全 文 ：●
翊一I；；
第 15卷 第 3期
1 9 9 5年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA S ICA
7，(7 ^)
Vol_l5，N0．3
Sep．，l 9 9 5
内陆水一陆地交错带的生态功能
及其保护与开发前景
(中国科学腕生志环境研究中心，北京，100085) 7
^ ■ 妻 内陆承，陆地交错带是陆地和承生态系统的界面区 由于它在系统f"3的特殊地位t近年来受列国
广r 际上生态和环境学界的格外重视。水酤交错带的生态功能有保持生物物种的多样性、拦截和过滤经过此
· 交错带的物质流 有利于鱼类的繁育 、稳定毗邻的生态系统、净化水件、减步洪承危害、保持水土等。水陆
内 水／ 地交错槽(简称水 交错槽)指的是内 水生态系统和 地生态系坑之间界面区。近年来，国
际环境学界发起生态交错带(Ecotone)垒球性 研究 。 。其中于 1990一l996年进行“内黼水／ 地交错带在景观
管理和恢 夏中的作用”大型国际合作研究、目的集 中于水域的管理 由于若干重要匡蕲组织的积极参与和协
调 ．国际上关于水陆交错带的学 术活动异常活跃 ，科技信息正迅速地从基础研究、应用研究向开发应甩转 化。
本文拟简要介绍关于水陆交错带的基本原理 ，研究进展以及开发前景。
l 水陆交错带的结构和种类
在人类活动对全球生物圈产生越来越大影响的今天．生态系统的景观出现越来越多的斑蛱，群落和生态
过程往往分散在不同的生态斑块中．斑块 间存在着天然或人为的边界。内陆水和陆地之 间的边界由于其在能
流、物流方面的特殊地位，因而受到人们的格外重视” 我国水陆交错带的面积初步估计有 10万 km ，其中芦
苇植被约有 133万 hm
内陆水／陆地交错带接其景观作用可甜为以下 4种：(I1湖周(包括水库、帽泽)交销带；(2)河岸边交错带；
)源头水交错带 ；(4)地 F水／地表水交错带 水 交借带和沼泽、湿地表观相似 。阻在概念上不同 术 交错
带古有边界和梯度i珏『个特点。它们的范围通常是指其景观和性质受水体和陆地两方面影响的地带。它包括胡
(水库)滩、湖边、河滩、河边、河源，地下水渗出区等 和毗邻的陆地生态系统和水域生态系统比较，交错带中生
物多佯性、初级生产力、次级生产力、土壤叶】衡殖质含量、对有机物质的降解速率都比较高 这是因为在交错
带 中有较充足的水分、营养元 素、阳光、食物 ；非均一环境 为生物提供了更充分的繁殖、生长、隐截场所；还有干
湿交管舶条件造就丁土壤中氧化还原电位的交替和不同性质微生物群落的周期交替，为有机质的降解和腐
殖化提供丁条件
发育 良好的水 交错带具有 定的结构 ．在 自然 条件下，这种结构的分布常呈现与水边相平 行的带状。
其微地貌常以。水体一沼泽带一{}『滩带一低湿地带一陆地”结构 出现。其植被依当地的气候 土壤、坡度、 及水体
的富营养化程度和水文特点备异。如渭庭湖岸边出现鹃草、苔草、莸+l芦苇 3十明显的层次 ．博斯噼湖出现
*国家 自然科学基金部分资助课题
车文承蒙颜京把研究员的建议进行 了修改、谨此致l乌}
收精日期}1993 11 15．修改犒虹刊 日期 1995 09 i0
维普资讯 http://www.cqvip.com
生 态 学 报 l 5卷
眼子某、睡莲一荇菜、香蒲、芦苇 4个层次 有的水陆交错带因受人类活动的长期影响 其微景观不再具有平
行层次而主要受地 下水位的高慨影响表现出不同的结构“
2 水陆交错带的生态功能 。
水陆交错带的界面特点使它在多景观的复合生态系统中具有其特殊的生态功能
2．1 保持物种的多样性
水陆文错带的景观界面效应使其中的生物种类繁多。它为各生态位的物种提供了栖息地，使系统在受到
扰动旨能迅速地恢 复其演替过程 。交替出现的洪水和干旱是影响文错带中物 种组成和结构变化的主要因
素。洪水和干旱各 自在不同的时间和地 点为种吲竞争创造了不同的条件，高程、土壤 (底泥)的质地也有很大
的影响。这些文错带的不坶 一性造成众多的小环境 ，它f『]的相互文错使众多的植物、无脊椎动物和脊椎动物
种类能在这生机盎然的水陆交错带中生存、繁衍。 ．
水陆交错带常是高等植物资源的宝库 ，其中纤维植物分布广泛．种类很多 可生产造纸和编织的原料；水
边和沼泽中既有高大的乔木叉有丛生的茬木，可做术材和纤维扳；有许多草率植物营养很高，是食革动物的良
好食物。据调查，我国水陆交错带中仅药用植物就有 250多种，含有各种糖类 、糖苷 、鞣质、生物碱和其他活性
物质“ 。水陆交错带中也有丰富的野生动橱资源 ，据不完全统 f，鸟娄有 160多种，鱼类有 500多种 。其中有
许多是世界和囤家保护的珍稀物种 ，如丹顶鹤、黑颈鹤 、白鹤 、扬子鳄、大鲵 、水獭、伶鼬、麝鼠等。还有许多水
生、陆生或海洋生物的某个生活阶段也在水陆交错带中度过。
2．2- 对经过水特交错带的物质瀛和能量流有拦截和过滤作用
构成太 片景观的陆地和水域生态系统都是开放的系统，物质、能量和信息通过文错带向邻近的系统流动。
流动的媒介是水 、空气和生物 水陆交错带的作用类似于半透膜对物质的选择性过滤作用 因为水的重力流
动是通过水陆文错带物流的主要载体．所以水陆交错带过滤来 自陆地的径流是这方面的特色 Pet叫。hn等。
发现 岸 50m宽的森林能有效地截留来 自农 田的泥沙和葬丹 其他研究者笈现湖边的茬术和草本水生植物
也有类似的作用
本文作者等发现作为陆地／源头水交错带的人工多水塘 系统具有很强的截 留来 自农田的径漉和非 点源
污染物的生态功能 ： 多水塘 系统 由无数个分散在稻田和旱地中间的水塘用沟渠连接而成 在 7．32kin z的安
徽巢删边一实验小流域内有 1 50个水塘 ，其面积 为总面积的 4．86 。由于营 养物质在多水塘系统的沉降、吸
附、吸收和其他作用．在 1988年1至9月，总体的截留率达95 上。在白洋淀进行的野外实验结果表明湖周
水陆交错带中的芦苇群落和群落问的小沟都能 效地截留黯源营养物质=其中，有植被 290m 长的小沟对地
表 径流 息氮的截 留车昆 42 ，对总磷的截留率足 65 ；4m 芦苇根区 土壤 对地 表下径流总氮的截 留苹是
64 ，埘总磷的截留率足 92 。被截留比率虽尢的是无帆态的止磷酸根态磷和铵态氯。。。
水陆交错带时高能量的碳流也 柯较强的截留n三用=由 于交错带巾生物量大 ，根际微生物活动强烈 ．径流
中所携带的有机物较多地在选种环境 中献降解 尤其是水位波动造成的富氧和缺氧状态的交替 为微生物降
解和 氧气的输^创造了良好的条件
初步研究结果表明 ，水陆交错带对跨越生态 系统边界的物质、能量和信息的截留和过滤的机理是非常复
杂的 水陆交错带可以被看作是 一个缓；啐r区 其缓冲容量受史错带的宽度、埴被及土壤中腐殖质含量影响。被
截留的比率受径流 叶l营养物质的 含量、酸碱度、水中百机质含量、气候姒及J司围土地利用格局的影响。截留的
量也受径流通过承陆交错带的方向、形式 、流速、变 化影响 动物在交错带的活动也起到一定的怍晤。虽然橱
质通常在水陆交错带中富集 ，但是如 果它不是被转移到文错带 外 ．那么在一定条件下 叉可部分地释放出来
进A木津。。 。
2-3 水陆交错带一 鱼类繁育的场所
水陆交错带另一重要功能是为鱼类繁育提供 丁重要的场所 有许多种鱼喜欢把卵产在水边的草丛中，水
陆交错带中大量的生物和碎屑为鱼类提供了丰富的食物，其复杂的环境结构为鱼躲避捕食提供丁庇护．其较
平缓的水流为抽鱼提供 r较好的活动环境。大量-正据说明 ．鱼娄生产 力高的水体大都是水陆文错带发育 良好
●
维普资讯 http://www.cqvip.com
3期 尹澄清：内陆水邝击地交错带的生态功能及其保护和开发前景 333
的 水体 。
2．4 稳定相{『j的两个生态系统
水陆文错带是陆地生态系统和水域生态系统相互连接的纽带 一个健康的交错带能使物质通过其界
面区的速度和形式保持适 当，使陆地加强“水土保持”，使水域防止“富营养化 。在本文中所提到的生态功能
都是指健康的水陆交错带而言。
但是在许多地区，由于人类不适当的活动，承陆交错带正在变得脆弱。其脆弱的主要标志是交错带群落
的简单化，生物多样性降低、生物量减少 ：交错带坡度增大 ，宽度减少；交错带从 以沉积为主变 为以冲刷为土 ，
并引起更多的堤岸崩塌 ．水域试积加剧：交错带上壤的有机质减少，微生物过程减慢 ，交错带对全球 变化等冲
击更加敏感 。 一个脆弱的水陆交错带不能使陆地 和水域生态系统保持稳定
2．5 净化水体 ，减少污染
近 几十年来，由于城市化和工农业的发展 ．太最的污水从陆地的 点源和非 源流^水l奉t造成水体污染和
富营养化等问题=水陆变错带由于有较强的缓冲能力．对污染物硪市一定的储存和截留作用，求陆交错带中
丰富的生物资源尤其是根际微一#物的旺盛活动，能截留大最的营养物质 ．降解相当数量的有机污染物 ，许过滤
和消灭大部分有害微生物和寄生虫 ．水陆变错带qj逆有物理 和化学的 其他净化功能t其复合效应是使进入水
体的污染物量夫为减少。
2．6 减少洪水危害
生长在水陆交错带的植物群落．其茎叶能降低水流流速，其根固定土壤 ，是保护岸边免受流水和水浪冲刷
的屏障。水陆交错带的值物群落通常促成泥沙和其它固悼悬浮物沉降，长江滩 州型苇田夏秋被洪水淹落．常
有厚度不等的靛 或泥沙在此沉积．厚度 由儿厘米至几十厘 米不等 ”。这新形成的覆盖层 ，随着交错带 中植
物根、茎的上移生长 ，叉由覆盖层变成根、茎的分市层。这种周而复始的运动促使了岸边和堤坝的加固．并使
水域部分减少沉积 江河下游河道及支瀛中湖沼岸边的水陆交错带常具有“豆水冬陆”的景观。天面积相对平
缓的水边湿地肺大 J 对季 节性洪水的接纳容罱 ．降低 洪峰的高程t减少了洪水的威胁。河道两岸的草率植
睦在特 大洪水时可以使洪水越厦流过．既保护 了堤岸 ，对洪峰的阻力叉 不太高
2．7 保持水地 ，涵养水源
健康源头水文错带的微罱观结构和植被能在广阔的面积里对水上起保持作用=这种作用的主要机理一
是水陆交错带的储存缓冲能 力，■是截 留作用，三是在 上过程相当部分地表水转化成 了地下水。大面积的
水陆交错带尤其是在源共和上游地区对水土保持、稳定径流和涵养地下水具有重要意义。
2．8 存洪积平原形成过程中提供了肥沃的土地
陆地束源的水和营 养物可以在水陆交错带滞留和富集，水流携带的泥沙也在此沉积 。交错带 自身 茫植
物生长旺盛、有机质高度积累的地域。这些过程促使水陆交错带地表相对于水面的高程逐年增大t变错带逐
渐向水悼延伸而 其后部逐步向陆地生态系统演营 =水陆交错带的动态发展在洪粑平原的形成过程中起着
重要的作用。交错带的土壤养分fⅡ有机质 长期积累古 都较高 交错带土壤固其于湿交营的环境和植物根
系的强烈作用，造成团粒结构 良奸．通气透水性能优 良．并 且土层深厚。由交错带漓替而形成的土壤肥沃．能
满足农作物水 、肥 、气、热诸项要求，是受农民欢迎的良田
3 木陆交错带的开发前景
联合国教科文组织协调的夫型水陆交错带国际台作蜾题的 目的在于提高景观环境管理t尤其是水域管
理的水 -” 。水陆交错带除了在前面提到的对 自然生态幕统的怍用外．它对^类j 特殊的意义。我国^均上
地资源 贫乏 ，水边的濉地常被认为是开发程度较差的土地而要加以利用。水陆交错带常生长着大量的芦、簌
和其他纤维植物，为』~类提供观造纸和编织的原料。水陆交错带对水产业的发展也有重要的促进作用 一个
优美的岸边植被对于以旅辨作为主要功能的水域来说是至关重要的 。它币但为旅游者提供了美丽的景观，
苷且为垂钓提供了优良的场地 。
但是水陆吏错带的生态功能在某些方面与人类的利益也有矛盾。如由于其保持生物多样性的性质．有些
维普资讯 http://www.cqvip.com
334 生 志 学 报 1 5卷
害虫 、病原微生物也在水陆交错带生长繁殖 ．血吸虫的寄主钉螺、蝗虫 、蚊子是这 方面的一些例子。人f『1在与
这些 有害生物作斗争的时候，有时把水陆交错带当做它 们的擎生地加以消灭或在改造中忽视水陆交错带的
生志功能 如前所述，弯曲的河道和平缓的河岸是河边水陆交错带得 维持的条件，但人们为了航运的方便
经常选择把河漉裁弯取直及用水泥、石块把河床渠道化，从而降低其生态功能。水陆交错带还占有一定的土
地面积 ，在一些地区，地方陕案者希望把交错带更多地转变为农田和其他用途；70年代大规模的 围湖遗删就
是这思想指 导下的错误行动。我国长江中游嗣庭湖、鄙阳湖和江汉湖群由于周垦湖滩使湖泊失去 300亿 m
的贮水能力t使碱洪能 力减少 ‘半左右。都阳湖鲤鱼的产卵场从 60年代的 55处减少到现在的 14处．造成了
．
水域生惑系统的破坏⋯
求陆交错带的保护、开发和利甩是国土整治的有机部分。但和其他地域的整治相比较．它有以下特 点；1．
它处于边 界地区．人f]x．f 性质和功能的 r解远少于其他地域 ；2．对它的开发不但要考虑交错带本身，并且 ’
要考虑对毗邻生态系统的利弊 ；3．我国上地资料柑对紧张，在 午多地域 已出现多层次立体开发的趋势．因此
水陆交错带的开发利用具有较大的优势和潜力。
术陆交错带的开发利用是一十涉及多部门、多学科的综合性生态工程 根据日前初步研究结果．可
对水陆交错带进行 下方面的保护和开发 ：1．通过人 1 种值的方法 ，在 尽可能 多的地方恢 复河边、湖滩、水库
同边的植被和徽最观 其目的除了扶得经济效益 ，主要是恢复水陆交错带截 留水 、养分 、泥沙的生态功能。2．
在进行水利工程设ifu~}．不但要考盎术的储存 、流动和利用 还要考虑水和陆地的相互怍用，对岸边带进行生
志设计。3．利用水陆交错带的面积和生态功能 ，筑建人工的污水或农业排放术的处理场 这种处理场和一般
的土 地处理系统有相似之姓，都是利用士地 植物 系统的植物、土壤睦体 复合悼、微 生物区系及酶的 多样
性“ ，但E}I于交错带的水文条件特殊，水陆交错带的污水处理能力较强．较不易污染地下水。它在设计原理 I-．
与一般的土地处理系统也有所不同。在这方面匈牙利在 Pa[aton湖做了有益的尝试“ ．但禄^的研究和应用
还有待于进一步进行
参 考 文 献
1 Holaad M M．SCOPE／M ABtechnical c0nsu]tations ODlandscape boundaries：report of a SCOPE／M ABworkshop 0⋯ CD
tones．Biological Internationa1．Special issue，1988．17：47～ l06
2 Nalm~ R J and ⅡE⋯ H eds ’he Ecotog), d ”“￡P t nf Aquatic 。Pn~strial Efm⋯ ．u ES“ ⋯v,d P tl1e棚
PubI Lsh．1990
3 窭鸿身．长 巾 I、游三太湖泊濉地钎源的基本特征及开发利用 自然资源学报，199】．6(】)：34～44 r
4 吗学慧 ．牛螅 光 中旧 的沼泽 北 京 ；科学 出版社 ，199】
5 兰暂空· 澄清 自洋捷典 小陆交错昔鞭景观结构卦 析 章申等主编．“白烊淀区域东污染控制研究(第一集 北京：抖
学 出版祉 ，1995．1O9—117
】6
±7
18
E社毛道，塞鸡身，照泉辁等．中国湖识资源 北京 科学出舨牡，lg89
Pelerjoha W T and C~rrel【I)】～Nutrient dy~mics 0n aⅡagficul rural watershed：observut Lons on the role 0I a ripar Jan
[orest Ecedogy，】981 65：】{66- 1475
Yin Chengqing，Zhao Ming，]in Weigen el d A T11uItipond sysle⋯ s protective ZOne used in tIle I11anagement ol lak s Ln
Cldna．1lydrobi~d,*gia．】993，25l 321～ 3明
尹瞪清．兰智立．晏维盘 自洋淀水陆交错带耐陆源营养物质敬 作用的初步研宪 应用生态学撮，1995，6(1)；78～80
Va k V Ripariaa舢 ⋯ tce of ph。 pl、m for r d⋯ 盯 dominated lake ． 1991 2S(4)：4O9一 {l8
Wet eI R G．Land wat￡r inlerface：M etahoI and Iimnologbea]regulators ¨ ．， nm Vm Ⅷrei Lintool 1990．24：6— 24
尹i{}清．擀匿河区域牛志环境分析．我国江河 『F垃与治埋l可题扔探．北京：中国科学挂术出版社，1989．275～279
磕友穗，何凰1山 淹水对蔌、芦居群自然清长的教应．华中农业大学学报．1989 2(增)；20～25
M Ltch W J，Gosselink JG．“■f ，r ，9nd ed．Van No．tread Reihold，New York，1 993
Rast W ·Holland M sad Ryding S 0．Eutrophication ma,lagemt， ， ⋯ w ybr the p~dicy maker M B Diges~】．UN
ESCO Paris，1989
马世驻编 中国的农业生志工程 北亲：科学出版社 1987
岛拯民．土壤 植物系统污染生志研究 北袁：中国科学技术出版社 1 986，1 1 4
Pomogyi P Nuttiem retem io~l by the Kis Pa]aton啪 ter protection sy~ten1．Hydrobiobagia 1 993 251 309- 320
，
0 0
n l三
维普资讯 http://www.cqvip.com
●
3期 尹澄滑；内陆水，陆地交错带的生苍功能及其保护和开发前景 335
THE ECOLOGICAL FUNCTION ．PROTECTION AND UTILIZATION
OF LAND／INLAND WATER ECOTONES
Yin Chengqing
Reseanh(e~rter／o,Ec。Envimmnwmal Stiemes
COine~e AcudP 0f Scien,~s，Beifng-1 00085)
Land．／．inland water ecotones are the border zones between terrestrial and aquatic ecosy8
tems．In recent yea rs．；this subject has extracted extensive research efforts internationally
since their efieCts in material and energy transport between ecosystems．The land／inland wa
ter ecotones have Che following ecological functions：to conserve biodiversity．to filter materi
als from the water flow，to stabilize the adjacent ecosystems，to clarify water against poilu—
tion，to redHoe harmful flood，to retain water and nutrients，ere，It is necessary to jre prove the
level of management．conse rvation and utilization of the ecotones so that they could play
more effects in a sympathetie development of the human society and nature．
Key words：land／inland water ecotone，function．protection，utilization，review
维普资讯 http://www.cqvip.com