第六章 湿地的形成和演化

4）地壳新构造运动
第二节 传统的泥炭 沼泽形成与发育理论
湿 度 升 高 温 度 降 低
四. 雨养泥炭沼泽的循环更新
1. 背景 该理论是由瑞典生态学家R. Sernander于1910年斯德 哥尔摩11届国际地质学大会上提出的，此后成为第四 纪地质学和植物生态学研究史中的经典理论。
2.理论 雨养泥炭沼泽植被群落存在从丘间至藓丘再 至丘间的循环更新规律，即丘间植被由于地 势低洼，水分充足，生长速度大于藓丘，经 过一定时间后，丘间隆起成为藓丘。原藓丘 由于缺乏水分，生长速度低于原丘间，故成 为新的丘间。
2. 温度：影响区域的净残留水量。
三、水文因素
1. 水资源：总量、水位高度、径流状态等。
2. 水源补给：大气降水、地表水、地下水、冰 雪融水。 四、土壤植被 1. 植被：植被是湿地发育后形成的，但能够影 响湿地类型的发展和演化 2. 土壤：土壤的透水性等性质能够影响湿地的 地表水运动特征。
在地理分异尺度上（大尺度），地质地貌、气 候和水文条件是决定性因素，而植被土壤等 仅是影响因素。
3.高位泥炭沼泽阶段 highmoor
随泥炭积累进一步增加，地表隆起，沼泽中 部地表水和地下水已很难进入，水分只能通 过大气降水来补给，因此，矿质养分贫乏。 此阶段，泥炭呈强或中酸性反应。沼泽植物 以喜酸性植物为主，如部分泥炭藓、杜鹃花 科植物、捕虫植物茅膏菜、小狸藻、捕虫堇 等。
二.泥炭沼泽演化的八阶段理论eight phases
1.低位泥炭沼泽阶段 lowmoor
泥炭层薄，沼泽地表仍低洼，各种水源补给 丰富，沼泽富含矿质养分，潜水位较高，或 地表有薄层积水。此阶段，泥炭多呈中性或 微碱性反应，沼泽植物亦以喜富营养植物为 主，如苔草、莎草、芦苇等。
2.中位泥炭沼泽阶段 mesomoor 因泥炭积累加厚，沼泽地表平坦或微隆起， 地表水和地下水的水量和养分在流向沼泽中 部时，部分已经被沼泽边缘泥炭层吸收，所 以，沼泽潜水位和矿质养分均低于富营养泥 炭沼泽阶段。此阶段，泥炭呈弱酸性或中性 反应，沼泽植物以喜弱酸性植物为主。如部 分泥炭藓，杜鹃花科植物等。
20世纪中期，苏联学者E.A.卡尔金娜根 据苏联大量的泥炭沼泽航空照片，通过分析， 在三阶段理论的基础上，提出八阶段理论。 她将泥炭沼泽进入高位阶段后进一步演化的 情况加以细分。

泥炭沼泽表面隆起后，大气降水除渗入泥炭层深处外，还 可通过表层流到边缘，可造成中心的潜水位下降，表层泥 炭通气性变好，泥炭分解加强，于是有部分灌木和乔木生 长。若泥炭沼泽边坡倾斜很小，中心向四周的水流流速很 慢，潜水位较高或接近地面，中心区的松树则会逐渐死亡。 若泥炭沼泽受外围陡坡的限制，向外扩展困难，则使泥炭 沼泽边坡变陡，形成边缘洼地。因边坡渗流快，潜水位下 降，易形成绿化斜坡带，而中心则平坦开阔。
一、水域沼泽化：水深不大，波浪作用弱，透 明度好，水温适宜，含盐度低。 1. 浅水缓岸沼泽化
特征：由水域边缘向中心扩展
也称“向心陆化型”或“向心沼泽化
型” 2. 深水陡岸沼泽化 特征：从水域中心向边缘或边缘向 四周扩展，是一种自上而下的沼泽化。
第一节 传统的湿地形成与发育理论
The colonization of shallow water wetlands by plants. On the left the marsh plants are forming a floating mat of rhizomes and roots, while on the right the emergent plants are rooted in the sediment.
第一节 湿地形成的因素
湿地形成受到大尺度地质地貌、气候的影响， 还受到水分、土壤和植被等区域或局域因素 的作用
一、地质地貌 1. 地质构造：是湿地形成的基础，控制湿地的 空间分布。 2. 地貌影响：直接影响湿地的发育，不同地貌 发育不同的湿地类型。流水地貌、高原地貌、 冰川冻土地貌、滨海地貌等。
二、气候因素 1. 降水：为湿地提供了根本的水分补给。
第二节 传统的雨养泥炭 沼泽形成与发育理论
3. 理论的否定 1）最初的理论只是一种假说 2）实验证据否定了该理论 H. Osvald D. Walker & P. M. Walker W. A. Casparie K. E. Barber(1981)


3）密丛型禾草植物阶段

密丛型禾草植物分蘖节均在土壤表面以上。

植物具有发达的通气组织，且有菌根存在。
死亡枝叶构成密丛中心部分，营造积水厌氧环境。 新的分蘖均在四周产生，但均高于原分蘖节。

疏丛型禾 密丛型禾 根状茎禾 草植物 草植物 草植物 第一节 传统的湿地形成与发育理论
2）地表低洼过湿论
由于地表低洼，土层经常过湿或地 表长有积水，使土壤潜育化形成的。因 而，由于不同地貌上洼地的水源及其过 湿原因不同，故草甸沼泽化的过程各有 不同。
2. 森林沼泽化
• 原生森林沼泽化是由于林下残落物的不断 积累和土壤灰化作用引起的。 • 采伐和火灾迹地的森林沼泽化主要发生于 气候湿润区内的地势低洼处。由于下部有 不透水层，地表水下渗，流失困难，造成 潜水位上升，湿生和沼生植物生长。
3. 永冻土区沼泽化
环境特点：
•
• • •
气候寒冷
降水量少 地表切割微弱，多封闭洼地，形成众 多浅湖 永冻层形成隔水板
第三节 经典的泥炭沼泽演化理论
一、泥炭沼泽演化的三阶段理论 three phases
19世纪末和20世纪初期，德国、苏联、芬兰 和瑞典等国家的学者，根据温带、寒带湿润 气候区泥炭沼泽的调查研究，先后提出了泥 炭沼泽发展的三阶段理论：即低位（富营养） 阶段、中位（中营养）阶段和高位（贫营养） 阶段


若泥炭沼泽周边相对平坦，无陡岸束缚，则围绕中心形成 环状的垄岗—洼地地貌格局。 缓边坡隆起泥炭沼泽发展到一定阶段，可生长地衣，泥炭 分解加强，中心区出现次生小湖。边坡常为垄岗—洼地， 中心为小沼泽形成与发育理论
泥炭沼泽隆起后的四个阶段不是连续发展 的必然规律，而是在不同条件下，不同发 展形势。
第六章 湿地形成与演化
• 第一节 湿地形成的因素 • 第二节 一般沼泽化过程理论
• 第三节 经典的泥炭沼泽演化理论
Why was there a wetland?
Which factor is the main reason for wetland formation? Climate, hydrology, physiognomy or biology?
A large domed bog with an eccentric pattern of pools (Badger, NFL, Canada)
三. 泥炭沼泽发育的一般规律
1. 发育期
2. 扩展期 1）水平扩展 2）垂直扩展 3. 衰退期 1）气候变化 2）地表切割，地下水位下降 3）洪积物覆盖
二、陆地沼泽化
成因：地下水位升高；土壤养分贫乏；人类
活动影响 1. 草甸沼泽化 2. 森林沼泽化 3. 永冻土区沼泽化
1. 草甸沼泽化 1）生草化过程理论 （ Випьямс ） ————植物自然演替理论： 根状茎禾草植物阶段 疏丛型禾草植物阶段 密丛型禾草植物阶段
1）根状茎禾草植物阶段

根状茎禾草植物需要质地疏松、通气良好且营养 丰富的土壤。
The development of a quaking bog. Small, steep-sided basins can be colonized by floating vegetation around their edges before the central part of the basin has become filled by sediments (stages A and B). The floating raft of vegetation will eventually cover the entire lake (C), forming a floating mat of rhizomes and peat (D). Invasion of bog mosses (genus Sphagnum) can then lead to the development of elevated, ombrotrophic bog on top of the raft. This may become invaded by trees.
由于植物残体分解不充分，土壤孔隙被残体碎屑 填充，营养水平下降，根状茎禾草植物生长位置 逐渐上移。


土壤紧实度增加的过程中，土壤氧气含量逐渐降 低，根状茎禾草植物逐渐稀疏。
2）疏丛型禾草植物阶段

疏丛禾草植物喜氧、根系深，可以从土壤的铁质 层吸取丰富的矿质养分，包括磷和钙。 有机残体继续积累，有机胶体（腐殖质）更加丰 富，土壤持水量相应地增加，易造成胶体膨胀， 阻止空气进入土壤，有氧分解仅限于土壤表层。 铁质层养分的逐渐减少甚至枯竭，氮、磷养分不 足，疏丛型禾草逐渐不适应该环境。
但在区域尺度上，只要有充足的水源、一定的 负地形和一定高度的隔水层，在任何气候和 地貌条件下都能形成湿地。
湿地形成只与初级地貌形态相联系，即相对负 地形即可形成湿地。
水源只要充足，可以是降水、地表径流甚至融 雪，与气候条件无关。
隔水层使汇聚到负地形中的水不至于渗漏到土 壤下层或岩石缝隙。
第二节 一般沼泽化过程理论