中国湿地面积约3.84×105km2，居世界第四、亚洲第一，并且湿地类型众多，河流、湖泊、沼泽、滨海等自然湿地及池塘、水库、水田等人工湿地所有类型均有分布。我国湿地分布，东部地区河流湿地多，东北地区沼泽湿地多，长江中下游和青藏高原地区湖泊湿地多。 涨渡湖，地处长江中游，位于武汉市东北部的长江北岸，属雍塞型湖泊，原为江河自然连通湖泊，20世纪初有水面255km2，20世纪70年代后变为江湖阻隔湖泊，水面萎缩至35.2km2，湖泊湿地成为重要的农业和渔业生产基地，是典型的被人类活动严重干扰的长江中下游湖泊湿地代表。天鹅洲长江故道(有时简称天鹅洲故道)，位于长江中游荆江江段，湖北省石首市长江北岸，属河流遗迹型的牛轭湖，1972年长江自然裁弯形成故道后，又经过近20年的“牛轭湖化”过程逐步稳定成湖，是长江中游成湖历史短、人类活动干扰相对较少的湖泊，目前建有白鱀豚和糜鹿两个国家级自然保护区，是长江中游重要的珍稀濒危动物栖息地和蓄滞洪区。 本研究以上述两个不同类型湖泊作对象，采集湖泊沉积物样品，在分析沉积物中色素、生物遗存和210pb沉积速率基础上，重现湖泊湿地近代环境变迁历程。根据收集的湖泊湿地有关资料，总结了两个湖泊的湿地类型、自然资源、水生态环境等湿地现状和环境变迁历史事件。通过湿地近代环境变迁历程与历史事件的耦合，解析人类活动对湖泊湿地环境的影响。针对江湖阻隔给生态环境带来的影响，提出“恢复江湖联系、重建生命网络”的湖泊湿地保护措施与相关策略。主要研究成果如下： 1.涨渡湖湿地环境概况 涨渡湖湿地，东经114°34′～114°52′，北纬30°32′～30°45′。位于武汉市新洲区南部，长江北岸。地处长江、举水和倒水之间的泛滥平原地区，为河谷沉溺-壅塞型淡水湖泊湿地，区域面积185km2，是三条河流环绕涨渡湖构成的低洼湿地，主要分布有湖泊、滩涂、沼泽、水塘、水渠、水田。湖泊有涨渡湖、陶家大湖、七湖及零星小湖，常年水面44.7km2，平均水深0.98～1.63m，透明度0.81～1.12m，透明度/水深比值0.70～0.85，总氮0.606～0.877mg/L，总磷0.038～0.060mg/L，以蓝绿藻占优势的浮游植物46种，是中-富营养的浅水型湖泊。 涨渡湖湿地动物植物自然资源：维管束植物115科476种，两栖类10种，爬行类16种，哺乳类20种，鸟类35科103种，鱼类13科46种，底栖软体动物13种。其中，国家二级保护动植物动物8种。涨渡湖湿地中，涨渡湖与七湖的菱、莲分别占到水面面积的70-80％，湖泊沼泽化表象明显。 2.天鹅洲长江故道湿地环境概况 天鹅洲故道湿地，东经112°31′～112°37″，北纬29°46′～29°51′。位于长江中游的荆江北岸，湖北省石首市北部，1972年长江自然裁弯形成故道后，历经20年的“牛轭湖化”过程逐步稳定成湖，属河流遗迹型的牛轭湖，目前还保持着原始河流地貌特征。区域面积68.7km2，建有白鱀豚和麇鹿两个国家级自然保护区。 天鹅洲故道，以1300hm2天鹅岛为中心，外环20km长的长江故道，北依一马平川的江汉平原，南临九曲回肠的长江荆江河道，具有淤积洲滩和牛轭湖相互交融的泛洪平原湿地景观，在古河床、浅滩水域、河漫滩、泛洪淤积湿地以及洲垸等区域分布有湖泊、草滩、沼泽、池塘、农田等湿地。故道水面积19km2左右，平均水深7.03m，透明度0.80m，透明度/水深的比值0.12，叶绿素a为3.31ug/L，总氮0.607mg/L，总磷0.053mg/L，属初级生产力较低、水质理化状况较好的中-富营养型湖泊。 故道湿地动植物资源丰富。维管束植物64科238种。陆生脊椎动物231种，其中鸟类有14目33科201种，兽类6目8科13种，两栖类1目3科5种，爬行类2目6科12种。水生哺乳动物1种。鱼类7目11科50种。底栖软体动物24种。故道湿地分布国家一、二级保护动物27种，如麋鹿(450多头)、江豚(28头)、黑鹳、东方白鹳、鸳鸯等。 3.涨渡湖湿地近代环境变迁四个阶段划分 210pb测定涨渡湖近代沉积速率为3.5mm/a。根据沉积物中色素和生物遗迹，湖泊湿地近代环境变迁历程划分成四个阶段。Ⅰ阶段：1900～1950年，代表江湖连通的外流型深水湖泊，水体中营养物质含量不高，沉水植物生长不繁盛，外源有机质贡献逐步增加，叶绿素(CD)、总胡萝卜素(TC)、颤藻黄素(Osc)和蓝藻叶黄素(Myx)等色素含量均缓慢上升。Ⅱ阶段：1950～1959年，水草生长较繁盛，有壳变形虫群的种类增加，色素含量快速上升，颤藻属极度繁盛并于1960前后有峰值，而蓝藻组成单调，水体有富营养化迹象。Ⅲ阶段：1960～1991年，水体较浅、水中营养物质含量未到富营养化程度，1980s前后蓝藻叶黄素(Myx)有峰值。Ⅳ阶段：1991～2005年，湖泊生态系统的功能已明显退化，水生植物种类减少，双壳类、腹足类、介形类等生物稀少。 4.天鹅洲故道湿地近代环境变迁四个阶段划分 210pb测定天鹅洲故道近代沉积速率为7.5mm/a。根据沉积物中色素和生物遗迹，故道近代环境变迁历程可划分为四个阶段。Ⅰ阶段：1985年以前，故道不适宜沉积生物遗迹。Ⅱ阶段：1985～1989年，故道水位较浅，生长大量挺水或湿生植物，接受较多的外源有机质，湖泊营养程度增大。Ⅲ阶段：1989～1999年，水体由浅渐深，湖中开始以蓝藻占优势。Ⅳ阶段：1999～2005年，甲壳类的数量突然增多，蓝藻叶黄素(Myx)平均4.0825μg·g-1org，颤藻黄素(Osc)平均31.9450μg·g-1org，两者均为高值水平，峰值出现在1999年，水体富营养化明显。 5.人类活动对涨渡湖、天鹅洲故道湿地近代环境变迁作用巨大 涨渡湖沉积物中色素和生物遗存分析表明，在近百年的环境变迁中，湖泊富营养化、生物多样性减少与流水环境转为相对静止环境、湖泊水体由深变浅相适应。涨渡湖沉积物中色素含量从20世纪初以来逐步上升，20世纪90年代中期以后有所回落，但一直维持在相当高水平。其中，以1951年为分水岭，色素大增，并且颤藻属在1950s至1970s处于极度繁盛阶段，同时，湖泊生物多样性发生巨变，从而将人类1950s分离江湖和1970s人工改道河流两个重要历史事件导致涨渡湖湿地环境发生剧变的历程记录下来，并充分反映两次历史事件对涨渡湖湿地生物多样性、湖泊水质带来了深远影响。从1990年至今，涨渡湖生态系统功能明显退化、水体已处于中-富营养化水平，说明人类围垦活动、渔业活动和农业生产活动的叠加影响效应，已明显表现出来。 天鹅洲故道沉积环境分析表明，故道环境从开敞式过渡到封闭式，浮游植物多样性随封闭性环境形成在增大，水体初级生产力逐步增高。色素含量逐步上升，其中，颤藻属在1988、1999年出现峰值，反映水体富营养化进程随“牛轭湖化”进程而加快，特别是1999年人类修堤阻隔江湖自然连通后，水中蓝绿藻和浮游动物明显增多，揭示出1999年故道与长江自由水体交换被终止后，故道湿地区域内人类生产、生活活动开始加速故道水体的富营养化进程。 6.天鹅洲长江故道“牛轭湖化”过程三个阶段划分 通过天鹅洲故道沉积环境分析，揭示故道形成后稳定成湖的“牛轭湖化”过程历经了近20年。1972年长江自然裁弯形成故道后，随着泥沙淤积、故道通江口门逐步抬高，长江汛期江水漫滩过程逐步减弱，枯水季节故道开始存水成湖，故道水体由浅至深并稳定下来，形成目前牛轭湖。其间，水生植物发生明显变化并在沉积物中得到清晰记录。这个过程可分为三个阶段。Ⅰ阶段：1972～1985年，代表故道形成初期，江水漫滩过程较强烈，不宜形成生物遗迹的沉积。Ⅱ阶段：1985～1989年，有一定积水但尚未形成稳定的水体，故道水位较浅，着生大量挺水或湿生植物。Ⅲ阶段：1989以后，水中蓝藻占优势，水体由浅渐深，水生植物减少，指示长江自然漫滩过程逐渐减弱，牛轭湖开始稳定。 7.“恢复江湖联系、重建生命网络”湖泊湿地保护措施建议与实践 历史上江汉平原湖泊大多与江河相通，江-河-湖之间的能量、物质、生物交流构成了丰富多彩的江湖复合生态系统。人类对湖泊湿地的围垦开发活动使湿地面积锐减，环境剧化，特别是人类修堤建坝来节制长江与湖泊间的自由交流，致使湖泊湿地生态系统发生剧变。涨渡湖、天鹅洲故道近代环境变迁历程中，修堤建坝造成的环境变化已揭示出江湖阻隔与湿地生物多样下降和水体富营养化的关系。“恢复江湖连通、重建生命网络”必将成为中国政府实施“退耕还林”、“退田还湖”生态治理政策以后采取的重要生态恢复举措。 涨渡湖的江湖连通，涉及血吸虫防治、泥沙淤积、防洪排涝、长江鱼苗发生规律等问题。2005年6月至7月，涨渡湖开闸引入江水1.76×107m3，湖水水位上升0.53m，引入泥沙1662吨，共有14种鱼类526.7万尾鱼苗进入涨渡湖，湖泊中已经消失的银鱼、寡鳞飘鱼重返涨渡湖。同时，未发现钉螺——血吸虫的寄主进入涨渡湖。