河湖交错基本概念

张建

摘要：本文主要介绍了河湖交错带的定义、分区、生态特征、服务功能以及研究概况。简述了鄱阳湖河湖交错带的研究背景与研究意义。

关键词：河湖交错带；定义；特征；功能；鄱阳湖

河湖交错带（Lake-river Ecotone）是指河流生态系统与湖泊生态系统之间的过渡带。河湖交错带受到人类活动、自然灾害、生物地球化学循环以及湖泊与河流之间的相互作用等的影响。与邻近的河流生态系统或湖泊生态系统相比较，河湖交错带的边界是一个独特的混合生态区域，它具有丰富的物种多样性、较高水平的初级生产力和次级生产力，是一个重要的污染水净化区和污染缓冲区，因此形成一个特殊的能量流和物质流区域叫。

河湖交错带是一个河流的入湖口和湖泊的沿岸带相交，河水与湖水相混合的区域，形成一个具有潜在陡峭环境梯度的动态区。依据植被的密集程度，河湖交错带可分为两个生态型区：密集植被区（Dense Vegetation zone）和稀疏植被区（S parsev egetation zone）。敞水区（0pen zon e）和稀疏植被区是微生物最温暖的栖息地，特别是9月份和10月份。密集植被区比敞水区和稀疏植被区水温低2～4℃，是因为植被具有冷却效应。河湖交错带的浮游生物密度在不同月份不同栖息地有相当大的变化。

与敞水区相比较，河湖交错带具有明显的环境梯度，生境异质，物种丰富多样，生产力水平高。由于水文地质作用影响，河湖交错带基底随高程梯度的变化而变化，依次分布基岩、砂石、黏土、淤泥等土壤类型。植被类型和生物类型也随之变化，自陆地向水域，依次分布着陆生、湿生和水生植被，底栖、着生、浮游生物等。各类鱼类和水鸟在相应的地域掠食、繁殖。

河湖交错带也是湖泊的洪泛区，生物多样性与湖泊水位有着密切关系。周期性水位波动增强了生境空间的异质性，使生物种类异常丰富。湿季高水位使各类水生生物大量繁殖，干季低水位使各类草本植物在洲滩大量生长。生物长期的生活生存进化过程，逐渐形成了与水位周期相适应的生活对策。湖泊水位周期性既是河湖交错带生态系统形成的驱动力，又是维持河湖交错带生物多样性以及生态平衡必不可少的条件。

河湖交错带具有许多重要的生态和服务功能：（1）缓解与净化水污染：水一土一植物一微生物系统通过渗透、过滤、沉积、吸收、分解等方式消减与滞留污染物；（2）维持生物多样性：水生生物种类多样，能给鱼类和鸟类等群落提供生存能源；（3）水源：为人类和动物提供清洁水源；（4）美化环境：优美的湖滨区是当地社会经济发展的重要保障；（5）运动休闲：是水上运动、垂钓以及休闲观光的重要场所；（6）航运：提供航道和码头。因此，河湖交错带对维持区域生态平衡以及经济健康发展十分重要。

河湖交错带的规模和生物群落，依赖于河流生态系统与湖泊生态系统二者之间相互作用的强度。以前对生态交错带的研究主要集中在陆地生态系统中，具有较强的植被生态系统变化的差异性，河湖交错带尽管出现了时间尺度和空间尺度上的差异，但都没有得到应有的重视。1988年，N ainan等对交错带生态系统的重要研究表明，交错带的生态系统，是陆地和水的过渡地带，二者之间的过渡产生离散的栖息地斑块异质性的生态系统。这引起了人们对河口存在的异质生态系统的关注。近年来，IGBP、IHDP、WCRP、DIVERSITAS发起了全球水系统项目（GWSP），关注河湖交错群落带的生态环境问题。

目前国内外对微生物多样性在土壤、冰川、海洋水体及沉积物、湖泊水体及沉积物和河滨带等自然系统中有较深入、成熟的研究并且报导也颇多，而河湖交错带自20世纪80年代被提出以来很少有人关注，几乎没有研究者对河湖交错带的概念、区划、生态功能等作系统的研究，所以理论不足。研究河湖交错带微生物多样性，不仅延伸和扩展了湖泊生态系统和河流生态系统的研究，还对研究湖泊富营养化、河流污染与湖泊之间关系、人类活动与河湖关系等方面有着重要的作用。分子生物学技术已经逐渐取代传统的培养纯化法，成功的运用到各类生态系统微生物多样性的研究中，同样，这种方法也可以运用到河湖交错带的微生物多样性研究中去，这就为该区的研究提供了良好的技术保障。总之，对于河湖交错带的研究大大丰富了已知生态系统的微生物多样性，促进湖泊沿岸地带的科学区划，改变了人们对湖泊生态系统的传统理念。

鄱阳湖是我国最大的淡水湖，也是国际重要湿地和世界重要的候鸟栖息地，1992年被列入《国际重要湿地名录》，在维护生物多样性、保持生态平衡等多方面具有十分重要的作用，是全球最重要的生态敏感区之一。鄱阳湖独特的自然地理条件以及与长江复杂的水情关系，形成了具有显著特色的河湖交错带生态系统。因此，以鄱阳湖典型河湖交错带为研究区，研究其细菌群落组成结构的时空分布差异以及对水环境变化的响应与适应机制，将有助于亚热带河流湖泊富营养化防治、水生态系统健康发展和水质的优化管理，为环境规划、疾病控制及城市水资源规划等提供基础资料和科学依据。

近年来，随着分子生物学技术和生物信息学的进步，基于16S rDNA序列的不依赖培养技术已成为研究自然界原核微生物种群的一种分析手段被广泛应用到土壤、海洋等环境的物种多样性研究中，并发现了多种新的细菌与古菌类群，在环境指示和污染修复等方面取得了可喜的成果。擬以鄱阳湖典型河湖交错带为研究对象，采用基于16S rRNA基因的分子生物学方法，结合物理与化学测试方法，区分人类活动干扰强度设计研究方案，结合水位变化、离子迁移等物理化学作用，建立河湖交错带的水环境16S rRNA基因文库，定量跟踪细菌基因的数量变化，监测其细菌种群结构的动态变化：建立基因系统发育树，探索河湖交错带细菌群落的时空分布特征与水文地质、理化性质之间的协同联系，研究不同时空下细菌对水环境变化的响应机制。研究成果可加深了解河流湖泊微生物和环境变化间的关系，以期在流域水资源规划、生物多样性和湖泊生态环境管理等方面提供基础数据支持，为我国湖泊水环境保护与水生态安全提供科学依据。