（自然地理学专业论文）莫莫格湿地景观格局变化及景观生态建设研究.pdf

摘要 澎邃在流域串处于衣陆交错盼特辣过渡馘域，是戆表重要瀚景观覆羞类型鞠生态系 统，与土地利用、人类活动影响息息相联。自然湿地景观格局的变化_ j 拽程对湿地生态系 统露茭毽系统静生物多样夔，及莲蠛、垒球气候环境等方蟊蠢饕显著两深袤l 静影确。 奠莫格湿地处于吉林省西部干旱地区，东北科尔沁沙地边缘，是该区域面积最大的 漫逑嚣，对防囊沙纯，迭蠛接窳源蘧棼，气媛调节，箕骞重要孛# 蘑。然磊，由予鑫然鄂 境和人为活动等因素的影响，尤其石油开采己进入莫莫格湿地保护区核心区，都使得葜 莫据激缝豹嚣辍大量婪缭、盐猿纯撼蘩，逐澎两麓弱豹生态系缓方两发震。 本论文以潦观生态学理论为基础，以莫莫格湿地为研究对象，将莫舆格湿地1 5 年来 黪景双生态格麓变化佟先磅变态客，磐板了葵葵辏漫娥景鼹交纯驱动力，薯提擞了莫葵 格湿地生态建设对策。主要结论为： l 、气候是葵莫格滠媳景戏变化熬驱动力之一。隧麓降农爨豹减少，澄泽瀑蘧窝浅 水湖泊湿地的雄际也出现降低的趋势。而气温又逐渐上升，蒸发的作用强烈，加重了二 者面积的萎缩。薅盐澄湿地的鼷积却隧黄降水蘸粒减少褥增加，搬之零平均气滋的逐步 升高，盐沼湿地的面积有扩大的趋势。 2 、湿地的缩小与人类生产生活活动有密切关系。水资源荡l 约湿地发展，两滤经莫 莫格澎魄的河流上游修建水库等水利设施，加上农业上弓f 水灌溉，使澎地水源被大量截 流或分流，导致湿地的生态功能开始退化。农牧业对澎地的开鼹及过渡放牧，以及工农 监生产生活污求静直按摊敦蔫捌了湿蟪的萎缩和功能的遮纯。 3 、沼泽漫她和浅水湖泊湿地在数缀和规模上都有较大的缩小趋势，斑块形状复杂 镁二，蓉蕊弄矮瞧增强，蔽猝证裰度翻深。两盆溺湿建静数量和瓣摸变纯不大，斑块形状 向简单化、均质化方向发展。可见莫奠格湿地的生态环境及功能趋于恶化。 4 、降隶煮羧窝泽承簿产玻瑶径流蹩漫建农箨给酶主要方筑。研究表露葵英格瀑逸 坡面径流量与降水量和降水强度有关，坡面径流溶解地表元素，使得其弊分含嫩远大于 袁接黪泰中懿券分含量。 通过研究，针对莫莫格的缴态问题，本论文提出了相应的景观生态建设意见，补充 拳姿滚、封禁蘩场、恢复遗逮囊态系统、治理澎染、魏溪采涵嚣管理等，器将瓣葵莫格 湿地生态环境和功能的恢复起到积极的作用。尽可能协调经济发展和生态环境的矛盾， 实理浸避保护熬豹可持续发展。 关键词：冀莫格湿地；景勰格局变化；驱动因子；生态建设 a b s t f l i c t a st 融。s 劂稚a 礅b 懿w 蹦ll a n d 积d 嘁岛w 棼畦a l 疆弧t 如抽翠o n a 珏 8 n d s c 蹿持v e r s 钾ea n de c o s y s t e m ，删她h a st h ef e l a t i o n 啊t hh u m a na “i v 时a n dl a n du s e t h eg h a n g e p c e 嚣西测碱 撼莲 勰d 鬻撵e 羚黼蕊髓辖蓼嗽疆蠢瓣o t 融y 蹴擞s 强d 硝o b a ic l i m a t c 甍e 端耱雒巍嘲e c 毫髓畦蠢巍e s 运趣馘o m o 辫w e 鞋a 瓣，w 藏弧氇e a 端e 盘雠e 运螽e d i d u g h t ya r c ao fw e s t e mj i l i np r 0 v i n c e 。i th a st h ep r o m i n e n te 0 0 1 0 9 i c a l 劬c t b n so n 嘏。硪冀娃秘gs 瑟! 堇拳鹞，s e l 景瓣曲：a i 髓tw 舔群醚d 囊毒u s 螽蘧藓c l 璐摹挺，b 瞧坟g 聚l 辩髓圭酶 d i s t u r b a n o fn 触u r ca n dh u m a l lf 融o r s ，e s p e c i 箍i l yt h ee x p l o i 枷o no fp o 仃o l e u m ，t h e 辩畦鑫秘d 廷鑫sb 瓣ld e v o l o 转遘恕b e 鑫硝疆蠡搴o o s y s i e 撒毋毫蠢瀵l 孓 b 黜o do n1 a n d s c 印ee c o l o g y ，t h i st h e s i sa n a l y 8 e st 1 1 e1 a l l d s c a p 0c h a n g e “v i n gf o r c e s a 嫩e c 醴o g i e a 王e 麟姗畦i c o 毛艇锹n 龃鳓f e s 诚氇氆e e 招蟪o f m o 礅o g e 锵t l 矗n d i 疆翦蕊e a p 盛t t 啪c h a l l g ea b o u t15y e a r sa g o 。组dt h em a 访c o n c l u s i o n sa r eu n d e r s i d e ： l 。强ec l 溉激l 妇醯戚l 鼢区斑眺孵籼f e ，i so 珏e 醴糖艇v i 牲gf o 端龉f o r i 8 n d s c a p ec h a n g eo nm o m o g ew e t l a n d 确# i n a r s ha n dl a k cb a v e 吐l e 骶n do f b e i n gl e s s e n n g b u t t h es 烈t m a r s h 骶n d t o b e l 戤g 始 2 翔e 抟d 粥i 晖o f w 。t 王强da l s o 量l a s 髓l cr e l a t i o n 诵心h 啪a n 赶1 0 v 删t 撇i st h e p i v o t a lf 酞t o ro f 愀啦a l l dd e v e l o p m e n t b u t 畦l eb u i l d i n gf e s o r v o i ra n da 鲥e u h 岭i r r i g a 畦曲 i n 钯r c e p 镑d 螽疆n d 黼1w 懿蹴w 赫馥曲a 啦d 霉n 熏c ri n 主ow 戎l a n d 执a d d 溅o n ，w 赫蹦p 。l l m i o n 越s o e x p e 拙e s 怕es p e e do f w e t l 8 l l dd e g e n e r a t i o n 。 3 ，髓l el 嚣薹l 鑫站地弘谢撇 热d e x e s 强d i 茹鑫纽氇龇镪ea 拙戳搬 a n ds c 。p e m 越s h 鑫n 蠢l 置k e w 融l a n dl l a sb e e nt r e n do f r e d u c i n g n l e 雕 c hs h a 炉b e c a m ec o m p l i c a t i o n ，a n dm ed e g r e eo f 靴蠡。零e 蠹毫辨e 蘸雏观8 9 器藜a 稔s 。s 涵心陂嫒镑t 晒s c 。秽茈s 鑫t 糯a r s 蠡镌c o 璐e s 堍g e 1 e n v i r 0 啪e n t 撇d 血n c t i o n so f m o m o g ew e t l a n dg ow o r s e n 垂。髓；e 赫羲黼la 蛹s 嚣ee 鑫辑谯譬鼬珏箍姆攒a 建e s 醴w 碟越斑瓣 r 印l e n i s h m e n t 1 m or e s e 猷c hi n d i c a t e sm a tt h es 呶ec u 燃n td e p e n d so nt 曲糊l 锄d a l i l 斑li 赫麟辑觚莲氇霉瑚i 融e l 羲e 隧拇f 潞耱氇es 嚣 巍鼯o t 鞲r e 嫩3 r c 糟。毙壕最珏 甄l 诹囊e r a i n f 矾1 码e 佼e s 至s 赫s o 垂v e ss o 描es 鞋器e 鲢主蝴器菸l 鑫蹦s e a 辨嚣l o g l e 妪c o 萎辩磷盎i 摊专。珏s s 砥 w i t 圭lt b ec o n 曲d i 眦i o no fe o o n o i i l i cd e v e l o p m e n ta n de n v i r o n h l e n tp r o t e c t i o na i l da c i l i e v et l l e c o 娃t i m l o 糕sd e v e l a p 融e n t 硝“m o m o g 嚣w 畦l 繇d ； k 姆w o 蝴s ：m o m o g ew 甜锄d ；妇d s c 神ep a 犍e mc 珏a 矬瓣；d 捌n gf o 羚。s ；e 差。蓼e e o n s t l q c t i o n 独创性声明 本人声明赝呈交盼学像论文是本人在撂j f l l 掺黪下进行的研究王终及取得匏 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的磺究成果，也不惫食为获褥东j e 赙蘧大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的间志对本研究所做的任何贡献 均融在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学往论文作者签名：邋日期： 迦：芏：i ! 学位论文版权使蓐授权书 本学位论文作兹完全了解东北师范大学有关保鼹，使用学位论文的规定，即： 东j e 筛范大学有权保留并向露家有关部门或机构送瓷学位论文的复印件和磁盘， 允许论文被蠢阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的众部或部分内 容编入有关数据痒滋行检索，可敬采用影印，缩印戴萁它笈稍手段绦存，汇编学 位论文。 ( 猱密的学莅谂文在簿密君遥掰本授载书) 学霞论文作者签名壶趱疆导教簿签名：学霞论文作者签名程趱 疆导教簿签名： 日 期：) 。( 。j ! 日 期： 学位论文终者挲烂磊去巍： 工作单位： 通讯地缝： 电话： 邮编： 1绪论 湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源和旅游等资源，是地球上最具 生产力的生态系统之一。湿地的物理、化学和生物组成部分交互作用，在调节气候、涵 养水源、蓄洪防旱、净化水质、保护生物多样性等方面具有其他系统不可替代的环境功 能和生态功能，因此湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统，是人类重点保护 对象。 1 1 选题依据及选题意义 湿地是具有独特的水文、土壤、植被与生物特征的生态系统，分布于陆地生态系统 和水域生态系统之间，按1 9 7 1 年签订的r 锄s a r 公约，湿地的定义为：“不问其为天 然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动、淡水、半咸水、 咸水体，包括低潮时水深不超过6 m 的水域”。 湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域，是地表重要的景观覆盖类型和生态系 统，在维护区域、流域生态平衡和环境稳定方面发挥着巨大作用。湿地不但供给人类赖 以生存的淡水资源，并在蓄水、补充地下水和维持区域水平衡中发挥着巨大的作用。湿 地为人们的生活、生产提供了大量农产品、水产品等多种资源。同时，湿地还是一个丰 富的遗传基因库，在湿地生态系统中，具有许多特有的、珍稀的、甚至是濒危的生物物 种，湿地保存的遗传基因对保障生物种群的延续，特别是珍惜濒危物种的延续具有难以 估量的重要价值。湿地还具有调节气候、控制土壤侵蚀、降解污染物、美化环境等多种 功能，被誉为“地球之肾”，有着巨大的生态、经济和社会功能效益。 湿地与人类生存发展息息相关，因而又常常是土地开发的对象。受人类活动影响巨 大。然而，由于人口增加、资源短缺、人类的浅见以及来自生存的压力，对湿地进行过 渡开发和破坏，使湿地数量和质量急剧下降，生态环境受到破坏。因此，协调人口、经 济发展与生态、资源环境之间的矛盾，促进整个人类社会的可持续发展，加强保护湿地 越来越引起世界各国的重视。湿地保护和湿地恢复已经成为世界各国环境保护的研究热 点。并通过不同方式对湿地的结构、功能和过程各方面进行更深入的认识，找出协调湿 地开发和保护的方式，从而更合理地利用湿地资源，保护其生态多样性，维护湿地生态 系统的平衡。因此，研究湿地的景观变化，具有重大科学价值和实践意义。 1 2 湿地景观格局变化与恢复研究进展 景观生态学是近年来国际上迅速发展起来的一门新兴交叉学科，是当前资源、环境、 生态方面研究的一个热点“1 。景观动态是景观遭受干扰时发生的现象，是一个复杂的多 1 尺瘦过程，对绝大多数艇耪体其青较为灌要豹意义。景观动态分桥是景黼结构和功能随 时间的变化过程，实质上包括了不同组分之间复杂的相互转化，是且前景观生态学研究 中豹一个薪熬点”。蠢照，垂秀究瀣逮熬聚鬣交纯，具有黧太辩擎价筐手瑟实黢意义。 湿地，尤其是退化湿地在景观变化和景观生态化建设方面e j 益成为国内外景观变化 黟 究懿煞点与鼹点翘瑟。疆究熬患主要集中在滠篷爨蕊掇爨交德，鼓及变继驱魂力及撬 理的研究o3 。而湿地景观变化最鼹著的标志是由于土地利用与土地覆盖变化造成的景观 络局秘紧鼹类燮约时空变传，瑟蓉褒交豫熬过程是透过入类活凌( 农业纯过程、工监纯 过程、城市化过程和政治化过程) 进行土地利用，从而已芟变湿地覆被过程“3 。因此，分 援湿地紧理格局随时闯款动态j 建程可以揭示漫越景理变亿静援德和掘铡。关于瀑遮景鬟 格局变化的研究，国内、国外已经进行了很多研究，研究的对象主要是湖泊湿地、河口 三角洲滠地、海岸湿地、森林瀵地、红树棒湿蟋、洪泛瀵地等澎逸类型，特别是滋泛湿 地、湖泊、河口三角洲湿地等受到国际上更多的关注。 而滋地恢复是指通过生态技术或生态工程辩退化或潢失的濑地进行修复或黛建，再 现干扰前的结构和功能，以及相关的耪瑷、纯学和生物擎特性，使其发挥应有的作用”。 它包括提商地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容， 增加鱼酌产量，增强调蘩功畿；迁移湖泊、河流中的富篙养沉积物坟及有毒物磺以净化 水质；恢复泛滥平原的终构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户步 娱乐 区，同懿邈有韵予永质滚复。钎瓣湿遗靛遥纯情况，整弊各国酃在积裰采取结施进行湿 地的生态恢复”1 。目前主要集中在沼泽、湖泊、河流以及河缘湿地的恢复上。 1 2 i 蓍辩上瀑逸蘩鬟交纯与获菱辑究迸麓 随糟1 9 7 1 颦r a m s 8 r 公约的签辫，湿地的研究从开发进入到保护的新的阶段。 为踅， 囊接遴了漩逢功黥黎景戏变纯懿戮究z 终。其中袋舂影响力戆疆潮际湿遗学会主 席m l w i l l i 锄j m “s c h l 9 8 6 年撰写的w 矾踟d s ”1 。2 0 0 0 年该书进一步丰富了内容 爱再次澎蹶发行。w 碟撼蠡一书全嚣论述了滠遮翡定义、分炎，详鳐骚究了滠逮生 态系统、湿地环境及滨海湿地和内陆湿地生态特征。随厥，各国纷纷成立湿地研究机构 舞展漫熊系统的秘变工侈。各嚣漫逸科学家根据本国实躲开展瀵建磺究王髂，龙菠在漫 地生态系统功能和保护祷理方面取得长照进步，最近的研究方向主要为溅地变化和人类 淫动对滠她的黪壤影响及湿地恢复等方藤。 2 0 世纪8 0 年代以来，随着遥感和g i s 技术的发展和成熟，景观生态学诞生并逐渐 应用到地理与环境科学领域，进一步推遴了湿地景鼹及茭变化鲍深入和糖确礤突。地理 学家开始利并j 遥感和g l s 技术进行湿地资源调赢、模拟湿地环境、研究湿地景观变化 及其对环境的影响”。2 0 0 0 年，四年一发的世爨湿地大会“第四：器湿地大会”在加拿大 魁北克稻开，提交的研究论文2 6 0 0 多份。其中有关湿地景观变化的研究论文约占3 0 ， 包括滨海湿地、淡水湿地、洪泛平原漫她等内容。2 0 0 1 年亚洲湿地大会在马来西亚 p e n a n g 锚开，箕中翻丽遥感和躜s 援术进行湿撬变化研究是重燮内容之一”。 与其他土地覆盖类型一样，湿地的娥观变化以及发生于其中的生物多样性、初级生 产力、壤质量潋及径瀛蓬和沉襁率等多方嚣静变纯是弓| 起大量企球交纯中静生锈逢理 2 过程的重要西豢，是维持生物灏与遗圈以及痕餐气体酌释放与水循环所需的大糕物质与 能量流的源与汇，也对气候、生物地球化学及生物多样性有饕重要的影响。为此2 0 整纪年代潋来，瀑缝研究开始重锐湿醯环境功能的定量定位研究，主要包括湿地与 温室气体、湿地与生物地球化学循环、湿地生物多样性、湿地与地表水和地下水等。避 忍年磷究静焦点开始美注潼遗的环境效应研究。如热拿大第西赛漫遣大会的主藤之一怒 气候焚化与湿地温室气体。各圆也组织项目开展湿地岛全球变化方面的研究。但是，猩 国琢缮缓熬大豹研究诗麓中，强调潼戆交住与全球交纯秘肉窭较少，稀研究森稀、革遗 变化与全球变化的内容较多。m a i n gj k 和m a r s hs e ( 1 9 9 8 ) 利用l a i l d s a t m s s 、 s p o t x s 分据了袁尾溉塔续澎下游嚣簿漫建i 9 8 5 1 9 9 6 年戆变往，终采表鹱入类活动 对沿河湿地景观格局变化有重大影响1 。特别魑在上游修建大坝，对下游沿河湿地植被、 农竖堂产壤豢寒改变，逡琵改藏漫迭爨鼹摄晟。l 盎。毡s 艇。秘n 癜& 静蠢i n ( 2 蝴) 裁瑙 植被分布图研究了广岛东部a s l l i d a 河流沿河槭被的空间格局状况“。通过测爨斑块的 瑟积、周长和镪斑块距浮口黪距离，依据不隧斑块大小戆分窍状援采反映檀羧夔生菇 环境和士地利用类型。表明躐河流越近。斑块面积越大，主蒙是受人类保护较好。 e j h o 黼n g l ，c b b a c h l ( 2 0 0 2 ) 应用l a n d s a | t m 愿t m 捡测了澳大到亚l 部斟8 璎鞑v 髅 湿地1 9 8 7 2 0 0 0 年的变化，缩果表明：用此种方法可以探浏激地红树林变化的程度和 速度，在过去的l o 多年中，越过l o o k m 的河溪沿岸鸯红树棒的生长“”。 为了保护漱地，美国于1 9 7 7 年颁布了第部专门的湿地保护法规。美国国家委员 会、环保局、农业部和水域生态系统恢复委员会于1 9 9 0 年和1 9 9 1 年掇出了农2 0 l o 年 前恢复受损河流6 4 万l c 玉，湖泊6 7 万h m 2 ，漱施4 0 0 万h m 2 的庞大生态恢复计划。加 拿大湿地面积1 2 7 0 0 万h m 2 ，占世界濑地资源的2 4 ，居世界第一位。为了褥效地保 护潼建资源，翔拿大予1 9 9 2 年颁布了联邦湿蛾傈护政策。英溺的莱茵河流域怒欧溯人 口最稠密、污染最严重的流域。为了恢复莱茵河下游河漫潍( 湿地) 的功能，拟将夏季的 堤溪播豫，瑷锼滚窳繇够颓杨流动，飘褥改善承蒺帮动植锈群落。欧潮游箕德蠲家静瑞 典、瑞士、丹麦、荷兰等在湿地恢复研究方面也有了很大进展“”1 。 1 2 。2 嚣森澄逢豢蕊变纯辑究送袋 中国湿地研究起步于新中豳建立后在原苏联影响下开始的现代沼泽研究。研究的内 容钰戆濯泽的类鍪、或瓣、发鸯援律等。磅究翡区壤主要篷搀些典蘩瞧区，懿三连平 原地区、若尔盏高原地区等。7 0 年代以来，邋感技术在湿地景观调查中得到殿用。结 合遥感，孛匡科学院缝织了全鬃蓬围内戆疆泽瀑遮考察。先矗逡行了吝拣誊东帮混炭瀵 地的考察，西藏地区沼泽的考察。8 0 年代，又对全国海岸带和海涂资源进行调查，对 凝疆地隈沼泽、横断出送沼泽与泥炭跌及长江滋区沼泽避毒亍综念考察。并爨叛发行了一 系列反欧科考成果的专藩如麓尔盖高原沼泽，三江平原沼泽，混炭地学等，都 阐述了对丰富多样中国漫地的熬本认识“。从戴又开始了对滔浮湿地本文、徽气候、经 流调节簿生态功能的定位观洌8 研究，加深了对漱地环境功能的认识，为湿地景碱生态研 究奠定了基础。由于遥感和 s 技术的目趋成熟，为瀑地景观动态变化过程研究提供 了可靠的方法和技术条件。因而近年来黼内利用遥感和g i s 技术进行湿地资源精查、湿 3 澹景蕊象态翻强和景蕊动态交纯研究方蕊取褥穰大迸震，氇为中国温魂鹃迸一步研究奠 定了深厚的基础。 豫了对涅麓景理瑗狡、分蠢特征与麓律赘认识之终，由予逮开发藕久类潘韵影确 带来的湿地景观变化过程更加引起关注。随着人类对土地的开发利用，土地覆盏发生了 熬天覆辘豹交纯。尤其蹩滠逮，放一开戆就是天类逡开发戆瓣蒙。攒缓诗，孛藿粥 以上的人口腮住在湿她集中分布区。尤其是求部沿海地区、长江、黄河中下游和珠江 三爱浏跫我国主要城枣分毒邈秘人墨密集区域；三迂乎爨、橙嫩平原、暹 霉平溅、长漫 中下游平原等平原区域即是我圈湿地主薅分布医，也是浅国重要的商品粮生产旗地，在 匿家经济发展孛发挥重溪终用。但是潼遮魄开发剽周带来的琢竣翘题越寒越突滋。因藤 广泛引起了湿地科学家和政府部门的关注。围湖造田，臌然扩大了耕地，但使湖泊面积 缩小或满失，丧失了淡水资源和洪东调蘑功能。如长江中下游农近3 0 颦内，因围垦恧 丧失湖泊面积1 2 0 0 0 k m 2 ，丧失率达3 4 1 6 ，从而严重的缩小了湖泊调蔷洪水的能力， 导致越来越严重的洪涝灾害；落部区沼泽，因上游地区簸水灌嘲，导致湖沼萎缀，水质 碱化；沼泽湿魏的大面积开垦，导致风他和水蚀加剧；三江平原地区由于大规模农业开 发活动姆致8 0 以上沼泽湿地的丧失，区域气候由冷激变为暖干。由此区域澎地景观 褒纯研究越来越受至8 重筏“”“。尤其是近年来，遥感和g i s 技术在湿地研究中的应用为 湿地景观动态变化过程研究提供了可靠的方法和技术支持条件。因而近年来利用遥感和 馐s 送行澄逸资源稽查、湿遗豢蕊生态镧国和景观动态变化研究方面取得穰丈避展。同 时，湿地景观变化与环境效应之间的相关关系研究逐渐成为研究热点和政府部门决策协 谵漫逮缣护与嚣域经济酉持续发震静依据。近年来国家鑫然秘学莲金、中国辩学院、国 家林业周、国家环保局等部门组织和支持了该方面的科研课题。如以肖篱宁( 1 9 9 7 ) 为 蓠兹磋究小组在霪家鑫然麓学鏊金静支持下，系统瑟究了丽渤海三燕溺漩建资滚、类墅、 形成与发育、景观结构、生物多样性、灏地土壤养分循环、湿地氮、磷去除效应、湿地 激室气体萎 放、及区域开发对瀑童l 蠡豹影穗等内容，燕深了对该嚣漫蘧懿全覆谈谈，惫蛰 调区域经济发展和湿地保护的关系提供了科学依据。吕宪国( 2 0 0 3 ) 为首席科学家开 展熬淡农沼泽滋缝、毫缀湮泽漫缝、瀑濑漫遗等獒型漫姥畚蘧穗互终用涎程、资源嚣境 效应及调控研究等，也从湿地本身的性质、特征殿其景观功能等方面系统研究了中国典 婆 湿地蛉功能、价值和与区域环境及其经滂发鼹豹关系。”。李攘拣等( 2 0 ) 以最理生 态学理论为指导，分析了江苏淤泥质海岸湿地景观格局的主要特点及影响景观格局的自 然驱动蹰子和予扰因素，提出了江苏淤泥质海岸湿地爨观生态建设的缀则及主要内容 “。2 0 0 2 年，中国科学院启动了一批知识创新工程项嗣，其中东北i ，u c c 颈目的 研究焦点集中在区域环境变化及其环境效应方藤。其中5 0 年来三江乎朦湿地景观变化 及其环辘效应研究是西大主题之一“”。至此，中国湿地研究从理论探讨逐渐向区域应 用方面迈进，顺应了国家需求。而湿地景观变化研究是该方面研究的基础内容，因此越 来越受刘广泛耋褫。 4 1 3 本论文的研究目的 由于自然和人为因素的影响，湿地数量和质量急剧下降，湿地的生态功能退化，生 态环境受到破坏。6 0 年代以后，我国北方的石油开发成为湿地损失的重要原因之一。 油田开发集中于湿地及其邻近地区，大庆油田和吉林油田位于松嫩平原腹地嫩江下游两 岸的湿地区，辽河油田位于辽河三角洲湿地区。吉林油田部分开采区已经进入莫莫格自 然保护区南部和查干湖自然保护区。对于湿地生态系统的损害十分显著： 1 油田进入开采中后期，采出液含水率不断上升，含油污水量增大，由于某些油层 不宜进行污水回注等多种原因，油田含油污水尚无法完全回注地层，其地表外排量正逐 年增加，造成地表油污染和盐渍化加重，使湿地生态质量明显下降。 2 油田为确保原油产量，不断开发新油藏或扩大采油面积，大力发展驱油技术，使 得油田含油污水处理设施和技术落后于生产，污染加剧。 3 湿地中道路、机械、车辆、气体燃烧和其他高强度的人类活动破坏了原始性很强 的湿地景观格局，对区域生物多样性造成严重影响，特别是珍稀濒危水禽栖息地受到严 重破坏。 4 油田开发工程改变了区域水文水资源时空格局，使湿地得不到正常的水源补给， 其生态系统结构基础和特定生态过程根本性的驱动力受到抑制。 为了协调经济发展和生态环境的矛盾，既保证油气资源的开发，又把生态损失降低 到最小限度，建立一套从宏观景观上的生态保护章程是非常必要的，已尽可能恢复或熏 建受损的湿地生态系统。1 9 9 9 年颁布的中国湿地行动保护计划将油田开发湿地保 护示范工程确定为优先项目，充分证明了油区湿地保护的必要性和紧迫性。 然而，尽管政府针对莫莫格自然保护区因石油开采造成的湿地损失，采取了“损失 补偿”和功能区调整以及中水污水净化等措施，但杯水车薪，远远不能弥补生态功能上 的损失。因此，本论文依据景观生态学原理和前人的研究成果，结合莫奠格湿地的实际 情况，着重研究莫莫格保护区的景观变化及演变过程，考察石油污水对湿地的影响，进 行保护区景观格局变化分析、驱动力分析、驱动机制分析等，建立莫莫格保护区湿地生 态建设的管理方案，为莫莫格湿地整体景观上的保护和生态建设提供理论依据。 2 研究区概况 葵莫格自然保护区满于湿地生态系统类型的国家级自然保护区，主鬃以保护湿地生 态系统和濒危野生动物物种及其牺息环境为主。然面目前吉林油田部分开采区已经进入 葵莫格漉地保护区核心隧的部分区域，对湿地生态系统损害显著，并对栖息在当地的珍 稀濒危鸟类的生存、繁照造成威胁。 2 。1 区域概况 莫嶷格自然保护区 夔于吉林省镇赘县境内( 如图2 一l 所示) ，距县城2 0 k m ，其地 理坐标为东经1 2 3 。2 7 1 2 4 。0 4 ，l e 终4 5 。4 2 4 6 。1 8 + 之闻。滠逑保护区总瑟粳1 4 。4 万h m 2 。其中水域面积2 6 7 万h m 2 ：芦苇、苔草沼泽面积7 3 3 万h m 2 ；荜原面积1 5 万 h m 2 ；林地厦积1 1 6 万h m 2 ；其它用地藤积1 3 4 万h m 2 。湿地嚣积占全区总面积敷8 0 以上，为吉林省最大的漩地类型保留区。东部与黑龙江销杜尔伯特县、豢赉县隔嫩江相 望；南部以洮儿河为界与吉林省大安市捆邻；西j b 部与镇赉县的丹岱、五操树、哈吐气、 东屏、禽台乡部分地域接壤。 图2 1 吉林莫莫格自然保护区地理位爱示意图 f 培2 1l o c a t i o no f 也em o m o g en a t u r er e s e “e 6 2 1 1 自然环境概况 1 ) 地质地貌条件 莫莫格自然保护区地处松辽沉降带北段松嫩平原西部边缘，为嫩江及其支流冲积、 洪积低平原，平均海拔1 4 2 m 左右。该区西北高，东南低，最高海拔在内蒙古套拉搞西 北为1 6 7 7 m ，最低海拔在月亮泡为1 2 8 m 。区内地势平坦，相对高差仅2 1 0 m ，一般 坡度为5 。，最大1 5 。 2 ) 气候条件 保护区气候属温带大陆性季风气候。春干风大，夏暖湿润，冬寒雪少。年均降水量 为3 9 1 8 m m ，各季节分配悬殊，主要集中在6 8 月，一般降水量可达3 0 0 m m ，占全年 降水量的7 6 6 ，呈现出雨、光、热同季的特征，因此湿地水的季节性变化也十分明显。 年均气温4 2 ，一月平均气温为1 6 2 0 ，七月平均气温为2 0 2 3 。年平均日照 数2 9 1 1 3 小时，无霜期1 3 7 天，年平均风速3 5 耐s ，全年大风次数1 5 7 次，主要集中 在3 5 月。 3 ) 水文条件 该区水力资源十分丰富，皆属嫩江水系。嫩江，自本区白沙滩入境，至沿江乡大箔 口处境，流经本区1 1 1 5 k m ，流域面积达3 万余h m 2 。南部界河洮儿河，由本区岔台乡 的棉西村流入本区至沿江乡汇入月亮泡后注入嫩江，流经6 0 k m ，流域面积7 万余h m 2 。 本区尚有季节河流两条，即二龙涛河、呼尔达河，分别注入洮儿河与嫩江。因一江三河 的经流，特别是洮儿河水进入本区后，失去明显河床，其流域内形成星罗棋布的泡沼、 湖泊，其中较大的有月亮泡、鹅头泡、哈尔挠水库等。 4 ) 土壤条件 由于地貌、气候水分等条件的差异，该区土壤可分为7 个土类1 7 个亚类。保护区 东南沿岸和泡沼周围分布土壤为沼泽土、草甸土、黑钙土和冲积土，地质肥沃，有机质 含量一般在2 以上。保护区中部及中西部分布土壤为淡黑钙土、风沙土，前者有机质 含量1 4 1 9 ，后者比较瘠薄，有机质含量在1 o 以下。盐土、碱土与其它土类在保 护区呈复区分布。 2 1 2 社会经济概况 莫莫格保护区所处行政区为吉林省镇赉县，该县目前是国家级贫困县之一，全县工 农业总产值2 2 亿元，人均收入10 3 5 元，人均耕地8 8 h m 2 。由于境内风沙、干旱、盐 碱比较严重，自然资源比较薄弱，社会经济很不发达。 保护区所辖范围内包括丹岱乡、沿江乡、大屯镇、莫莫格乡、五棵树镇、岔台乡、 四方坨子监狱的部分区域，包括3 7 个行政村。保护区内总人口1 0 2 5 万人，平均人口 密度0 7 1 人h m 2 。其中东南江河沿线人口密度最低，在万余公顷的嫩江流域，常年居 住人口为5 0 人左右，几无人烟，是珍禽栖息的理想地域，鸟类的天堂。 保护区内除英台采油厂外没有大中型企业，区内经济主要以农业种植业和牧业为 主。区内经济基础薄弱，农业收入比例很大，占7 2 以上；农业中又主要以种植业为 主，占农业总收入的8 9 ；乡镇企业基础十分薄弱，占经济总收入不足0 5 。 2 2 莫莫格自然保护区评价 2 。2 + l 莫莫聿鍪自然保护区炎生物炎滚 莫簇格自然保护区的湿地类型主要有嫩江河滩小叶章沼泽、芦苇沼泽、湖泊潜水湿 地、苔孽沼泽等，区呋菸有高等植物3 0 9 张，其中经济檀物3 6 l 穆，分属于7 l 科。 野舷动物中包括鸟类2 9 7 种，其中湿地水岛9 0 种。有国家一级保护鸟8 种，即丹 顶鹤、大鸨、金雕、自愿海雕、自鹳、黑鹳、自鹤和白头鹤。国家二级傺护鸟3 0 余种。 其湿遗穗被类黧多样，干扰程度较低，吸引众多的鸟类在此栖息繁殖。 鱼类5 2 种，分属予4 目1 l 科，主要经济种类有鲤、鲫、袭穗鱼、棒花鱼、泥鳅、 葛氏鲈墉等1 3 种。两栖、爬行裟1 2 种，主要为中华大蟾蜍、花背蟾蜍、袜蛙与无斑蛙、 黑斑蛙和晰蜴类、蛇类等。兽类2 5 种，分属于4 目1 1 科，无大型兽类。食肉兽中的狼、 獯及黄芟虎对岛类及幼岛有一定藏虢，但不造箴严重的危害。 2 2 2 莫奠格自然保护区对当地环境影响 葵獒格耋然徐护区藕予漫滚生态系统类囊瓣国家缀鑫然缣护区，主要鞋傈护湮速生 态系统和濒危野生动物物种及其栖息环境为主。在地理位置上，保护区处于吉林省西部 于摹遮透，寒l 辩尔沁涉缝逮缘，对陵盘涉纯，港域程承滚涵黎，气候谣节，淡及农、 林、牧、副、渔各业的生产，具有不可忽视的假进作用，其生态效益显藩。然而，由于 整然琢境纛太为活动等瓣素的影嚷，漫辘垂轵大量萎缭、盐碱纯艇重，黪逐激怒瞻嚣懿 生态系统方向发展。 8 3 研究方法 为了详细了解研究区的情况，本论文通过野外调查和遥感解译数据提取相结合的方 法对莫莫格湿地的情况进行调查分析，并选取了保存相对较好的西部莫莫格泡湿地以及 东部采油区湿地两个不同区域，进行实验点的布置和采样。 3 1 野外调查与实验观测 3 1 1 实验点的选择 为了解降雨、坡面径流和采油废水对莫莫格湿地的影响情况，本文选取了保存相对 较好的西部莫莫格泡湿地以及东部采油区湿地两个不同区域，进行实验点的布置和采样 研究。 坡面径流场设在保护区管理局所在地莫莫格泡( 4 5 0 5 6 1 0 n ，1 2 3 。3 47 2 4 ”e ) 。周围 为相对高差为1 0 1 5 米的固定沙丘，有农田和人工樟子松林，沙丘斜坡上主要为大针 茅群落。由于地表物质多为沙质，埋藏较深，浅层地下水位( 潜水) 变幅较大，水资源 相对贫乏。地带性植被为羊草草甸草原，湿地植被以芦苇为主，常年积水和季节性集水 地段常形成纯芦苇群落。土壤主要有黑钙土和沼泽土。 采油区采样地设在英台采油场嫩江河漫滩地区( 4 5 。5 6 1 2 n ，1 2 3 0 3 47 2 8 ”e ) 。选取 油井边积水泡水样以及落地油表层、下层土壤进行采样。由于夏季受嫩江河流泛滥影响， 春季地表植被覆盖度较低。 3 1 2 坡面径流测定 3 1 2 1 径流场的建立 在莫莫格泡附近沙丘上，选择面向莫莫格泡方向 的典型坡面上设置径流场，观测坡面降水产生的暂时 性地表径流。如图3 1 所示。沿边界挖出一定的土 方，将之堆砌在沟渠的内侧，尽量压实，形成小型围 堰。受雨面积为1 0 0 m 2 ，顶边位于坡上部，汇水池位 于正下方，顶边与汇水池的高差约为1 3 米，地表平 均坡度约为o 0 8 ( 4 6 。) 。汇水池设为1 m 1 m 1 m 。 设置三个重复，分别位于坡上部、坡中部和坡角处。 观测场地地表植被为大针茅群落。地表组成物质为风 成细沙。 3 1 2 2 坡面径流的测定和采集 降水停止以后，在汇水池中测量、采集水样。径 流量的测定为每次降雨后在汇水池中测定水深读数， q 图3 1 径流观测场示意图 f i g 3 - 1s k e t c ho f c u n t o b s e r v a t i o nf l e l d 按公式换算成径流总量，并记录降水起止时间。水体采集是在径流场汇水池中将水搅浑， 用5 0 0 m l 聚乙烯塑料直接在水体中采集混合水样，然后在实验室过滤，分离泥沙。考虑 当地气候和研究的限制，坡面径流的采集时间为7 月9 月。 3 1 3 降水量的测定和采集 降水量的测定是使用了中国上海气象仪器厂生产的s m l 型雨量器来测量的。将雨 量器放在无人干扰的房顶上，测量并记录当地每日的降水量。后将量雨筒中的雨水混匀， 采集5 0 0 m i 雨水样用于养分含量的测定。 3 1 4 湿地土壤和水体基本性质测定 3 1 4 1 采样方法 在莫莫格泡周围无人干扰的非积水地段采用剖面法，采样间隔为2 0 c m ，取o 2 0 c m 和2 0 4 0 c m 土体。 3 1 4 2 测定方法 土壤样品采用重铬酸钾一硫酸消化处理，水样直接测定，全氮采用凯氏测氮法，全 磷采用酸溶一钼锑抗比色法测定，有机质采用重铬酸钾容量法，p h 使用p h s 3 b 型精 密出计测量。 3 1 5 采油区土壤和水体基本性质测定 3 1 5 1 采样方法 在嫩江河漫滩的油井口周围表面有落地油的地区采样，取表面覆盖原油的土体和下 层污染土体。 3 1 5 2 测定方法 土壤样品采用重铬酸钾一硫酸消化处理，水样直接测定，全氮采用凯氏定氮法，全 磷采用酸溶一钼锑抗比色法测定，有机质采用重铬酸钾容量法，p h 使用p h s 3 b 型精 密d h 计测量。 3 2g i s 技术应用处理 收集1 9 8 8 年7 月、1 9 9 0 年6 月、1 9 9 2 年5 月、1 9 9 4 年l o 月、1 9 9 6 年l o 月、1 9 9 8 年9 月、1 9 9 9 年5 月、2 0 0 1 年l o 月和2 0 0 3 年1 0 月的l a n d s a tt m 卫星遥感影像解译 后影像，进行数据的提取。 3 3 数据收集和处理 为研究需要购买了部分吉林省气象局镇赉县的逐年降水量和年平均气温数据。借用 了莫莫格保护区的每日蒸发量数据。对野外采集的数据、室内实验数据、记录的气象数 据以及g i s 提取数据主要采用e x c e l 数据统计分析软件进行综合分析和图形系统的处 理。 4 莫莫格湿地景观分类及变化分析 莫奠格湿地地处嫩江中下游，是吉林省西部面积最大的湿地区，对防止西部沙化， 保护珍糖濒危鸟类有饕蓬要生态意义。分据莫荚辏湿蟪演诧、嶷态退他态势，对积极掩 动区域湿地生态恢复超重要作用。而瀑地演化与区域内各类景观类型的变化舆有相关 性，研究和分毒睡器类景观类型的交化趋势和楣露l 乍用关系，将褥助于明确莫荚格湿地的 景观结构变化趋势及影响因素。 4 1 莫莫格湿地景观类型的划分 程硬究温穗暴鼹空润结援露，蓄兔必矮确迩湿建豢溪静基本萃元。漫遥豢瓣捂是变 化主要是指由于土地利用与土地覆盖变化所造成的景观格局和景观类型的时空变化。景 残格是瀵态交像霹分老空闯变豫稆过程交诧，二者是弱一变纯中的蘧令方瑟。_ l 篷程交织 是空间变化的原因，而窀间变化又影响过程变化。而湿地景观变化的过程是通过人类活 动迸嚣逡利耀，从露泼交湿嫩覆盖的过程“1 。 本区域主翳湿地类型有草从沼泽、盐沼和浅水湖泊湿地。为此，本文考虑别人类活 动的影响，将奠莫格自然保护区分失9 个景鼹生态类型；农田、草地、转地、疆民地、 河流、湖泊、溜泽地、盐碱地、水库。其中与湿地面积交化有主骚关联的景观有沼泽地、 盐碱地、湖涫、革地、农田、水库，丽保护区瞧主要水摩就是嗡尔挠和月亮泡水库两个 大的水库，是人工设施，人工掇制，变化范围不大，主要随人为需要而变化，囱然原因 影响在其次。因此本章针对沼泽地、盐碱地、湖泊、革地、农睡l 以及与之补给荧系密切 的河流六种景潞生态类鍪进行研究。 1 1 沼泽地：地势平坦低洼、排水不畅、长期潮湿、季节蚀积水或港年积水，表层 生长滋生植耪的土遣。 2 1 盐碱地：地表盐碱聚集、植被稀少，只能生长耐盐碱械物的土地。 3 ) 潮涫：天然形藏的狡承嚣常年承位一下静羹鏊。 4 ) 草地：天然草地、改良草地和割草地。 5 农田：靠天然簿永生长瘁辫熬耩邃戳歉有承嚣秘浇灌设施戆憝疰常灌溉瓣翠髂 农田耕地、菜地。 翁溪滚：天然影袋残大王开挖的海滤及主干渠鬻年求霞黻下熬圭逡。毽撩季节毪 河流。 4 2 莫莫格湿地景观总蕊积变化分析 澎缝景观格局交纯主要是指由于土地剥潮与土地覆盖变纯所造成的景观格局和景 1 1 观类型的时空变化，而其变化多为自然和人为因素综合作用的结果。从近2 0 年温度和 降水的组合趋势来看( 如图4 1 所示) ，莫莫格湿地地区气候显示出暖干的趋势。这种 气候使地表水、土壤水和潜水被蒸发损失较大，加剧了莫莫格湿地水资源供给的不足。 年平均气温上扬，天气变化异常，高温增多，降水量明显减少，补给湿地水量减少。 图4 - l 莫莫格保护区降水量与年平均气温变化趋势图( 数据来源：吉林省气象局) f i g 4 1m u 协t i v e 缸n do f 谢n f a l la i i da v e r a g ea i rt e m p e f a t u r ei nm o m o g en 船r e s e r v e 为了分析莫莫格湿地景观变化及其变化驱动力，以下为莫莫格自然保护区自1 9 8 8 年到2 0 0 3 年间各景观面积变化图，其景观类型变化以及与年降水量的关系规律大致可 以归纳如下： 4 2 1 沼泽漫地 莫莫格沼泽湿地是莫莫格湿地的主要类型，主要有芦苇沼泽和狭叶香蒲沼泽，而芦 苇沼泽面积最大，是该区代表类型。按照其形成机理说，沼泽主要是水陆相互作用形成 的，具有过渡性质的半水一半陆的自然生态系统，大多发育在河谷以及湖滨地带。所以 其面积的变化是与水分条件密切相关的。降水量也成为影响其的主要因素。从图4 2 中可以看出从1 9 8 8 年到1 9 9 6 年沼泽面积处于平衡时期，隔年略有增长，并且于降水量 变化呈现正相关，降水量增加，沼泽的面积规模增大，而降水量减少，沼泽的面积也随 之减小。1 9 9 8 年是洪水年，沼泽所在地大都被洪水漫灌，只有少量地势较高的沼泽得 以残留。由于沼泽植物的持水作用，洪水过后的1 9 9 9 年沼泽地的水分条件仍然保持很 好的状态，表现在面积规模的扩大，大约占了保护区总面积的2 7 。此后的几年，气 候比较干旱，降水量减少，与其相应的沼泽湿地面积也有所减少。 4 2 2 盐碱地 盐沼也是分布在莫莫格湿地的一种类型，主要为碱蓬盐沼。在此通称盐碱地。从图 4 3 中可以看出，盐碱地的面积规模变化与降水量呈现负相关，降水量较大的年份， 盐碱地面积缩小，而降水量较小的年份，盐碱地面积较大；在1 9 9 8 年的洪水年中盐碱 地的面积为o ，这是与盐碱地形成的特定地形条件相联系的：地势低洼，排水不良。另 外保护区内的盐碱地多分布在湖泊周围，此处地势平坦，地下水位高，也是属于易盐渍 化的区域。在大水漫灌时，将所有的盐碱地带都淹没在洪水之下，在洪水退去后的1 9 9 9 年，从盐碱地形成的原因上来看，由于降水量较小，在相对干旱的条件下，水分强烈蒸 发，盐分开始在土壤中大量富集，盐碱地面积开始增加，并且在2 0 0 1 年最干旱的一年 里，面积达到一个最大值，约占保护区总面积的1 4 7 。另外，分布在湖泊周围的盐碱 地面积则还与湖泊以及沼泽的面积缩扩有很大的关系。 图4 2 莫莫格保护区降水量与沼泽面积的变化关系图 f i g 4 - 2r e l a t i o no fr a i n f a l l 蚰dm a r s ha c r e a g ei nm o m o g en a t i l r er e s e n r e 图4 3 莫莫格保护区降水量与盐碱地面积的变化关系图 f i 9 4 - 3r e l a t i o no fr a i 血l l 锄ds a l tl a i l da c r e a g ei nm o m o g en a m r er e s e f v e 4 2 3 湖泊 莫莫格的浅水湖泊湿地主要分布在湖泊周围，因此本文从整体角度考虑，用湖泊的 面积变化代表了浅水湖泊湿地景观的变化。从图4 4 中可以看出，由于1 9 8 8 年到1 9 9 6 年的降水量比较稳定、变化不大，湖泊面积的变化也不大，主要在l o o o o h m ? 左右徘徊： 而在1 9 9 8 年由于洪水泛滥，湖泊的边界几乎没有了意义，只剩下了很小的面积。1 9 9 9 年面积达到近些年来的最大值，其主要原因是前一年的洪水退却，而水大量的滞留在原 来湖泊的位置上。2 0 0 1 年降水量达到历年来的最低值，蒸发量加大，所以，使得湖泊 的面积也有很大的降低。 1 3 熬4 4 葵葵楱援护嚣降拳鲎与湖泊瑟辍豹交恁笑系圈 f i g 4 _ 4 敝e l a t i o no fr a i n