三峽工程運行十年來，長江和洞庭湖的關系發生了根本性的變化，這給國際重要濕地洞庭湖帶來了哪些改變？

　　洞庭湖，“長江之腎”；濕地，“地球之腎”。三峽工程運行十年來，長江和洞庭湖的關系發生了根本性的變化，這給國際重要濕地洞庭湖帶來了哪些改變？2014年，隨著國家“973”項目子課題“江湖關系變化對濕地分布格局的影響”進入第三個年頭，答案正在被一點點地勾連出來。

　　洞庭湖水量減少 地下水位有明顯變化

　　“過去對影響洞庭湖濕地植被格局的研究多集中于泥沙淤積，對水位變化的研究較少，因為洞庭湖的歷史就是大量泥沙淤積所誘發的。”中科院亞熱帶農業生態所研究員謝永宏告訴記者，雖然他們已經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，如何調控，尚不清楚。

　　據介紹，老一輩科學家曾提出假設，濕地植物分布可能與淹水時間有關，但缺少證據。2010年，謝永宏團隊在大量實地調查分析后初步確認，地下水埋深很可能是影響濕地群落分布的關鍵因子。

　　觀測數據顯示，近年來洞庭湖水量減少，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的影響之一。

　　為進一步收集證據，自2011年起，研究人員歷時兩年，沿洞庭湖設置了19條樣帶，針對荻、苔草、虉草、辣蓼4種群落的植被組成和群落特征展開跟蹤調查。

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

　　2012年開始，在新啟動的“973”課題支持下，研究人員通過遙感數據結合DEM（數字高程模型）地形圖進行分析后再次確認，影響洞庭湖濕地植物群落分布的關鍵環境因子正是水位和植物高程的變化。

　　“我們通過DEM高程地形圖，將水位轉化成了淹水時間，發現淹水時間的變化和植被分界點的變化是高度一致的。”謝永宏說，“這個結果與大量野外調查統計分析的結論沒有矛盾，而是相互驗證了。”

　　東洞庭草洲持續擴張 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一年的漲退之間呼吸生存。與多數大湖不同，作為長江中游最重要的通江湖泊之一，洞庭湖上承湘資沅澧四水，下以四口接通長江，就像一個緩沖氣囊，水量變化受外界影響波動極大。豐水時節，絕大多數草洲被湖水淹沒，到了冬春季，又大面積露出。

　　2003年三峽工程運行后，不少學者曾預測，由于長江上游帶來的泥沙淤積得到遏制，洞庭湖庫容將停止萎縮，水面將擴大，而洲灘濕地面積將縮小，濕地生物群落很可能出現生態學上的“逆向演替”。

　　然而，中科院亞熱帶農業生態所的最新調查卻顯示，從1989年至2011年，東洞庭湖草洲面積持續增加，20余年間增加了305平方公里，從不到湖盆面積的一半擴至三分之二，且三峽運行后的增長趨勢未發生大的變化。

　　“這意味著，洞庭湖濕地仍在發生著‘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。據了解，在三峽工程建成以前，草洲擴張主要緣自泥沙淤積，但之后的驅動因素發生了改變。特別是從2006年開始，洞庭湖進入水位低值期，連續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。實際原因并不是水量在增加，而是泥沙淤積使得湖盆抬起來了。但緊接著，2000年以后水位往下走，卻是水量真的在往下走，而且現在這一趨勢沒法遏制。”謝永宏說。

　　“三峽工程運行后，低水位濕地的淹水時間明顯縮短，驅動著植被格局發生變化。”研究發現，2000年以前，草洲高程只要不低于24米，就能保證一定時間的出露。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。

　　平均水位持續降低 脅迫濕地植被向湖心遷移

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

　　“從生態上講，水位下移對某些生物是有利的，但時間不能太長。”謝永宏分析說，水位短暫下移，使露出的洲灘面積增加，有利于某些候鳥的覓食和棲息，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、總淹水時間縮短，植物在高度上的分布逐漸發生了變化。

　　蘆葦，這種競爭力極強的濕地植物，過去多沿湖岸分布。現在，為了追逐水分，蘆葦開始往更低處的草洲生長，擠占了苔草的空間。

　　“上世紀80年代的時候，東洞庭湖的苔草有300多平方公里，現在只剩下了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。

　　淹水時間的變化控制了草洲的空間分布，而草洲空間分布的變化，使候鳥也跟著遷移。“2008年以前這里的候鳥更多，后來逐漸轉移到了丁字堤，現在更多的鳥跑到團洲那邊去了，因為那里沖出的洲灘比較大，苔草量豐富。”站在樣地的控制試驗臺上，謝永宏對這一帶爛熟于心。

　　丁字堤和團洲兩地，在方位上更靠近內湖。

　　在洞庭湖里，研究人員還搭建起了一個模擬試驗臺，按0至1.5米四種高度分別圍成12個方塊，忠實地記錄著水位高程變化對植被生長的影響。

　　記者看到，在不到10平方米的方格子里，兩年前同時種下的苔草，現已呈現出不同的格局。種的時候大部分是短尖苔草，現在較高方塊有單性苔草等開始發展，“這意味著隨著水位下移，不同物種競爭力和資源獲取能力發生了變化，將導致植被格局的改變”。

　　灘地面積增加 為外來物種入侵提供可乘之機

　　隨著水位下移，大量灘地露出，極大刺激了人類開發利用的愿望，使濕地格局轉變進一步加劇。近年來，楊樹被人們大量引種至濕地邊緣，使蘆葦曾經的“霸主”地位也逐漸喪失。“楊樹成活后，把原本挨著岸邊生長的蘆葦往湖心趕，但鳥是不喜歡蘆葦的。”

　　就這樣，楊樹驅趕蘆葦，蘆葦驅趕苔草，把苔草漸漸趕到了水邊，生存空間日益逼仄。等人們意識過來，楊樹已在洞庭湖濕地上種下了數百萬畝，以至于不久前，政府又開始大片砍伐楊樹。

　　濕地植物間你追我趕的趨勢已被謝永宏團隊的調查數據印證。近20年來，在東洞庭湖草洲面積總體擴大的同時，植被結構也改變了，“楊樹面積在擴大，蘆葦面積沒有變，苔草面積在萎縮”。

　　事實上，包括濕地在內，任何生態系統都有一個適應環境、達到新平衡的過程。已有研究表明，新發育的洲灘經10年左右，生物量和多樣性指數將趨于穩定，再往后，便被生物間的競爭優勢所取代。

　　然而，如果上述競爭優勢是在人力作用下強制產生的，原本漫長的群落適應過程無疑將驟然加速。在這有時不可逆的過程中，適應不了的物種便有消亡的風險，人類必須慎之又慎。（來源：《中國科學報》 2014-02-10 第6版 動態)