| 湿地是地球上三类最重要的生态系统(森林.<>海洋和湿地)之一.<>湿地生态系统具有陆地生态学和水域生态学所无法涵盖的特征和特性,其独特性在于它特殊的水文状况.<>陆地和水域生态系统交错带作用以及由此而产生的特殊的生态系统功能.<>. |
| 在地质历史时期,石炭纪的林泽环境造就和保留了当今人们生存所依赖的化石燃料.<>在较小的时间尺度,湿地的价值表现在作为许多化学物质,生物物种和基因的源.<>汇和库.<> |
| 湿地由于具有广泛的食物链和丰富的生物多样性也被称为“生物超市”.<>它为许多动植物提供了独特的生境,因此在自然景观保育中具有重要作用.<>湿地因其对自然和人类产生的水和废弃物具有天然接收器的作用而被称之为“地球之肾”,<>在全球尺度上湿地则被一些人誉为二氧化碳接收器和气候稳定器,<>湿地还具有稳定水源供给,改变洪涝和干旱状况,净化水质,保护海岸线和调节地下水水位等功能.<> |
| 著名生态学家E.P.Odum(1971)定义生态学为“生态系统结构和功能研究的科学”.<>湿地生态学作为一门独立的学科,综合了陆地生态学,水域生态学和生态水文学等学科的内容.<> |
| 美国学者W.Mitsch(2000)给出了湿地生态学作为一个独立的科学的理由： |
| (1)湿地具有目前生态范例和领域如湖沼学.<>河口生态学和陆地生态学所无法充分涵盖的特征特性.<> |
| (2)湿地研究已经开始致力于貌似迥然不同类型的湿地共同特征的探索和验证.<> |
| (3)湿地调查方法涉及多领域多学科,不能按常规方法进行或结合到大学现有学科分类中去.<> |
| (4)制定湿地调控和管理的政策需要湿地生态科学的强有力支持.<>虽然湿地类型繁多,形态各异,但越来越多的证据表明湿地共同的特征和特性：位于水域或者水淹陆地.<>缺氧环境和动植物的适应状态等.<>人们可就这些共同性进行不同于陆地生态学和水生生态学的研究.<> |
| 湿地对生态理论和原则的“普遍性”,如演替.<>能量流动,提供丁验证机会,而这些理论都是从陆地或水域生态学发展来的.<>例如,湿地为Clements(1916)的演替理论和Lindeman(1942)的能流方法提供了验证场所.<>湿地还是研究过渡带.<>生态交界区和生态交错区有关理论的绝佳实验室.<> |
| 湿地通常被描述为生态过渡带,即陆地(如森林.<>农田)和水体系统(如河流.<>湖泊和河口)的过渡带.<>湿地在自然景观中的生态位使其可以作为有机物的“源”和无机营养物的“汇”而发挥作用.<>同时,这个“传递”作用导致了湿地极高的多样性,兼具陆地和水域物种.<>不同于简单的生态过渡带,湿地自身就是一个生态系统.<>它具有水域系统的一些特征如藻类.<>底栖无脊椎动物.<>自游动物.<>缺氧基质和流动的水,<>另一方面,它又有与陆地维管束植物结构相似的维管束植物.<>由于其与陆地和水域系统的密切联系,湿地与世界上其它高生产力的生态系统有明显区别.<> |
| 目前,我国的湿地和世界其它国家的湿地一样正以令人担忧的速度消失.<>湿地的消失将给所在区域的经济发展带来严重的损失.<>越来越多的科技工作者和行政官员都发现,为了区域的发展,需要了解.<>保护甚至重建这类脆弱的生态系统.<>这为高教部门提出了新任务,培养具备湿地生态学基础理论,掌握湿地生态学研究技术的科技人员现在比以往任何时候都显得迫切.<> |
| 本书以系统生态学的观点,综合笔者20余年来对湿地生态的研究实践和国内外的研究实例,简要阐述这一独特生态系统结构,过程.<>功能.<>评价.<>管理和恢复的原理和主要研究方法.<> |
| 本书第一章主要阐述湿地的分类及相关特征.<>湿地分类主要依据拉姆萨湿地公约分类系统,同时结合我国湿地的特点,重点对我国现有各类主要湿地进行阐述.<>总体上,湿地被分为三大类：海洋与滨海湿地.<>内陆湿地.<>人工湿地.<>我国地域广阔,除了拥有漫长的海岸线外,还有世界第三极——青藏高原,西高东低的地势和水分分布的不均衡造就了丰富的湿地类型,几乎囊括了拉姆萨湿地公约分类系统中所有的湿地类型.<>我国除了自然湿地之外,还创造性地开辟.<>了大量稻田和鱼塘等人工湿地.<>但是,从湿地面积上看,我国的自然湿地面积仅占国土面积的2.6％左右,与地球上6％的平均湿地面积占有量来看,湿地数,<>量和面积并不显著.<>更值得重视的是,由于人们对河流自然走势的改造以及水土流失和环境污染等导致了现有自然湿地面积的萎缩趋势,湿地质量还在不断下降.<>另外,全球变化对滨海湿地和高原湿地的影响仍然有待于做更详细的估算和评价.<> |
| 第二章阐述湿地生态系统的主要结构和湿地生物的适应.<>湿地生态系统具有很高的生物多样性,各种生物在生态系统中分别扮演了生产者.<>消费者和分解者的角色,并因此形成了复杂的食物网.<> |
| 湿地的生产者包括了草本植物.<>乔木.<>灌木.<>泥炭藓和浮游植物等,大多为世界分布型,体现了隐域植被的特征.<>湿地生态系统的消费者主要有具飞翔能力的鸟类和昆虫,适应湿生环境的哺乳类.<>两栖类和爬行类动物,以鱼类为代表的水生动物,以及种类繁多的无脊椎底栖动物.<>许多湿地鸟类都具有迁徙特性,它们通常在高纬度地区繁殖,而在中低纬度地区越冬.<>鱼类也多有洄游特性,其种类组成.<>数量及分布具有明显的季节差异.<>底栖生物主要包括原生动物.<>线虫.<>浮游桡足类.<>环节动物.<>轮虫和大型无脊椎动物等动物类群,根据其食性又可分为两类,一类是沉积食性,另一类是滤食性.<>许多湿地,特别是海岸湿地,主要能量输运途径以碎屑食物链为主,相应底栖生境中的动物类群则成为十分重要的环节.<>细菌和真菌是湿地生态系统的主要分解者类群,其生存依赖于环境,同时它们的生命活动和新陈代谢产物对周围环境也产生极大的影响.<> |
| 对于湿地独特的非生命生态因子,特别是胁迫性因子(缺氧.<>盐度等),不同的生物类群.<>组织层次,具有不同的耐受.<>调节机制.<>单细胞有机体显示出生化适应,这也是更复杂的多细胞生物细胞水平的适应特征.<>维管束植物同时显现结构上和生理上的适应.<>动物具有最大范围的适应性,不仅仅通过生理和结构方式,还包括行为反应.<>而在群落整体水平上,通过共生.<>互惠使相应生物类群能够更好地适应湿地环境.<> |
| 第三章阐述湿地生态系统的生态水文过程.<>湿地水文的研究将水文学与生态学相融合,形成生态水文学,在考量湿地水文过程的同时,探讨水文过程与湿地的各种生命和非生命组分的相互作用特征.<> |
| 湿地水文过程被认为是决定各种湿地类型形成与维持以及湿地生态系统功能最重要的因素.<>正是由于湿地独特的水文过程,创造了不同于排水良好的陆地生态系统及开放式的水生生态系统环境条件,进而影响湿地的生物多样性特征.<>.. |
| 湿地水文过程取决于气候和地形条件.<>在其它条件相同的情况下,湿地在凉爽或湿润气候条件下的分布比炎热或干旱气候下更为普遍,因为在凉爽的气候条件下,陆地蒸发损失的水量少,而湿润气候则有较多的降水,<>陡峭的地形通常比平坦或缓坡地形条件下湿地分布少,分隔的低洼地形与潮汐补给或河流补给环境形成湿地特殊水文地貌.<>湿地水文过程可直接改变湿地环境的理化性质,特别是氧的可获得性及相关化学性质,如营养盐的可获得性.<>pH和硫化氢等物质的产生,<>同时,水文过程也包括向湿地输入和从湿地输出各种物质,包括沉积物.<>营养物质以及有毒物质等,进而影响湿地的理化环境.<> |
| 与其它许多生态系统一样,湿地生物类群对湿地水文过程的响应具有反馈控制作用.<>湿地微生物催化了湿地土壤中的所有化学反应,进而控制植物营养的可获得性和植物毒素如硫化氢的产生.<>而植物通过形成泥炭.<>滞留沉积物.<>吸收营养物.<>阻挡水流和蒸腾水分等过程,改变湿地理化环境,控制湿地水文过程.<>动物通过其行为,对湿地水文过程以及理化环境产生重要的控制作用.<> |
| 第四章阐述湿地的生物地球化学循环.<>湿地的生物地球化学循环通常可以分为两部分：湿地生态系统内部的各种转化过程,以及湿地与其环境之间的物质交换过程.<>尽管许多物质转化过程并不是湿地所特有的,但是永久性或间歇性淹水条件导致了某些过程在湿地中比其它生态系统,包括陆地和水生生态系统,显得更为突出.<>如厌氧条件有时在其它生态系统中也能发现,但是在湿地中却尤为普遍.<>湿地土壤经常性或全年处于淹水状态而形成还原性条件,进而影响厌氧环境特有的生物化学过程.<> |
| 湿地内的物质循环与水文条件一起影响湿地物质的输入与输出.<>当生态系统与周围环境有丰富的物质交换时,可以认为系统在生物地球化学循环方面是开放的,<>反之,如果只有很少或几乎没有物质通过生态系统边界进行交换时,则可以认为系统在生物地球化学循环方面是半封闭的.<>这两种情况在湿地中都存在.<>如河滨低洼湿地和潮汐盐沼通过河流淹水和潮汐交换与周围的环境有显著的物质交换.<>其它湿地如沼泽地除了有降水及气态物质输入.<>输出系统外,基本上没有其它的物质交换,它们更多地依靠系统内部的循环,而不是外部物质的输入.<> |
| 第五章阐述湿地生态系统的能量流动.<>太阳辐射能在湿地转化成化学能量及其在生态系统中的流动,不仅对于维持湿地植物群落的生存和发展具有重要的意义,而且对于湿地植物群落以外的湿地动物和湿地微生物群落同样具有非常重要的价值,是湿地生态系统的能量流动的基础.<>湿地是全球生产力最高的生态系统类型之一.<>淡水草本沼泽的生产力可以高达6000g·m-2·a-1不同区域相同类型湿地生产力通常具有明显的差异.<>大部分湿地,包括草本和森林沼泽,对维管束植物初级生产的利用主要通过碎屑物途径,而草食动物的直接牧食比例非常小.<>所有湿地的分解过程大致相同,主要受要分解的植物物质的性质.<>温度.<>无机养分对于微生物分解者的可利用性以及水淹条件.<>湿度等因素的影响.<> |
| 应用“体现能分析”可分析湿地生态系统各组分的能量质量.<>通常在生态系统能流分析的基础上,构建体现能值分析表,对不同组分的体现能进行计算和评价.<>它为生态系统的综合评价提供了一个统一的度量标准.<> |
| 熵流理论在生态系统能流研究中的应用,使定量地研究湿地生态系统演变趋势成为可能.<> |
| 第六章阐述湿地生态系统的演替和系统发育.<>生态演替不仅包括生态系统内生物群落连续.<>单向.<>有序的变化过程,而且也包括非生命组分(如地形.<>流域.<>沉积.<>营养盐等)在群落演替过程中的变化.<>随着人们对人类活动和全球变化对生态系统影响研究日趋深入,生态演替成为生态系统研究的主要内容之一.<> |
| 植物竞争策略.<>净初级生产力的变化..<>景观要素等是判别演替过程的重要依据.<>生态系统整体研究通过监测复杂系统的行为,为湿地演替和湿地生态恢复等研究提供重要的数据和例证.<> |
| 演替是生物群落与环境之间不断相互作用下表现出来的动态过程.<>依据Odum(1969)提出的生态系统特性的评价.<>湿地生态系统同时具有非成熟和成熟生态系统的特征,有林湿地生态系统要比草本湿地生态系统更成熟.<>湿地的物质循环变化幅度很大,最开放的河滨系统,其地表水(和营养物质)每年可能更新数千次,<>也可以是半封闭的系统,如苔藓沼泽,其营养物质仅仅来源于降水并几乎完全持留.<>湿地的空间异质性通常沿着环境梯度被很好地组织起来,成熟的湿地空间组织,包括对具有普遍性的微生境差异的高度适应性.<>湿地消费者的生活史通常相对较短,但却非常复杂.<>尽管复杂性是成熟生态系统的特征,但是短生活史却是非成熟系统的特征.<>而许多湿地动物生活史的复杂性,看起来就像是动物对生物驱动力和湿地物理环境格局的适应性.<>许多动物只是季节性地或者仅在生活史的特定阶段才利用湿地.<> |
| 第七章阐述湿地生态系统的服务.<>评价和管理.<>湿地的单位面积生态服务价值在各类生态系统中居于首位.<>美国学者估计湿地生态系统单位面积服务价值高达14785USD／(hm2·a-1),其价值总量占全球生态系统服务价值的30.3％.<>这种采用经济手段进行湿地生态价值评估方法的采用,使国际上对湿地生态服务的研究日益重视.<> |
| 从生态系统本身结构.<>功能与服务特征着眼,湿地的生态系统服务价值可归为两大部分,即自然资产价值与人文价值.<>自然资产价值包括生态系统提供的直接可消费的物质产品价值(指生态系统为人类提供的产品,包括食品.<>原材料等的价值).<>过程价值(指生态系统过程所产生的功能价值,包括气体调节.<>水分调节.<>涵养水源.<>水土保持及水质净化等价值)和适栖地价值(即生物多样性保育价值),<>而人文价值包括科研.<>教育.<>文化及旅游等.<> |
| 本章还讨论了“核心”服务的理论,“理论”服务价值及“现实”服务价值等新观点,以及湿地生态系统物质生产.<>大气组分调节.<>营养物质循环和固定.<>净化水体等生态服务价值的估算方法.<>最后讨论了通过生态系统结构.<>过程和服务的分析,把握研究区域湿地生态系统的现状,然后采用相应的管理方式的生态系统管理理念.<> |
| 第八章阐述湿地生态系统的生态修复和工程湿地的营造.<>湿地的生态恢复指在退化或丧失的湿地通过生态技术或生态工程进行生态系统结构的修复或重建,使其发挥原有的或预设的生态服务.<>湿地生态恢复的效果取决于湿地生态系统的自我维持能力.<>目标湿地通常受到的干扰是湿地生态过程及功能的削弱或失衡,包括湿地面积变化.<>水文条件改变.<>水质改变.<>湿地资源的非持续利用及外来物种的侵入等多种类型.<>湿地的生态恢复措施主要有生态修复和重建.<> |
| 生态恢复是一项复杂的系统工程,虽然对湿地生态恢复的理论和方法已经有过一些研究和探索,但尚不成熟.<>总体上说,湿地生态恢复理论与技术仍处于起步阶段,需要进行长期的.<>科学的.<>连续性的研究和实践.<> |
| 本章最后讨论了用于污水处理的工程湿地的营建.<>作为湿地重建的工程湿地能够利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理.<>化学和生物的三重协调作用,通过过滤.<>吸附.<>沉淀.<>离子交换.<>微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物.<>有机物.<>氮.<>磷和重金属等,来实现对污水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化.<> |
| 湿地生态的研究方法在相应章节的研究实例中同时论述.<>另外,在每章后面的参考文献和作为附录的国际上湿地专业网站可供学者进一步查阅相关的资料.<>... |
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