湿地恢复研究综述^*

崔保山，刘兴土

摘要：湿地恢复研究是当今恢复生态学研究的主要内容之一。从湿地恢复的基本概念入手，阐述了恢复与湿地恢复的基本内涵，简述了国内外湿地恢复研究的进展。以生态学原理为基础，分析了湿地恢复的3个基本原则，即可行性原则、稀缺性和优先性原则、美学原则。也阐述了湿地恢复的主要目标。从沼泽、河流及河缘湿地、湖泊出发，简述了湿地恢复的基本策略。文中还从生态、社会、经济相整合的角度剖析了湿地恢复的合理性问题。文章最后对湿地恢复项目计划的制定与监测进行了探讨。
关键词：湿地恢复；恢复生态学；可行性；稀缺性；合理性；监测
中图分类号：Q948；X17　文献标识码：A　文章编号：1001-8166(1999)04-0358-07

REVIEW OF WETLAND RESTORATION STUDIES

CUI Baoshan， LIU Xingtu
(Changchun Institute of Geography,the Chinese Academy of Sciences,Changchun　130021，China)

Abstract：In recent years the study of wetland restoration has been paid.The paper gives the definitions of restoration and wetland restoration,and presents the relationship between restoration ecology and wetland restoration, and the recent development of wetland restoration researches is described.Based on ecology principle,three principles are analysed including feasibility, rarity and priority, aesthetics. Restoration objectives are also suggested in the paper. On the basis of the mire,river and riverine wetland,lake,restortion strategies are discussed.Integrating ecological,economic and social considerations, restoration legitimacy is also analysed.Finally the paper discusses the formulation of restoration planning and the monitoring of prerestoratoin and postrestoration.
Key words: Wetland restoration；Feasibility； Rarity；Restoration legitimacy；Monitoring.

　　湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等方面起着极其重要的作用。人类社会和湿地在长期的相互作用中已形成了紧密的联系，即使未排水的沼泽湿地也已经对区域经济的发展提供了重要的物质基础^〔1〕。在过去的几个世纪，人类对湿地的利用主要集中在湿地排水和围垦上。如沼泽排水发展农业和畜牧业；森林湿地排水发展林业；围湖造田、造地发展农业和建筑业；深挖库塘灌水来发展养殖，吸引野生水禽；泥炭被开采作燃料，发展园艺业。这些开发形式目前在许多地区仍在进行。湿地面积的减少、湿地水质的改变、湿地生物多样性的降低已成为湿地退化的主要过程。为防止这些过程的进一步恶化，保护现有湿地，恢复退化湿地，已经成为发挥湿地生态、社会和经济效益的最有效手段。

1　湿地恢复的概念及其研究进展
1.1　恢复概念
　　“恢复”一词有多种解释。一般地，它意味着将一个目标或对象带回到相似于先前的状态，但并不是原始状态。修复、康复、重建、复原、再生、更新、再造、改进、改良、调整等均可以来解释恢复^〔2～16〕。因此，恢复在实践中可能表现出一个更广泛的活动范围，从小范围的损害修补、修复，到彻底的重建和再生。美国国家研究委员会(NRC)曾研究了水生生态系统的恢复问题，认为恢复是“对先前受扰的水生功能以及相关的物理、化学和生物特性的重新建立”^〔1〕。最近，美国生态恢复协会(SER)将恢复定义为：有意识地对一个地区进行转换和改变，来建立一个确定的、原始的、有史的生态系统，这一过程的目标是仿效特定生态系统的结构、功能、生物多样性和动态来制定的^〔17〕。也就是说，通过人类的一些行为，使一个受干扰的或全部改变了的状态恢复到先前存在的或改变的状态。为了恢复，没有必要使一个系统转换到原始状态，实际上，要恢复到百分之百的原始状态是很困难的，而且几乎是不可能的。
　　需要指出的是，恢复和重建实际上是有细微差别的。恢复是指生态系统原貌或其原先功能的再现，重建则指在不可能或不需要再现生态系统原貌的情况下营造一个不完全雷同于过去的甚至是全新的生态系统^〔2〕。目前，恢复已被用作一个概括性术语，一般泛指改良和重新建立退化的自然生态系统，并恢复其功能潜力。
1.2　湿地恢复的概念
　　所谓湿地恢复，是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。包括提高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，增加鱼的产量，增强调蓄功能；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质；恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也有助于水质恢复。目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河缘湿地的恢复上^{〔2～4,7,8,15～18〕}。
　　一般地，在许多情况下湿地受扰前的状态是湿林地、沼泽地或开放水体，恢复哪一种状态在很大程度上决定于湿地恢复管理者和计划者的选择，即他们对受扰前或近于原始湿地的了解程度。无论如何，由于恢复与重建的细微差别，如果是恢复，一个地区只会再现它原有的状态，重建则可能会出现一个全新的湿地生态系统。在湿地恢复过程中，由于许多物种的栖息地需求和耐性不能被完全了解，因而恢复后的栖息地没有完全模拟原有特性，再者恢复区面积经常会比先前湿地要小，使先前湿地功能不能有效发挥。因此，湿地恢复是一项艰巨的生态工程，需要全面了解受扰前湿地的环境状况、特征生物以及生态系统功能和发育特征，以更好地完成湿地的恢复和重建过程。
1.3　恢复生态学与湿地恢复研究进展
　　恢复生态学(restoration ecology)是研究生态系统退化的原因，退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科^〔2,14〕。恢复生态学是80年代迅速发展起来的现代应用生态学的一个分支，主要致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建。它所应用的是生态学的基本原理，尤其是生态系统的演替理论。恢复生态学既是理论科学又是应用科学，在一定意义上讲它既是一门生态工程学又是一门生物技术学。
　　从生态学角度看，湿地是介于陆地和水体生态系统之间的过渡地带^〔19〕，具有过渡带的脆弱性特征。目前全球湿地生态系统正在受到严重的改变和损害，这种变化和破坏的程度大于历史上任何时期。恢复生态学的发展，为退化受损湿地的恢复与重建提供了坚实的理论基础和指南。在受损湿地恢复与重建方面，美国开展得较早。从1975～1985年的10年间，联邦政府环境保护局(EPA)清洁湖泊项目(CLP)的313个湿地恢复研究项目得到政府资助，包括控制污水的排放、恢复计划实施的可行性研究、恢复项目实施的反应评价、湖泊分类和湖泊营养状况分类等。1988年，水科学和技术部(WSTB)就国家研究委员会(NRC)所从事的湿地恢复研究项目评价和技术报告进行了讨论。1989年，水科学技术部的水域生态系统恢复委员会(CRAM)开展了湿地恢复的总体评价，包括科学的、技术的、政策的和规章制度等许多方面。1990～1991年，NRC、EPA、CRAM和农业部提出了庞大的湿地恢复计划，在2010年前恢复受损河流64万km²、湖泊67万hm²、其他湿地400万hm²。计划实施的最终目标是保护和恢复河流、湖泊和其他湿地生态系统中物理、化学和生物的完整性，以改善和促进生物结构与功能的正常运转。
　　欧洲的一些国家如瑞典、瑞士、丹麦、荷兰等在湿地恢复研究方面也有了很大进展^〔17,18〕。例如，在西班牙的Donana国家公园，安装水泵来充斥沼泽，补偿减少的河流和地下水流；在瑞典，30%地表由湿地组成，包括河流和湖泊，由于湿地的不断退化，有些学者已经建议并提出方案来恢复浅湖湿地，提高水平面，降低湖底面或结合这两种方法。在欧洲的其他国家，如奥地利、比利时、法国、德国、匈牙利、荷兰、瑞士、英国等已经将恢复项目集中在泛滥平原中。这些项目计划的目标是多种多样的，主要依赖于河流和泛滥平原的规模和地貌特征。1993年，大约200多位学者聚集在英国谢菲尔德大学讨论了湿地恢复问题。为更好地进行湿地的开发、保护以及科研，科学家们就如何恢复和评价已退化和正在退化的湿地进行了广泛交流，特别在沼泽湿地的恢复研究上发表了许多新的见解。在1995年，出版了这次会议的论文集《温带湿地的恢复》，从沼泽湿地恢复的基本理论到实践，文中都有详尽的论述。可以说，通过这次会议，对湿地恢复的研究又进入了一个新的领域。
　　我国对湿地恢复的研究开展得比较晚。70年代，中国科学院水生生物研究所首次利用水域生态系统藻菌共生的氧化塘生态工程技术，使污染严重的湖北鸭儿湖地区水相和陆相环境得到很大的改善，推动了我国湿地恢复研究的开展。相继对江苏太湖^〔3〕、安徽巢湖、武汉东湖^〔26〕以及沿海滩途等湿地恢复研究逐渐开展起来。在过去的十多年中，各科研单位和大专院校对我国的湿地现状及变化趋势，生态系统退化的防治对策，资源的持续利用等作了大量工作，且主要侧重于湖泊的恢复。今后的发展及关注焦点必然会转移到河流、沼泽、河口湾等湿地上，只有这样，才能推动我国湿地恢复研究的全面发展。

2　湿地恢复的原则和目标
2.1　湿地恢复的基本原则
　　(1) 可行性原则。可行性是许多计划项目实施时首先必须考虑的^{〔20～22〕}。湿地恢复的可行性主要包括两个方面，即环境的可行性和技术的可操作性。通常情况下，湿地恢复的选择在很大程度上由现在的环境条件及空间范围所决定。现时的环境状况是自然界和人类社会长期发展的结果，其内部组成要素之间存在着相互依赖、相互作用的关系，尽管可以在湿地恢复过程中人为创造一些条件，但只能在退化湿地基础上加以引导，而不是强制管理，只有这样才能使恢复具有自然性和持续性。比如，在温暖潮湿的气候条件下，自然恢复速度比较快，而在寒冷和干燥的气候条件下，自然恢复速度比较慢。不同的环境状况，花费的时间也就不同，甚至在恶劣的环境条件下恢复很难进行。另一方面，一些湿地恢复的愿望是好的，设计也很合理，但操作非常困难，恢复实际上是不可行的。因此全面评价可行性是湿地恢复成功的保障。
　　(2) 稀缺性和优先性原则。计划一个湿地恢复项目必须从当前最紧迫的任务出发，应该具有针对性。为充分保护区域湿地的生物多样性及湿地功能，在制定恢复计划时应全面了解区域或计划区湿地的广泛信息，了解该区域湿地的保护价值，了解它是否是高价值的保护区，是否是湿地的典型代表类型，是否是候鸟飞行固定路线的重要组成部分等等。尽管任何一个恢复项目的目的都是恢复湿地的动态平衡而阻止陆地化过程，但轻重缓急在恢复前必须明确。例如一些濒临灭绝的动植物种，它们的栖息地恢复就显得非常重要，即所谓的稀缺性和优先性。因为小规模的物种、种群或稀有群落比一般的系统更脆弱更易丧失。但恢复这种类型的湿地难度也就很大，常常会事与愿违。
　　(3) 美学原则。湿地具有多种功能和价值，不但表现在生态环境功能和湿地产品的用途上，而且具有美学、旅游和科研价值。因此在许多湿地恢复研究中，特别注重对美学的追求，像国内外许多国家对湿地公园的恢复^{〔17,18,27〕}。美学原则主要包括最大绿色原则和健康原则，体现在湿地的清洁性、独特性、愉悦性、可观赏性等许多方面。美学是湿地价值的重要体现。
2.2　湿地恢复的目标
　　根据不同的地域条件，不同的社会、经济、文化背景要求，湿地恢复的目标也会不同。有的目标是恢复到原来的湿地状态，有的目标是重新获得一个既包括原有特性，又包括对人类有益的新特性状态^〔28〕，还有的目标是完全改变湿地状态等。在湿地恢复计划中或实践中经常希望达到的两个目标是湿地的先前特性和机遇目标。
　　(1) 湿地的先前特性。湿地恢复的成功与否，经常要受两个条件制约。一是湿地的受损程度，二是对湿地先前特性的了解程度。所谓先前特性，就是指原始阶段的后序列状态，亦即受干扰前的自然状态。这些状态从某种意义上讲就是恢复者的一个选择或偏好，或者说这些状态具有一定的不确定性。因为对湿地先前特性的了解程度及理解决定了恢复只能是近于先前的状态，而近于先前或受扰前的程度是很难把握的，这就需要大量资料的积累和科学推断，通过投入最小化的管理方式而发挥其先前应具有的功能和价值。
　　(2) 恢复过程中的机遇。因为恢复过程是受多种因素所制约的，水文状况、地形地貌、生物特性、当地气候及环境背景变化等都是影响湿地恢复的重要因素，这些因素的自然表现在历史时期内不尽相同，因而湿地恢复的过程及结果常常具有不确定性，可能会有多种选择的机会。在这种条件下，某些结果的出现可能被看作是浪费一个机会，因为这些可能的结果在多种状况下都是可以被恢复的，而浪费的机会却很难再一次出现。因此恢复者在湿地恢复的操作过程中要关注并珍惜机会的把握，而不是去浪费它^〔1〕。

3　湿地恢复的基本策略及关键技术
3.1　湿地恢复的基本策略
　　湿地退化和受损的主要原因是人类活动的干扰，其内在实质是系统结构的紊乱和功能的减弱与破坏，而在外在表现上则是生物多样性的下降或丧失以及自然景观的衰退^〔3,23〕。湿地恢复和重建最重要的理论基础是生态演替。由于生态演替的作用，只要克服或消除自然的或人为的干扰压力，并且在适宜的管理方式下，湿地是可以被恢复的。恢复的最终目的就是再现一个自然的、自我持续的生态系统，使其与环境背景保持完整的统一性。
　　不同的湿地类型，恢复的指标体系及相应策略亦不同(表1)。对沼泽湿地而言，由于泥炭提取、农业开发和城镇扩建使湿地受损和丧失。如要发挥沼泽在流域系统中原有的调蓄洪水、滞纳沉积物、净化水质、美学景观等功能，必须重新调整和配置沼泽湿地的形态、规模和位置，因为并非所有的沼泽湿地都有同样的价值^〔24〕。在人类开发规模空前巨大的今天，合理恢复和重建具有多重功能的沼泽湿地，而又不浪费资金和物力，需要科学的策略和合理的生态设计^{〔1,8,15,22,33〕}。

表1　湿地类型及其恢复策略
Table 1　Wetland types and their restoration strategies

4　湿地恢复的合理性评价
4.1　生态合理性
　　生态合理性亦即恢复的生态整合性问题(表2)。从组成结构到功能过程，从种群到群落，湿地生态系统最终的恢复目标是完整的统一体，违背了生态规律，脱离了生态学理论或者同环境背景值背道而驰，均是不合理的。湿地恢复不但包括生态要素的恢复，也包含生态系统的恢复。生态要素包括土壤、水体、动物、植物和微生物，生态系统则包括不同层次、不同尺度规模、不同类型的生态系统^{〔1,3,4,7～11，15～18〕}。因此，恢复的生态合理性亦即组成结构的完整性和系统功能的整合性。恢复被损害的湿地到接近于它受干扰前的自然状态，即重现系统干扰前的结构和功能及有关的物理、化学和生物学特征，直到发挥其应有的功效并健康发展，是生态合理性的最终体现。

表2　湿地恢复的合理性评价
　　Table 2　Legitimacy assessment of wetland restoration

5　湿地恢复项目计划的制定与监测
5.1　湿地恢复项目计划的制定
　　一个成功的湿地恢复项目，在于计划制定的可行性与合理性。一般地，恢复计划的制定应该建立在如下内容的基础上。首先明确项目的恢复目标、恢复的湿地功能应达到的标准，例如需确定植被盖度和结构、水状况、栖息地类型等所应恢复的程度及指标；其次必须清楚计划恢复区的基本特点，如环境及扰动要素影响的基本特性等；第三是满足恢复目标的生物和工程技术方法；第四是时间安排和资金预算；最后是恢复项目长期管理的需求及其责任问题。在计划制定中，最困难的问题就是对恢复计划区缺乏足够的了解，历史资料不完全，数据也不充分，特别是过去区域的水文要素、植被的分布格局、地形地貌、物种对栖息地的需求、扰动要素以及在湿地区已发生的各种变化等状况了解甚少，给恢复计划的制定带来了难度，因此获取信息就成了制定计划的首要问题。
　　根据目前恢复研究的进展状况，获取信息的途径有湿地考古^〔32〕、植物残体的检验和孢粉分析，土样分析和实验室培育，查阅旧的地形地貌图以及航片，向土地所有者或使用者进行咨询，也可将该区同邻近区域有历史记录的，物理、化学、水文相似的湿地区进行比较来作为研究计划区的参考数据。通常情况下，以上信息获取手段在湿地恢复过程中是同时运用的。
　　在恢复计划的具体操作过程中，要按照生态系统的恢复与重建原则，对湿地生态系统的功能设计、风险评价及恢复与重建指标体系等对策与方法进行全面规划和研究。在方案实施过程中，要利用和发展新技术^〔2〕，把湿地的恢复范围从局部扩大到整个流域，最终实现景观水平上的恢复。
5.2　湿地恢复项目的监测
　　在湿地保护和管理的各种方法策略中，特别在评价管理行为的成功性方面，监测都起着重要作用^{〔33～35〕}。在湿地恢复项目计划拟定以后，监测方案的实施路线，采样频率和强度便随之而出，包括各种需要监测的表观指标(表2)。通常情况下，湿地恢复前和恢复后的监测都是必要的。
　　湿地恢复前监测至少在恢复计划实施的前一年进行。对受扰状态进行恢复前监测可以为恢复提供有效的基础数据。如监测水文状况、水质、生物状况等。因为从时空尺度讲，这种受扰的状态在湿地恢复后将不复存在，取而代之的是全新或改变了的生态类型，因此恢复前的监测也为有效恢复湿地，从恢复强度和恢复的成功性上提供了可资比较的指标，增强了对恢复后湿地生态系统变化的理解。
　　恢复后监测和评价同样是一个关键问题。它能够使管理者和决策者知道何时生态系统已经转换为自我持续性状态或者已达到什么程度，恢复的趋势过程是否是有效的。如果通过监测发现恢复后的生态系统状态与希望中的状态不相吻合或不能发挥有效的功能，就需要即时予以诊断并采取相应措施。
　　同时，必须保证恢复后监测的持续性。因为许多恢复项目在一个较短时期内已经被判断是很成功的，但往往恢复后的几年里，特别在没有水文管理的状态下会失去原有的效果。因而恢复后长期的监测对于评价和理解湿地恢复计划的成功或失败是非常重要的。监测应该记录的是恢复后长时期的自我持续状态。大量的事例表明^{〔4,12，17，18〕}，无脊椎动物或鱼的恢复特别迅速，而植被的恢复可能要花一年以上的时间。这样，恢复后的监测至少在前两三年内必须是精确的和有强度的，然后在后面的5～10年或更长的时期里，按低频率继续监测，直到系统进入自然循环状态。

*国家自然科学基金项目“三江平原大面积开荒对自然环境影响及趋势研究”(编号:49671002)及中国科学院长春地理研究所环境开放实验室基金资助。

作者简介:崔保山,男,1967年11月出生,博士生,现主要从事湿地生态过程与环境响应研究。

作者单位:中国科学院长春地理研究所，吉林　长春　130021