洞庭湖吞吐长江，容纳“四水”，泥沙淤积与湖洲面积不断扩大，是形成洞庭湖湿地的物质基础。此文分析了洞庭湖湿地生态系统形成演替的特点及其与农业开发的关系。根据目前洞庭湖湿地生态系统演变的新特点，提出了开展洞庭湖湿地生态研究的建议。

    洞庭湖是我国第二大淡水湖泊，位于湖南省北部，是承纳湘、资、沅、澧四水，吞吐长江的洪道型湖泊。洞庭湖在特殊的地理环境下，形成了我国湖泊地区中面积最大的湿地类型，共有湿地面积8.578×105hm2，于1992年被列入《世界重要湿地名录》。由于泥沙淤积和人类活动的干扰，洞庭湖调蓄功能下降、生物资源减少，湿地生态环境退化，同时大型水利工程、围湖造田和退田还湖等人类活动也给洞庭湖湿地环境造成一定的影响。
 
    洞庭湖湿地的形成与湿地景观演替
 
    洞庭湖吞吐长江，容纳“四水”(湘、资、沅、澧)。长江四口(松滋口、太平口、藕池口、调弦口，其中调弦口于1959年封堵)及湘资沅澧四水带来的泥沙在洞庭湖沉积是形成洞庭湖湿地的主要原因。据水利部湖南省水利水电勘测设计研究院研究，湖内多年平均沉积泥沙量达1.2828亿t，占入湖泥沙量的74.1％。近数十年中，尽管入湖泥沙呈减少趋势，但由于每年5～10月份泥沙沉积量大于冲刷量，加之湖面日益缩减，洞庭湖盆始终处于沉积状态。随大量泥沙的沉积，大面积湿地相继露出，人类活动也随之兴起。
 
    造成洞庭湖湖滩湿地发育的主要原因是泥沙沉积，而泥沙的不均匀淤积也必然引起湖洲湿地发育与演替的差异，这也是造成湿地生态系统演替和湖垸演替的根本原因。随着泥沙不断淤积，湖洲植被不断发生演替。随着浅水湖泊的地势增高，在水位较稳定、水体较清地段逐渐开始生长水生生物，发育成为水生生物基底湿地(指生长水生生物的水体湿地)，也有一些地段泥沙淤积较快，不能生长水生生物，发育成为泥沙滩地。随着泥沙继续淤积，地势进一步增高，苔草等草本植物开始侵入，水生生物基底湿地和泥沙滩地逐渐为湖草所占据，演变为湖草滩地。泥沙继续淤积加上湖草残体的堆积，地势继续增高，枯水季节的地下水位降低，芦苇、鸡婆柳等侵入鹝草群中，并迅速蔓延。随着洲滩进一步淤高，洪水泛滥减弱，地下水位降低，荻草侵入芦苇和鸡婆柳之中。最终，荻完全占据整个滩地，芦苇滩地和鸡婆柳滩地为荻滩地所取代。因人们通常把荻也叫做“芦苇”，所以荻滩地也被认为是“芦苇滩地”。如果洲滩继续抬高，且为一些中生的木本植物生长创造了环境条件，旱柳、枫杨等木本植物则会相继侵入荻群内取而代之，并最终演变为森林湿地。上述演替过程是顺向演替的过程，反之则是反向或逆向演替。各湿地生态类型在湖泊演化进程中在多种因素影响下将发生演替，即各类型间可以相互替代，一种类型可以转化为另一种类型。演替分顺向和逆向两种，在自然湿地生态系统中，顺向演替按沉水植物水体→浮水植物水体→泥沙滩地→草甸滩地→芦荻滩地→森林滩地逐一替代；逆向演替则按相反的方向进行。
 
    洞庭湖湖洲湿地的面积受到泥沙淤积和围垦的影响而不断变化。1946年湖南洲土视察团调查结果是1791km2（枯水期，下同）。而后围垦减少了湖洲面积，根据《湖南省水利志(第三分册)》资料，1961年为1494.99km2，1971年为1655.43 km2。1961至1971年的10年间，增长速率为41.4km2/a。亚热带农业生态研究所依据20世纪70年代和90年代洞庭湖代表性水文站1952~2000年的逐日水位资料和不同水位时相卫星图像解译的洲滩湿地面积数据，得出了与水位和洲滩湿地的淹水时间联系的湖洲面积。20世纪90年代与70年代相比有一定增加，但洲滩湿地增加的速率明显趋缓。东洞庭湖不同淹水天数的洲滩湿地均减少，表明东洞庭湖在70~90年代正在发生逆向演替；南洞庭湖年淹水天数≤100天面积减少，说明南洞庭湖高位的洲滩湿地减少，但减少的幅度不大（14.66%），而南洞庭湖年淹水天数大于100天的面积增加，增加的幅度大，年淹水天数100~200天的面积增加了193.44km2，增加48.22%，大于200天的面积增加36.32km2，说明南洞庭湖中低位的洲滩湿地增加，南洞庭湖以正向演替为主；西洞庭湖不同淹水天数的洲滩湿地均增加，表明西洞庭湖正在发生正向演替。90年代比70年代略有增加，增加96.72km2，增加4.45%，说明洲滩地增加的速率明显趋缓。其原因主要是，泥沙淤积量减少，淤积速率下降。
 
    根据我们在洞庭湖采样的结果分析，泥沙滩地的土壤带有冲积物和沉积物特征。颜色紫棕，有强盐酸反应，含碳酸钙较多，pH值8左右，磷钾含量偏高。这些特性和四川盆地的紫色母岩、母质和土壤性质类似。“四水”冲积物土壤pH值中性偏酸，一般无碳酸钙反应。草甸滩地土壤剖面构型为A1-AB-B，A1为6~7cm的草根层，芦荻滩地土壤剖面构型为A0-A1-B-S，森林滩地土壤剖面构型为A-AB-S-C。各类土壤剖面中土壤全量氮和可提取氮、速效磷、速效钾的含量随剖面深度的增加而降低，而同一剖面土壤全磷、钾变化不大。土壤容重随剖面深度的增加而增加。泥沙滩地土壤为自然沉积，容重为1.2g/cm3，湖草滩地表层0～10cm，容重较小，平均为0.62g/cm3，芦苇滩地表层0～10cm容重为1.05g/cm3，垦殖水田由于人为耕作熟化的影响，表层0～10cm土壤容重0.94±0.055g/cm3。湖草滩地表层土壤粘粒与芦苇滩地表层相近，均高于垦殖水田。而垦殖水田由于人为耕作，改善了土壤的物理结构和通气性能，土壤团聚体增加，粘粒含量下降。
 
    洞庭湖农业开发与湖垸演替
 
    泥沙沉积形成湖洲，湖洲的形成和扩大使得人工围垦成为可能。洞庭湖区的人类活动可以追溯到新石器时代。洞庭湖区的垦殖，最早的记载是东汉初年所筑的“樊陂”。这种在相对较高的洲滩湿地筑堤隔水，“以垸为家，依垸而作；以堤为家，依堤而战”的湖垸农业形式正式形成。因历代围湖成垸，形成了以垸落为主的基本农田区。湖垸农业开初只是一种民间的自发行为，随着人口的增加、聚落的扩大，而得到官府的承认。官府出于自己的考虑，或鼓励，或禁止，但洞庭湖区的垦殖一直进行。湖垸农业自形成起，就一直与洪涝灾害相伴，湖垸转换经常发生。洞庭湖区湖垸地势低洼，一般低于大堤3~5m，部分地段低于外湖（河）水面达5~8m。由于洪水位抬升，外洪内涝交织。频繁的洪涝灾害严重地制约着湖区经济发展，危及人民生命财产安全。1952年洞庭湖区共溃垸4个，死亡2100人，洪灾面积10.13×104hm2；1954年特大洪水，几乎所有湖垸（356个）漫溃，淹没耕地25.67×104hm2，减产粮食8.65×108kg，淹死3000多人，灾后疫病死亡3万多人；1980年直接损失2.7×108元；1983年损失10×108元；1991年损失28×108元；1996年洞庭湖溃决大小堤垸145个，其中670hm2以上的24个，总面积13.60万hm2，淹没农田8.07×104hm2，102.1万人被迫转移，直接经济损失149.5×108元；1998年城陵矾最高水位达到35.94m，超过危险水位1.94m，溃决大小堤垸142个，直接经济损失88.8×108元。
 
    据考古发现和史料记载，洞庭湖湖泊面积几经增减。在距今4000年前至公元3世纪秦汉时期，湖泊面积超过6000km2；公元3~6世纪魏晋南北部时期，湖泊接近6000km2；公元6~13世纪唐宋年间，估计湖泊仅3000~5000km2；公元13~17世纪元明时期，湖泊扩大到5000~6000km2；清朝时期，1915年为5640km2；1916~1949年，湖泊年均缩减39km2，至1949年减为4350km2；1950~1985年，湖泊年均缩减46km2，1985年仅为2740km2，至历史最低点。湖泊缩减意味着湖洲和垸田的扩展，其变迁速度主要取决于泥沙沉积和人工围垦程度两大因素，其中泥沙沉积是湖洲形成的根本因子。泥沙淤积形成洲滩，是形成湖垸农业的基础。围垦是泥沙淤积的结果，围垦加速了洞庭湖的萎缩；湖盆的急剧萎缩，减少了湖泊的调蓄能力，是洪涝灾害与湖垸转换发生的直接原因。其中漉湖、横岭湖均在围垦后的第一个汛期溃废，就是一例。
 
    洞庭湖湿地生态系统研究建议
 
    19世纪80年代以前，湿地生态系统的演变主要表现在由于围垦导致自然湿地景观逐步演变成农田聚落景观，导致了洞庭湖面积和蓄洪库容的减少；19世纪80年代停止围垦以后，由于长江及湖南“四水”水土保持建设和水坝建设导致了输入洞庭湖泥沙的减少，长江及湖南“四水”水库年下泄量发生变化；洞庭湖区实施退田还湖后，增加了调蓄洪面积，有效减轻了长江流域的防洪压力，湿地生态景观发生变化。目前洞庭湖湿地生态系统的演变有了新的特点，洞庭湖国际重要湿地面临一些新的问题和威胁，主要表现在外来物种入侵、生物多样性下降、水质污染加剧、渔业资源濒临枯竭，以及湖泊湿地保护和管理困难等。1、洞庭湖枯水季节水位下降，导致冬季候鸟栖息地减少，水质污染加重，还将影响湿地生态系统的演变。2、洞庭湖区实施退田还湖后，湿地生态景观格局也将发生重大变化。3、湖洲杨树种植问题。由于洞庭湖周边市县将林纸产业化的重心放在洞庭湖湖洲，已经在洞庭湖湖洲种植100万亩杨树，这将直接影响湿地生态系统的演变方向。4、鼠害爆发。除与去年持续干旱、上游来水较少，东方田鼠的繁殖期延长有关外，与湖洲的人为活动增加不无关系。
 
    开展南方湿地生态保护、研究与示范工作已经成为迫切需要解决的问题。因此我们建议：
 
    （一）开展洞庭湖资源调查，建立综合性湿地自然保护区和湿地生态定位站，保护和监测湿地生态环境，为洞庭湖的保护与可持续发展提供科学依据。
 
    近年来，关于洞庭湖湿地保护和资源利用的争论很多，除有部门利益的因素外，对洞庭湖家底不清、对洞庭湖的变化了解不够是其中的重要原因。因此建议中国科学院联合湖南省开展洞庭湖资源调查；建议中国科学院建立湿地生态系统定位研究站，监测湿地生态环境变化，为洞庭湖的保护与可持续发展提供科学依据。
 
    为了更好地开发、利用和保护洞庭湖区湿地，需要进行长期的定位监测、研究。洞庭湖区湿地类型多样，不同的湿地类型各有其特殊性，因此，必须在了解背景的基础上，研究每种湿地在洞庭湖区的生态地位，确立它的生态价值，系统地探求其生态系统演替规律、生物群落结构和数量，探寻湿地生态系统主要控制因素，寻找可持续开发利用的途径。同时，湿地的监测是了解湿地生态变化的重要手段和窗口，通过连续不断的监测，可以认识湿地生态系统现状及演化规律，为调整湿地开发利用模式提供科学依据。如洞庭湖湿地生态系统演变及人为活动对洞庭湖湿地生态系统演变的影响，洞庭湖湿地生态系统的结构和功能，洞庭湖湿地生态资源的合理利用等。
 
    （二）在社会经济发展中考虑洞庭湖湿地环境容量，在生态承载力范围内合理利用湿地资源。
 
    目前环洞庭湖地区社会经济发展与国际重要湿地保护及生态建设的矛盾正在激化：一方面需要认真履行国际上湿地保护的有关公约（《生物多样性公约》、《国际湿地公约》、《濒危野生动植物国际贸易公约》和《保护世界文化和自然遗产公约》）；另一方面工业化和城镇化进程加速，社会经济快速发展带来的环境污染和生态破坏问题将越来越严重。可以预见，社会经济发展与国际重要湿地保护及生态建设的矛盾还将进一步升级。因此迫切需要从指导思想上增强湿地保护意识；遵循自然和社会发展规律，坚持利用和保护相结合、开发和建设相协调，将经济发展和生态建设有机结合起来；在社会经济发展中考虑洞庭湖湿地环境容量，在生态承载力范围内合理利用湿地资源。
 
    对洞庭湖湿地资源的开发和利用应以不影响湿地结构、功能为前提，在作好综合开发利用规划的基础上调整结构，合理布局。具体而言应以生态经济学的原理指导洲滩利用规划。一是要根据不同地势洲滩的连续淹水天数和全年淹水总天数，调整结构，合理布局；二是适度调整荻、芦布局，荻、芦生产的重点应该逐步地由东洞庭湖向西、南洞庭湖转移；三是适度洲滩杨树种种植；四是开展沼泽化杂草、苔草和矮禾草草甸资源的综合开发利用。