气候变化对长江中下游湿地的影响及其响应

刘俊威，吕惠进

（浙江师范大学，浙江 金华 321004）

长江中下游地区是我国最大的江河湖复合型湿地生态系统分布区，也是全球同纬度地带水网密度最高的地区，对气候变化较为敏感和脆弱。近年来大量的观测事实和研究结果都表明，该区域的温度、蒸发量、降水格局等已经发生了变化，而这些变化将对该区域的湿地生态系统以及湿地生物产生相应的影响。

1 长江中下游地区湖泊湿地分布概况

长江中下游地区包括鄂、湘、赣、皖、苏和沪等5省1市，该区域位于我国陆地地形的第三台阶，地势低平多洼地，河网密布，数不清的湖泊散布在长江及其支流两岸，湿地种类非常丰富，有除红树林湿地以外的所有湿地类型，以湖泊和河流湿地为主（见表1）。

表1 长江中下游地区主要湖泊群

2 长江中下游地区气候变化状况

2.1 气温变化

气温是衡量气候变化的一个主要且容易直观分析的变量。长江中下游地区年平均气温为15～17℃，20世纪60～70年代气温为下降趋势，自80年代以来气温呈比较明显的上升趋势。1980～2010年气温较1960～1980年增加了0.61℃。1月份平均气温也呈上升趋势，这可能会对长江中下游地区水鸟的迁徙产生一定影响。

2.2 降水变化

淡水生态系统中大部分水量来自降水，因此，对湿地而言降水是比气温变化更重要的变量。对长江中下游地区73个气象站点的气温和降水数据分析，发现1960～2010年，长江中下游地区的年均降水量是1 327 mm，降水量的年际变化趋势不明显。但是自2001年以来，降水呈减少趋势。从降水量的季节变化来看，20世纪90年代以后，夏季和冬季降水量呈上升趋势，而春季和秋季降水量则呈下降趋势。尽管年均降水量并未呈现出明显变化，但是降水的时空分布格局已经发生了变化。

长江中下游地区受季风气候的影响较为明显，降水主要发生在夏季，降水量的年内和年际变化都较大。历史上曾多次发生持续的降水事件导致贯穿整个流域的严重洪水灾害。随着气候变化的影响，降水强度以及极端气候事件在未来一段时间内将有继续增加的趋势，降水的不均衡分配也将给湿地水文循环带来影响。

3 气候变化对长江中下游地区湿地的影响

3.1 温度变化对长江中下游地区湿地的影响

3.1.1 对物候的影响 气候是决定生物群落分布的主要因素，全球生物群落的分布与全球年平均气温和年降水量有很好的对应关系。自然植被分布的变化最能体现气候变化的影响。随着气候变暖，春季提前而秋季延迟，可能导致植被物候发生变化。北半球北部地区（40°～70°N）的植被生长季及其年际变化与气温的年际变化有很强的相关性。近50 a来，长江中下游地区年平均气温总体呈上升趋势，其中长江下游地区春季平均温度上升，物候期提前；而长江中游地区春季平均温度下降物候期推迟。虽然物候期的提前与推迟对温度的上升与下降的响应是非曲线性的，但是温度升高已经引起长江中下游地区的物候期改变，并对植被的生产力产生影响。

3.1.2 对碳储量的影响 分布于长江中下游地区的湿地多为浅水型湖泊和人工稻田，具有较强的固碳能力。长江中下游地区河流和湖泊湿地发育的草甸土，在深达50～100 cm的土壤中有机碳含量仍可保持在5 g/kg以上。据梅雪英等[1]对上海崇明东滩湿地的研究表明，东滩湿地芦苇群落的年固碳能力可达（1.63±0.39）kg/m2，是全国陆地植被平均固碳能力的2～5倍，全球陆地植被平均固碳能力的3～5倍。在气温升高、蒸发量加大的气候变化趋势下，湿地排水量增大，可能增加CH4的排放量。长江中下游地区的升温趋势表现为冬季增温幅度大于夏季[2]，温度季节性较差减小，增温的不对称性对呼吸作用的影响大于对光合作用的影响，从而不利于湿地植被对碳的固定。气温升高也会对湿地土壤微生物的活性产生影响，从而改变碳循环的格局。

3.1.3 对水鸟分布的影响 鸟类对温度变化较为敏感，冬季的气温变化对鸟类分布的影响尤甚。气温变化会影响鸟类的迁飞路线。长江和淮河的滨海湿地位于1月份0℃等温线以南，是水鸟在东亚地区的主要栖息地。温度升高后，鸟类的迁飞路线将发生改变，分布区逐渐北移。气温升高和水位降低还将影响水鸟的栖息环境，导致水鸟种类和数量减少。

3.1.4 对水生生物的影响 随着气温的升高，长江中下游地区湖泊湿地的水温也呈现出增温的趋势。由于水温的变化幅度小于气温的变化幅度，所以水生生物的耐温能力比陆生生物要小，对温度变化也更为敏感，一般无法容忍水温的较大幅度变化。每种生物都有其一定的适温范围，在适温范围内水温升高，生命代谢作用就增强。水温增高势必增加喜温生物的数量而减少低温生物的数量，以致群落优势种发生演替，并改变整个食物链和食物网的结构，从而引起水生生态系统的变化[3]。水温增高还导致溶解氧的下降，适于水生生物生存的空间缩小，加上湿地面积萎缩，使水生生物的栖息地减少。水温升高引起长江内鱼类越冬期间栖息地向北迁移，导致鱼类洄游距离增长，能耗增加，发育减缓。水温变化对水生生物的代谢有显著影响，夏季水温高过最适温度时，鱼的食欲就会减退，摄食量减少，从而影响其代谢和生长。水温还对水生生物的繁殖产生影响，随着水温升高，长江重要保护动物江豚的繁殖周期会发生改变，还会导致其适宜栖息地的范围发生变化。个别极端气候事件将导致严重后果，如2008年冬季的南方冰雪灾害事件，致使位于天鹅洲故道的江豚死亡6只。

3.1.5 对水质的影响 水温是最常见的水质指标之一，表层水温与气温关系密切，气温的季节变化对表层水温的影响最为明显，水体温度的不均匀会引起水体分层和对流现象。2007年，太湖梅梁湾1～4月月平均水温和积温均高于多年均值，为藻类生长提供了良好的条件，藻类的迅速生长和聚集产生了水华现象，导致水质下降。水温骤降或水温温差大于10℃，会导致浮游植物死亡，水体产氧能力严重下降，导致水质恶化[4]。水质恶化不仅使湿地水源供给能力下降，产生水危机，而且使得淡水生物的种类和数量减少，鱼虾等水产品的产量和质量下降，将使依赖湿地为生的人口贫困加剧。

3.2 降水变化对长江中下游地区湿地的影响

3.2.1 对湿地水文循环的影响 湿地生态系统的供给水源主要来自陆地水或大气降水，降水通过直接方式或地表径流等间接方式为内陆湿地提供补给水源，影响着湿地的水文过程和湿地生态系统的发育和演进。长江中下游地区年降水量整体变化并不明显，但是降水量在区域和季节上存在差异，其中鄱阳湖流域北部一部分地区量显著上升趋势。在季节变化上，春季降水量变化幅度不大，夏季降水量在20世纪90年代变化最大，秋季降水量呈减少趋势，冬季稍微增加。降水量在时空格局上分布的不均衡性，将引起湿地水文格局发生变化，湿地水源补给减少，水分消耗增大，从而加快湿地萎缩，导致湿地面积和类型的变化。气候变化背景下，长江中下游地区干旱等极端气候事件发生的频率和强度增加，湿地水位波动的频率和幅度也不断增加，如2011年5月份长江中下游大旱，鄱阳湖几乎干涸。

3.2.2 对水生生物的影响 在长江中下游地区，湖泊水位的变化趋势与降水量变化趋势基本一致，降水变化引起湖泊湿地水位的涨落。降水的不均衡分配导致最高水位与最低水位的变化步调不一致，水位的波动也对水生生物的生存环境和栖息地产生影响。水位波动对植被组成和植被边界有着重要作用，可以破坏现有的植被类型，直接影响湿地植物的分布。2001年以来，由于气候干旱和上游来水减少，长江中下游地区的湖泊长期处于低水位，水面面积逐渐萎缩，引起生物多样性减少。湿地植被也呈现出相应的变化，沉水植被逐渐向浮水植被和挺水植被演替，水生植被逐渐向沼泽化和草甸化方向演替。降水的季节变化，还会导致枯水期提前到来和枯水期时间延长，较低的水位使水生植物和鱼类的生存空间缩小，以小型鱼类和水草为食的鸟类的食物来源减少。

4 长江中下游地区湿地对气候变化的响应

4.1 湿地空间结构的变化

长江中下游地区分布着多种湿地类型，其面积占全国湿地面积的比例较高。由于受人类活动和气候变化的影响，近50 a来湿地的空间结构发生了较大变化，湿地面积和类型减少，特别是湖泊湿地受到围垦影响，萎缩严重[5]（见表2）。湿地景观的破碎化，使得很多原有湿地生物的生境遭到破坏，面临严重威胁。

表2 长江中下游地区湖泊面积变化情况

4.2 湿地土地覆被的变化

在人类活动和气候变化的双重压力下，长江中下游地区湿地土地覆被状况发生了变化（见表3）。从近50 a的变化趋势来看，1990～2000年湿地面积有增加的趋势，而耕地面积相应减少，这与该时期推行退田还湖政策有关。而2000～2010年湿地面积呈下降趋势，但湿地减少面积大于耕地增加面积，除围垦等人为因素外，降水量减少和年内分配差异导致的低水位是其主要原因。

表3 长江中下游地区湿地土地覆被变化 （hm2）

5 小结

（1）长江中下游地区湿地面临的主要问题是湿地生态系统结构简单化，服务功能削弱，表现为湿地面积萎缩，生物多样性减少。尽管气候变化引起的湿地生态系统结构和功能的变化尚未明显呈现，但是气候变化与人类活动相叠加，将使破坏程度加重，形成恶性循环。在减少湿地土地覆被变化和人类活动的影响的同时，也应采取措施缓解气候变化的影响。

（2）湿地是相对比较脆弱的生态系统，其物种相对于陆地物种适应气候变化的能力更弱。因此，气候变化对湿地的影响应引起足够的重视。随着温度的升高，生物的分布界限将北移，自然保护区和缓冲区也应作出调整。

（3）气候变化对湿地生态系统的服务功能也产生影响。水温升高将导致水质下降，进而引起水生生物的种类和数量下降，鱼虾等水产品的产量和质量下降，甚至危害到人体健康。提高湿地生态系统应对气候变化的能力，积极开展生态农业、可持续水产养殖业等生态工程建设，帮助依赖淡水生态系统服务生存的居民发展经济，减少湿地功能区的贫困人口。

（4）湿地是重要的生态系统，但人类对其研究认识和保护意识不够，导致湿地过度利用和大量湿地资源的破坏。要改变传统的湿地保护观念，把湿地保护工作纳入到流域综合管理的全过程。加强上游地区水源涵养、防风固沙功能的保护，对实现下游地区水源供给、防洪和生态环境安全具有重要意义。

[1]梅雪英，张修峰.长江口典型湿地植被储碳、固碳功能研究--以崇明东滩芦苇带为例 [J].中国生态农业学报，2008，16（2）：269-272.

[2]姜 彤，曾小凡，刘 波.长江流域气候变化对水资源影响和适应性管理[R].2009.5.

[3]施宏华，黄长江.全球温暖化对淡水生态系统的影响及适应对策[J].生态科学，1999，18（4）：59-63.

[4]孔繁祥.太湖梅梁湾2007年蓝藻水华形成及取水口污水团成因分析与应急措施建议[J].湖泊科学，2007，19（4）：357-358.

[5]史小丽，秦伯强.长江中下游地区湖泊的演化及生态特性[J].宁波大学学报（理工版），2007，20（2）：221-226.