全 文 :七姊妹山亚高山泥炭藓沼泽湿地水位变化分析
成 勤
(湖北省宣恩县林业局 ,湖北 宣恩 445500)
摘要:以湖北七姊妹山国家级自然保护区为研究区域 ,以区域内保存完好的 810hm2 原生性亚高山泥炭
藓沼泽湿地为研究对象 ,通过记录气候变化来研究其地下水位变化规律及泥炭藓群落生长环境与气候
的相互关系;揭示湿地群落演替与气候变化的相互影响 , 为促进区域生态建设尤其是湿地生态系统的恢
复与重建提供实验依据。
关键词:泥炭藓;水位监测;七姊妹山;气候
收稿日期:2010-12-15
作者简介:成 勤(1979—),男 ,湖北宣恩人 ,土家族 ,助理工程师 ,主要从事林业生态工程建设管理工作。
中图分类号:P343.3 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)01-0119-03
1 引言
湿地作为一个生态系统 ,具有多种功能和价值 ,
是人类最重要的环境资本之一 。湿地广泛分布于世
界各地 ,蕴藏着丰富的生物资源 、泥炭资源和水资
源 ,同时湿地作为旅游资源 ,具有巨大的经济价值 。
湿地在控制水土流失 、蓄洪防涝 、滞留沉积物 、降解
环境污染 、净化水质 、调节气候和保持生物多样性等
方面也具有重要的作用 ,因此湿地被称为“地球之
肾” 。
泥炭藓沼泽湿地是由适应能力强 、耐周期性干
旱的泥炭藓(Sphagnum)以及草本植物沼泽化形成
的一种十分重要的湿地类型 ,也是一种重要的自然
资源 ,多分布于湿润多雨的地区[ 1] 。泥炭藓沼泽湿
地不仅具有蓄水保湿 、降解污染物与生物过滤 、丰富
湿地生物多样性等生态环境功能 ,同时泥炭本身也
具有很高的利用价值 。研究显示 ,泥炭藓的寿命达
400年之久 ,而它的蓄水量无疑是所有植物中最大
的 ,为自身重量的 150 倍左右 。泥炭藓从湿地里拔
出来之后经测量有 1m 长 ,而它直立在湿地里只有
30 ~ 40cm 长。泥炭藓的上端为绿色 , 底部发黄发
白 ,多数为干枯状态 ,干枯的部分虽然已经接近“死
亡” ,但仍为“肢体”传送营养 ,它会忠实地记录当地
环境气候变化的历史。2005年科学家在对湖北省
七姊妹山国家级自然保护区的科学考察中发现了面
积达 810hm2 的呈斑块状分布的亚热带亚高山泥炭
藓沼泽湿地 ,其发现为鄂西山地古地质 、古气候及植
被变迁研究提供了珍贵的研究样本 。
2 七姊妹山保护区及湿地资源概述
七姊妹山国家级自然保护区地处鄂西南武陵山
区的宣恩县境内 ,位于洞庭湖水系湖南沅江第一大
支流酉水的发源地与长江中游第一大支流清江的分
水岭 ,北与恩施市河溪村交界 ,东北属宣恩县椿木营
乡管辖 ,东与鹤峰县太平镇接壤 ,南与湖南八大公山
国家级自然保护区核心区毗连 ,西与宣恩县长潭乡
和沙道沟镇相连 , 地处东经 109°38′30″~ 109°47′
00″,北纬 29°39′30″~ 30°05′15″。
2.1 保护区基本概况
保护区总面积34 550hm2 ,其中核心区11 560hm2 ,
缓冲区 11 700hm2 ,实验区 11 290hm2 , 森林覆盖率
93.8%,主要保护典型的中亚热带常绿落叶阔叶混
交林生态系统 、珙桐等珍稀植物及其群落 、亚高山泥
炭藓沼泽湿地和华南虎 、金钱豹等大型猫科动物栖
息地 ,属森林生态系统类自然保护区 ,见图 1 。
图 1 保护区地理位置及资源概况
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2011年 1月 Journal of G reen Science and Technology 第 1期
境内形成许多复杂的地质构造现象和丰厚的沉
积岩石 ,以东北向的褶皱 、断裂最为发育 。岩层主要
由砂页岩 、页质层岩所组成 ,保水性较差 ,植被遭破
坏后 ,极易造成水土流失。气候属中亚热带季风湿
润气候 ,气候呈明显的垂直差异 。海拔 800m 以下
的低山平均气温 15.8℃, 无霜期 294d , 年降水量
1 491.3m ,年日照时数 1 136.2h;海拔 800 ~ 1 200
mm 的二高山地带年平均气温 13.7℃, 无霜期
263d ,年降水量 1 635.3mm ,年日照时数 1 212.4h;
海拔 1 200mm 以上的高山地带平均 8.9℃,无霜期
203d ,年降水量 1 876mm ,年日照时数 1 519.9mm 。
保护区内共有维管束植物 183科 752 属 2 027
种 ,分布有 5个自然植被型组 , 9个植被型 , 30 个群
系。脊椎动物 30目 86科 379种 ,昆虫 22 目 , 177
科 ,1 312种 。保护区分布中国特有植物 32属 。国
家Ⅰ级重点保护植物 7种 ,国家Ⅱ级重点保护植物
21种。国家 Ⅰ级重点保护动物 5种 ,国家 II级重点
保护动物 51 种;濒危动植物种国际贸易公约俘虏
Ⅰ 、附录Ⅱ和附录Ⅲ物种共有 62种 ,国家保护的有
益的或者有重要经济 、科学研究价值的陆生野生动
物共有 216种[ 2] 。
2.2 湿地资源概况
保护区亚高山泥炭藓沼泽湿地主要分布在椿木
营晒坪药材场 、天花板等地 ,海拔 1 650 ~ 1 950m 不
等 ,呈大斑块状分布 ,每个斑块面积从 2 ~ 10hm2 不
等 ,总面积 810hm2 。湿地周围分布有大面积的日本
落叶松林 ,为 20世纪 90年代初人工栽种 ,平均树高
18m ,胸径 20cm ,林冠郁闭度达 70%。沼泽湿地从
物种组成划分 ,可分为 2个群落类型:大理苔草———
泥炭藓群落和野灯心草———泥炭藓群落[ 3] 。
3 研究方法
分别在 2006 ~ 2008年 ,在七姊妹山泥炭藓沼泽
湿地进行定期水位监测及气候记录 。本研究采用样
点法 ,即根据沼泽湿地的海拔 、面积 、坡度 、滞水能力
及周围植物的差异性 ,选择合适的样点做为此次监
测工作的监测点 。选取过程中注重代表性 、随机性 、
整体性及可行性相结合。
3.1 样点选取
本研究选地主要在椿木营晒坪药材场附近的沼
泽湿地中开展 ,共计选取 13个样点 ,涉及罗儿坪 、九
排 、十排 、岩板桥 、丁字台 5个地域 ,其中 1 、2 、10 、11
号点位于罗儿坪;3 、4号点位于九排;5 、6 、7号点位
于十排;8 、9号点位于岩板桥;12 、13号点位于丁字
台。
3.2 监测与记录
通过先选择合适样点 ,然后在样点处插入一根
长 1.2m ,直径(内径)为 3.2cm 的 PPR塑料水管
(水管四周钻多个直径为 0.8cm 的小孔),水管一头
平地面。通过定期(每个月 1 、11 、21号)测量 PPR
塑料水管中的地下水位离地面的数值(A 值越小 ,水
位越高 ,反之 ,则水位越低)来推断沼泽湿地地下水
位的变化情况 ,最终获得七姊妹山亚高山泥炭藓沼
泽湿地水位变化数据 ,见图 2。
图 2 水位监测示意
3.3 水位变化分析及结果
3.3.1 水位变化分析
从图 3 、图 4 、图 5可以看出 ,在 13个监测点中 , 2007
年各监测点水位数值总体上都高于上一年度。其中
最高水位除 2007 年 1 号点与 2006 年持平 , 10 号
点 、11号点略低于 2006年外 ,其余各点均高于 2006
年 ,2008年较 2007 年略有升高;最低水位除 2007
年 4号点 、9 号点低于 2006年外 ,其余各点均高于
2006年 ,2008年较 2007年又有所上升;年平均水位
除 2007年 4 号点略低于 2006年外 ,其余各点均高
于 2006年 , 2008年相比 2007年相差不大。
图 3 2006年水位变化情况
图 4 2007年水位变化情况
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成勤:七姊妹山亚高山泥炭藓沼泽湿地水位变化分析 生态与旅游
图 5 2008年水位变化情况
通过对 13个监测点的最高水位 、最低水位及年
平均水位的数值变化可以看出:该片沼泽湿地 2006
年地下水位的最高水位为 16.4cm , 最低水位为
41.1cm ,年平均水位 27.3cm , 2007年地下水位的最
高水位为 9.5cm ,比 2006年增加了 1.73%;最低水
位为 35.8cm ,比 2006年增加了 1.15%;年平均水
位 22.7cm ,比 2006年增加了 1.20%。2008年地下
水位的最高水位为 1cm ,比 2006年增加了 1.73%;
最低水位为 51.7cm ,比 2006 年增加了 1.15%;年
平均水位 23.38cm ,比 2006年增加了 1.20%。
3.3.2 气温对照分析
从图 6 中可以看出 , 2007年的气温和 2006 年
的气温差距不大 , 2号监测点气温略高于 2006年 ,
其他监测点都相对略低于 2006年 。
图 6 2006年及 2007年月均气温
3.3.3 降雨量对照分析
从图 7 中可以看出 , 2007年的降雨量 2 、3 、10
号监测点以外 ,其他监测点均稍大于 2006年 。
图 7 2006年及 2007年降雨量分布状况
3.3.4 蒸发量对照分析
从图 8中可以看出 , 2007 年除了 1 、2 、11号监
测点外 ,其他监测点的的蒸发量均小于 2006年 。
图 8 2006年及 2007年蒸发量分布状况
4 结语
通过对比 3个年度的地下水位和天气变化情
况 ,可以得出:七姊妹山亚高山泥炭藓沼泽湿地的地
下水位呈逐年上升的趋势 ,地下水位呈上升趋势的
原因有以下几点。
(1)自然原因 。2007年降水偏多 ,蒸发量偏少 ,
加上气温略低于去年 ,因此造成地下水位较高。从
记录数据显示 ,表明气温越低 ,蒸发越少 ,水位越高。
泥炭藓作为湿地蓄水能力最强的植被之一 ,地下水
位越高 ,其生态环境将更加适合其群落生长 。泥炭
藓作为碳循环和温室效应的重要来源 ,对周围环境
中碳排放也将起到重要影响 ,因此 ,为保护其群落正
常生长 ,还需要对周边环境进行保护 。
(2)其他原因。由于保护区管理机构加大了对
沼泽湿地的保护及管理力度 ,从源头上杜绝了一切
破坏湿地的行为发生 ,从而使沼泽湿地上的地被植
物保存较好 ,最终增强了湿地的滞水性与固水性 ,也
导致地下水位高于往年 。
七姊妹山亚热带亚高山泥炭藓湿地不仅对鄂西
亚高山泥炭藓湿地生态系统的研究具有重要意义 ,
而且对促进区域生态建设尤其是湿地生态系统的恢
复与重建有着重要的作用。尤其值得注意的是 ,该
片湿地位于酉水的源头 ,保护好该片湿地对于保护
下游的水源亦具有重要意义 。
参考文献:
[ 1] 朗惠卿 ,赵魁文 , 陈克林.中国湿地植被[ M ].北京:科学出版
社 , 1999.
[ 2] 汪正祥 ,雷 耘 , 刘胜祥 ,等.湖北七姊妹山自然保护区科学考
察与研究报告[ R].湖北:湖北科学技术出版社 , 2005.
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2011年 1月 绿 色 科 技 第 1期