氣候變化對(duì)長(zhǎng)江中下游濕地的影響及其響應(yīng)

劉俊威，呂惠進(jìn)

（浙江師范大學(xué)，浙江 金華 321004）

長(zhǎng)江中下游地區(qū)是我國最大的江河湖復(fù)合型濕地生態(tài)系統(tǒng)分布區(qū)，也是全球同緯度地帶水網(wǎng)密度最高的地區(qū)，對(duì)氣候變化較為敏感和脆弱。近年來大量的觀測(cè)事實(shí)和研究結(jié)果都表明，該區(qū)域的溫度、蒸發(fā)量、降水格局等已經(jīng)發(fā)生了變化，而這些變化將對(duì)該區(qū)域的濕地生態(tài)系統(tǒng)以及濕地生物產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

1 長(zhǎng)江中下游地區(qū)湖泊濕地分布概況

長(zhǎng)江中下游地區(qū)包括鄂、湘、贛、皖、蘇和滬等5省1市，該區(qū)域位于我國陸地地形的第三臺(tái)階，地勢(shì)低平多洼地，河網(wǎng)密布，數(shù)不清的湖泊散布在長(zhǎng)江及其支流兩岸，濕地種類非常豐富，有除紅樹林濕地以外的所有濕地類型，以湖泊和河流濕地為主（見表1）。

表1 長(zhǎng)江中下游地區(qū)主要湖泊群

2 長(zhǎng)江中下游地區(qū)氣候變化狀況

2.1 氣溫變化

氣溫是衡量氣候變化的一個(gè)主要且容易直觀分析的變量。長(zhǎng)江中下游地區(qū)年平均氣溫為15～17℃，20世紀(jì)60～70年代氣溫為下降趨勢(shì)，自80年代以來氣溫呈比較明顯的上升趨勢(shì)。1980～2010年氣溫較1960～1980年增加了0.61℃。1月份平均氣溫也呈上升趨勢(shì)，這可能會(huì)對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)水鳥的遷徙產(chǎn)生一定影響。

2.2 降水變化

淡水生態(tài)系統(tǒng)中大部分水量來自降水，因此，對(duì)濕地而言降水是比氣溫變化更重要的變量。對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)73個(gè)氣象站點(diǎn)的氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)1960～2010年，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的年均降水量是1 327 mm，降水量的年際變化趨勢(shì)不明顯。但是自2001年以來，降水呈減少趨勢(shì)。從降水量的季節(jié)變化來看，20世紀(jì)90年代以后，夏季和冬季降水量呈上升趨勢(shì)，而春季和秋季降水量則呈下降趨勢(shì)。盡管年均降水量并未呈現(xiàn)出明顯變化，但是降水的時(shí)空分布格局已經(jīng)發(fā)生了變化。

長(zhǎng)江中下游地區(qū)受季風(fēng)氣候的影響較為明顯，降水主要發(fā)生在夏季，降水量的年內(nèi)和年際變化都較大。歷史上曾多次發(fā)生持續(xù)的降水事件導(dǎo)致貫穿整個(gè)流域的嚴(yán)重洪水災(zāi)害。隨著氣候變化的影響，降水強(qiáng)度以及極端氣候事件在未來一段時(shí)間內(nèi)將有繼續(xù)增加的趨勢(shì)，降水的不均衡分配也將給濕地水文循環(huán)帶來影響。

3 氣候變化對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地的影響

3.1 溫度變化對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地的影響

3.1.1 對(duì)物候的影響 氣候是決定生物群落分布的主要因素，全球生物群落的分布與全球年平均氣溫和年降水量有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。自然植被分布的變化最能體現(xiàn)氣候變化的影響。隨著氣候變暖，春季提前而秋季延遲，可能導(dǎo)致植被物候發(fā)生變化。北半球北部地區(qū)（40°～70°N）的植被生長(zhǎng)季及其年際變化與氣溫的年際變化有很強(qiáng)的相關(guān)性。近50 a來，長(zhǎng)江中下游地區(qū)年平均氣溫總體呈上升趨勢(shì)，其中長(zhǎng)江下游地區(qū)春季平均溫度上升，物候期提前；而長(zhǎng)江中游地區(qū)春季平均溫度下降物候期推遲。雖然物候期的提前與推遲對(duì)溫度的上升與下降的響應(yīng)是非曲線性的，但是溫度升高已經(jīng)引起長(zhǎng)江中下游地區(qū)的物候期改變，并對(duì)植被的生產(chǎn)力產(chǎn)生影響。

3.1.2 對(duì)碳儲(chǔ)量的影響 分布于長(zhǎng)江中下游地區(qū)的濕地多為淺水型湖泊和人工稻田，具有較強(qiáng)的固碳能力。長(zhǎng)江中下游地區(qū)河流和湖泊濕地發(fā)育的草甸土，在深達(dá)50～100 cm的土壤中有機(jī)碳含量仍可保持在5 g/kg以上。據(jù)梅雪英等[1]對(duì)上海崇明東灘濕地的研究表明，東灘濕地蘆葦群落的年固碳能力可達(dá)（1.63±0.39）kg/m2，是全國陸地植被平均固碳能力的2～5倍，全球陸地植被平均固碳能力的3～5倍。在氣溫升高、蒸發(fā)量加大的氣候變化趨勢(shì)下，濕地排水量增大，可能增加CH4的排放量。長(zhǎng)江中下游地區(qū)的升溫趨勢(shì)表現(xiàn)為冬季增溫幅度大于夏季[2]，溫度季節(jié)性較差減小，增溫的不對(duì)稱性對(duì)呼吸作用的影響大于對(duì)光合作用的影響，從而不利于濕地植被對(duì)碳的固定。氣溫升高也會(huì)對(duì)濕地土壤微生物的活性產(chǎn)生影響，從而改變碳循環(huán)的格局。

3.1.3 對(duì)水鳥分布的影響 鳥類對(duì)溫度變化較為敏感，冬季的氣溫變化對(duì)鳥類分布的影響尤甚。氣溫變化會(huì)影響鳥類的遷飛路線。長(zhǎng)江和淮河的濱海濕地位于1月份0℃等溫線以南，是水鳥在東亞地區(qū)的主要棲息地。溫度升高后，鳥類的遷飛路線將發(fā)生改變，分布區(qū)逐漸北移。氣溫升高和水位降低還將影響水鳥的棲息環(huán)境，導(dǎo)致水鳥種類和數(shù)量減少。

3.1.4 對(duì)水生生物的影響 隨著氣溫的升高，長(zhǎng)江中下游地區(qū)湖泊濕地的水溫也呈現(xiàn)出增溫的趨勢(shì)。由于水溫的變化幅度小于氣溫的變化幅度，所以水生生物的耐溫能力比陸生生物要小，對(duì)溫度變化也更為敏感，一般無法容忍水溫的較大幅度變化。每種生物都有其一定的適溫范圍，在適溫范圍內(nèi)水溫升高，生命代謝作用就增強(qiáng)。水溫增高勢(shì)必增加喜溫生物的數(shù)量而減少低溫生物的數(shù)量，以致群落優(yōu)勢(shì)種發(fā)生演替，并改變整個(gè)食物鏈和食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，從而引起水生生態(tài)系統(tǒng)的變化[3]。水溫增高還導(dǎo)致溶解氧的下降，適于水生生物生存的空間縮小，加上濕地面積萎縮，使水生生物的棲息地減少。水溫升高引起長(zhǎng)江內(nèi)魚類越冬期間棲息地向北遷移，導(dǎo)致魚類洄游距離增長(zhǎng)，能耗增加，發(fā)育減緩。水溫變化對(duì)水生生物的代謝有顯著影響，夏季水溫高過最適溫度時(shí)，魚的食欲就會(huì)減退，攝食量減少，從而影響其代謝和生長(zhǎng)。水溫還對(duì)水生生物的繁殖產(chǎn)生影響，隨著水溫升高，長(zhǎng)江重要保護(hù)動(dòng)物江豚的繁殖周期會(huì)發(fā)生改變，還會(huì)導(dǎo)致其適宜棲息地的范圍發(fā)生變化。個(gè)別極端氣候事件將導(dǎo)致嚴(yán)重后果，如2008年冬季的南方冰雪災(zāi)害事件，致使位于天鵝洲故道的江豚死亡6只。

3.1.5 對(duì)水質(zhì)的影響 水溫是最常見的水質(zhì)指標(biāo)之一，表層水溫與氣溫關(guān)系密切，氣溫的季節(jié)變化對(duì)表層水溫的影響最為明顯，水體溫度的不均勻會(huì)引起水體分層和對(duì)流現(xiàn)象。2007年，太湖梅梁灣1～4月月平均水溫和積溫均高于多年均值，為藻類生長(zhǎng)提供了良好的條件，藻類的迅速生長(zhǎng)和聚集產(chǎn)生了水華現(xiàn)象，導(dǎo)致水質(zhì)下降。水溫驟降或水溫溫差大于10℃，會(huì)導(dǎo)致浮游植物死亡，水體產(chǎn)氧能力嚴(yán)重下降，導(dǎo)致水質(zhì)惡化[4]。水質(zhì)惡化不僅使?jié)竦厮垂┙o能力下降，產(chǎn)生水危機(jī)，而且使得淡水生物的種類和數(shù)量減少，魚蝦等水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降，將使依賴濕地為生的人口貧困加劇。

3.2 降水變化對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地的影響

3.2.1 對(duì)濕地水文循環(huán)的影響 濕地生態(tài)系統(tǒng)的供給水源主要來自陸地水或大氣降水，降水通過直接方式或地表徑流等間接方式為內(nèi)陸濕地提供補(bǔ)給水源，影響著濕地的水文過程和濕地生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育和演進(jìn)。長(zhǎng)江中下游地區(qū)年降水量整體變化并不明顯，但是降水量在區(qū)域和季節(jié)上存在差異，其中鄱陽湖流域北部一部分地區(qū)量顯著上升趨勢(shì)。在季節(jié)變化上，春季降水量變化幅度不大，夏季降水量在20世紀(jì)90年代變化最大，秋季降水量呈減少趨勢(shì)，冬季稍微增加。降水量在時(shí)空格局上分布的不均衡性，將引起濕地水文格局發(fā)生變化，濕地水源補(bǔ)給減少，水分消耗增大，從而加快濕地萎縮，導(dǎo)致濕地面積和類型的變化。氣候變化背景下，長(zhǎng)江中下游地區(qū)干旱等極端氣候事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度增加，濕地水位波動(dòng)的頻率和幅度也不斷增加，如2011年5月份長(zhǎng)江中下游大旱，鄱陽湖幾乎干涸。

3.2.2 對(duì)水生生物的影響 在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，湖泊水位的變化趨勢(shì)與降水量變化趨勢(shì)基本一致，降水變化引起湖泊濕地水位的漲落。降水的不均衡分配導(dǎo)致最高水位與最低水位的變化步調(diào)不一致，水位的波動(dòng)也對(duì)水生生物的生存環(huán)境和棲息地產(chǎn)生影響。水位波動(dòng)對(duì)植被組成和植被邊界有著重要作用，可以破壞現(xiàn)有的植被類型，直接影響濕地植物的分布。2001年以來，由于氣候干旱和上游來水減少，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的湖泊長(zhǎng)期處于低水位，水面面積逐漸萎縮，引起生物多樣性減少。濕地植被也呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化，沉水植被逐漸向浮水植被和挺水植被演替，水生植被逐漸向沼澤化和草甸化方向演替。降水的季節(jié)變化，還會(huì)導(dǎo)致枯水期提前到來和枯水期時(shí)間延長(zhǎng)，較低的水位使水生植物和魚類的生存空間縮小，以小型魚類和水草為食的鳥類的食物來源減少。

4 長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地對(duì)氣候變化的響應(yīng)

4.1 濕地空間結(jié)構(gòu)的變化

長(zhǎng)江中下游地區(qū)分布著多種濕地類型，其面積占全國濕地面積的比例較高。由于受人類活動(dòng)和氣候變化的影響，近50 a來濕地的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，濕地面積和類型減少，特別是湖泊濕地受到圍墾影響，萎縮嚴(yán)重[5]（見表2）。濕地景觀的破碎化，使得很多原有濕地生物的生境遭到破壞，面臨嚴(yán)重威脅。

表2 長(zhǎng)江中下游地區(qū)湖泊面積變化情況

4.2 濕地土地覆被的變化

在人類活動(dòng)和氣候變化的雙重壓力下，長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地土地覆被狀況發(fā)生了變化（見表3）。從近50 a的變化趨勢(shì)來看，1990～2000年濕地面積有增加的趨勢(shì)，而耕地面積相應(yīng)減少，這與該時(shí)期推行退田還湖政策有關(guān)。而2000～2010年濕地面積呈下降趨勢(shì)，但濕地減少面積大于耕地增加面積，除圍墾等人為因素外，降水量減少和年內(nèi)分配差異導(dǎo)致的低水位是其主要原因。

表3 長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地土地覆被變化 （hm2）

5 小結(jié)

（1）長(zhǎng)江中下游地區(qū)濕地面臨的主要問題是濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，服務(wù)功能削弱，表現(xiàn)為濕地面積萎縮，生物多樣性減少。盡管氣候變化引起的濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化尚未明顯呈現(xiàn)，但是氣候變化與人類活動(dòng)相疊加，將使破壞程度加重，形成惡性循環(huán)。在減少濕地土地覆被變化和人類活動(dòng)的影響的同時(shí)，也應(yīng)采取措施緩解氣候變化的影響。

（2）濕地是相對(duì)比較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，其物種相對(duì)于陸地物種適應(yīng)氣候變化的能力更弱。因此，氣候變化對(duì)濕地的影響應(yīng)引起足夠的重視。隨著溫度的升高，生物的分布界限將北移，自然保護(hù)區(qū)和緩沖區(qū)也應(yīng)作出調(diào)整。

（3）氣候變化對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能也產(chǎn)生影響。水溫升高將導(dǎo)致水質(zhì)下降，進(jìn)而引起水生生物的種類和數(shù)量下降，魚蝦等水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降，甚至危害到人體健康。提高濕地生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，積極開展生態(tài)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等生態(tài)工程建設(shè)，幫助依賴淡水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生存的居民發(fā)展經(jīng)濟(jì)，減少濕地功能區(qū)的貧困人口。

（4）濕地是重要的生態(tài)系統(tǒng)，但人類對(duì)其研究認(rèn)識(shí)和保護(hù)意識(shí)不夠，導(dǎo)致濕地過度利用和大量濕地資源的破壞。要改變傳統(tǒng)的濕地保護(hù)觀念，把濕地保護(hù)工作納入到流域綜合管理的全過程。加強(qiáng)上游地區(qū)水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙功能的保護(hù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)下游地區(qū)水源供給、防洪和生態(tài)環(huán)境安全具有重要意義。

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