黃河流域沼澤濕地景觀變化及其保護(hù)策略

姜明 薛振山 宋開山

保護(hù)修復(fù)黃河流域沼澤濕地，要加強(qiáng)適應(yīng)氣候變化的沼澤濕地保護(hù)策略與技術(shù)研究;從流域尺度合理調(diào)配水資源，保證沼澤濕地生態(tài)用水需求;開展針對不同沼澤類型及保護(hù)目標(biāo)的退化濕地修復(fù)技術(shù)研究;進(jìn)一步完善沼澤濕地保護(hù)地類型，加強(qiáng)國家公園建設(shè);完善沼澤濕地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)天地空一體化的沼澤監(jiān)測技術(shù)。

一、黃河流域沼澤濕地概況

濕地是介于水體生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，是由陸地生態(tài)系統(tǒng)和水體生態(tài)系統(tǒng)相互作用形成的自然綜合體（呂憲國，2002）。濕地生態(tài)系統(tǒng)擁有巨大的生產(chǎn)力和生態(tài)環(huán)境效益，如涵養(yǎng)水源，為珍稀瀕危生物提供棲息地等，因此是極為重要的生態(tài)系統(tǒng)。我國濕地資源豐富，2009—2013年，國家林業(yè)和草原局組織開展了第二次全國濕地資源調(diào)查并公布了調(diào)查結(jié)果，顯示全國濕地總面積5360.26萬公頃，濕地面積占國土面積的比率（即濕地率）為5.58%（唐小平等，2013）。其中，沼澤濕地面積2173.29萬公頃，人工濕地面積674.59萬公頃，近海與海岸濕地面積579.59萬公頃，河流濕地面積1055.21萬公頃，湖泊濕地面積859.38萬公頃。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所承擔(dān)完成的科技部國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)“中國沼澤濕地資源及其主要生態(tài)環(huán)境效益綜合調(diào)查”結(jié)果表明，按照全國水資源區(qū)劃一級流域濕地分布作為劃分單元，黃河區(qū)濕地面積392.92萬公頃，其中沼澤濕地面積260.19萬公頃。

黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓，干流長度4675千米，流程總長5464千米，支流眾多，流域總面積7950萬公頃。內(nèi)蒙古自治區(qū)托克托縣的河口鎮(zhèn)是黃河上、中游的分界點(diǎn)，鄭州市的桃花峪是中、下游的分界點(diǎn)，黃河流域97%的面積集中在上、中游地區(qū)。在我國一級流域中，黃河流域濕地面積是392.92萬公頃，其中沼澤濕地面積260.19萬公頃，位列第三位，僅次于西北諸河流域和松花江流域。黃河流域沼澤濕地主要分布在上游（97.8%）。黃河流域沼澤濕地優(yōu)勢類型為沼澤化草甸（227.29萬公頃，87.4%）和草本沼澤（15.07萬公頃，5.8%）。

二、黃河流域沼澤分布特征及形成條件

黃河流域濕地類型豐富，顯著的垂直地帶性和緯度地帶性共同造就了黃河流域熱量和水分的空間分異，是黃河流域濕地發(fā)育的水熱基礎(chǔ)。黃河流域年均氣溫在-1.9～1.5℃之間，氣候分區(qū)包括亞寒帶、中溫帶、暖溫帶。受季風(fēng)影響，黃河流域年降水量在103～916mm之間，年平均蒸發(fā)量為700mm到1800mm。流域內(nèi)降水量從東南向西北依次遞減。400mm等值線自西南至東北將黃河流域分割為兩部分，流域西北部地區(qū)降水量不足150mm，而秦嶺山脈北坡其降水多達(dá)700mm以上。黃河流域地勢西高東低且高差懸殊，形成明顯的三級階梯式地形，為各類沼澤濕地發(fā)育提供水文、地貌基礎(chǔ)。一級階梯位于青藏高原東北部。海拔為4000m以上，是多年凍土和季節(jié)凍土的主要分布區(qū)，也是主要的沼澤濕地分布區(qū)。多年凍土與沼澤濕地存在共生關(guān)系，凍土作為“隔水層”，可以有效地阻止表層水向深部遷移，往往使表層呈現(xiàn)過濕狀態(tài)，從而有利于沼澤和泥炭的發(fā)育。同時，泥炭層作為“保溫層”，可有效地減緩熱量傳遞，進(jìn)而減緩凍土的融化。凍土的隔水作用有利于沼澤濕地發(fā)育，本區(qū)域分布有大面積的泥炭地、草本沼澤、沼澤化草甸、蘚類沼澤等濕地類型。第二階梯包括河套平原、鄂爾多斯高原等。海拔位于1000～2000m，以河流濕地和湖泊濕地為主，沼澤濕地面積小，分布在河漫灘及階地低洼地帶，主要有內(nèi)陸鹽沼、草本沼澤、綠洲濕地等濕地類型。第三階梯海拔低于100m的華北大平原及黃河三角洲，降水較多、蒸發(fā)量較大，黃河泥沙沉積與海水侵蝕相互作用下，河口三角洲廣泛發(fā)育。發(fā)育有灌叢沼澤、濱海鹽沼、草本沼澤等濕地類型。

三、沼澤濕地格局演變及驅(qū)動機(jī)制

黃河流域大部分區(qū)域位于干旱半干旱氣候帶，水資源先天不足，加之人類不合理利用，嚴(yán)重擠占生態(tài)流量。從水資源空間分配上看，黃河流域藍(lán)水、綠水資源短缺具有明顯的空間異質(zhì)性，黃河中游部分區(qū)域每年至少有三個月遭受藍(lán)水、綠水資源中等程度短缺，而黃河流域北部區(qū)域全年嚴(yán)重藍(lán)水資源短缺。

結(jié)合科技部沼澤調(diào)查項(xiàng)目，并收集相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全國沼澤濕地樣本數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用Landsat系列遙感數(shù)據(jù)，運(yùn)用自動分類和人機(jī)交互解譯結(jié)合的方法，完成了全國尺度沼澤濕地多時期分布信息提取研究，結(jié)果表明：1980—2015年期間，黃河流域濕地面積持續(xù)減少了75.72萬公頃，損失率為21.7%，主要的濕地?fù)p失發(fā)生在黃河流域的中上游地區(qū)（圖3）。從濕地類型看，沼澤濕地呈現(xiàn)一直下降趨勢，減少了58.19萬公頃，占總減少面積的76.85%。其中1980—1990年間沼澤濕地面積減少最多，減少面積為22.58萬公頃。湖泊與河流濕地面積也呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢，共計減少17.13萬公頃，損失率為22.62%。其中黃河上游若爾蓋高原濕地面積從1977年到2016年減少了11.4萬公頃，平均減少率為0.3萬公頃/a。部分沼澤退化演變?yōu)檎訚苫莸?，與上世紀(jì)80年代相比，沼澤和沼澤化草甸類型比由2：3變?yōu)槟壳暗?：9。黃河上游濕地退化的原因主要為氣候變化和人為干擾。黃河上游的瑪多氣象站數(shù)據(jù)表明，2001—2014年來，該地區(qū)溫度略微升高，而降水量總體趨勢是大幅度減少。2005—2010年，降水增加，溫度升高，該區(qū)的濕地面積幾乎沒有變化。而在2014年，由于降水量最少，導(dǎo)致濕地大面積減少。若爾蓋年均氣溫以0.22℃/10a的速率增長，而降水量變化不大（劉靜楠，2015）。在氣候變化的同時，人類活動干擾進(jìn)一步加劇黃河上游濕地?fù)p失，上世紀(jì)50年代到上世紀(jì)末，該區(qū)的畜牧總量增加了至少4倍，為了增加草場面積，修建了大量的溝渠用以濕地排水，人工溝渠總長度達(dá)到1798.7公里，密度為1.094公里/平方公里，導(dǎo)致濕地缺水退化，濕地面積減少（Li等，2018）。

黃河中游流域沼澤濕地主要受人類活動影響，包括水利工程、農(nóng)業(yè)開墾等，以小浪底下游濕地為例，2000—2015年，小浪底大壩建成后，河南黃河濕地面積減少了3000多公頃，減少幅度近50%;河南黃河濕地萎縮，斑塊合并，濕地景觀的聚合程度不斷下降，分布格局較大壩建設(shè)前更為零碎，破碎化程度加劇。在小浪底大壩建成之前，其下游濕地面積整體呈減少狀態(tài)。而濕地增加的區(qū)域主要集中在鄭州、中牟、開封沿線的地區(qū)，以及城市的一些人工濕地。在小浪底大壩建成后，濕地增減區(qū)域相對分散，增加的主要區(qū)域在庫區(qū)周圍，而黃河沿岸濕地面積減少相對明顯（范玉龍等，2020）。

黃河下游以河口三角洲濕地為主，上世紀(jì)70年代以來自然濕地（包括淡水沼澤、鹽水沼澤、河口水域、泥質(zhì)海灘、鹽化草甸、沙灘/沙洲）呈現(xiàn)逐年減少的趨勢，尤其是泥質(zhì)海灘面積減少非常劇烈。人工濕地（包括溝渠、水庫坑塘、鹽田、養(yǎng)殖池）總體呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，其中鹽田和養(yǎng)殖池面積增加達(dá)十倍。隨著黃河斷流的發(fā)生、發(fā)展，使三角洲失去了維系本區(qū)水系和濕地平衡的主導(dǎo)因素，來沙量減少導(dǎo)致海岸蝕退，濱海灘涂面積縮小;黃河淡水輸入量的逐年減少，導(dǎo)致該區(qū)域水分鹽度增加，濕地植被向中生、鹽生植被退化（劉佳琦等，2018）。

四、沼澤濕地保護(hù)的建議與對策

黃河流域分布大面積的沼澤濕地，在水源涵養(yǎng)、調(diào)節(jié)氣候、水源供給、提供珍稀物種棲息地等方面發(fā)揮重要作用。由于氣候變化及人類不合理利用，在過去30年間，黃河流域沼澤濕地面積減少了33.1萬公頃，喪失率為11.3%。因此，保護(hù)修復(fù)黃河流域沼澤濕地對維護(hù)區(qū)域乃至國家生態(tài)安全具有舉足輕重的作用。

一是加強(qiáng)適應(yīng)氣候變化的沼澤濕地保護(hù)策略與技術(shù)研究。在濕地面臨氣候變化威脅日益顯著的情況下，如何在濕地恢復(fù)中增強(qiáng)濕地系統(tǒng)對氣候變化的適應(yīng)性是濕地保護(hù)的熱點(diǎn)問題。針對黃河流域上中下游退化沼澤濕地特征及驅(qū)動力，分別采取生態(tài)、工程、管理等不同的適應(yīng)性管理策略與技術(shù)，保護(hù)和恢復(fù)沼澤濕地的重要生態(tài)功能。如在黃河上游若爾蓋濕地區(qū)，需將已有的排水溝填平、切斷，提高地下水位和沼澤濕地地表水位，恢復(fù)沼澤濕地涵養(yǎng)水源和固碳功能，實(shí)施退牧還草工程，恢復(fù)上游源區(qū)草甸濕地。黃河中游應(yīng)協(xié)調(diào)好工農(nóng)業(yè)、城市化與濕地的關(guān)系，平衡濕地保護(hù)與開發(fā)利用的關(guān)系;加強(qiáng)濕地立法和科教宣傳;在充分了解濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程、生態(tài)價值的基礎(chǔ)上，實(shí)施對濕地生態(tài)系統(tǒng)有效保護(hù)和科學(xué)利用。黃河下游三角洲濕地恢復(fù)，河口工程治理應(yīng)充分考慮濕地水文周期和水文條件要求，在適當(dāng)?shù)奈恢脩?yīng)預(yù)留水流出口或建設(shè)生態(tài)閘，以維持淡水濕地和濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的水文良性循環(huán)。

二是從流域尺度合理調(diào)配水資源，保證沼澤濕地生態(tài)用水需求。黃河屬資源型缺水河流，隨著流域經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)一步發(fā)展，黃河水資源供求形勢將更趨嚴(yán)峻。為此，迫切需要向黃河補(bǔ)充生態(tài)用水，加快推進(jìn)南水北調(diào)西線工程，以緩解黃河流域資源性缺水問題。建立黃河流域用水總量控制制度和流域水量分配制度。有針對性地在避開農(nóng)業(yè)用水的高峰期、避開鳥類的繁殖季節(jié)時期對黃河流域重要濕地進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。

三是開展針對不同沼澤類型及保護(hù)目標(biāo)的退化濕地修復(fù)技術(shù)研究。從沼澤濕地景觀尺度建立山水林田湖草一體化修復(fù)技術(shù)體系。采取適當(dāng)措施，重點(diǎn)對與黃河有密切相關(guān)性、具有重要生態(tài)價值的黃河源區(qū)濕地和河口濕地進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和生態(tài)修復(fù)。

四是進(jìn)一步完善沼澤濕地保護(hù)地類型，加強(qiáng)國家公園建設(shè)。目前黃河流域有兩處國家公園體制試點(diǎn)——三江源國家公園和祁連山國家公園，但仍需在典型濕地生態(tài)系統(tǒng)設(shè)立國家公園、自然保護(hù)區(qū)和濕地公園，形成以國家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補(bǔ)充的黃河流域自然保護(hù)地分類體系?？紤]到黃河三角洲濕地、若爾蓋泥炭等具有很強(qiáng)的濕地生態(tài)系統(tǒng)代表性和完整性，建議未來可以設(shè)立國家公園。

五是完善沼澤濕地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)天地空一體化的沼澤監(jiān)測技術(shù)。充分發(fā)揮衛(wèi)星遙感、無人機(jī)遙感以及定位觀測、地面調(diào)查等各種技術(shù)手段優(yōu)勢，完善天空地一體化的濕地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系，形成全方位的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提升濕地監(jiān)測、監(jiān)管能力，實(shí)現(xiàn)濕地全方位監(jiān)測。在濕地監(jiān)管方面，將實(shí)現(xiàn)綜合評估、診斷、預(yù)測預(yù)警等業(yè)務(wù)平臺，構(gòu)建濕地監(jiān)管的業(yè)務(wù)鏈，實(shí)現(xiàn)濕地全鏈條監(jiān)管。此外，應(yīng)建立濕地監(jiān)測、監(jiān)管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，形成分工協(xié)同、上下聯(lián)動、互聯(lián)互通的業(yè)務(wù)化運(yùn)行機(jī)制，為黃河流域濕地監(jiān)測、評估、執(zhí)法提供全方位的基礎(chǔ)支撐。

參考文獻(xiàn)：

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