国际湿地科学研究进展和中国湿地科学研究优先领域与展望

第17卷第4期2002年8月地球科学进展A DVANC E I N E AR T H S C I ENCE SV o l.17　N o.4A ug.，2002文章编号：1001-8166（2002）04-0508-07国际湿地科学研究进展和中国湿地科学研究优先领域与展望杨永兴（中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林　长春　130021）摘　要：湿地科学已成为国际学术界的重要学科和优势领域，它纵横双向发展、学科体系扩大、研究深入、内容增多、领域拓宽。

国际湿地科学研究前沿领域的热点为：湿地分类、形成、发育、演化、古环境、生态与界面过程、温室气体和全球变化、健康、湿地构建、退化湿地恢复与重建、生物多样性、模型、制图、开发、保护、可持续发展和新技术手段应用研究。

论述了这些领域最新研究进展和发展趋势。

中国湿地科学研究发展缓慢的原因在于：理论研究薄弱，技术手段相对落后，科研力量与经费不足，先进设施与基地缺乏。

提出了21世纪中国湿地科学研究的优先领域，应加强湿地基础理论研究，在湿地的定义与概念、分类、形成、发育、演化、生态过程、界面过程、生物多样性、温室气体与全球变化、健康及其评价、信息系统、电子地图、退化湿地恢复与重建、构建湿地与生态工程方面开展创新性研究。

关　键　词：湿地；湿地科学；湿地生态系统；全球变化中图分类号：Q14 文献标识码：A1　湿地与湿地科学基本问题概述（1）湿地的特点与定义。

湿地（W e tl a nds）是地球上特殊的生态系统。

学术界对湿地的定义众说纷纭［1～5］。

我们认为湿地的科学定义为：“湿地是一类既不同于水体，又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统，为水生、陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。

湿地应该具有3个突出特征：湿地地表长期或季节处在过湿或积水状态；地表生长有湿生、沼生、浅水生植物（包括部分喜湿盐生植物），且具有较高生产力。

生活湿生、沼生、浅水生动物和适应该特殊环境的微生物类群；发育水成或半水成土壤，具有明显的潜育化过程”。

（2）湿地科学的概念、性质。

湿地科学是研究湿地形成、发育、演化，湿地开发与保护，湿地生态系统结构、功能、生态过程的科学。

它是由地理科学、生态科学、环境科学等多学科交叉形成的边缘学科。

学科属性应划为地球科学，是其分支之一［9］。

（3）湿地科学的研究对象与主要任务。

湿地科学的研究对象是湿地生态系统。

湿地科学的主要任务是揭示湿地的特征、形成、发育和演化规律与机制，湿地的功能；探索人类活动对湿地生态系统的影响与响应，提出科学保护与合理利用湿地的对策和措施。

2　国际湿地科学发展的主要特征与湿地科学研究进展2.1　国际湿地科学发展的主要特征（1）湿地科学成为重点学科和优势研究领域。

全球环境恶化加剧，生态问题严峻，湿地退化严重，人类生存受到威胁，生态安全与可持续发展成为社　收稿日期：2001-11-19；修回日期：2002-04-08.*基金项目：国家自然科学基金项目“距今2000年来三江平原沼泽演化过程与环境关系研究”（编号：49771002）；中国科学院知识创新工程重要方向项目“中国典型沼泽湿地水陆相互作用过程、资源环境效应及调控”项目的子项目“三江平原沼泽湿地退化过程及其微观机理研究”（编号：K Z CX2-302）资助.　作者简介：杨永兴（1956-），男，吉林长春人，研究员，主要从事湿地形成、演化、湿地生态系统生态过程、退化湿地恢复与重建和古环境演变研究. E- m a i l：y angyongx i ng ＠m a i l. c c i g. a c. c n会发展的主要问题，这些都为湿地科学蓬勃发展提供了契机。

湿地科学研究正处在历史上前所未有的大发展时期，取得令人瞩目的成就，学科理论体系正逐步完善［1～6］。

从湿地科学研究受到的前所未有的重视程度和湿地科学发展的态势，湿地科学已成为国际学术界所关注的重点学科与优势研究领域。

（2）湿地科学的学科纵横双向共同发展，学科体系扩展、研究深入。

湿地科学横向发展表现为学科体系扩展，诞生分支学科，并发展迅速［1～8］。

如湿地生态学［3］的理论与实践研究迅速发展，建立了理论体系的雏形，湿地恢复生态学研究受益于社会发展的需求，实现跨跃式发展［4］。

湿地科学纵向发展表现为研究深入、水平大幅度提高。

其表现为研究向过程与机理方向全面推进。

湿地科学纵横两个方向同步发展，既满足了社会需求，又推动了学科发展。

（3）湿地科学研究的内容增多，领域扩大。

湿地科学研究的长期空白领域研究得到填补，薄弱领域研究得到加强。

在如下领域均开展了深入研究，如湿地定义、分类、过程、结构、功能、形成、演化、开发、保护、管理、生物多样性，湿地构建、退化湿地恢复与重建、湿地温室气体与全球变化、健康、评价、模型、经济、法规和资源与环境可持续发展研究。

2.2　国际湿地科学研究前沿领域及其研究进展（1）湿地科学分类研究。

国际湿地学术界还没有一个公认的湿地分类标准、体系与方案［1～10］。

综合湿地分类更好地反映湿地的本质特征，受到学术界的重视。

目前湿地分类争论的主要焦点在于分类的原则、依据、指标选取和分类方法。

湿地成因分类和湿地水文动力地貌学特征分类［1～5，10］在国际湿地学术界影响较大。

湿地分类应该以反映湿地本质属性的指标或通用属性为依据的观点得到比较广泛的接受，定量分类将是研究的热点和发展趋势［1～3］。

（2）湿地形成与演化模式与过程。

注重人与自然作用下的湿地形成和演化的详细过程、规律、模式、韵律及其机制的高分辨率、高精度和高准确度研究［1～5，11～13］。

侧重在时间系列上提高分辨率，在空间系列上进行区域对比，在演化过程上提高精度、准确度。

研究方法多采用高精度的泥炭植物残体、孢粉分析、有孔虫和藻类鉴定［9～15］。

在湿地发育多模式理论研究上有所创新［9，10］，以实例论证了世界湿地发育的独特模式［11，12］。

提出创新的湿地形成模式概念，如复合沼泽化、冻土沼泽化、滨海沼泽化、湖泊沼泽化的不同模式、陆地—湖泊—沼泽相互演化的模式［9，11，12，16］。

获得了人类活动与自然因素是湿地形成、演化与退化驱动因素的新认识［11，12］。

（3）湿地古地理、古生态与古环境重建研究。

着重高分辨率、高准确度和高精度研究，侧重提高采样、分析、鉴定与测试精度和获取信息的准确度［11～14］。

使用多种方法提取古环境演化过程中的信息，综合对比分析，详细重建了区域古地理、古生态与古环境的详细过程与韵律，发现并确定很多重要的突发事件。

倾向于综合运用孢粉、藻类、有孔虫分析、植物残体鉴定、化学元素、炭屑、粘土矿物分析、16O、18O同位素方法进行研究。

运用多种测年方法相结合建立了牢靠的年代时标，如运用A M S14C、14C、210P b、137C s和古地磁测年等［1，2，14～16］。

特别重视2k a B P以来人类活动对湿地区古环境变化的影响与响应［1，2，6，11～14］。

（4）湿地生态系统生态过程、动态与界面过程研究。

侧重研究湿地生态系统物理、化学与生物过程、动态和机理，过程之间和过程与功能之间的关系［1～5，16］。

物理过程侧重应用系统热力学和控制论等理论于湿地生态系统能量流动研究［1～8］。

化学过程侧重研究C、N、S、P等大量元素、H g等重金属元素和微量元素的迁移、转化和循环，元素循环与生态功能的关系，净化水质，农药迁移与降解过程与机理［1～5，20～22］。

红树林和盐沼湿地物质循环研究较深入［1～3］，淡水湿地研究取得明显进展［20～22］。

生物过程集中对湿地初级生产、有机质分解与积累过程和动态研究［23～25］。

人类活动被视为过程的营力，其在生态过程中作用成为研究热点。

研究方法以长期定位和模拟实验研究为主。

湿地过程研究还扩大到湿地水、土、大气、植被界面研究。

（5）湿地温室气体排放、温室效应和全球环境变化。

湿地温室气体研究由以往简单的湿地温室气体排放规律研究向排放机理研究发展，从仅对少量类型湿地进行研究向多类型湿地研究，从短期观测向长期监测发展，从孤立的排放研究向排放与环境因子关系研究发展，从描述性研究向定量模型研究发展，从限于C O2和C H4气体研究向N O、N O2、N2O 等其它温室气体研究发展，从孤立地温室气体研究向温室气体与全球环境变化反馈机理转变。

主要侧重不同类型湿地温室气体通量、模型与机理，不同水平温室气体排放的气候效应研究［26］。

改进分析与观测方法、提高观测精度和数据可信度，注重进行区域和类型对比研究。

（6）湿地生态系统健康。

主要侧重湿地生态系统健康的概念、诊断指标、健康恢复，研究健康的时95第4期 杨永兴：国际湿地科学研究进展和中国湿地科学研究优先领域与展望 间与空间尺度［1～3，29］、设计和数量评价，还致力于提高湿地健康的预警能力。

过去主要集中在化学与生物指标，现在又引进物理指标。

除湿地的自然属性外，又将社会经济指标也纳入湿地健康研究范畴［1～3］。

使湿地健康诊断指标更趋于完善［1～5］。

以往研究多局限于河流、湖泊与水库湿地，对沼泽湿地研究近期才刚刚开始。

（7）构建湿地和退化湿地恢复与重建。

构建湿地研究重点主要在湿地构建设计、工艺、流程与效益研究［3，4，6，27，28］。

在处理污水的设计与技术方法研究取得显著进展［3，27，28］。

退化湿地生态恢复与重建侧重湿地生境恢复技术，提高湿地基底恢复，湿地水文状况恢复和湿地土壤恢复。

退化规律、机制和退化湿地恢复技术仍然是难点和热点。

在退化湿地恢复与重建的生物学与生态学基础理论上探讨较多，主要研究湿地演替规律，不同干扰下湿地退化过程和机制，退化的指示性标识、临界指标、诊断依据和评价指标体系［17，29～31］。

侧重湿地退化过程动态监测模拟与预报研究。

湿地恢复是否成功的准则探讨较多，争论也大。

（8）湿地生物多样性与湿地保护生物学。

多集中在物种多样性研究，对生态系统和景观多样性研究很少，遗传多样性研究还十分薄弱［1，3，4，6］。

目前有加强生态系统、景观和遗传多样性和湿地浮游生物、无脊椎动物和微生物研究的趋势。

主要进行生物多样性调查、编目、评价、濒危原因、濒危物种保护生物学研究。

在珍稀濒危物种生物学、生态学和行为生态学保护方面取得突破性成果。

濒危物种就地保护与异地保护的技术和方法是研究热点与难点［1，3，4］。

（9）湿地模型。

研究集中在湿地过程和功能研究领域［2，32，33］。

得益于湿地监测仪器研制与应用，湿地概念模型、模拟模型和数学模型发展迅速，在解决描述湿地系统行为，反映湿地系统本质特性，实用性与经济性等方面有很大提高。

数学模型研究仍占据主导地位，在湿地研究发挥重要作用。

功能模型受到特别重视，发展潜力大。

但是模型实用性与湿地科学家和管理者的期望值还有很大差距。