濕地定義探究論文
濕地定義
是濕地科學理論體系的基石，反映了人們對濕地的性質、形成和功能的認識程度[1~4]，科學的濕地定義對于濕地鑒別、邊界界定、分類、濕地制圖和濕地的有效管理等方面都具有指導作用[1,3,5,6]。目前還沒有統(tǒng)一的、科學的濕地定義，濕地定義的多樣性使人們對濕地概念的理解和運用很難保持一致，而且目前所有的濕地定義都存在科學性問題[1,2,7,8]。究其根源，主要在于長期以來濕地定義的理論基礎一直無人涉及[1,2,8,9]，很少有人考慮邏輯學關于定義的一般原理對濕地定義的指導作用，特別是沒有明確評價濕地定義科學性的標準[9]。關于濕地定義理論研究的文獻不多，2009年，Technical Advisory Team(TAT)[10]第一次涉及到濕地定義的理論問題，提出了檢驗濕地定義科學性的五條標準：①濕地定義應闡明濕地所特有的物理、化學、生物和社會價值等方面的特征;②濕地定義應包含所有自然區(qū)域被濕地管理者和濕地科學家們認為是濕地的所有景觀類型;③濕地定義應能轉化為濕地制圖和濕地邊界界定的標準方法，而不受濕地制圖和濕地邊界界定空間尺度的限制;④濕地定義應與某個已在美國各州、各領域或聯(lián)邦機構廣泛應用且已被證明是適用的定義相同或非常相似;⑤定義中應包含對濕地自然過程的描述，以用于解釋濕地特征、功能、有效利用或生態(tài)服務等方面的機理。但是，TAT并沒有說明濕地定義為什么要滿足這“五條標準”?也沒有說明如何給濕地下定義?殷書柏[9]從邏輯學的基本原理出發(fā)，分析了濕地“科學定義”與“管理定義”的內涵與外延，認為不存在所謂的“濕地管理定義”，只有管理的授權標準及由此授權標準決定的授權管理的范圍。在定義濕地時，不能將管理范圍與濕地外延混同，也不能將濕地與濕地區(qū)、濕地與濕地鳥類生境混同。但是，殷書柏也沒有涉及濕地定義的理論基礎，沒有說明如何給濕地下定義和如何評價濕地定義的科學性�；跐竦乜茖W理論體系構建的需要，本研究試圖基于邏輯學關于定義的基本原理，從自然地理學的角度，按照發(fā)生學原則，科學地確定濕地外延;利用系統(tǒng)分析方法，深入剖析濕地系統(tǒng)的結構與功能，概括出所有濕地個體都具有且僅為所有濕地個體所具有的本質屬性，給出科學的濕地定義。1 定義理論概述邏輯學認為，定義是揭示概念內涵的邏輯方法。
對一個概念下定義，首先要明確這個概念所指稱的事物是什么?這個概念被稱為被定義項，這個概念所指稱的事物被稱為被定義項外延。概念的內涵是指概念所指稱的事物(被定義項外延)的本質屬性。本質屬性即某種性質集，它為被定義項外延所有的個體所具有(即所有個體的共性)，同時僅僅為這些個體所具有(即這些個體的特性)。對一個概念進行定義，就是對這個概念所指稱的事物(被定義項外延)的本質屬性(內涵)作出界定。一類事物的本質屬性就是該類事物的“屬”加“種差”，因而一般用“屬”加“種差”的方法給概念下定義。只有明確了被定義項外延，才能明確定義的對象，并對其本質屬性進行界定。定義中描述被定義項外延本質屬性(內涵)的詞稱為定義項，定義項就是由被定義概念鄰近的“屬”概念和表示被定義概念的“種差”所組成。因此，對一個概念的定義可以用一個簡明公式表示：被定義項=“種差”+鄰近的“屬”。“屬”是“種”的上位概念，是相對于被定義項的更高一級的范疇�！胺N”是“屬”的下位概念，是指被定義概念與其“屬”概念之下的其他“種”概念間在內涵(本質屬性)上的差別。根據定義項描述的本質屬性(內涵)可以確定一類對象，稱為定義項外延。一個概念的定義涉及到兩個外延：被定義項外延和定義項外延。如果對被定義項外延的本質屬性界定正確，則這兩個外延全同。因此，只有明確了被定義項外延，才能為定義的科學性評價提供標準。對一個概念下定義，首先應科學地確定被定義項外延，其次才是找出被定義項“鄰近的屬”和“種差”，第三是對所給定義的科學性進行檢驗，滿足定義原則就是科學的定義。對“濕地”這個概念下定義也應該按這3個步驟進行。2 被定義項及被定義項外延——濕地及濕地外延根據邏輯學的定義理論，要給“濕地”這個概念下定義，則“濕地”就是被定義項，“濕地”所指稱的事物就是濕地外延(被定義項外延)。對“濕地”這個概念下定義就是對濕地外延的本質屬性進行界定。給“濕地”下定義，必須首先明確濕地外延，濕地外延的確定必須基于一定的科學理論，而不是主觀規(guī)定，它反映了目前人們對“濕地”這個概念的認識程度和水平。人們首先認為濕地應該具有3個最顯著的特征：具有不同于水體和陸地的水文特征、發(fā)育了濕地土壤和濕地植物，即濕地必須“濕地三要素”齊全。
人們把“濕地三要素”齊全的濕地類型稱為“正常情況下”的濕地外延[1~4,9,18~22]。其次，還有一些區(qū)域雖然沒有發(fā)育濕地土壤或(和)濕地植被，但其水文情勢與同區(qū)域內“正常情況下”“濕地三要素”齊全的濕地類型的水文情勢一致。如果水文情勢保持不變，阻止?jié)竦赝寥篮蜐竦刂参锇l(fā)育的障礙因子消除，這些區(qū)域會向濕地系統(tǒng)演替，它們應屬濕地。人們把沒有發(fā)育濕地土壤或(和)濕地植物但具有濕地水文特征的“濕地三要素”不全的濕地類型稱為“非正常情況下”濕地的特殊外延。濕地外延就是由“正常情況下”“濕地三要素”齊全的濕地外延部分與“非正常情況下”“濕地三要素”不全但具有濕地水文特征的特殊外延部分組成。濕地的特殊外延歸納起來主要可分為以下4種情況：①具有陸地土壤或(和)陸地植被殘遺特征的濕地。殘遺特征可以分為濕地土壤和濕地植被的殘遺以及陸地土壤和陸地植物的殘遺，前者是指因排水、填埋以及河流改道等使水文情勢發(fā)生變化，不再支持濕地系統(tǒng)，而濕地土壤和濕地植被仍可持續(xù)存在相當長的一段時間。這種濕地土壤和濕地植被殘遺的區(qū)域因不再具有濕地水文特征會向陸地方向演替，應屬于陸地系統(tǒng)。后者是指因蓄水、灌溉等方式使維持濕地系統(tǒng)的水文情勢已存在，但陸地土壤和陸地植被仍將持續(xù)存在相當長一段時間。這種陸地土壤和陸地植被殘遺的區(qū)域因已具有了濕地水文特征會向濕地方向演替，應屬于濕地系統(tǒng)。②障礙因子阻止?jié)竦赝寥阑?和)濕地植被發(fā)育的濕地。某些區(qū)域盡管“淹水或水飽和歷時足夠長”，但是因為水位頻繁的和劇烈的波動、波浪的侵蝕、水流的沖蝕、混濁或高含鹽量以及特殊成土母質等因素阻止了濕地土壤或(和)濕地植被的形成，但它們也不屬于水體系統(tǒng)或陸地系統(tǒng)。障礙因子消除后，因滿足濕地水文條件，會向濕地方向演替，應屬濕地。③人工濕地和新生濕地。濕地土壤和濕地植被的形成要求濕地水文情勢長期(數十年至數百年)地保持不變，而絕大多數人工濕地和新生自然濕地因為濕地水文情勢形成歷史不長，還沒有足夠長的時間發(fā)育濕地土壤和濕地植被。在沒有障礙因子阻止?jié)竦赝寥篮蜐竦刂脖话l(fā)育的情況下，可以預測其土壤和植被將會向濕地土壤和植被方向演替，應屬于濕地。④濕地土壤或(和)濕地植被因人類活動或者極端自然現象干擾而去除的濕地。有些濕地因人類活動或極端自然事件去除了濕地土壤或(和)濕地植被，但仍然具有濕地水文特征。
在消除人類活動影響或極端自然事件過后，濕地土壤或濕地植被會得到恢復，它們應屬濕地系統(tǒng)。只有明確了濕地外延才能明確濕地定義的對象，才能對其本質屬性進行界定。本研究對濕地外延的確定雖然基于主觀認識，但是有充分理論基礎。首先，根據濕地的水陸過渡性特征確定了“正常情況下”“濕地三要素”齊全的濕地外延部分;然后，根據水文特征一致性原則確定了“非正常情況下”濕地特殊外延部分。因為濕地水文特征是濕地形成的發(fā)生學因素[1~4]，濕地特殊外延的確定實質上基于發(fā)生學原則。上述濕地外延是本研究濕地定義的基礎，是否認可本研究對濕地外延的界定是評價本研究濕地定義科學性的前提。對一個概念所包含的所有外延的描述，邏輯學中也稱為外延定義。如果將上述濕地外延的歸納作為濕地的外延定義，它只列舉了濕地的類型組成，為濕地科學確定了研究對象，沒有指出共同的本質特征，對于濕地鑒別、邊界界定、分類、濕地制圖和濕地有效管理等方面都不具有指導作用，也不能滿足濕地科學理論體系構建的需要。因此，有必要明確濕地的內涵定義。3 濕地所在的“屬”以往人們一般將地表自然地理系統(tǒng)劃分為陸地系統(tǒng)和水體系統(tǒng)。濕地經常是水體和陸地之間的過渡帶，具有某些與水體系統(tǒng)相同的特征，如底質因經常性滯水而處于厭氧環(huán)境，具有藻類、脊椎動物和無脊椎動物等，因此，有人將其劃入到水體系統(tǒng)中。同時，濕地也具有陸地系統(tǒng)的某些特征，如濕地經常都發(fā)育了土壤，生長維管束植物，因此又有人將其劃入陸地系統(tǒng)中。但是，正是因為濕地具有與水體相似的特征而不同于陸地系統(tǒng)，具有與陸地相似的特征而又不同于水體系統(tǒng)，濕地在結構和功能上既不同于水體系統(tǒng)又不同于陸地系統(tǒng)。
因此，應將濕地從陸地系統(tǒng)或水體系統(tǒng)中劃分出來，作為單獨的一類地表自然地理系統(tǒng)。這樣，地表自然地理系統(tǒng)就可劃分為陸地、濕地和水體三大系統(tǒng)。人們之所以要定義濕地，就是為了把濕地系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)和水體系統(tǒng)區(qū)分開來，這說明與濕地并列的“種”只有陸地系統(tǒng)和水體系統(tǒng)，這3個“種”構成了一個“屬”。濕地、陸地和水體這3個“種”構成了地表自然地理系統(tǒng)的全部，因此，這3個“種”所構成的“屬”即為地表自然地理系統(tǒng)。4 濕地“種差”分析根據邏輯學對“種差”的'界定，濕地的“種差”是濕地區(qū)別于水體系統(tǒng)和陸地系統(tǒng)的本質屬性，是濕地外延中所有個體都具有的特征，即所有個體的“共性”，而且是所有陸地個體和水體個體都不具有的特征，即僅為所有濕地個體所具有的“特性”。按照系統(tǒng)論的觀點[23]，任何事物之間的區(qū)別必然是結構和功能的差別。因此，濕地“種差”必然只能從濕地系統(tǒng)與水體系統(tǒng)和陸地系統(tǒng)的結構和功能上的差異來分析。4.1 濕地系統(tǒng)結構與功能特征分析4.1.1 濕地系統(tǒng)結構特征分析根據地理系統(tǒng)學說的觀點，自然地理系統(tǒng)的結構可以分為橫向結構(水平結構)和縱向結構(垂直結構)。自然地理系統(tǒng)橫向結構是指區(qū)域內部分異格局，因而濕地系統(tǒng)橫向結構就是指濕地內部的分異格局，主要是指濕地內部土壤和植物分異格局。雖然濕地具有環(huán)帶狀或條帶狀格局模式，但只有在“正常情況下”，才表現出環(huán)帶狀或條帶狀分異格局，而“非正常情況下”的特殊外延并不具有環(huán)帶狀或條帶狀的分異格局。因此，“環(huán)帶狀或條帶狀分異格局”不是所有濕地類型的“共性”，從而不是濕地的本質屬性。
自然地理系統(tǒng)縱向結構可以劃分為六大自然地理要素，濕地系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)和水體系統(tǒng)之間的縱向結構特征的差異只能表現為六大自然地理要素特征的差異。氣候特征主要表現在氣溫和降水量上。從地域分異的大中尺度來看，任何氣候條件下，都會出現“陸地-濕地-水體”分異序列。濕地的形成絕不是因為其氣溫或降水量特征與鄰近水體和陸地的氣溫或降水量特征的差異所致。在“陸地-濕地-水體”地形剖面上，氣候特征是一致的。因此，大中尺度的氣候特征不是濕地的“特性”。從地域分異的小尺度來看，濕地能形成濕地小氣候[32~35]，但不是因為有了濕地小氣候才形成濕地，而是相反[25,26,36,37]。當濕地位于過渡帶位置時，濕地小氣候往往是因為水體面積大而形成的[25,26]，因而不能用濕地小氣候特征區(qū)分濕地和水體。即使是孤立濕地形成的小氣候，濕地小氣候的邊界遠超出濕地本身的范圍[38,39]，也不能用濕地小氣候的特征(溫濕)來區(qū)分濕地與陸地。因此，濕地小氣候特征也不是濕地的“特性”。地質構造使地表形成不同等級的正、負地貌分異。大、中尺度的正、負地貌與濕地形成無關，例如四川盆地、江漢平原等區(qū)域尺度的相對負地形區(qū)并不是全部是濕地，黃土高原、內蒙古高原等區(qū)域尺度的相對正地形區(qū)并不是沒有濕地分布。中尺度分異主要包括高原、山地、平原等地貌類型內部地貌差異引起的地域分異、山地垂直帶性分異。中尺度地域分異的結果并不能形成陸地、濕地和水體類型的差異。雖然濕地往往形成于小尺度的負地形區(qū)及其坡面上，如封閉洼地、牛軛湖和不透水的淺洼地等低洼地形部位，但這樣的一些地貌部位可以因地表淹水或土壤上層水飽和歷時不夠長而形成陸地，也可以因淹水過深而形成水體系統(tǒng)。因此，地質地貌特征不是濕地的“特性”。濕地土壤與陸地土壤具有明顯不同的診斷層和診斷特征，濕地植被與陸地植被具有明顯不同的植物種構成[28~30,40]。在正常情況下，濕地土壤和濕地植被是區(qū)分濕地與陸地最有效的指標，但非正常情況下的濕地特殊外延因為沒有發(fā)育濕地土壤或(和)濕地植被而使得濕地土壤和濕地植被不是所有濕地個體的“共性”，而且有些陸地或水體因有濕地土壤或(和)濕地植被的殘遺而使得濕地土壤和濕地植被特征也不是濕地的“特性”，因而濕地土壤和濕地植被也不是濕地的本質屬性。濕地水文是濕地建立和維持的唯一重要的決定性因素，所有濕地都是因為地表淹水或土壤上層水飽和歷時足夠長而形成的，即所有濕地個體都具有濕地水文特征，因而濕地水文特征是所有濕地個體的“共性”。根據本研究對濕地外延確定的理論和方法，只要具有了濕地水文特征就屬濕地，所有水體和陸地一定不具有濕地水文特征，因而濕地水文特征也是濕地的“特性”。因此，濕地水文特征是濕地的本質屬性。由于濕地水文特征是濕地的本質特征，而濕地的水文特征既不是地帶性分異的產物，也不是干濕度分異的產物，濕地水文特征可以出現在所有的自然地帶中，具有廣布性特征。因此，濕地系統(tǒng)是一種隱域性自然地理系統(tǒng)。4.1.2 濕地系統(tǒng)功能特征分析如果濕地的某種功能是濕地的本質屬性，即既是“共性”也是“特性”，也可以用來定義濕地，稱為濕地的功能定義。濕地功能大致可以分為三大類：①水文功能：主要表現為蓄積地表水、降低下游洪峰、補充地下水等方面。水體和部分地勢低洼的陸地也具有這些功能，因此，濕地水文功能不是濕地的“特性”。②生物地球化學功能：主要表現為化學元素的滯留、轉化與循環(huán)，積累有機物和無機物等方面。濕地主要的生物地球化學功能主要依賴濕地土壤形成過程和植物生長過程，而沒有發(fā)育濕地土壤和濕地植被的特殊外延，不具備這些生物地球化學功能，因此濕地生物地球化學功能不是所有濕地個體的“共性”。另外，陸地系統(tǒng)和水體系統(tǒng)也具有與濕地系統(tǒng)相同的生物地球化學功能，因而生物地球化學功能不是濕地的“特性”。③生境和食物網維持功能：包括維持濕地植物群落、維持濕地生態(tài)系統(tǒng)能量流、維持濕地生物多樣性、為濕地珍稀物種提供生境等方面。沒有發(fā)育濕地土壤和濕地植被的特殊外延不具有維持濕地植物群落的功能，有些特殊外延不能為濕地鳥類提供生境，也不能支持濕地生物多樣性和維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的能量流，因此，生境和食物網維持功能不是所有濕地類型的“共性”。人們并沒有將所有濕地類型或濕地個體都加以保護，原因就在于此。另外，為濕地鳥類提供生境的功能是濕地與鄰近的水體和陸地協(xié)同完成的，濕地是發(fā)揮濕地鳥類生境功能的重要組成部分或主體部分。將生境功能作為濕地的本質屬性，會將濕地與濕地生境的概念混同。有學者認為，目前濕地定義只提到了少數濕地特征，主要是土壤水飽和及其物理、化學和生物特征，濕地還有一些生態(tài)上的和水文上的功能，它們也應在濕地定義中表現出來。上述分析表明，雖然濕地具有三大類功能，但并不是指所有濕地類型都具有這三大功能。即使?jié)竦氐哪承┕δ?如生境功能)非常重要，但不是濕地的“共性”或(和)“特性”，不是濕地的本質特征，不可以用于定義濕地。如果某種功能不是濕地的“共性”，不能用于定義濕地。如果某種功能是濕地的“共性”但非“特性”，如濕地蓄積地表水的功能，當蓄洪量在某一閾值范圍內時是水體蓄洪，當蓄洪量超過另一閾值后就進入到毗鄰濕地的、地勢相對較低的陸地蓄洪，可以用蓄洪量的大小區(qū)分濕地與陸地和水體。但是，要確定這兩個蓄洪量閾值，首先要確定濕地的結構邊界，只有確定了濕地邊界，才能確定功能閾值(功能邊界)。確定了濕地的結構邊界，就已經清楚了濕地定義問題，不必畫蛇添足地再用功能量閾值來定義濕地，而且有多少塊濕地個體，就可能有多少個濕地功能閾值。功能閾值的多樣性使得濕地功能不可能用于濕地定義，也對濕地界定、分類與有效管理不具有指導作用。4.2 濕地水文特征指標分析4.2.1 淹埋深及其對應的歷時濕地結構特征分析表明，濕地的本質屬性表現在濕地的水文特征上。表征水文特征的指標很多，可用于區(qū)分濕地水文特征與陸地和水體水文特征的指標就是濕地水文的特征指標，它們是定義濕地的依據。為了能在“陸地-濕地-水體”地形剖面上區(qū)分濕地與陸地和水體，水文特征指標的量值必須沿地形剖面有規(guī)律地變化，這是濕地水文特征指標選擇的原則。因為只有當水文指標的量值沿地形剖面有規(guī)律變化時，才能使得水文特征指標的量值與坡面上的點有明確的對應關系，確定了濕地水文特征指標閾值就可在地形剖面上確定濕地邊界點。
如圖1所示，在某一時間點，沿“陸地-濕地-水體”地形剖面，水位是一致的，因而單獨的水位不是區(qū)分濕地與陸地和水體的水文特征指標，但是，同一水位面相對于地形剖面上不同點的高程差是不同的。將水面高程與地面高程之差稱為淹埋深(S)，即淹埋深=水面高程-地面高程。圖1 某一時間點陸地-濕地地形剖面的地下水和淹水埋深示意圖Fig.1 Sketch map of groung water and flooding depths of atopographic profile from land to wetland in a certain time當水面高于地面即地表淹水時，淹埋深是正值，實際上就是淹水深度;當水面位于地面以下時，淹埋深取負值，實際上也就是指地下水埋深。
S 沿地形剖面有規(guī)律的變化，從陸地向水體方向逐漸增大，在地形剖面上所謂的水分(水文)梯度就是指淹埋深梯度。雖然在某一時間點S與地形剖面上的點有一一對應的關系，確定了一個S值就可以在地形剖面上確定與之對應的點，但是，水位隨時間而變化，使得地形剖面上任一點的S值也隨時間而變化。濕地土壤和濕地植被的形成是濕地水文情勢長期作用的結果，某一時間點的S值不是區(qū)分濕地與陸地和水體的指標。如圖2所示，一年中因為水位隨時間的變化構成一條水位過程線。地形剖面上不同的點在水位過程線上對應不同的歷時(D)(歷時是指一年中等于和大于某一水位出現的天數之和，地形剖面上的點在水位過程線上對應的最大連續(xù)歷時是水位等于和大于地面高程的天數之和，即地表淹水歷時)，從陸地向水體方向，淹水歷時逐漸增大，如P點的淹水歷時小于N點的淹水歷時。
在水位過程線上確定了一個D值，就可在坡面上找到一個對應點。總存在一個歷時D0，使得當歷時≥D0時，形成濕地系統(tǒng)，而
結論
邏輯學關于定義的基本理論和方法是指導濕地定義研究的理論基礎。濕地定義研究必須首先確定濕地的外延，其次是“屬”與“種差”的分析，第三是對其科學性進行檢驗。濕地外延是由“正情況下”“濕地三要素”齊全的濕地外延部分與“非正常情況下”“濕地三要素”不全但具有濕地水文特征的特殊外延部分組成。濕地所在的“屬”是地表自然地理系統(tǒng)，這個屬由3個“種”構成，即陸地、濕地和水體。濕地“種差”分析也就是“要素-指標-閾值”問題分析。濕地“種差”分析表明，濕地水文特征是濕地的本質屬性，淹埋深(S)、歷時(D)和保證率(F)是表征濕地水文的特征指標，當(S，D，F)滿足一定的閾值時，就具備了發(fā)育濕地土壤和濕地植被的水文條件。限于目前的研究水平，(S，D，F)閾值研究還沒有找到科學的理論和方法。根據濕地“屬”與“種差”分析結果，濕地可以定義為：濕地是由于在大多數年份“淹埋深-歷時”在一定的閾值范圍內而具備了濕地土壤和濕地植被發(fā)育的水文條件而形成的生態(tài)系統(tǒng)。7.2 展 望為了精確地定義濕地，并使?jié)竦囟x真正地能為濕地的鑒別、界定、濕地制圖和濕地的有效管理等方面提供指導，必須著力解決下列問題：①構建(S，D，F)閾值研究的理論和方法，為(S，D，F)閾值確定奠定理論基礎，并為(S，D，F)閾值科學性檢驗確定標準。②基于構建的理論和方法，結合長期水文觀測資料，通過對不同區(qū)域、不同類型濕地典型樣地的(S，D，F)閾值的案例研究，確定不同區(qū)域、不同類型濕地(S，D，F)閾值及其空間變化規(guī)律。當不同區(qū)域、不同類型濕地的(S，D，F)閾值弄清后，就成為濕地可靠的診斷特征和界定標準，并以此作為濕地特殊外延界定的參照標準。③濕地內部環(huán)帶狀或條帶狀土壤和植被的分異格局也是由于(S，D，F)問題引起的，通過對不同類型的濕地土壤和濕地植物群落的(S，D，F)閾值研究，為濕地保護和恢復提供理論指導。
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