湿地和喀斯特湿地概述

湿地与森林、海洋并称为世界三大生态系统，也是地球表面价值最高的独特而重要的生态系统。湿地与森林、草原、农田和海洋一起，维持着地球表面的生物多样性和生态平衡，是具有不可替代功能的自然复合体，被誉为“地球之肾”[1]。它具有涵养水源、净化水质(修复污染水体)、调蓄洪水、控制水土流失、补充地下水、美化环境、调节气候和改善空气质量、维持碳循环和保护生物多样性等极其重要的生态功能[2，3]。因此，湿地具有巨大的经济、生态和社会效益，是可持续发展的重要基础。根据联合国环境规划署2002年的权威研究数据，1hm2湿地生态系统每年创造的价值高达14000美元，是热带雨林的7倍，是农田生态系统的160倍。

目前湿地还没有统一的定义。湿地定义的差异主要来自于研究或保护的目的或侧重点的不同。美国鱼类和野生动物保护学会在65438-0979年的《美国湿地和深水栖息地的分类》研究报告中给出了湿地最具代表性的定义:“湿地是陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡地带，其地下水位通常达到或接近地表，或者处于浅水淹没状态...通常有以下三个特点:①地表被淹或长期被淹；(2)适应水生环境的水生植物；(3)基质主要是排水性差的含水土壤”[4]。这一定义对湿地的内涵和特征进行了科学的描述，但湿地的边界(外延)界定模糊，给实践中的调查和操作带来困难。1971出版的《湿地公约》给出了湿地的另一个有代表性的、国际公认的定义，即“湿地是指天然的或人工的、长期的或临时的、静止的或流动的，或者是淡水、微咸水或咸水水体的沼泽地、湿地、泥炭地或水域，包括低潮时水深不超过6m的海域”。这个定义详细描述了湿地的外延，但缺乏对湿地的科学表述。用列举的方式或者人为的方式来界定湿地的外延也是不完善的，不科学的。因此，我们认为，湿地的科学定义可以将上述两者有机地结合起来，可以概括为:“湿地是指处于水生生态系统和陆地生态系统之间的过渡状态，通常低于多年平均最高洪水位，由于常年或周期性的洪水或泛滥而使水体蓄积或过度湿润的地理复合体。由于长期或季节性的洪水或泛滥(排水不畅)(包括在厌氧水生土壤或地下岩石中形成饱和带)，土层被严重淹没或饱和，以及高等水生或喜湿植物群落正常生长的区域，包括天然或人工的、地表或地下的、长期或临时的沼泽、湿地、泥炭地或水域。”其中，水湿地的水深范围主要是根据高等沉水和挺水植物的分布范围来确定的(与水下光照条件有关)，并不需要机械地定义一个具体的水深指标。

中国湿地类型复杂多样，分布广泛。不同区域的湿地在性质、结构、生态特征和生态功能上存在很大差异。喀斯特湿地是广泛分布于喀斯特地区的一种特殊类型的湿地，包括喀斯特湖泊、河流系统和沼泽。中国最著名的喀斯特湿地是贵州的威宁草海、荔波鸳鸯湖、红枫湖和织金八步湖，云南的大型喀斯特湖泊，包括纳帕海、滇池、抚仙湖、星云湖和杞麓湖，贵州西部和西南部的大量湖泊和沼泽，以及广西桂林附近的湖泊和沼泽。受喀斯特地区特殊水土结构的影响，喀斯特地区湿地具有以下与非喀斯特地区明显不同的主要特征:

1)规模较小，多散生于喀斯特峰丛洼地(谷)和峰林平原(盆地)，以贵州、广西、云南三省(区)最为发育，多见于喀斯特湖泊，呈一定方向排列，圆形或椭圆形，有时呈长形。云南省除大型断陷型喀斯特湖泊外，其他单体喀斯特湖泊面积较小(一般在2km2以下)，水体较浅。中国最大的天然喀斯特湖泊是贵州的草海，其水域面积只有45km2左右。

2)数量少，稳定性差。受喀斯特地区特殊水土结构的影响，喀斯特地区湿地主要分布在具有特定蓄水机制或水文地质结构(条件)的区域，因此湿地数量较少，大部分湿地处于暂时稳定的喀斯特发育阶段；一旦岩溶水文地质发生变化，原有的湿地将不复存在，尤其是位于河流裂点上游、地下水位以上的涝洼地和堰塞湖。

3)相对隐蔽。指喀斯特地区特有的、分布于地表以下的、通常难以发现的喀斯特地下湖泊、河流或其他水文洞穴系统。通常，喀斯特地区的河流以地表河流和地下河流(或集中径流带)交替出现或地表和地下喀斯特湖泊的形式存在。

4)湿地土壤植被具有特殊性。喀斯特地区的湿地通常存在时间短，物质来源缺乏，形成的湿地土壤通常薄而贫瘠。水、土壤和植被群落具有典型的富钙碱性岩溶地球化学背景。湿地土壤结构下部为红壤，上部为薄沼泽土或湖泊沉积物，有机质和砂质碎屑含量低，粘度高。当沼泽土长时间暴露在水面以上时，容易形成高硬度的硬塑土。

5)湿地水文特征明显受岩溶水系统动态变化的影响，具有特殊的水土循环机制。

鉴于喀斯特地区湿地的特殊性及其与非喀斯特地区在水文特征、水质、土壤、生物生态等方面的本质区别，有必要定义一种新的湿地类型，以区别于其他湿地。2004年，田坤在研究云南纳帕海生态环境变化及驱动机制后，以及2006年吴应科考察广西辉县湿地后，使用了“喀斯特湿地”的概念，但他们并没有给出喀斯特湿地的具体定义[6，7]。2006年，澳大利亚环境保护署提出“喀斯特湿地属于一种地下湿地系统，与地表水的存在无关，里面通常有洞穴或地下河”，将喀斯特湿地限定为地下水文系统，但没有给出具体内涵；《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地的拉姆萨尔公约》(以下简称《湿地公约》)在分类体系中只列出了“喀斯特和其他地下水文系统”。因此，目前对喀斯特湿地的认识仅限于地下溶洞和水文系统的层面。本研究首次将喀斯特地区湿地列为特殊湿地类型，提出了“喀斯特湿地”的概念，即将“喀斯特湿地”定义为“主要分布在喀斯特地区(包括地表和地下)，或以岩溶水为主要补给来源，具有喀斯特地区特有的富钙碱性水土特征和典型的喀斯特水土循环演化机制。内陆湿地，主要由喜钙耐碱湿地生物群落组成或与喜钙耐碱生物群落相互依存的湿地，包括喀斯特地区地表或地下的湖泊、沼泽、河流或其他喀斯特地下水文系统。”

二。湿地分类概述

湿地分类是湿地研究的基础。由于学科和目标不同，湿地分类标准不同，形成了许多不同的湿地分类体系，不同的湿地分类体系缺乏可比性。一般来说，湿地的分类可以分为综合分类和专业分类两大类。在湿地综合分类中，目前普遍接受的是《拉姆萨尔湿地公约》的分类体系，即根据人类是否参与湿地的生态过程，将湿地分为两大类(自然湿地和人工湿地)、三大类(人工湿地、滨海湿地和内陆湿地)和41亚类(表1-1)，我国的湿地分类也属于其中。特定湿地类型的分类系统属于专业分类系统。目前有欧洲泥炭地分类(Moore和Bellamy，1974)和中国泥炭沼泽分类(柴秀，1990；郎惠清，1983)，美国鱼类和野生动物局的湿地和深水生境及沼泽的分类(牛焕光等，1985)，美国东北部冰川遗迹淡水湿地的分类(Golet和Wharton，1974)，美国冰川高原草原区天然池塘和湖泊的分类(Shaw和Fredine，6574)。

表1-1拉姆萨尔湿地公约分类系统

表1-2中国湿地调查与监测技术规范分类体系

目前湿地分类常用的分类标准有两种:成因分类和特征分类[10]。特征分类主要是根据湿地的表观特征和内部动态特征(定量成分较多)来区分湿地。典型代表是Brinson在1993中提出的水文地貌分类法，即把湿地的地貌、水文和水动力特征视为湿地三个同等重要的基本属性，把湿地依次划分为河流地貌、凹地地貌、海岸地貌和泥炭湿地四个湿地系统→根据湿地的水文特征(补给水源)分为降水补给、地表漫流补给和地下水补给→根据水动力特征的垂向波动。成因分类就是根据成因来区分湿地。最有影响的是Cowardin在1979提出的，即分为海洋、河口、河流、湖泊、沼泽五个系统→根据水文特征的子系统→根据优势植被生活型、基底组成等湿地外貌特征的子系统→根据不同植被的子类。国际上广泛使用的拉姆萨尔湿地分类系统遵循了科瓦丁分类系统的分类思想，属于成因分类。

对这两种分类方法的点评:前者(特征分类)属于平行指标分类，倾向于定量分析，存在一些不足，如不够严谨(如泥炭湿地明显不适合作为地貌属性)、实用性差(如垂直起伏流、无方向水平流等)、分类指标简化(无法覆盖复杂多样的地貌和水动力形式)；后者属于层次分类法，倾向于定性描述原因，具有分类全面、易于操作的优点。它是目前被广泛接受的湿地分类方法，但在反映不同湿地之间和不同湿地层次特征的相似性方面存在一些不足。

第三，喀斯特湿地的分类体系

1.喀斯特湿地分类系统

喀斯特湿地分类属于专业湿地分类。由于喀斯特湿地生态系统的复杂性(湿地生态条件的区域性差异、空间分布的广泛性和生态过程的多变性等。)和对其研究的缺乏，至今尚未建立起专业的喀斯特湿地分类体系。

喀斯特湿地从地表到地下，从峰丛洼地、河谷到峰林平原，从连续水体(湖泊)到弱连通的地下水文系统(包括承压水、深部环流等复杂水文特征)，分布在不同的地貌单元中，各种湿地的内部结构(如土壤、植被群落类型)和功能各不相同。因此，应从不同的成因和层次上区分具有同质特征的岩溶湿地类型，并建立一个岩溶湿地类型。

喀斯特湿地分类标准的建立:本着简明、适用、易操作的原则，结合成因分类和特征分类(如湿地水的补给来源)的优点，采用分类方法。不同层次的分类标准(指标)既要考虑对湿地结构和功能的影响，又要突出喀斯特湿地生态系统本质特征的差异(特殊性):①根据地貌(地表和地下)将湿地分为两组(一级分类)；②以湿地的起源(生境和形成机制)作为第一分类依据；(3)根据对湿地生态系统结构和性质的分析研究，水是湿地形成和演变(生态过程)的主导因素，排水不良的水生土壤和潮湿或水生植被是其水文生态过程的必然结果。因此，根据水文特征(湿地供水来源)→植物群落类型或基底沉积物顺序，分层次确定喀斯特湿地的二、三级分类依据，最终建立喀斯特湿地分类体系，以期为喀斯特湿地建立不同的分类体系。根据上述分类原则，将喀斯特湿地分为2组，7个一级分类和17个二级分类(表1-3)。

表1-3喀斯特湿地分类

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2.喀斯特湿地分类相关问题解读。

首先，地表岩溶湿地和地下岩溶湿地是根据岩溶地区具有典型的地表和地下“双层”水文地质结构的特点划分的，两者在地貌、生态结构和功能上存在明显差异；七个二级分类(分别为地表和地下岩溶湿地)主要依据湿地成因；第三、四级分类综合考虑湿地的成因、水文特征(包括水源)、地貌因素。

其次，湿地的成因与水文特征密切相关。不同类型湿地的成因和地貌在不同程度上决定或影响着湿地的水文特征。水文特征不仅是岩溶湿地区别于其他湿地的重要标志，也是岩溶湿地分类的最重要依据。湿地生态系统不同于其他类型生态系统的突出标志是水的过剩。水的起源或来源是湿地起源和赋存类型的重要标志，水的赋存方式和水文过程是主导湿地生态系统运行机制的最重要因素。其动力条件决定了湿地基质或沉积物的类型和空间分布，其深度和水质决定了湿地的植被类型和群落结构，乃至湿地的生态功能。可以说，湿地生态性的一切表现都与其水文特性密切相关。据此，将地表和地下岩溶湿地划分为三、四级或更高级别。

(1)表层岩溶湿地

1)岩溶洼地型岩溶湖泊是指石灰岩溶蚀、侵蚀形成的岩溶洼地积水形成的湖泊，有自然型、堰塞型、混合型岩溶湖泊等几种成因形式。堰塞型岩溶洼地型岩溶湖泊是指洼地(谷)的排水出口因岩溶塌陷、泥砂堵塞、滑坡等堵塞后，由滞水形成的湖泊。最常见的是岩溶地表和地下河过渡-潜流入口堵塞后，在上游形成湖泊。这种湖通常面积小，主要是圆形、椭圆形或长条形。我国低纬度地区最具代表性的高原喀斯特湖泊是贵州威宁的草海湖，属于溶蚀和堰塞综合成因。

2)构造岩溶湖是地壳变动(包括地壳断裂和褶皱)形成的断陷盆地或褶皱构造(如向斜盆地)，由碳酸盐岩和非碳酸盐岩、断裂带等组成。，是地表水和地下水在其低洼洼地汇合形成的湖泊。有断裂、褶皱(包括向斜、构造盆地、背斜和构造穹丘等。)和混合构造喀斯特湖泊。云南喀斯特湖泊、广西桂林辉县木洞湖和四川广安华蓥天池是典型的构造喀斯特湖泊。

3)喀斯特河流湿地中的河漫滩湿地是指被喀斯特河流和地下水淹没的河流两岸的平坦区域，包括河漫滩、淹没河谷和季节性淹没草地。地下水的水文特征对岩溶洪峰森林平原的淹没时间、周期和生态特征有很大影响。

4)喀斯特沼泽湿地的分布仅限于大型喀斯特低洼地区或峰林平原地区，多分布在喀斯特湖泊周围、河流与喀斯特地下水出口之间的低洼地区。喀斯特沼泽水的来源和水源是沼泽湿地成因和赋存类型的重要标志，也是进一步划分喀斯特沼泽湿地的标准。云南中甸纳帕海是中国喀斯特低洼地最典型的持水沼泽(或沼泽草甸)。

(2)地下岩溶湿地

根据地下水的空间赋存方式(形态)或水动力特征，地下岩溶蓄水盆地依次分为地下岩溶湖泊和地下岩溶蓄水构造。岩溶地下河分为单管岩溶地下河、多管地下河和密集裂隙岩溶地下水径流带。其他岩溶地下水文系统分为承压岩溶地下水文系统和其他岩溶水文系统；地下岩溶湿地可以根据地下水的来源(如外部供水、流域内降水补给等)进一步分类。).

(3)喀斯特湿地的进一步分类

四级及以上的分类，原则上采用水生植被群落+湿地基底类型，特别是高等水生(湿)植物群落类型(包括沉水、漂浮和挺水草本植物)进行分类命名。

3.喀斯特湿地的特殊性及其在湿地分类系统中的地位。

(1)喀斯特湿地生态脆弱性

喀斯特生态系统极其脆弱，主要是由于喀斯特地区水土配置不协调造成的。喀斯特湿地生态系统也不例外，表现出湿地储水结构的不稳定性。除了人为破坏和气候变暖导致湿地退化外，岩溶地下水位下降和季节性变化导致岩溶塌陷、溃坝或其他突发事件导致蓄水结构破坏，导致湿地水资源损失，都会导致湿地灭绝，尤其是位于河流裂点上游、地下水位以上的悬浮湖和壅塞湖。贵州威宁的喀斯特湖泊草海，经历了多次堵堰溃堤事件。据威宁县志记载，最近一次溃堤发生在清咸丰十年(1860)。由于山洪暴发，洪水携带的泥沙、石块堵塞了原来的散水洞，形成了现在的草海。

(2)喀斯特湿地在湿地分类系统中的地位。

在《拉姆萨尔湿地公约》的分类体系中，没有专门的喀斯特湿地类型，而是将与喀斯特有关的湿地分为两类:内陆湿地中的内陆喀斯特及其他地下水文系统(ZK(b))和人工湿地中的人工喀斯特及其他地下水文系统(ZK(c))。《中国湿地调查与监测技术规程》[11]4大类26个湿地类型中，没有与喀斯特相关的湿地类型。首先，这与规定中提到的“根据中国实际情况”不符。中国是世界上最大的喀斯特国家，喀斯特分布面积约占国土总面积的1/4，喀斯特湿地分布广泛。其次，喀斯特湿地与非喀斯特湿地生态系统在起源、演化、空间形态(地表和地下)、水文特征(水文过程、物质和能量转化)、生态功能等方面有本质区别，有必要加以区分。此外，喀斯特湿地也是喀斯特生态系统的一个特殊而重要的组成部分。在地表水渗漏严重、石漠化问题突出的中国，研究其形成、演化机制和分类体系，对于开展一些重大岩溶生态和工程问题(如岩溶地区的岩溶生态重建和蓄水工程建设)尤为重要和具有指导意义。喀斯特湿地的研究也是现代喀斯特生态学和新喀斯特理论的基石。因此，它在湿地分类系统中应该有更特殊的地位。

就喀斯特湿地的空间分布而言，除少数喀斯特水文系统及其流域位于海岛和沿海地区海平面以下外，其余均分布在内陆地区。因此，在湿地分类系统中，喀斯特湿地应属于内陆湿地。考虑到内陆湿地与非喀斯特湿地在水文特征、水质、土壤、生物生态等方面存在本质差异，建议将内陆湿地下的众多湿地划分为喀斯特湿地和非喀斯特湿地，将喀斯特湿地提升到一个新的高度，开展两种不同性质湿地生态系统的对比、保护和修复研究。

(3)其他分类方法或相关类型的定义

喀斯特湿地的分类仍处于初步探索阶段。基于不同的应用目的，喀斯特湿地的分类可以有不同的分类标准。比如侧重反映喀斯特湖泊演化过程的喀斯特湖泊湿地，可以分为“沼泽型喀斯特湖泊湿地”和“演化型喀斯特湖泊湿地”。或按湿地的海拔(气候环境)分为“高山(或低海拔)喀斯特湖泊湿地(沼泽)”和“亚热带喀斯特沼泽草甸”。但是，有必要建立一个通用的分类系统。本书提出的喀斯特湿地分类体系只是一个初步的尝试。

地下岩溶湿地的定义是一个复杂的问题，目前还没有相关的标准。就美国鱼类和野生动物保护协会1979对湿地的定义中没有提到地下喀斯特湿地的概念而言，所有的地下水可能都不是湿地，《拉姆萨尔湿地公约》将所有的地下水文系统(包括喀斯特地下水文系统)都纳入了湿地的范畴。但考虑到湿地的生态功能，除了人类可以直接进入的地下河洞穴系统或地下水位较浅的岩溶地下水文系统(如地下岩溶湖泊或蓄水构造)外，其他地下水文系统只具有间接的生态功能(为地表提供水分)。所以建议根据人类是否能进入或者植物根系是否能接触或者使表层土壤和岩石长期湿润。