洪澤湖溼地生態脆弱性的理論與實踐
隨著全球環境變化影響研究的加強，特別是對於人類活動以及人地關係研究的深入，生態脆弱性、生態脆弱區、脆弱性評估等的研究越來越廣泛。它作為一個新的研究領域，其發生機制和影響因素仍然處於探討之中。1905年，Elements將Ecotone這一術語引入生態學，並被生態學家用來專指不同群落間的交錯帶，是兩個相對均勻的相鄰群落相互過渡的突發轉換區域，是邊緣效應產生區和生物多樣性出現區，同時也是生物分佈、動物活動範圍的重要限制區域。1987年，Ecotone作為新概念“生態交錯帶”被確認[1～3]。20世紀80年代以來，隨著生態學的發展，特別是景觀生態學的興起，Ecotone得到了生態學界新的關注。20世紀80年代後期至90年代中期，中國地學、環境等領域學者將Ecotone中過渡地帶的思想引入各自的研究中，形成生態環境脆弱帶或生態脆弱帶或生態環境過渡帶等概念，因此生態脆弱性是由群落交錯帶演變而來。
1 生態脆弱性的解釋
1. 1 生態脆弱性的內涵
我國目前對生態脆弱環境的認識有多種解釋，本文則認為生態脆弱環境應該屬於廣義的自然和人文理解的範疇，是生態環境固有的自然屬性。生態系統的正常功能被打亂，超過了彈性自我調節的“閥值”，並由此導致反饋機制的破壞，系統發生了不可逆的變化，從而失去恢復能力；超過現有社會經濟和技術水平下能長期維持目前人類的利用和發展水平時，稱為生態脆弱環境。也就是在保持和增強人類利用環境的程度、擴大利用規模的條件下，可以通過經濟、技術改革和調整，也可以靠輸入或輸出資源來緩解環境退化和資源耗竭，以此將區域和全球問題聯絡起來。這種對生態脆弱環境的廣義理解具有普遍的意義。因此，當生態環境退化超過了現有社會經濟和技術水平時且不能長期維持目前人類利用和發展水平的區域，稱為“生態脆弱環境區”。
1. 2 生態脆弱性的機理與特徵
生態環境的脆弱性來自於環境的敏感性，指的是環境對外界干擾反應的靈敏程度，脆弱性是某些生態系統固有的特性，但同時又與外在干擾保持著直接或間接的聯絡。脆弱性說明一個生態系統、景觀或某一區域環境對外界干擾所產生的應變及其能力，具體說是在同樣的非良性人類活動強度影響或外力作用下產生環境問題的概率大小，側重於突出生態系統偏離原生環境的程度。脆弱性越大，對非良性干擾越敏感，具有放大效應；對良性干擾***恢復重建***則表現出鈍化，轉化效率低。脆弱性生境的環境現狀取決於土地利用方式的影響程度，可以是優、中、劣，但其抗逆力是脆弱的，其易損性、敏感性、難恢復性決定了脆弱性生境絕大多數是退化的生境。生態脆弱性環境與自然、社會、經濟緊密聯絡，是自然環境條件、生產活動及歷史發展過程相互聯絡和相互作用的結果。它反映了不同景觀型別、地理系統和區域的自然人口承載力，反映了自然環境對人類干擾的敏感性及人類經濟的弱點[5，6]。對經濟發達地區，人為脆弱因子起主導作用，生態環境同樣表現出脆弱性。
生態環境脆弱帶具有以下基本特徵：①可被代替的概率大，競爭的程度高，恢復原狀的機會小；②抗干擾的能力弱，對於改變介面狀態的外力，只具有相對低的阻抗；③介面變化速度快，空間移動能力強；④是非線性的集中表達區和非連續性的集中顯示區，是突變的產生區；⑤是生物多樣性的出現區。在自然生態環境裡地質地貌、氣候、水文、土壤組合表現出不同的特殊性，所以巨集觀上的生態環境脆弱帶有以下的空間表達：城鄉交接帶、乾溼交替帶、農牧交錯帶、水陸交界帶、森林邊緣帶、沙漠邊緣帶、梯度連線帶及地貌板塊接觸帶[6，7]。溼地被譽為“自然之腎”，是水陸互動作用下形成的獨特水體資源和生態系統，是典型的水陸交界區域。近數十年來，由於受人類活動的頻繁干擾，溼地表現出各自的生態脆弱性特徵，因此我們有理由相信，研究溼地的生態脆弱性有助於對溼地資源的合理開發和保護，對實現溼地的可持續發展有著重要的現實意義。
2 洪澤湖溼地概況
2. 1 地理特徵
洪澤湖溼地是淮河流域最大的湖泊型別溼地，同時也是我國五大淡水湖之一，為第四大淡水湖，位於江蘇省的西北部，地理位置在北緯33°06′
～33°40′、東經118°10′～118°52′之間。溼地分屬洪澤、淮陰、盱眙、泗陽和泗洪五縣所轄。南望低山丘陵，北枕廢黃河，東臨大運河，西接崗波狀平原。洪澤湖溼地西納淮河，南注入長江，東貫黃海，北連沂沭水系，承接淮河上、中游15.8萬km[2]流域面積的來水，是淮河中游、支流與下游河道的聯結點。自然區劃上屬暖溫帶黃淮海平原區域北亞熱帶長江中下游的過渡帶。作為平原地區的大型淺水湖泊型水庫，洪澤湖溼地水域面積1597km[2]，容積135億m[3][8～10]。這裡地處我國北亞熱帶與南暖溫帶的過渡地帶，四季分明，季風顯著，動植物資源豐富，其地理位置獨特，功能多樣，是江淮地區乃至長江中下游地區典型的溼地。
2. 2 生物多樣性特徵
洪澤湖溼地物種多樣性包括植物多樣性和動物多樣性兩方面。溼地自然保護區生態系統地域寬廣，水陸交錯，氣候適中，生物種類豐富多樣，擁有浮游植物8門
141屬165種，在溼地浮游植物中以藻類為主，有藻類7門36科98屬，其中以綠藻門種類最多，其次為藍藻和矽藻，金藻和隱藻種類最少。浮游植物在全湖幾乎皆有分佈。溼地水生植物種多量大、面積廣，有水生高等植物36科61屬81種，以蘆葦、菖蒲等屬最多，不同科植物屬有各自的生長與分佈規律。
洪澤湖溼地的鳥禽獸類豐富，有浮游動物35科63屬91種，底棲動物3綱6科7屬7種，軟體動物2綱11科25屬43種，節肢動物3綱22科25屬25
種，候鳥種群數量5萬多隻，其中包括國家Ⅰ類重點保護鳥類5種和國家Ⅱ類重點保護鳥類26種。生物種類多，數量大，儲存較為完整。丹頂鶴、白鶴、小天鵝、白枕鶴等每年10月中旬後皆來此地越冬，此外溼地還有野鴨、野雁、巨蜥、獾和刺蝟等動物。洪澤湖溼地珍稀瀕危保護物種較多***表1***。據1992年洪澤湖溼地調查記錄顯示，溼地有魚類16科84種，是我國重要的淡水魚區，素有“活魚庫”之稱。經濟魚類以鯉魚、鱖魚、鯽魚、銀魚屬居多，其中銀魚有較高的營養價值。溼地草多蝦多，有蝦5種，即青蝦、白蝦、鋸齒新米蝦、草蝦和喇咕，其中青蝦最多，佔其總蝦量的38％。蟹類則以中華絨螯蟹最多。此外，溼地還有浮游動物4門32科69屬，底棲動物76種[8～13]。因此，保護好洪澤湖溼地將對保護蘇北地區重要的戰略水資源地——洪澤湖起著積極作用，同時還能改善南水北調東線工程的調水水質。1994年我國制定的《中國生物多樣性保護行動計劃》，將“江蘇洪澤湖溼地”列入了“在生物多樣性迫切需要保護的地區建立新的自然保護區”的優先重點名錄中，同時《中國自然保護區發展規劃》也把洪澤湖溼地列入了國家級自然保護區的建設規劃中。但是，由於洪澤湖屬淮河流域中下游湖泊，旱澇災害頻繁，溼地生態脆弱性特性主要表現為自然本性的脆弱性和人為干擾的脆弱性兩大類，具體特性及成因如下所述。
表1 洪澤湖溼地國家重點保護野生動物 中文名 保護級別 中文名 保護級別
白鶴 一級 小天鵝 二級
丹頂鶴 一級 大天鵝 二級
大鴇 一級 鴛鴦 二級
黑鶴 一級 灰鶴 二級
白頭鴇 一級 白枕鶴 二級
3 洪澤湖溼地生態脆弱性特點
洪澤湖溼地生態脆弱性按成因可分為基底性脆弱、介面性脆弱、波動性脆弱等方面。基底性脆弱主要強調溼地的特殊地質生態環境，介面性脆弱強調溼地空間方向上要素的梯度變化，波動性脆弱強調時間序列上要素的劇烈變化。
3. 1 地貌基底的脆弱性
基底性脆弱強調的是洪澤湖形成的特殊地理本底。洪澤湖是個比較年輕的湖泊，約在公元十二世紀時才初步形成。由於歷史上多次受到黃河奪淮入海的干擾，使洪澤湖在形成以後成為有名的“地上湖”。洪澤湖之所以成為“地上湖”，是古黃河侵佔淮河入海通道所致。800多年前，淮河還是一條獨流入海的大河，南宋建炎二年***公元1128年***，黃河奪淮河水道帶來大量泥沙沉積於淮河，使淮河逐漸水流不暢。公元1194年，黃河再次奪淮河下游河道入海，使淮河更加宣洩不暢。淮河上中游流下來的水最後在盱眙以東滯留，很快成為水面寬大的洪澤湖。黃河奪淮直到1850才改道北上，其間淮河的泥沙含量越來越高。洪澤湖形成後，淮河上中游水來到這裡流速頓時慢下來，輸沙能力更弱，大量泥沙沉於湖底，使湖底日益升高，湖周圍的人們只得不斷加高加固大堤以防洪水。現今洪澤湖的大堤已經加高到了16m的高度，而湖底高度也在海拔10.5m以上，超過了湖周圍東部平均海拔小於9m的裡下河平原，成為“懸湖
”[11，12]。
現在的洪澤湖湖盆為淺碟形，湖底平坦，湖底海拔10.5m左右。而洪澤湖西部則是岡窪相間的波狀地形，並行排列著系列沿西北-東南向延伸的四道岡和三道淺窪。不僅如此，其總體趨勢是西低東高、北高南低，湖盆由西北向東南傾斜，與洪澤湖所處的黃淮平原地勢的總趨勢一致。此外，由於洪澤湖地處淮河中下游地區，其上游幹流全長850km，但是坡降卻只有0.03％～0.5％，這種西高東低、坡降極小的地貌基底以及“懸湖”特徵，使洪澤湖本身成為脆弱體，不利於洪水的宣洩，一旦上游來水過大或發生強降水過程，都會使湖區成為易受洪澇災害影響的區域，因此洪澤湖具有地貌基底成因的脆弱性特徵[8～10]。
3. 2 過渡帶介面的脆弱性
介面一般被理解為相對均衡要素之間的突發轉換或異常空間的鄰接，有時也被稱之為“過渡地帶”或者“邊緣地區”。洪澤湖作為水體，是水-陸-氣三相交界的介面，影響因子廣泛。從地理位置上來說，洪澤湖位於我國亞熱帶的最北端和暖溫帶最南端的銜接帶，是亞熱帶和暖溫帶氣候帶之間的過渡帶。同時，洪澤湖又處於我國南北過渡帶自然地理重要分界線秦嶺-淮河一線上，屬於比較典型的邊緣過渡地帶。在此帶上，其自然地理的諸多要素包括氣候的、水文的、植被的甚至包括人文的要素在內都具有普遍的特殊性。
洪澤湖湖區平均日照率為52％；年平均氣溫為14.8℃，最低氣溫-16.1℃，最高氣溫39.8℃；多年平均水溫為15.6℃。湖區的水汽來源主要是來自西南印度洋孟加拉灣和西太平洋的水汽，隨西南季風和東南季風輸入，同時也有部分黃海、東海方向輸入的水汽。湖區降水的主要天氣系統是切變線、低渦、颱風、低槽冷風、北槽南渦等。洪澤湖流域季風顯著，屈東南季風北跳南退必經之地，乾溼、冷暖年際差異較大。夏秋季節，受太平洋暖溼氣流和北方冷空氣的影響，常有集中暴雨和連綿陰雨，並經常遭受颱風影響；冬季北方冷空氣南侵，氣候乾冷，降水稀少。而在降水上，洪澤湖區處於雨量豐沛的南方和乾旱少雨的北方的過渡區，降水的時空分佈不均，年際變化劇烈，最大年降水量為1240.9mm***1965年***；最小年降水量為532.9mm***1978年***。每年一般有3個雨季，即春雨***5月***、梅雨***6-7月***和秋雨***9月***。尤其值得注意的是，6～7月份的梅雨，有些年份梅雨在江淮停滯，形成長時間、大範圍的降水，從而造成洪澇災害。然而有些年份因副熱帶高壓過強或西伯利亞冷氣團勢力過強，形成乾旱氣候。洪澤湖水域這些氣象因子都體現了過渡帶的介面性脆弱性的特點
[8，12，13]。
3. 3 旱澇災害交替波動的脆弱性
波動性脆弱的特點是在客觀實體數量上作為不同狀態的重複組合，而性質上沒有實質的改變。波動是脆弱的表現，又是脆弱的原因。歷史上，洪澤湖地區旱災和洪澇災害多發[12～15]，這也是導致洪澤湖地區脆弱性表現明顯的主要原因。
據楊慶萍等研究洪澤湖近50年水位變化發現，洪澤湖水位≤11.3m的年份有1957年、1959年、1961年、1962年、1965～1968年、1977～1982 年、1988年、1992年、1994年、1995年、1997年、1999年、2001年共20年，其中洪澤湖水位≤11.0m的年份有1955年、
1959年、1962年、1965～1968年、1978年、1979年、1992年、1994年、1997年、1999年、2001年共14年。而對 1736以來的洪澤湖水情資料進行分析可以看出，1736年以來洪澇的發生大致可分為以下幾個階段：①1736～1804年。年最高水位大於15.0尺***清朝營造尺，每尺摺合0.32m，下同***的洪水年份為1742年、1753
年、1755年、1771年、1773年、1778年、1779年、1782年、1786年、1796年、1799年、1803年和1804年，其中以 1786年***清乾隆五十一年***為最高，高堰水志樁長至16.3尺。②1805～1851年。年最高水位大於20.0尺的洪水年份為1831～1833年、
1839年、1840年、1841年、1843年、1848年、1850和1851年，其中以1851年***清咸豐一年***為最高，高堰水志樁長至23.4
尺，洪澤湖石工及大堤悉行入水，甚是危險。③1852～1911年。以1906年***清光緒三十二年***的洪水水位最高，該年夏秋季節，大雨時行。洪澤湖上游來水甚旺，高堰水志樁積至16.1尺。④自1912年至今。近100年以來，其中出現1916年、1921年、1931年、1950年、1954年、
1956年、1975年、1982年、1991年、2003年多次高洪水位和嚴重災害事件[12～15]。結合洪澤湖歷史旱澇災害來看，100年來的洪澇災害在時間上具有顯著的歷史繼承與延續性特點，這種旱澇災害交替發生的局面，使洪澤湖溼地呈現出顯著的波動性特徵。洪澤湖水域旱澇災害發生的原因是多種多樣的，再此不贅述。
3. 4 水質汙染的介入性脆弱
洪澤湖地處淮河中下游，瞭解洪澤湖水質汙染的狀況，必須從洪澤湖周邊地區尤其是上游來水考慮。淮河從安徽大柳巷進入江蘇地界，經盱眙、洪澤龍子山流入洪澤湖。李波等人研究發現，淮河干流入湖水量佔洪澤湖周邊河流總彙入水量的70％以上，入湖汙染物佔全湖的80.4％。洪澤湖的水質基本上取決於淮河入湖徑流的汙染狀況，包括沿湖各縣隨洪澤湖水系輸入，山包括外省市通過淮河、濉河、新汴河及支流輸入，最終從淮河、溧河窪等入湖口進入洪澤湖。但汙染物主要來自於淮河口與溧河窪，分別佔80.4％和14.39％，其它入湖河道僅佔1.57％。在本地入湖汙染源中則以湖西的泗洪、盱眙、泗陽三縣為主，廢水排放分別佔
56.38％、32.49％和11％。湖東的洪澤、淮陰區多為出湖河道，入湖汙染物很少，所佔份額一般都小於0.1％[13，15，16]。
淮河流域水汙染有越來越嚴重之勢，“50年代淘米洗菜，60年代洗衣灌溉，70年代水質變壞，80年代魚蝦絕代”是對淮河干流水汙染的真實寫照。20世紀80年代以後，許多地方部門和企業沒有認真執行環境保護政策，盲目發展汙染嚴重的小造紙廠、小化肥廠、小製革廠等，大量汙水、廢水直接排入河湖，導致流域內水體普遍受到汙染。典型案例是，1994年7月的特大汙染事故，持續時間長達55d，汙染物濃度高，毒性危害大，對生態環境破壞嚴重，經濟損失巨大。盱眙縣2天內死魚約7萬kg、螃蟹約3000kg，全縣漁業直接損失6350萬元，累計造成的直接經濟損失超過1.7億元。1996年，淮河流域水質劣於Ⅳ類水的河段佔全河段的79.7％，其中Ⅴ類+超Ⅴ類佔64.1％。流域內發生的較大汙染事故高達160起[15，17]。
據不完全統計，20世紀70年代以來，洪澤湖水系汙染事故主要有：①淮河口。1975年5月、1982年5月、1986年3～4月、***2月、 ***10月、1992年2月、1994年7～9月、1995年10月。②溧河窪入湖口。1974年7月、1980年10月、1981年10月、
1986年5月、1987年4月、1988年3月、1990年5月[18～20]。可以看出，洪澤湖作為一個過水性湖泊，其水質的變化主要受上游淮河來水控制，洪澤湖水質的變化過程也是淮河流域水汙染形勢的集中體現。這種外來水質汙染使整個洪澤湖水域的生態環境極其脆弱，水質被汙染，直接破壞了湖區水生生態系統和水陸交界生態系統的穩定性。
3. 5 人類活動綜合影響的干擾性脆弱
隨著社會經濟活動的發展，人類活動的各種影響迅速滲透到洪澤湖溼地流域生態系統的每一個部分。人類活動的影響主要包括灘塗的開發、圍湖墾殖、湖區網箱養殖、化肥和農藥的使用等，當然也包括上述的各種水質汙染事件。
洪澤湖堤的演化歷史本身在很大程度上就是人類影響的一個結果。為了抵禦洪澇災害的侵害，人類修築了洪澤湖大堤，並在不斷加高，如果一旦發生較大洪澇災害，其危害更大。由於洪澤湖屬於岡、窪相間的緩坡狀地形，使其具有易開發的特點。20世紀50年代以後，由於灘塗開發和圍墾，尤其是近年來在湖中採用網箱養殖魚類、貝類、蟹類、蝦類等影響，洪澤湖內溧河窪、安河窪和成子窪三大湖灣的水域形態發生了明顯的改變，範圍日益縮小。目前，溧河窪、成子窪還基本保持著其大體的湖灣形態，但成子窪水域面積僅為350km[2]，安河窪則基本上消失。湖區面積的縮小，尤其是入湖水道的變窄，在上游來水下洩入湖時，更容易發生洪澇災害，影響到水生生態系統尤其是湖區人們的生命財產安全[21，22]。
1984年以後，湖區圍網養殖的密度過大，使水體中氮、磷等營養鹽的含量增高，加快了湖泊富營養化的程序，促進部分藻類的生長繁殖；圍湖造田改變了底棲動物、浮游動植物和植被的生長條件，導致物種減少，溼地生態環境失衡；亂捕濫撈導致漁業資源枯竭和水生動物的棲息地被破壞；農田灌溉充分利用了湖泊水資源，但也降低了湖區的環境容量，出現了水產養殖與農田灌溉的用水矛盾[23，24]。因此在人類開發活動中，必須以恢復和發展洪澤湖的生物資源、建立良性迴圈的溼地生態系統為前提，堅持開發與保護並舉，才能使湖區經濟得到可持續發展。
4 小結與討論
洪澤湖溼地作為典型的Ecotone，具有敏感性、脆弱性和反饋調節機制弱、穩定性較差等特徵[25]。其基底地貌的獨特性，以及處於我國自然地理重要分界線秦嶺-淮河地理位置的特殊性、旱澇災害的交替多發性、人類活動影響的日益頻繁，尤其是淮河流域以及洪澤湖水質的波動性大、穩定性差、時空分異性強等這些特點，是造成洪澤湖流域脆弱、敏感和不穩定生態環境的反映和主要原因。因此可以認為，洪澤湖溼地生態環境脆弱性表現為結構型脆弱性和外界干擾脅迫型脆弱性兩種形式。
由於洪澤湖溼地生態系統型別複雜，有著多樣化的植物群落和種類繁多的動植物資源，為調節地區水資源和水熱平衡等方面發揮著重要作用，是我國需要保護的重要溼地生態系統之一。針對洪澤湖溼地脆弱性特徵，溼地保護對策主要包括控制上游來水質量，儘量減少入湖汙染；加強生態監測與研究；制定溼地保護規劃，加強和完善管理制度；堅持開發與保護並舉，從而實現湖區的可持續發展。洪澤湖溼地脆弱性的表現要求我們要更好的保護溼地資源，這也是未來研究的重點之一
。