维普资讯 http://www.cqvip.com 工作研究 《现代农业科技｝２００７年第８期 唐海湿地生态系统结构研究 牛永君 黄连秋 （ 防灾科技学院防灾技术系，北京１０１６０１； 华北科技学院计算机系） 摘要唐海湿地是在多种自然和人为因素共同作用下形成的复合型滨海湿地。具有丰富的生物资源和独特的生态系统结构。从唐海 湿地非生物环境和生物要素剖析唐海湿地生态系统的基本结构；从水平结构和垂直结构分析唐海湿地的空间结构。 关键词唐海湿地；生态系统；基本结构；空间结构 湿地是人类最重要的环境资源之一，也是最富生物多 样性的生态景观之一。在世界自然资源保护联盟（ＩＵＣＮ）、 联合国环境规划署（ＵＮＥＰ）和世界自然基金会（ＷＷＦ）编制 的世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋并称为全球三大 生态系统。湿地是地球上具有多种效益、具有重要保护利用 价值的生态系统。 １唐海湿地概况 唐海湿地位于河北省唐海县境内，唐山市东南部，渤海 湾北岸，面积约５．４万公顷，按照《湿地公约》对湿地类型划 分，唐海湿地可划分为人工养殖池塘、芦苇沼泽湿地、水稻 田、水库、河流及人工水渠、浅海水域、潮间带滩涂等，呈现 出湿地类型多样的特点。湿地生物也呈现出多样性的特点， 特别是鸟类资源丰富，国际湿地专家陈克林、马克・巴特先 生等人２００２年对唐海湿地的鸟类资源调查数据显示，唐海 湿地的泽鹬、环颈鹆等８种鹆鹬类鸟的数量达到国际重要 意义标准（指某一区域内，某一种鸟的数量达到全世界此种 鸟类总量的１％以上）。丰富的鸟类资源，构成了唐海湿地独 特的生态特征，是河北省仅有的、全国罕见的、具有特殊保 护价值的湿地。 ２唐海湿地生态系统基本结构 湿地生态系统是由湿生、中生和水生植物、动物及微生 物等喜湿生物以及与其密切相关的阳光、水和土壤等非生 物要素构成的独特的自然综合体。湿地生态系统的基本结 构是由其内部各种生物要素及非生物环境组成。 ２．１唐海湿地生态系统非生物环境因子分析 ２．１．１气象因子。唐海湿地属于我国东部季风区暖温带半 湿润气候。由于地处我国内海渤海的边缘，受海陆位置和季 风环流影响。形成受影响显著的过渡性气候，与我国黄 海、东海和南海的滨海湿地相比，海洋性特征偏弱。年平均 气温１１．２２ｏＣ。最冷的１月份平均气温一５．２５℃，最热的７月 份平均气温２５．４２℃。年均降水量６１８．９ｍｍ，受季风的影响 和控制，主要集中在７、８月份，占年降水量的６１％。具有降 水量较多、集中于夏季、年际变化大的特点。在灾害性气候 中。以旱涝灾害为多。其他较轻。雨量集中，旱季较长、蒸发 量大。旱涝灾害较多。是唐海湿地的气候特点。 ２．１．２水文研究。对上游供水的依赖性很大是唐海湿地水 文的特征。 唐海湿地地表淡水来自境内自然河流和人工开挖的排 收稿日期２００７—０３—０５ １２６ 干渠补给，主要靠弓１滦河水补给。总流域面积为３１９７ｋｍ２，其 中境内渠水面积为６８７ｋｍ２，境内河道总长度１２２．８６ｋｉｎ。唐 海湿地多年平均地表水总量为４．２６５亿立方米，来自三个方 面：一是自产径流，多年平均自产径流量为０．４２８亿立方米， 占多年平均地表水总量的１０％，根据现有的水利设施，自产 径流量调蓄能力达到５０％，蓄水量为０．２１５ ６亿立方米。二 是入境地表水即汛期客水，多年平均为０．６３亿立方米，占多 年平均地表水总量的１５％，因无截留措施，均入大海。三是 从坐落在迁西境内的大黑汀水库、承德市境内的潘家口水 库、滦河弓１水，多年平均弓１水量为３．２亿立方米，占多年平均 地表水总量的７５％。 由于海潮、海啸的侵袭和海水的浸渍，唐海湿地地下 １００ｍ以上咸水区面积达９０％以上，地下淡水含水层薄，给 水条件差，地下水资源贫乏。地下淡水年补给量仅为１ ０００ 万立方米，只能供生活和工业用水，农业用水完全靠滦河灌 区配给。 根据《河北省唐海县地下水资源评价与规划报告》计算 结果，唐海县可供利用水量为３６ ９１４万立方米／年，包括地 表水３４ １５６万立方米／年（其中引水３２０００万立方米／年。占 可利用总水量的８７％；自产径流２ １５６万立方米／年。占可利 用总水量的６％）和可利用的地下水资源２ ７５８万立方米／年 （其中全淡区可提供３１６万立方米／年；咸水区中深层可提 供１ ８８０万立方米／年，浅层５６２万立方米／年），占可利用总 水量的７％。 ２．１．３土壤分析。土壤是湿地生态系统中极其重要的生态 因子。是植物的营养库之一。植物必须从土壤中获得大部分 营养物质来满足其生存的需要。营养物质是土壤重要的组 成部分。其含量显著影响着湿地土壤的肥力状况和湿地生 态系统的生产力。 唐海县土壤分为三类。即滨海盐土、水稻土和潮土。其 中滨海盐土的面积最大，占土地总面积的４０．８％；其次为水 稻土，占３８．３％；其余为潮土类，占１７％。唐海湿地土壤的机 械组成为重壤土和粘土。成土母质多为重壤质三角洲沉积 物，土壤含盐量在０．１％３．６％之间。 ２．２唐海湿地生态系统生物要素分析 唐海湿地生态系统的生物要素包括生产者、消费者和 分解者。 ２．２．１唐海湿地生态系统的生产者。唐海湿地生态系统的 生产者指具有光合作用能力的植物。唐海湿地植物群落是 维普资讯 http://www.cqvip.com 堡 些 堇 ＱＺ生箜璺塑 工作研究 唐海湿地生态系统的基本组分，也是唐海湿地结构和功能 的核心。唐海湿地属于黄、海河平原栽培植被区，除沿海荒 地外，均属于栽培植被类型。主要种植作物及蔬菜有：小麦、 水稻、玉米、谷子、高梁、甘薯、花生、大豆、萝卜、黄瓜、西红 柿、菜花、甘蓝、菜椒、芹菜等。栽植的主要树种有：杨、柳、 榆、槐。 唐海湿地野生植物共６３科１６４属２３９种。主要是芦 唐海湿地内动物主要是陆生动物、水生动物和鸟类。唐 海湿地的哺乳动物很少，消费者主要是喜湿的鸟类和鱼类。 （１）陆生动物。有草兔、青鼬、黄鼬、獾、草狐、狸猫、刺 猬、老鼠、仓鼠、田鼠、蝙蝠、黄脊游蛇、红点锦蛇、比斑锦蛇、 虎斑颈槽蛇、壁虎、貂、貉、麝鼠等。两栖动物主要有青蛙、蟾 蜍等。 （２）水生动物。有鱼类、水生昆虫和品种、数量很多的软 体动物、贝壳类。唐海湿地淡水鱼类达２０余种，主要有鲤 苇、香蒲、眼子菜、茨藻、稗等禾本科、藜科、豆科、香蒲科、眼 子菜科等水生、沼生、盐生、旱生植物。浮游植物优势种以硅 藻门、绿藻门为主。野生植物中苔藓植物和蕨类植物很少， 鱼、鲫鱼、鲂鱼、梭鱼、鲈鱼、乌鱼、鲶鱼等，其中鲤鱼、鲫鱼在 境内分布最广。海洋虾类有对虾、白虾、老红虾、狗虾等，淡 苔藓植物２种，蕨类植物５种，没有裸子植物，而被子植物 的属数和种数分别占唐海湿地野生植物总属数和总种数的 ９６．３４％和９７．０７％。说明被子植物对唐海湿地野生植物区系 的组成具有决定性的作用。 （１）科的统计分析。唐海湿地野生植物的６３科中，包括 不同进化的类群。古老和进化水平较低的有蕨类植物和苔 藓植物；而菊科、禾本科都是广布于全球的十分进化的科。 较大科的统计分析：较大的科是指１０种以上的科，唐 海湿地野生植物较大科有６科，其中最大的科是禾本科，有 ２８属３８种；其次分别为菊科（１８属３１种）、藜科（８属１７ 种）、豆科（１３属１６种）、莎草科（６属１５种）、蓼科（２属１０ 种）。上述６个较大的科共有７５属１２７种，分别占唐海湿地 野生植物总属数和总种数的４５．７３％和５３．１３％，对唐海湿地 野生植物的区系和植被组成起着重要的作用，并且是大多 群落中的建群种或优势种。 单属科、单种科的分析：唐海湿地野生植物单种科有３０ 科，单属科有３９科，分别占总科数的４７．６２％、６１．９０％。 （２）属的统计分析。属是由种组成的真正的自然群。它 在分类学上包含的种类常具有同一起源、相似的进化趋势、 分类学和生态学特征相对稳定、有较稳定的分布区；同时在 进化过程中，随地理环境的变化而变化，有较明显的地区性 差异。这对于植物的空间分布演化关系最为重要。因此，属 能更具体地反映出地区植物区系的特征。 属的大小分析：唐海湿地野生植物１６４个属中，种数最 多的是蓼属和蒿属，均为８种；其次是藜属和稗属，均为６ 种；然后是莎草属有５种，其余的均较小。 单种属和寡种属的分析：唐海湿地植物种有单种 属１２２个，如荨麻属、轴藜属、金鱼藻属、茜草属等，占总属 数的７４．３９％；寡种属共有２９个，如决明属、大戟属等，占总 属数的１７．６８％。 由此可见，唐海湿地植物种中小属十分丰富，而大属相 对较不发达，说明本区属的分化程度较高。 ２．２．２唐海湿地生态系统的消费者。湿地动物是湿地生态 系统食物网中的消费者，是湿地生态系统中最重要的组成 部分，是生态系统中能量流动、物质循环中的重要环节。它 们不仅对生产者生产的有机物进行消费，而且对其他生物 生存、繁衍起积极的作用，并对植物、微生物的数量起到一 定的调节作用。 水虾类有青虾、草虾、米虾等。海洋蟹类有梭子蟹、长腿蟹、 鬼蟹等。淡水蟹类有中华绒螯蟹、溪蟹。此外，还有白蛤、毛 蚶、文蛤等贝类。 （３）鸟类。鸟类喜欢湿地环境，它们是湿地上最主要的 消费者。唐海湿地的鸟类种类多、数量大、分布广，而且有不 少属于国家级的重点保护对象。唐海湿地鸟类资源丰富。通 过对唐海湿地鸟类的初步调查，观察到鸟类３０７种，隶属于 １７目５２科。其中雀形目的科数、种数均最多，科数２０，占总 科数的３８．４７％，种数１２０，占鸟类总种数的３９．０８％；其次是 鹆鸟目、雁形目、隼形目、鹳形目、鹤形目和鸥形目（见表１）。 表１唐海鸟类目、科、种的组成 序号目科 种 — ｒ 面 礓 在唐海湿地的３０７种鸟类中，东洋界种５种，占总种数 的１．６３％；古北界种２３１种，占总种数的７５．２４％；广布种７１ 种，占总种数的２３．１３％。典型的古北界鸟类有白鹤、黑鹳、大 天鹅、灰鹤、苍鹰、雀鹰、鹊鹞、海鸥等；广布种类有苍鹭、大 白鹭、普通翠鸟、大杜鹃、凤头百灵、短耳鹗、灰鹤鸲、白鹆鸽 等：东洋界鸟类有蓝翡翠、黑枕黄鹂、黑卷尾、暗绿绣眉鸟和 牛背鹭。 唐海湿地鸟类中，旅候鸟最多，为１３１种，占总种数的 ４２．６７％；其次是夏候鸟９６种，占总种数的３１．２７％；然后是留 鸟４６种，冬候鸟２５种，还有９种迷鸟。 在唐海湿地的３０７种鸟类中，属于国家Ｉ级保护鸟类的 有９种，占总数的２．９３％；国家ＩＩ级保护鸟类４１种，占总数 的１３．３６％；有２０７种国家保护的有益的或重要的经济、科学 １２７ 维普资讯 http://www.cqvip.com 工作研究 研究价值的野生鸟类，占总种数的６７．４３％。河北省重点保护 鸟类１８种，占总数的５．８６％；河北省保护的有益的或有重要 经济、科学研究价值的野生鸟类５７种，占总种数的１８．５７％。 ２．２．３唐海湿地生态系统的分解者。唐海湿地水底的土壤 中有数量巨大的微生物在进行有机物的分解。唐海湿地的 生产者通过光合作用所产生的有机质为植食动物提供食物 现代农业科技）２００７年第８期 适应不同的水深条件、营养条件和耕种制度。湿地生物 在垂直方向上呈现出规律性分布。 唐海湿地生态系统在垂直方向上从上到下可分为三 层，最上层是乔木层，主要是指在沿海、沟渠、道路两旁、库 区四周堤上的防护林带，总长２ ０００多千米，面积４ ８００ｈｍ２。 杨树为建群种，其他的树种还有柳、榆、槐。林带设计规范、 林网整齐，唐海湿地的５级排灌体系中，４级以上都有林木， 与稻田、鱼蟹虾池、芦苇沼泽等相间分布，在乔木层上栖息 着一些树栖鸟类鹰科、雀科、鹭科等；第二层为渠堤、田埂、 来源，能量从生产者流动到植食动物后又流动到肉食动物： 并且这些有机体都会产生废物并死亡，废物和残体又被微 生物分解，转化为无机物和矿物质，进入循环。唐海湿地生 态系统的分解者是适应唐海湿地特殊环境的微生物群。是 介于水生和陆生生态系统之间的过渡类群组成的。种类数 路边分布的灌木紫穗槐、草本植物茅草、剌菜、曲菜等：第三 层是水稻、芦苇及池塘里的鱼、蟹、虾等。深水生态系统中水 量较少，且以厌氧微生物为主，这是由唐海湿地特殊的生境 生植物的垂直变化稍微复杂，在深水的边缘生长芦苇、香蒲 条件决定的。 等挺水植物；水面为水鳖、浮萍、紫萍等浮水水生植物；水面 ３唐海湿地生态系统空间结构 以下为小叶眼子菜、金鱼藻、狸藻等沉水植物。 空间结构是不同的动植物适应不同的小生境的必然结 唐海改变了天然芦苇沼泽的垂直结构，建立了独特的 果。唐海湿地生态系统具有独特的空间结构。 立体生态农业模式，苇田养蟹、稻田养蟹、稻田养鱼，创造了 ３．１水平结构 蟹苇共生互利的多样性环境。螃蟹、鱼是稻田里的消费群 适应不同的营养条件、土壤条件、水分条件和耕作制度。 体。吃水稻上的昆虫杂物，这些消费群体有利于化肥农药的 唐海湿地植物在水平方向上呈现出明显的规律性分布。 控制使用，有效地发挥湿地生态系统中各个生态位的效益， 在水稻种植区，受人为开垦稻田、引进淡水和种植水稻 优化湿地生态系统的结构。 的影响，原有的盐角草、白刺等盐渍植物几近绝迹。田间杂 ４小结 草是喜肥浅水植物为优势的水作区野生植物。主要是稗，其 通过分析唐海湿地生态系统的非生物环境因子气候、 次是苦草、眼子菜等，相对种类数量少。群落简单。 水文、土壤和生物要素分析了唐海湿地生态系统的基本结 渠堤地势高。排水流畅，具有一定程度的旱田土壤的特 构；通过分析唐海湿地的水平结构和垂直结构分析了唐海 征和沼泽地的植被特征。渠堤、田埂、路边多为茅草、刺菜、 湿地生态系统的空间结构。为实现唐海湿地生态环境的可 曲菜等渠道野生植物，为稻作区野生植物的主要部分。鼠掌 持续发展。需要根据唐海湿地生态系统自我调节能力的大 老鹳草仅限于在干渠的两侧分布。 小。采取相应的保护和管理措施。对唐海湿地的开发利用应 在近海的狭长地带。由于海拔高度低，土地尚未开垦处 遵循结构平衡的原则。维持在生态系统可调节的范围内。 于自然状态。其含盐量大于Ｏ．８％，为盐土类。植物种类主要 ５参考文献 为沼泽植物和耐盐植物。植被群落以碱蓬、盐角草、白刺为 ［１］中国湿地植被编辑委员会．中国湿地植被［Ｍ］．北京：科学出版社， 群落的主体。植被较稀疏。另一部分土地却由于人为的平 １９９９． ［２］田，熊先哲．试论湿地生态系统的特点Ｕ】．农业环境保护，１９９４， 整，蓄淡水，在淡水积水区，浅水地的自然植被为单一的芦 １３（６）：２７５－２７８． 苇群落．或间有香蒲獐茅等。除以芦苇为优势种以外，旱荒 ［３］刘志强．蟹肥稻花香——看唐海县如何发展绿色生态农业ＩＮ］．人民 地中尚有獐茅、青蒿、碱蓬等。在低洼轻盐渍区有马唐、曲 日报，２００２—１１—１８（１１）． ［４］李艳红，韩美，张维英．山东省寿光市湿地保护与可持续开发利用Ｕ】． 菜、蒿子、茅草。毛沟内有慈茹菇、水葱、水葫芦等，盐分较明 国土与自然资源研究．２００３（２）：６３—６５． 显的地方有黄须、盐蓬、马绊草等盐生植被。 ［５］余国强，陈扬乐．湿地生态系统的结构和功能Ｕ】．湘潭师范学院学报， １９９７（６）：７７－８１． ３．２垂直结构 （上接第１２５页） 视与防汛会商系统建设的关键问题。信息化工程已为水库 录入与维护和水雨情数据整编两个部分。 的控制运用与管理带来了质的飞跃。根据辽宁省水利厅测 （５）调度办公自动化。系统功能划分为数据维护、数据 算，“０５８１３”洪水的防洪效益２２７亿元。其中工程优化调度效 整编、数据报表生成、Ｗｅｂ信息管理、系统维护五个模块。 益７．７亿元。大伙房水库作为浑河流域上唯一控制性骨干工 ４结语 程。在水库工程优化与调度效益发挥上起到了决定性的作 大伙房水库的信息化建设目前已全部完成，系统经历 用。系统必将在今后的实际应用中发挥重要作用。 ２００５年和２００６年汛期的考验，运行稳定，功能齐全。本项目 ５参考文献 是辽宁省首次实现水库的信息化工程实例，工程水平在国 …１庞毅，赵琳，马艳霞，等．大坝安全监测自动化系统效率问题分析及解 内处于领先水平。项目解决了大伙房水库水文遥测系统、大 决方法Ｕ】．水电自动化与大坝监测，２００６，３０（３）：５５—５７． ［２］赵琳，宓永宁，冯琳，等．土石坝渗流分析与自动化观测软件研究Ⅱ］．沈 坝安全监测系统、水文预报与防洪调度系统及远程视频监 阳农业大学学报，２００４。３５（５）：５２８—５３０． １２８
