进行同时, 加强3S 技术及现代数学方法在分析河岸带地形、水文、植被特征及其时空动力学变化特征时的应用, 并建立定量模型, 进行湖滨带生态恢复与重建的计算机模拟, 分析研究影响湖滨带生态安全、生态稳定、生态健康以及结构稳定的主要指标, 分析研究湖滨带生态综合评价模型, 利用该评价模型对河岸带的生态状况进行综合评价,为湖滨带生态系统的建设和管理提供可靠的理论依据和评价标准。

4. 4 生态系统结构与功能恢复的实用技术的系统研究目前生态系统结构与功能恢复技术尚未形成一套比较完整的理论体系, 仍在不断地试验探索和发展中, 因此, 急需针对不同类型的退化湖滨带生态系统对生态系统结构与功能恢复的实用技术进行系统的研究4. 5 湖滨带生态恢复和生态系统管理的热点研究建立环境监测和信息管理系统, 协调人与自然之间的价值冲突, 不同利益者之间的价值冲突, 探索适合我国湖滨带生态系统特色的恢复和管理模式、方法, 使沿岸地区能获得最佳环境效益和社会、经济效益的资源利用方式和社会经济发展模式, 实现经济的生态化和生态的经济化参考文献:[ 1] 颜昌宙, 金相灿, 赵景柱, 叶春, 王中琼. 湖滨带退化生态系统的恢复与重建[ J] . 应用生态学报, 2005, 16( 2) :360- 364.[ 2] 邓红兵, 王庆礼, 蔡庆华. 流域生态学: 新学科、新思想、新途径[ J] . 应用生态学报, 1998, 9( 4) : 443- 449.[ 3] 陈吉泉. 河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用[ J] . 应用生态学报, 1996, 7( 4) : 439- 448.[ 4] Gregory S V, Swanson F J, McKee A, et al. An ecosystemperspective of riparian zones: Focus on link between land andwater. BioScience, 1991, 41( 8) : 540- 551.[ 5] 卢宏玮, 曾光明, 金相灿, 焦胜. 湖滨带生态系统恢复与重建的理论、技术及其应用[ J] . 城市环境与城市生态,2003, 16( 6) : 91- 93.[ 6] John A Wiens. Riverine landscapes: taking landscape ecologyinto water[ J] . Freshwater Biology, 2002, ( 47) : 501- 515.[ 7] 章家恩, 徐琪. 生态退化研究的基本内容与框架[ J] . 水土保持学报, 1997, 17( 3) : 46- 53.[ 8] 杨红军, 祝松鹤, 申哲民, 王文华. 湖滨带生态恢复与重建的理论与技术研究[ J] . 农业环境科学学报, 2006, 25( 增刊) : 819- 824.[ 9] Nilsson C, Svedmark M. Basic principles and ecological consequences of changing water regimes: Riparian plant communities. Environmental Management, 2002, ( 30) : 468- 480.[10] E Uenberg H. Vegetation ecology of central Europe [ M] .Cambridge: Cambridge University Press, 1988: 32- 76.[ 11] 彭少麟, 任海, 张倩媚. 退化湿地生态系统恢复的一些理论问题[ J] . 应用生态学报, 2003, 14 ( 11) : 2026 -2030.[ 12] Wheeler B D. Shaw S C, Fojt W J. Restoration of TemperateWetlands[M] . Chister: John Wiley& Sons, 1995: 12- 87.[ 13] Coveney M F, Stites D L, et a1. , Nutrient removal from eutrophic lakwater by we。