沼泽

基本释义

沼泽的基本解释为低洼积水、杂草丛生的大片泥淖区。5

广义的沼泽泛指一切湿地。狭义的沼泽强调泥炭的大量存在。5

各国文献中用语不同。俄语中БОЛОТО一词指泥炭层达到30厘米以上（未硫干状态）的湿地。英语中则存在几个名词分指不同类型的沼泽，而且各家学者所赋予的含意也不尽相同。但bog一词常指富有泥炭的贫养泥炭沼泽，因泥炭和积水均呈酸性，故又常译为“酸沼”。marsh和swamp则常指矿质土壤的湿地，marsh以草本植物为主，swamp以木本植物为主。日本统称为“湿原”，把有泥炭的特称“泥炭地”。5

形成原因

土壤表层长期过湿是沼泽形成的直接原因。

土壤长期过湿的原因是：（1）草甸、低洼地由于坡降平缓和土地黏重，地表水排泄不畅或下渗困难；（2）森林采伐地区或火烧迹地由于失去树木的巨大吸水作用，土层的水平衡遭到破坏；（3）由于泉水经常出露形成的地下水溢出带；（4）灌区由于过量灌溉等。此外，在冻土地带适合低等植物生长的地方，因季节性融冻作用，也会促成沼泽化过程。有的沼泽在发育过程中，因死亡植物残体的累积速度大于分解速度，便出现泥潭累积层，称泥炭沼泽，寒温带的大多数沼泽即属此类；有的沼泽植物残体的累积速度小于或等于分解速度，只出现一定厚度的草根层，称潜育沼泽，中国东北三江平原的大多数沼泽即属此类。6

沼泽类型

关于沼泽的分类，国际上没有统一的标准，中国也没有公认的分类标准和分类方案。目前主要有以下分类方式和类型：

发育过程分类

根据泥炭沼泽的发育过程，主要是泥碳的累积过程可分为低位、中位和高位沼泽，即富营养、中营养和贫营养沼泽。8

富养沼泽，又称低位沼泽，是沼泽发育的最初阶段。沼泽表面低洼，经常成为地表径流和地下水汇集的场所。水源补给主要是地下水，随着水流带采大量矿物质，营养较为丰富，灰分含量较高。水和泥炭的pH值呈酸性至中性，有的受土壤底部基岩影响呈碱性。如中国川西北若尔盖沼泽的泥炭呈碱性反应，就是因为该区基岩多为灰质页岩与灰岩夹层，pH值多在8左右。富养沼泽中的植物主要是苔草、芦苇、嵩草、木贼、桤木、柳、桦、落叶松、落羽松、水松等等。8

贫养沼泽，又称高位沼泽，往往是沼泽发育的最后阶段。随着沼泽的发展，泥炭藓增长，泥炭层增厚，沼泽中部隆起，高于周围，故称为高位沼泽或隆起沼泽。水源补给仅靠大气降水，水和泥炭呈强酸性，pH值为3～4.5。灰分含量低，营养贫乏，故名。沼泽植物主要是苔藓植物和小灌木杜香、越橘以及草本植物棉花莎草，尤其以泥炭藓为优势，形成高大藓丘，所以贫养沼泽又称泥炭藓沼泽。主要分布在北方针叶林带，由于多水、寒冷和贫营养的生境，泥炭藓成为优势植物，还有少数的草本、矮小灌木及乔木能生活在泥炭藓沼泽中，例如羊胡子草、越橘、 落叶松等，优势植物是泥炭藓属。8

中养沼泽，又称中位沼泽，属于上述两者之间的过渡类型，由雨水与地表水混合补给，营养状态中等。有富养沼泽植物，也有贫养沼泽植物。苔藓植物较多，但尚未形成藓丘，地表形态平坦。8

泥炭积累分类

由于沼泽地的土壤有泥炭土与潜育土之分，沼泽可分为泥炭沼泽和潜育沼泽两大类。8泥炭沼泽分布不广，泥炭层积累不厚，多为几十厘米或1米左右。潜育沼泽分布较广，这类沼泽地表长期过湿或有薄层积水，土层严重潜育化，有较厚的草根层，但无泥炭积累。9

植被情况分类

按植被生长情况，可以将沼泽分为草本沼泽、泥炭藓沼泽和木本沼泽。草本沼泽的类型多、分布广，常年积水或土壤透湿，以苔草及禾本科植物占优势，几乎全为多年生植物，很多植物具根状茎，常交织成厚的草根层或浮毡层，如芦苇和一些苔草沼泽。泥炭藓沼泽主要分布在北方针叶林带，由于多水、寒冷和贫营养的生境，泥炭藓成为优势植物，还有少数的草本、矮小灌木及乔木能生活在泥炭藓沼泽中，例如羊胡子草、越橘、落叶松等。木本沼泽的植被以木本中养分植物为主，沼泽地是纤维植物、药用植物、蜜源植物的天然宝库，是鸟类、鱼类栖息、繁殖和育肥的良好场所，具有湿润气候、净化环境的功能。10

地貌条件分类

根据地貌条件和中国沼泽的特点，可分为平原沼泽、高原沼泽和山地沼泽。东北三江平原是中国面积最大、集中连片的低平原沼泽区，以草本潜育沼泽为主，部分地区发育有泥炭沼泽。大、小兴安岭和长白山区分布有典型的山地沼泽，发育着中国少有的落叶松-狭叶杜香-泥炭藓沼泽和落叶松-越桔-泥炭藓沼泽，山地沼泽蕴藏着丰富的生物资源和泥炭资源。高原沼泽是世界上特殊的沼泽类型。20世纪60年代初，研究人员曾对若尔盖山原沼泽进行调查研究，发现红军二万五千里长征所经过的草地，原来不但是中国而且是世界上最集中连片的高原沼泽区。

沼泽生态

沼泽里的植物茂盛，一般是挺水植物偏多，草的高矮根据不同地理气候条件决定：纬度较低地区的沼泽草比较高，纬度较高地区的沼泽草较矮，甚至很大部分是苔藓。荷花、莲花也是沼泽湿地的常见植物，它们就属于挺水植物。一些喜湿和耐涝的树种会在沼泽里长得很大，一个明显特征是它们的根基往往很粗。另外沼泽中还生活着多种动物，形成了不同类型的生物群落。8

沼泽植物

沼泽植物生长在地表过湿和土壤厌氧的生境条件下，其基本生活型以地面芽植物和地上芽植物为主。密丛型的莎草科植物如苔草属、棉花莎草属，蒿草属等占优势，用地面芽分蘖的方式，适应于水多氧少的环境，并形成不同形状的草丘：点状、团块状、垄岗状、田埂状等。后三种草丘的形成，除与组成植物的生物学特征有关外，还与冻土的融蚀有关。它们是形成泥炭的主要物质来源。此外，沼泽植物一般茎的通气组织发达，这也是对氧少的适应。8

森林沼泽中有高位芽和地上芽的乔木和灌木。贫养沼泽中乔木发育不良、孤立散生、矮曲、枯梢、生长慢，形成小老树。如中国兴安岭的沼泽中，树龄150年的兴安落叶松树高才4.5米；北美的北美落叶松，树龄150年，树高仅30厘米。灌木有桦属、柳属。小灌木有杜香属、越橘属、地桂属、酸果蔓属、红莓苔子属等。它们在贫养沼泽中，往往形成优势层片，种类多，盖度大。8

在中养和贫养沼泽中，地面芽苔藓植物种类多，盖度大，常形成致密的地被层和藓丘。其中以泥炭藓最发达。泥炭藓丘高度不一，中国和日本的藓丘一般较矮，小于0.5米，欧洲和北美的稍高。8

根据沼泽水和泥炭的营养状况的不同，沼泽植物分富养植物和贫养植物。在以地下水补给为主的营养较丰富、灰分含量较高的条件下生长的植物，称为富养植物。如芦苇、苔草、桤木、落羽杉等；在以大气降水补给为主的营养贫乏、灰分含量较少的条件下生长的植物，称为贫养植物。贫养植物对恶劣环境具有特殊的适应性：有的植物顶端具有不断生长的能力，如泥炭藓和桧叶金发藓，有的植物具有生长不定根的能力，如圆叶茅膏菜，因此它们能从沼泽表面吸收养料和水分。有的沼泽植物具有旱生结构，如叶片常绿、革质、有绒毛等，这样可以防止水分过分蒸腾，也是对强酸性基质的适应。沼泽中还有营动物性营养的捕虫植物，利用叶片上的腺体，消化动物的蛋白质，以弥补营养不足。中国有多种茅膏菜和猪笼草，北美有瓶子草和捕蝇草，南美火地岛则有茅膏菜和捕虫菜。8

沼泽动物

不同类型的沼泽栖居着不同的动物。富养沼泽，尤其是湖滨附近的沼泽，动物种类丰富，有哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和无脊椎动物昆虫等。哺乳类以水獭、水田鼠、水鼩为代表。鸟类最多，有多种鹬类、涉禽类的鹤和鹭、游禽类的鸭和雁、猛禽类的沼泽鹄等。两栖类有蟾蜍和青蛙。爬行类有蛇。还有多种鱼类。在水中有双翅类的幼虫等。草本沼泽中通常动物较多，如田鼠和麝鼠，土壤中有寡毛类、蛛蜘和线虫。线虫在嫌气条件下从植物的通气组织获得氧气，甚至在无氧条件下也能生存。木本沼泽的动物主要是鸟类和过境的哺乳类，如熊、麂、狼等。森林沼泽的土壤动物有寡毛类、双翅类的幼虫以及线虫等。泥炭藓沼泽无掩体，土壤呈强酸性，营养贫乏，故动物少，但可见到无脊椎动物的弹尾类、蜘蛛和蜱螨等。8

沼泽生物群落

沼泽生物群落因不同部位所受光、热和湿度、空气、基质等的影响不同，呈分层现象，由地面上不同高度直至土层的不同深度具有不同的结构和组成。8

森林沼泽化形成的沼泽，结构较复杂。富养森林沼泽的地上部分有喜光的乔木层，喜阴耐湿的灌木层，喜湿的草本层。草本层中草丘发达。地下部分由枯枝落叶层和泥炭层（有活根）组成。8

贫养森林沼泽的植物种类少，结构较简单，地上部分由稀疏乔木形成疏林，林下为喜湿耐酸的小灌木层和泥炭藓层，泥炭藓掩埋部分或全部草丘，有时没有乔木。地下部分有泥炭层（含有少数活根）。8

中养森林沼泽属于上述两类沼泽之间的过渡类型。植物种类丰富，贫养和富养植物都有，因而结构较为复杂。地上部分有乔木层、灌木层、小灌木层、草木层、藓类地被层，没有藓丘。地下有泥炭层（含有活根）。8

湖泊形成的沼泽，初期时，植物依水的深度和光照条件，从湖岸向湖心呈水平带状分布，分苔草植物带、挺水植物带、浮水植物带和沉水植物带，前两带组成沼泽。发育至中养阶段时，湖面出现苔草和泥炭藓层。贫养沼泽阶段，湖盆堆满泥炭，湖面以泥炭藓层为主，地表隆起。8

草甸沼泽化形成的草丛沼泽，随水文状况不同，而有草丘和丘间湿洼地之分。丘上潮湿，植物丰富，苔草为优势种（在高山和高原以嵩草为主）。其间夹有杂类草，丘间洼地积水，生长喜湿植物。地下部分有草根层和泥炭层（中有少数活根）。8

欧洲尚有各种高（贫养）、低（富养）位镶嵌沼泽。泥炭丘岗可高达数米，生长泥炭藓、地衣和小灌木；湿洼地有莎草科等有花植物和苔藓。8

物质循环

碳的循环

沼泽中的碳，是来自大气和溶解于水中的二氧化碳，以及泥炭中的有机物质的分解。沼泽的碳循环，首先是植物进行光合作用，固定大气中的二氧化碳，合成碳水化合物。一部分碳水化合物，又被植物呼吸作用消耗，产生二氧化碳，返回土壤和大气中，完成碳的简单循环过程。其次是在植物残体通过泥炭化过程形成泥炭，在需氧性细菌作用下，泥炭中有机物质被分解，释放出的二氧化碳参加生态系统碳素循环。在泥炭的有机物质中含有纤维素和半纤维素等。多糖类物质，在细菌、真菌和少数放线菌所分泌的水解酶的作用下，分解为单糖，如葡萄糖等。葡萄糖在不同条件和不同微生物作用下的分解产物有很大差异。沼泽地表有常年积水和季节性积水两种情况，这两种不同情况下二氧化碳的释放过程不同。季节性积水沼泽在干季时，葡萄糖经需氧性的细菌和真菌的分解，最后产生二氧化碳、水和能量，二氧化碳返回土壤和大气中。常年积水沼泽或季节性积水沼泽在雨季时，葡萄糖经厌氧性细菌分解，首先形成有机酸和二氧化碳，最后释放出甲烷和氢气。二氧化碳为中间产物，部分返回大气中。11

泥炭中的碳含量较高，但沼泽类型不同，泥炭种类也不一样；相应地泥炭含碳量也有差别。此外，在泥炭有机质含量基本相同的条件下，含碳量与分解度有关，分解度大者，含碳量高，反之则小。泥炭的含碳量，还随着地质年代而增加。据估算，含碳量增加2～3%，需要5 000～8 000年。因为碳聚积是依靠缓慢进行的次生缩合过程、脱水过程和脱羧基作用。11

煤是含碳物质，可能是古代沼泽中的植物残体形成的泥炭，在漫长的地质时期中经压力成岩作用而形成的。煤由于地壳变动才露出地表，经过风化或人类燃烧，以二氧化碳的形式被释放到大气中，参与地球碳的循环。这种通过沉积物的碳循环的周期比大气碳循环长得多。11

氮的循环

氮循环过程比碳循环复杂。沼泽生态系统中氮素的来源有大气中的游离态氮、降水携带的少量硝态氮和铵态氮，还有泥炭中的含氮有机物质，如蛋白质、腐植酸、生物碱等。11

大气中的游离态氮，不能被植物直接吸收，要经过固氮细菌的固氮作用，才能被植物吸收。沼泽植物桤木根部的束状大根瘤中，生活有共生的放线菌，它们能固定大气中的氮，故桤木沼泽中，氮的含量较多。11

沼泽中氮的循环主要是泥炭中的含氮有机物质在微生物的作用下，经过复杂的生物化学过程释放出氮，但是在需氧条件下与厌氧条件下的含氮有机物质分解过程不同。需氧性细菌分解发生在干季泥炭的表层，泥炭中含氮有机物在微生物的作用下，转化为氨。其中一部分氨返回土壤被植物利用；还有一部分又可在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下，氧化为亚硝酸及硝酸盐类，被植物吸收。11

在沼泽地表常年积水情况下，以厌氧性细菌活动为主，兼有需氧性细菌活动。氮的转化以反硝化过程为主。反硝化细菌以亚硝酸及硝酸盐作为氧的来源，将化合态氮转化为游离态氮返回大气中，实现了氮的循环。11

泥炭中的含氮化合物90%以上是有机态氮。泥炭含氮量随着泥炭类型而不同，富养泥炭含氮量高，贫养泥炭含氮量低。11

水文特征

1. 沼泽水的存在形式：大都以重力水、毛管水、薄膜水等形式存在于泥炭和草根层中。
2. 沼泽水量平衡：蒸发量大、径流量小是沼泽水量平衡的重要特点。
3. 沼泽水的运动：沼泽径流中除部分沼泽在个别时段有表面流外，大都是孔隙介质中侧向渗透的沼泽表层流。
4. 沼泽水质特征：沼泽水富含有机质和悬浮物，生物化学作用强烈。
5. 沼泽的温度、冻结和解冻：表面有积水或表层水饱和的沼泽，其表面温度及日变幅都小于一般地面，地表无积水而近于干燥的泥炭沼泽和干枯的潜育沼泽则相反。沼泽温度日变化波及的垂直深度一般均很小。高纬地区的沼泽有冻结现象，当潜水位到达沼泽表面时，冻结过程开始较晚，冻结慢、深度小。当表层有机物近于干燥时，冷却快、冻结早，但下层冻结很迟缓，冻结深度也小。同理春天解冻迟、化透时间晚。12

利用保护

沼泽既是土地资源，又有宝贵的泥炭和丰富的生物资源，此外它在保持地区生态平衡等方面，也具有一定意义。不能将沼泽看成“荒地”，盲目进行开垦。应根据沼泽类型和分布地区的特点，把合理开发利用与保护结合起来。13

分布在河源区的大面积沼泽，是水的贮藏体，具有蓄水保水作用，对涵养水源、调节河川径流和河流补给起一定作用，它可以减少一次降雨对河流的补给量，削弱河流洪峰值和延缓洪峰出现时间，还使当年水不至完全流出，延长汇水时间。因此应加以保护。13

沼泽是天然的大水库，它通过水面蒸发和植物的蒸腾作用，增加大气湿度，调节降雨，有利于森林和农作物生长，促进农、林、牧业的发展，同时对人体健康也有良好作用。因此，开发沼泽必须十分小心，防止因开发而破坏地区的生态平衡。13

沼泽中有许多动、植物资源。如芦苇是造纸原料和人造纤维和编织等原料，有很高的经济价值。嵩草和苔草的嫩叶为牲畜喜食的优良牧草。森林沼泽中的浆果，如笃斯越橘、蓝靛果忍冬等都可食用，又是酿酒原料。沼泽中还有许多药用植物，如金莲花、泽泻、慈姑、泥炭藓等。对这些植物资源，应有计划地合理利用，并加以培育和保护。沼泽中植物丰富，水源充足，是一些候鸟，如珍贵的丹顶鹤、黑颈鹤、天鹅和许多水鸟的栖息场所。对这些动物资源也应加强保护和管理。13

沼泽中的泥炭，含有大量的植物孢子和花粉，对研究古气候、古植被的形成与演变，古地理的发展规律等方面，具有科学价值，因此，不能把所有沼泽都作为开发对象，它们中的一部分应得到绝对保护。另一方面，富养沼泽的地面较平坦，其中泥炭层薄的沼泽地，有一定潜在肥力，经过排水疏干可改良成牧场，也可以开垦成为农田。可采用混土压沙和挖排水沟等方式改造沼泽地，种植蔬菜和水稻，这在许多国家获得成功。林区的富养苔草沼泽经过挖沟排水筑台，造林成活率高，一般达90 %以上。同时，沼泽中丰富的泥炭资源可作燃料。泥炭还可以制作土壤改良剂、营养土、营养钵等应用于园艺花卉。另外，在泥炭沼泽中，还蕴藏着在农业、工业、能源和环境保护等方面均有广泛用途的泥炭资源。但一切大规模的开垦和开发利用，必须经过充分的论证才能进行，要充分考虑到可能发生的生态后果。并且开发要有限度，在开发时要采取保护生态平衡的补充措施。13