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 三峽工程運(yùn)行十年來(lái)，長(zhǎng)江和洞庭湖的關(guān)系發(fā)生了根本性的變化，這給國(guó)際重要濕地洞庭湖帶來(lái)了哪些改變？

 

     洞庭湖，“長(zhǎng)江之腎”；濕地，“地球之腎”。三峽工程運(yùn)行十年來(lái)，長(zhǎng)江和洞庭湖的關(guān)系發(fā)生了根本性的變化，這給國(guó)際重要濕地洞庭湖帶來(lái)了哪些改變？2014年，隨著國(guó)家

 

    “973”項(xiàng)目子課題“江湖關(guān)系變化對(duì)濕地分布格局的影響”進(jìn)入第三個(gè)年頭，答案正在被一點(diǎn)點(diǎn)地勾連出來(lái)。

 

    洞庭湖水量減少

 

    地下水位有明顯變化

 

    “過(guò)去對(duì)影響洞庭湖濕地植被格局的研究多集中于泥沙淤積，對(duì)水位變化的研究較少，因?yàn)槎赐ズ臍v史就是大量泥沙淤積所誘發(fā)的。”中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所研究員謝永宏告

 

    訴記者，雖然他們已經(jīng)知道水是決定濕地格局的重要因素，但究竟是水的什么因素決定，如何調(diào)控，尚不清楚。

 

   據(jù)介紹，老一輩科學(xué)家曾提出假設(shè)，濕地植物分布可能與淹水時(shí)間有關(guān)，但缺少證據(jù)。2010年，謝永宏團(tuán)隊(duì)在大量實(shí)地調(diào)查分析后初步確認(rèn)，地下水埋深很可能是影響濕地群落分布的關(guān)鍵因子。

 

     觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)洞庭湖水量減少，地下水位有明顯變化。而這正是三峽工程和氣候變化等因素綜合所帶來(lái)的影響之一。

 

    為進(jìn)一步收集證據(jù)，自2011年起，研究人員歷時(shí)兩年，沿洞庭湖設(shè)置了19條樣帶，針對(duì)荻、苔草、虉草、辣蓼4種群落的植被組成和群落特征展開(kāi)跟蹤調(diào)查。

 

    分析結(jié)果表明，洞庭湖濕地植被格局是多因子綜合影響的結(jié)果，以地下水位最為重要，物理因子次之，化學(xué)影響相對(duì)較小。

 

    2012年開(kāi)始，在新啟動(dòng)的“973”課題支持下，研究人員通過(guò)遙感數(shù)據(jù)結(jié)合DEM（數(shù)字高程模型）地形圖進(jìn)行分析后再次確認(rèn)，影響洞庭湖濕地植物群落分布的關(guān)鍵環(huán)境因子正是水位和植物高程的變化。

 

    “我們通過(guò)DEM高程地形圖，將水位轉(zhuǎn)化成了淹水時(shí)間，發(fā)現(xiàn)淹水時(shí)間的變化和植被分界點(diǎn)的變化是高度一致的。”謝永宏說(shuō)，“這個(gè)結(jié)果與大量野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)論沒(méi)有矛盾，而是相互驗(yàn)證了。”

 

    東洞庭草洲持續(xù)擴(kuò)張

 

    濕地群落維持“正向演替”

 

    “漲水為湖，退水為洲”，洞庭湖濕地就在這年復(fù)一年的漲退之間呼吸生存。與多數(shù)大湖不同，作為長(zhǎng)江中游最重要的通江湖泊之一，洞庭湖上承湘資沅澧四水，下以四口接通長(zhǎng)江，就像一個(gè)緩沖氣囊，水量變化受外界影響波動(dòng)極大。豐水時(shí)節(jié)，絕大多數(shù)草洲被湖水淹沒(méi)，到了冬春季，又大面積露出。

 

    2003年三峽工程運(yùn)行后，不少學(xué)者曾預(yù)測(cè)，由于長(zhǎng)江上游帶來(lái)的泥沙淤積得到遏制，洞庭湖庫(kù)容將停止萎縮，水面將擴(kuò)大，而洲灘濕地面積將縮小，濕地生物群落很可能出現(xiàn)生態(tài)學(xué)上的“逆向演替”。

 

    然而，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所的最新調(diào)查卻顯示，從1989年至2011年，東洞庭湖草洲面積持續(xù)增加，20余年間增加了305平方公里，從不到湖盆面積的一半擴(kuò)至三分之二，且三峽運(yùn)行后的增長(zhǎng)趨勢(shì)未發(fā)生大的變化。

 

    “這意味著，洞庭湖濕地仍在發(fā)生著‘正向演替’。”謝永宏告訴記者。

 

    為何在泥沙淤積大幅減少后，濕地面積仍在增加呢？這與洞庭湖水位降低有關(guān)。據(jù)了解，在三峽工程建成以前，草洲擴(kuò)張主要緣自泥沙淤積，但之后的驅(qū)動(dòng)因素發(fā)生了改變。特別是從2006年開(kāi)始，洞庭湖進(jìn)入水位低值期，連續(xù)三年低于多年平均值25.26米。因此，盡管湖床淤積速度放緩，水位的降低仍使得大量草洲在枯水期浮出水面。

 

    “2000年前我們看到的是水位一直在抬升。實(shí)際原因并不是水量在增加，而是泥沙淤積使得湖盆抬起來(lái)了。但緊接著，2000年以后水位往下走，卻是水量真的在往下走，而且現(xiàn)在這一趨勢(shì)沒(méi)法遏制。”謝永宏說(shuō)。

 

    “三峽工程運(yùn)行后，低水位濕地的淹水時(shí)間明顯縮短，驅(qū)動(dòng)著植被格局發(fā)生變化。”研究發(fā)現(xiàn)，2000年以前，草洲高程只要不低于24米，就能保證一定時(shí)間的出露。2000年以后，這一高度逐漸降至23米以下。草洲分布的最低高程緩慢下移，從23.5米下降為22.44米。

 

    平均水位持續(xù)降低

 

    脅迫濕地植被向湖心遷移

 

    中科院洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)站，就坐落在東洞庭湖核心區(qū)的大堤外側(cè)。站在大堤上向湖心望去，只見(jiàn)近岸楊柳低垂，蘆葦叢生；遠(yuǎn)處則是被湖水分割的一塊塊草洲和泥灘，波光瀲滟間，依稀可見(jiàn)雁鴨成群，運(yùn)氣好還能捕捉到或躡腳涉水或垂足佇立的白鷺倩影，植被空間格局呈現(xiàn)出明顯的帶狀分布特點(diǎn)。

 

    “從生態(tài)上講，水位下移對(duì)某些生物是有利的，但時(shí)間不能太長(zhǎng)。”謝永宏分析說(shuō)，水位短暫下移，使露出的洲灘面積增加，有利于某些候鳥(niǎo)的覓食和棲息，比如喜食植物嫩莖葉的小白額雁。

 

    然而，隨著濕地地下水位的降低、總淹水時(shí)間縮短，植物在高度上的分布逐漸發(fā)生了變化。

 

    蘆葦，這種競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)的濕地植物，過(guò)去多沿湖岸分布。現(xiàn)在，為了追逐水分，蘆葦開(kāi)始往更低處的草洲生長(zhǎng)，擠占了苔草的空間。

 

    “上世紀(jì)80年代的時(shí)候，東洞庭湖的苔草有300多平方公里，現(xiàn)在只剩下了100多平方公里，都去哪兒了？大部分都被蘆葦擠走了。”謝永宏說(shuō)。

 

    淹水時(shí)間的變化控制了草洲的空間分布，而草洲空間分布的變化，使候鳥(niǎo)也跟著遷移。“2008年以前這里的候鳥(niǎo)更多，后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)移到了丁字堤，現(xiàn)在更多的鳥(niǎo)跑到團(tuán)洲那邊去了，因?yàn)槟抢餂_出的洲灘比較大，苔草量豐富。”站在樣地的控制試驗(yàn)臺(tái)上，謝永宏對(duì)這一帶爛熟于心。

 

    丁字堤和團(tuán)洲兩地，在方位上更靠近內(nèi)湖。

 

    在洞庭湖里，研究人員還搭建起了一個(gè)模擬試驗(yàn)臺(tái)，按0至1.5米四種高度分別圍成12個(gè)方塊，忠實(shí)地記錄著水位高程變化對(duì)植被生長(zhǎng)的影響。

 

    記者看到，在不到10平方米的方格子里，兩年前同時(shí)種下的苔草，現(xiàn)已呈現(xiàn)出不同的格局。種的時(shí)候大部分是短尖苔草，現(xiàn)在較高方塊有單性苔草等開(kāi)始發(fā)展，“這意味著隨著水位下移，不同物種競(jìng)爭(zhēng)力和資源獲取能力發(fā)生了變化，將導(dǎo)致植被格局的改變”。

 

    灘地面積增加

 

    為外來(lái)物種入侵提供可乘之機(jī)

 

    隨著水位下移，大量灘地露出，極大刺激了人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的愿望，使?jié)竦馗窬洲D(zhuǎn)變進(jìn)一步加劇。近年來(lái)，楊樹(shù)被人們大量引種至濕地邊緣，使蘆葦曾經(jīng)的“霸主”地位也逐漸喪失。“楊樹(shù)成活后，把原本挨著岸邊生長(zhǎng)的蘆葦往湖心趕，但鳥(niǎo)是不喜歡蘆葦?shù)摹?rdquo;

 

    就這樣，楊樹(shù)驅(qū)趕蘆葦，蘆葦驅(qū)趕苔草，把苔草漸漸趕到了水邊，生存空間日益逼仄。等人們意識(shí)過(guò)來(lái)，楊樹(shù)已在洞庭湖濕地上種下了數(shù)百萬(wàn)畝，以至于不久前，政府又開(kāi)始大片砍伐楊樹(shù)。

 

    濕地植物間你追我趕的趨勢(shì)已被謝永宏團(tuán)隊(duì)的調(diào)查數(shù)據(jù)印證。近20年來(lái)，在東洞庭湖草洲面積總體擴(kuò)大的同時(shí)，植被結(jié)構(gòu)也改變了，“楊樹(shù)面積在擴(kuò)大，蘆葦面積沒(méi)有變，苔草面積在萎縮”。

 

    事實(shí)上，包括濕地在內(nèi)，任何生態(tài)系統(tǒng)都有一個(gè)適應(yīng)環(huán)境、達(dá)到新平衡的過(guò)程。已有研究表明，新發(fā)育的洲灘經(jīng)10年左右，生物量和多樣性指數(shù)將趨于穩(wěn)定，再往后，便被生物間的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)所取代。

 

    然而，如果上述競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是在人力作用下強(qiáng)制產(chǎn)生的，原本漫長(zhǎng)的群落適應(yīng)過(guò)程無(wú)疑將驟然加速。在這有時(shí)不可逆的過(guò)程中，適應(yīng)不了的物種便有消亡的風(fēng)險(xiǎn)，人類(lèi)必須慎之又慎。