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湿地生态学

/wetland ecology/
条目作者谢永宏

谢永宏

最后更新 2024-07-16
浏览 187
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研究各种类型湿地生态系统的结构、功能、生态过程和演化规律,以及生态系统各要素与环境因子和生物因子之间相互作用机制的学科。生态学的分支学科。

英文名称
wetland ecology
所属学科
生态学

湿地生态学作为一门独立的分支学科,涵盖了湿地资源学、湿地水文学、湿地土壤学、湿地生物生态学、湿地生物地球化学、湿地保护与管理等内容。研究对象包括湿地生物生态、湿地景观、湿地资源、湿地环境等,与地理学、土壤学、环境科学、水文学、景观生态学、系统生态学等学科通过交叉进行不同层面的研究。湿地生态学的任务就是以保护湿地、维护湿地生态功能、改善生态环境、促进可持续发展为宗旨,研究湿地功能维持的关键过程及机理、湿地保护的工程技术与方法、人工湿地的科学构建与合理利用、维持湿地生态系统功能的高效与持续等,以寻求保护、管理和恢复各类湿地的有效手段和途径。

湿地研究最早起源于对饮水、捕鱼、植稻、采盐和泥炭的利用。湿地科学的发展,起源于湖沼学和沼泽学。17世纪末以前是湿地科学的孕育期,18世纪末到19世纪末为湿地科学创立期。欧洲最早对沼泽物质来源、形成因素、沼泽类型、沼泽演变与分布规律及开发利用进行了较为系统的探讨,创立了湿地科学基本理论的雏形。爱丁堡大学J.沃克[注]编写的《地质学讲义》是这一时期的代表作。20世纪初,湿地生态学进入发展期,受益于新技术和新方法的应用,大量湿地生态研究成果问世,对湿地生态的认识从感性上升到理性,并开始走向系统与综合研究,从而确定了较为系统的科学理论与方法论,基本形成一门独立的学科。1907年,德国沼泽学家C.A.韦伯[注]等学者建立的沼泽统一发育过程学说为湿地科学的主要理论之一。1982年后湿地生态科学进入蓬勃发展期,其标志是在印度召开的第一届国际湿地会议,表明全球湿地生态研究进入了一个新的发展阶段,会议后出版了《湿地生态管理》文集。2000年在加拿大举办的魁北克2000——世纪湿地大事件活动在世界湿地生态科学发展史上具有里程碑意义。

研究湿地的形成、发育与消亡等演化过程的时间序列规律和空间序列规律,详细的演化模式及其演化驱动机制等。

包括物理过程、化学过程、生物过程等。物理过程侧重湿地水文过程及应用系统热力学和控制论等理论进行湿地生态系统能量流动研究。化学过程侧重研究碳、氮、硫、磷等生源要素及汞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,水质净化,农药迁移与降解过程及机理。生物过程研究集中于湿地生物多样性、初级生产、有机质积累与分解过程和动态等方面。

湿地评价主要包括湿地功能评价、湿地价值评价、湿地风险评价和湿地环境影响评价。湿地功能评价的方法包括:生境评估规程、湿地评价技术和水文地貌评价法。湿地价值评价的方法包括:市场价值法、推断市场法、资产价值法等。湿地风险评价的方法包括:定性方法和定量方法(如熵值法和暴露-响应法)。湿地环境影响评价的方法包括:系统分析法、生态机理分析法、景观生态学法及质量指标法等。湿地评价技术体系包括:建立湿地水文、土壤、植被,湿地生态、结构、功能、价值,及社会、经济和环境等影响因子在内的综合评价指标系统和单要素评价指标系统;确定各评价指标的权重,对评价指标进行分级处理;运用层次分析法、模糊综合评判法、综合指数法、景观生态法、综合矩阵分析法等计算湿地综合评价指数,对研究区域进行生态类型、功能等的等级划分,得出评价结论。

研究湿地景观多样性、生态系统多样性和遗传多样性,制定有关濒危动、植物的分级和生物多样性热点、关键地区的标准;建立生物多样性的异地保护和就地保护技术与方法。

研究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,并注重进行区域间及各类型间的对比研究。

研究湿地生态系统退化及恢复的过程与机理,探讨其恢复技术,增强湿地功能。湿地恢复技术主要包括对湿地生境、湿地生物以及湿地生态结构和功能的恢复技术。

以流域为单元、以水资源为核心,对国家与国际重要湿地、江河、湖泊实行统一管理和保护,包括对水资源的开发、利用、治理、配置以及水土保持等活动的管理。

通过设置样方、样带以及区域踏查等手段对湿地生物、土壤、水文和气象等生态因子进行现场调查和室内统计处理,宏观上了解湿地的基本生态特征及各要素之间的相互关系。

通过水位梯度调整、温度与水位协同控制、水文周期控制、营养盐添加、泥沙淤积等实验手段研究环境因子变化对湿地生态系统结构和功能的影响及其作用机制。

湿地模型可分为实体模型(形象模型)和抽象模型两大类。抽象模型中,概念模型、模拟模型和数学模型是其基本类型。概念模型是对湿地系统的简化定性描述,用于表示系统组成和相互关系,常用框图附加自然语言来表达。模拟模型就是用便于控制的一组条件来代表真实事物特征,通过模拟实验来了解实体的规律。数学模型就是采用数学语言对湿地进行定量描述。

湿地生态学已成为21世纪的重点学科和研究领域,今后将在丰富和完善学科理论的基础上,更加注重对湿地生态环境问题的解决,研究的热点问题主要有:①湿地生态过程及其对气候变化的响应机理。②湿地生态系统的演替及驱动机制。③人类活动影响下湿地环境的变化规律及适应性对策。④退化湿地恢复与重建。⑤湿地保护与可持续性。

  • 崔保山,杨志峰.湿地学.北京:北京师范大学出版社,2006.
  • 陆健健,何文珊,童春富,等.湿地生态学.北京:高等教育出版社,2006.

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