氣候變化對長江中下游濕地的影響及其響應

劉俊威，呂惠進

（浙江師范大學，浙江 金華 321004）

長江中下游地區是我國最大的江河湖復合型濕地生態系統分布區，也是全球同緯度地帶水網密度最高的地區，對氣候變化較為敏感和脆弱。近年來大量的觀測事實和研究結果都表明，該區域的溫度、蒸發量、降水格局等已經發生了變化，而這些變化將對該區域的濕地生態系統以及濕地生物產生相應的影響。

1 長江中下游地區湖泊濕地分布概況

長江中下游地區包括鄂、湘、贛、皖、蘇和滬等5省1市，該區域位于我國陸地地形的第三臺階，地勢低平多洼地，河網密布，數不清的湖泊散布在長江及其支流兩岸，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 長江中下游地區主要湖泊群

2 長江中下游地區氣候變化狀況

2.1 氣溫變化

氣溫是衡量氣候變化的一個主要且容易直觀分析的變量。長江中下游地區年平均氣溫為15～17℃，20世紀60～70年代氣溫為下降趨勢，自80年代以來氣溫呈比較明顯的上升趨勢。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，這可能會對長江中下游地區水鳥的遷徙產生一定影響。

2.2 降水變化

淡水生態系統中大部分水量來自降水，因此，對濕地而言降水是比氣溫變化更重要的變量。對長江中下游地區73個氣象站點的氣溫和降水數據分析，發現1960～2010年，長江中下游地區的年均降水量是1 327 mm，降水量的年際變化趨勢不明顯。但是自2001年以來，降水呈減少趨勢。從降水量的季節變化來看，20世紀90年代以后，夏季和冬季降水量呈上升趨勢，而春季和秋季降水量則呈下降趨勢。盡管年均降水量并未呈現出明顯變化，但是降水的時空分布格局已經發生了變化。

長江中下游地區受季風氣候的影響較為明顯，降水主要發生在夏季，降水量的年內和年際變化都較大。歷史上曾多次發生持續的降水事件導致貫穿整個流域的嚴重洪水災害。隨著氣候變化的影響，降水強度以及極端氣候事件在未來一段時間內將有繼續增加的趨勢，降水的不均衡分配也將給濕地水文循環帶來影響。

3 氣候變化對長江中下游地區濕地的影響

3.1 溫度變化對長江中下游地區濕地的影響

3.1.1 對物候的影響 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應關系。自然植被分布的變化最能體現氣候變化的影響。隨著氣候變暖，春季提前而秋季延遲，可能導致植被物候發生變化。北半球北部地區（40°～70°N）的植被生長季及其年際變化與氣溫的年際變化有很強的相關性。近50 a來，長江中下游地區年平均氣溫總體呈上升趨勢，其中長江下游地區春季平均溫度上升，物候期提前；而長江中游地區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溫度的上升與下降的響應是非曲線性的，但是溫度升高已經引起長江中下游地區的物候期改變，并對植被的生產力產生影響。

3.1.2 對碳儲量的影響 分布于長江中下游地區的濕地多為淺水型湖泊和人工稻田，具有較強的固碳能力。長江中下游地區河流和湖泊濕地發育的草甸土，在深達50～100 cm的土壤中有機碳含量仍可保持在5 g/kg以上。據梅雪英等[1]對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（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、蒸發量加大的氣候變化趨勢下，濕地排水量增大，可能增加CH4的排放量。長江中下游地區的升溫趨勢表現為冬季增溫幅度大于夏季[2]，溫度季節性較差減小，增溫的不對稱性對呼吸作用的影響大于對光合作用的影響，從而不利于濕地植被對碳的固定。氣溫升高也會對濕地土壤微生物的活性產生影響，從而改變碳循環的格局。

3.1.3 對水鳥分布的影響 鳥類對溫度變化較為敏感，冬季的氣溫變化對鳥類分布的影響尤甚。氣溫變化會影響鳥類的遷飛路線。長江和淮河的濱海濕地位于1月份0℃等溫線以南，是水鳥在東亞地區的主要棲息地。溫度升高后，鳥類的遷飛路線將發生改變，分布區逐漸北移。氣溫升高和水位降低還將影響水鳥的棲息環境，導致水鳥種類和數量減少。

3.1.4 對水生生物的影響 隨著氣溫的升高，長江中下游地區湖泊濕地的水溫也呈現出增溫的趨勢。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，在適溫范圍內水溫升高，生命代謝作用就增強。水溫增高勢必增加喜溫生物的數量而減少低溫生物的數量，以致群落優勢種發生演替，并改變整個食物鏈和食物網的結構，從而引起水生生態系統的變化[3]。水溫增高還導致溶解氧的下降，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。水溫升高引起長江內魚類越冬期間棲息地向北遷移，導致魚類洄游距離增長，能耗增加，發育減緩。水溫變化對水生生物的代謝有顯著影響，夏季水溫高過最適溫度時，魚的食欲就會減退，攝食量減少，從而影響其代謝和生長。水溫還對水生生物的繁殖產生影響，隨著水溫升高，長江重要保護動物江豚的繁殖周期會發生改變，還會導致其適宜棲息地的范圍發生變化。個別極端氣候事件將導致嚴重后果，如2008年冬季的南方冰雪災害事件，致使位于天鵝洲故道的江豚死亡6只。

3.1.5 對水質的影響 水溫是最常見的水質指標之一，表層水溫與氣溫關系密切，氣溫的季節變化對表層水溫的影響最為明顯，水體溫度的不均勻會引起水體分層和對流現象。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，為藻類生長提供了良好的條件，藻類的迅速生長和聚集產生了水華現象，導致水質下降。水溫驟降或水溫溫差大于10℃，會導致浮游植物死亡，水體產氧能力嚴重下降，導致水質惡化[4]。水質惡化不僅使濕地水源供給能力下降，產生水危機，而且使得淡水生物的種類和數量減少，魚蝦等水產品的產量和質量下降，將使依賴濕地為生的人口貧困加劇。

3.2 降水變化對長江中下游地區濕地的影響

3.2.1 對濕地水文循環的影響 濕地生態系統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陸濕地提供補給水源，影響著濕地的水文過程和濕地生態系統的發育和演進。長江中下游地區年降水量整體變化并不明顯，但是降水量在區域和季節上存在差異，其中鄱陽湖流域北部一部分地區量顯著上升趨勢。在季節變化上，春季降水量變化幅度不大，夏季降水量在20世紀90年代變化最大，秋季降水量呈減少趨勢，冬季稍微增加。降水量在時空格局上分布的不均衡性，將引起濕地水文格局發生變化，濕地水源補給減少，水分消耗增大，從而加快濕地萎縮，導致濕地面積和類型的變化。氣候變化背景下，長江中下游地區干旱等極端氣候事件發生的頻率和強度增加，濕地水位波動的頻率和幅度也不斷增加，如2011年5月份長江中下游大旱，鄱陽湖幾乎干涸。

3.2.2 對水生生物的影響 在長江中下游地區，湖泊水位的變化趨勢與降水量變化趨勢基本一致，降水變化引起湖泊濕地水位的漲落。降水的不均衡分配導致最高水位與最低水位的變化步調不一致，水位的波動也對水生生物的生存環境和棲息地產生影響。水位波動對植被組成和植被邊界有著重要作用，可以破壞現有的植被類型，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，長江中下游地區的湖泊長期處于低水位，水面面積逐漸萎縮，引起生物多樣性減少。濕地植被也呈現出相應的變化，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。降水的季節變化，還會導致枯水期提前到來和枯水期時間延長，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 長江中下游地區濕地對氣候變化的響應

4.1 濕地空間結構的變化

長江中下游地區分布著多種濕地類型，其面積占全國濕地面積的比例較高。由于受人類活動和氣候變化的影響，近50 a來濕地的空間結構發生了較大變化，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，面臨嚴重威脅。

表2 長江中下游地區湖泊面積變化情況

4.2 濕地土地覆被的變化

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

表3 長江中下游地區濕地土地覆被變化 （hm2）

5 小結

（1）長江中下游地區濕地面臨的主要問題是濕地生態系統結構簡單化，服務功能削弱，表現為濕地面積萎縮，生物多樣性減少。盡管氣候變化引起的濕地生態系統結構和功能的變化尚未明顯呈現，但是氣候變化與人類活動相疊加，將使破壞程度加重，形成惡性循環。在減少濕地土地覆被變化和人類活動的影響的同時，也應采取措施緩解氣候變化的影響。

（2）濕地是相對比較脆弱的生態系統，其物種相對于陸地物種適應氣候變化的能力更弱。因此，氣候變化對濕地的影響應引起足夠的重視。隨著溫度的升高，生物的分布界限將北移，自然保護區和緩沖區也應作出調整。

（3）氣候變化對濕地生態系統的服務功能也產生影響。水溫升高將導致水質下降，進而引起水生生物的種類和數量下降，魚蝦等水產品的產量和質量下降，甚至危害到人體健康。提高濕地生態系統應對氣候變化的能力，積極開展生態農業、可持續水產養殖業等生態工程建設，幫助依賴淡水生態系統服務生存的居民發展經濟，減少濕地功能區的貧困人口。

（4）濕地是重要的生態系統，但人類對其研究認識和保護意識不夠，導致濕地過度利用和大量濕地資源的破壞。要改變傳統的濕地保護觀念，把濕地保護工作納入到流域綜合管理的全過程。加強上游地區水源涵養、防風固沙功能的保護，對實現下游地區水源供給、防洪和生態環境安全具有重要意義。

[1]梅雪英，張修峰.長江口典型濕地植被儲碳、固碳功能研究--以崇明東灘蘆葦帶為例 [J].中國生態農業學報，2008，16（2）：269-272.

[2]姜 彤，曾小凡，劉 波.長江流域氣候變化對水資源影響和適應性管理[R].2009.5.

[3]施宏華，黃長江.全球溫暖化對淡水生態系統的影響及適應對策[J].生態科學，1999，18（4）：59-63.

[4]孔繁祥.太湖梅梁灣2007年藍藻水華形成及取水口污水團成因分析與應急措施建議[J].湖泊科學，2007，19（4）：357-358.

[5]史小麗，秦伯強.長江中下游地區湖泊的演化及生態特性[J].寧波大學學報（理工版），2007，20（2）：221-226.