本网讯（通讯员 包顺顺）近日，由国际生态领域知名专家伍业钢、我校柔性引进高层次人才李百炼联袂主编，我校国家南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地李玉英、任学敏、李奕璇、王家鸣、王荣欣等多名学者参与编辑的湿地生态学经典教科书《湿地设计：自然法则、景观格局、生态系统》，由江苏凤凰科学技术出版社正式出版发行。

这部专著凝结了编者及编委会成员 40 年湿地建设、管理与生态修复的实践经验，以科学严谨的理论体系、可落地的技术方案和丰富的实践案例，构建起湿地设计的全新范式，既是湿地设计师的实战指南，也为高校生态学相关专业的教学科研提供了重要参考。

作为兼具理论深度与实践指导意义的力作，本书在内容上实现了多重突破与创新。其一，突破单一学科局限，融合湿地生态学、景观生态学、流域生态学、水域生态学、环境工程学等多领域知识，系统阐述各学科在湿地设计中的应用逻辑，搭建起跨学科的理论框架。其二，理论紧密结合实践，书中收录胶州湾大沽河入海口海湾湿地、湛江湾海洋湿地公园、眉山市北湖湿地等多个典型案例，通过具体项目解读设计理念与技术路线的落地路径。其中，眉山北湖湿地融合苏东坡文化，按其一生辗转轨迹设计 18 个湿地岛屿，实现生态、文化与经济效益共赢，成为湿地景观融合文化产业的标杆案例。

本书兼具专业指南与教科书双重属性，适用人群广泛。对于湿地设计师、生态工程师而言，该书提供了从理念到落地的全流程指导；对于高校生态学、环境科学等相关专业师生及研究者，该书系统梳理湿地生态系统的复杂性与设计逻辑，是权威实用的教研教材；对于政府部门、环保机构，该书则为湿地保护与修复政策制定提供了扎实的科学依据。

作为汇集湿地设计师智慧与湿地生态学精髓的专著，《湿地设计：自然法则、景观格局、生态系统》的出版，填补了湿地设计领域系统化理论与实践指南的空白。该书以清晰表述和科学框架，将复杂生态原理转化为通俗易懂的知识内容，不仅为湿地设计领域提供重要的理论支撑与实践指引，更将推动我国湿地保护与修复工作向科学化、规范化方向迈进，助力人与自然和谐共生的现代化建设。

参考格式：伍业钢,李百炼,李玉英,等. 湿地设计 : 自然法则、景观格局、生态系统【M】.南京：江苏凤凰科学技术出版社，2026.01.ISBN 978-7-5713-5960-7 Ⅰ . X703  .中国国家版本馆 CIP 数据核字第 2025EY8871 号.

       《湿地设计 : 自然法则、景观格局、生态系统》编委会

         主编  伍业钢 李百炼

       ［美国］斯慧明（Robert E. Swain）

   湿地建设是一个复杂的生态系统工程，湿地设计更需要统筹全局、高屋建瓴，才能把握好湿地生态系统的生态承载力、生态关系，进而实现湿地生态系统的生态可持续性。我们通常把水深小于 6 m 的水域定义为湿地，但这并不是准确的。作为湿地，必须同时满足以下三个条件：

   （1）必须具有湿生植物物种（挺水植物、沉水植物、浮水植物）。我们知道，一般挺水植物生长的水深低于 0.6 m，而水深超过 3 m 时，阳光无法到达水底，就会限制沉水植物的光合作用和生长。因此，不是所有低于 6 m 水深的生境都能被定义为“湿地”。

   （2）必须具有干湿交替的水文。长期浸没在 3 m 以上的水深，会制约湿地植物的生长，因此，这种情况不属于湿地的范畴。潮汐带可实现干湿交替，但如果没有湿地植被，也不属于湿地。通常，许多潮汐带有条件时可以、也应该改造为湿地，这对于水质、生境和水生生态系统，都是有益的。

   （3）必须具有厌氧的土壤。厌氧土壤中的缺氧条件使得土壤中的氧化还原反应占主导地位。在缺氧条件下，水体中存在特殊的微生物群落，它们具有适应缺氧条件的能力，会利用有机物质进行呼吸。这些微生物能够利用有机物质进行发酵和厌氧呼吸，将有机物质转化为产物，这些过程对土壤中的有机物质分解和循环至关重要。

   本书根据我们在 40 年的湿地建设、湿地管理和湿地生态修复过程中对湿地设计的理解和经验，详细地阐述了我们整体的湿地设计理念、目标和技术路线。

   1）湿地设计的理念

   湿地设计的理念是统领湿地设计的最高准则。湿地设计是集合了生态设计、水文设计、植被群落设计和景观格局设计的综合性设计，旨在保护、恢复和发挥湿地生态系统的功能和价值。湿地设计的理念是通过模仿自然湿地的过程和特征，创造或恢复人工湿地，以提供生态系统服务，改善水资源管理，提升环境质量。以下是湿地设计的五大理念：

   （1）湿地是流域生态系统整体的一个重要组成部分。这是因为：一是流域生态系统的整体健康决定了湿地水生态安全，流域生态系统的水文、地形地势、植被、地表径流、水质、景观空间格局都是湿地设计的“上位”条件。二是流域内城市扩张和人类社会活动严重影响流域生态系统的健康。湿地设计要考虑治水先治坡，修复水生态系统的关键在于修复陆地生态系统。三是湿地设计必须效法自然。我们对自然的了解少之又少，必须从流域生态系统的自然规律中去寻找自然湿地的各种生态关系，即自然水文水动力、湖泊湿地、水生态系统、景观空间格局的生态关系。 四是当今全球气候变化将是未来流域生态系统治理最重要的挑战。湿地设计要达到生态可持续发展的目标，就必须考虑流域内历史上最大连续降水量、极端高温、极端低温、极端干旱、极端洪水的水位。总之，流域的理念就是空间的概念、是尺度的概念、是系统的概念。

   （2）湿地具有景观空间格局的生态系统完整性与生态系统可持续性。比如，高速公路形成凹形走廊，这些区域的植被高度低于周围的栖息地矩阵，导致景观破碎化。而景观破碎化将导致某些栖息地类型的消失，并将其替换为非自然用途或专门的半自然栖息地。尤其是野生动物遭受的生境隔离和碎片化，对物种和生态造成障碍，导致栖息地完整性的丧失。总之，湿地景观空间格局的破碎化和栖息地的退化，导致对自然物种的干扰、生境的污染、自然过程的改变和外来物种的入侵，最终会导致栖息地完整性丧失。另外，湿地景观空间格局的破碎化将改变水文、土壤水分布、景观连续性、微气候循环、生态系统的整体性，以及形成热岛效应。

   （3）湿地设计的核心理念是重建或模拟湿地的自然生态系统功能。湿地被誉为流域生态系统的“肾脏”，对水质安全、水资源安全、生物多样性极其重要。湿地作为自然滤池，能够净化水体、提供栖息地、调节洪水、促进物种多样性等。设计师应该考虑在人工湿地中还原这些生态功能，包括水质自净化功能、雨洪和水资源调节功能、生物多样性维护功能、碳储存和气候调节功能、底栖生态系统功能、水生生态系统、生态系统服务功能等。

   （4）湿地设计必须秉承生态承载力作为限制条件，综合处理好湿地生态系统的各种生态关系，并以生态可持续性为设计的最高原则。比如，劣Ⅴ类水会抑制湿地植物物种的生长，因此有必要将劣Ⅴ类水改造为Ⅴ类水或Ⅳ类水，以适宜湿地植物的生长。再比如，湿地水质只有达到Ⅲ类水，湿地的自净化系统才可实现其生态可持续性。

   （5）湿地设计必须效法自然。湿地设计要通过模拟自然湿地的水文过程、植被结构和物质循环等关键特征，来实现自然生态系统的恢复或模拟。它包括湿地的水动力学、植被类型和布局、水质净化过程等方面的考虑。作为湿地设计师，我们经常问自己，为什么自然河流是弯弯曲曲的，是否是自然水动力的作用；水往低处流，在平坦的城区是否会由于暴雨雨水无低处可流而造成“城市看海”现象。当然，效法自然的设计不仅让我们能打造出可持续的湿地生态系统，还让我们相信大自然之美也是湿地景观艺术设计之美。

   2）湿地设计的目标

   根据这些湿地设计的理念，我们可以制定湿地设计的可检验的实际目标。总体来说，湿地设计的目标是通过规划和设计来创造或恢复湿地，以实现多重目标，包括保护生态系统、改善水资源管理、提供可持续的社会和经济利益。湿地设计的目标也必须是具体的、可量化的、可检验的。比如，修复后的湿地可作为几种鸟类的栖息地、可以储蓄多少雨洪资源、可达到几类水水质、可修复挺水植物的种类和面积等。总之，作为湿地生态修复、湿地建设、湿地设计，最重要的是要通过生态分析，确定湿地设计可检验的目标。虽然每个湿地设计的目标是不一样的，但是，我们希望每个湿地设计都应该可以实现如下六大目标：

   （1）实现从消灭黑臭水体到水生态系统修复，再到流域水系和湿地生态系统将水质提升到Ⅲ类水，恢复湿地生态系统的自净化功能。湿地设计旨在改善水体的质量，并提供有效的水质管理。湿地可以通过吸收和降解有害物质、过滤悬浮物质、减少营养物质的输入等过程，净化水体。设计人员应该考虑最大限度地提高水质的改善效果。

   （2）保证周边土地增值大大超过湿地建设工程的总投资。设计师应该先准确预估湿地建设的工程量和造价，不但保证湿地的生态可持续性，关键是湿地建设后改善了立地环境、宜居环境、宜业环境，使得周边土地的增值可以远远超过建设湿地的工程投资。

   （3）最大限度降低农业面源污染和地表径流面源污染。首先需要推广和实施农业最佳管理实践，比如合理施肥、合理使用农药、耕作方式改进、保护性耕作、避免过度灌溉等。其次需要从植被设计、地形设计、海绵城市设计等方面，保证将农业面源污染和地表径流面源污染减少 90% 以上。

   （4）根据当地历史上最大连续降水量，建立水文模型。模拟地表径流，确定湿地的水面最高水位、湿地面积，确定建筑安全标高，永远不会让“城市看海”。

   （5）未来湿地的维护管理费用不超过工程总投资的 1%。通过效法自然的设计，建立起湿地的自净化系统、自然植被空间格局、自然水文状态、水岸植被系统等，最大限度减少人工介入的运维管理。

   （6）湿地在全球碳循环中扮演着重要的角色 , 即湿地既是碳汇，又是碳源。在湿地设计中，碳平衡的目标考量至关重要，涉及如何最大化碳汇功能和最小化碳源效应。湿地碳平衡是一个动态过程，受湿地环境条件、水位季节变化和植被群落结构的影响，应该侧重于考量湿地生态系统中碳输入和输出的动态目标来实施设计。

   总之，湿地设计的首要目标是保护和恢复湿地生态系统的完整性和功能。这包括保护和增加湿地的栖息地面积，提供适宜的生境条件，保护和促进濒危物种和生物的多样性。通过恢复湿地的自然过程和特征，湿地设计有助于重建湿地生态系统的健康状态。同时，湿地设计的目标还在于减轻洪水带来的危害和影响。湿地可以作为自然的洪水调节区，通过吸收、储存和释放水量，减缓洪峰流量，降低洪水水位，保护下游地区免受洪水的侵袭等。

   3）湿地设计的技术路线

   为实现这些基本的湿地设计目标，我们创立了一系列湿地设计的技术路线。这里，我们归纳出最常用的十大技术路线：

   （1）创建一系列的生态模型来模拟和量化生态工程措施及方案。这些生态模型包括水文水动力模型、水质模型，地形地势 3D 模型、地表径流模型、植被种群空间模型、景观格局动态模型、极端气候应对模型、水生生态系统模型、底栖生态系统模型、流域生态系统模型等。

   （2）以Ⅲ类水水质为目标的源头减排、污水入管、跌水堰、湿地格局技术路线，实现“处理污染源—水体水质—湿地植物种群—自净化系统”的生态关系（即“水动力、微生物、土壤、植被”的生态关系）。

   （3）遵循水系生态治理的六大要素：①以自然河流形态和空间格局为模板的河床空间改造，②建立防治面源污染的三道防线（植被、草沟、护坡），③修复以本地种为基础的自然湿地植被系统，④打造自然跌水堰等水体曝气系统，⑤促进水体和底泥中原位微生物的激活，⑥修复水岸林陆地生态系统，实现对水系、植被、地形、表土的尊重。

   （4）效法自然景观格局动态的模拟设计，包括自然地形地势格局、自然水动力格局、自然植物种群格局、自然岸线格局。

   （5）应对极端气候的突发事件的设计。比如，河北省石家庄市赞皇县属暖温带大陆性季风气候，年平均降水量 570 mm。2016 年 7 月 19 日凌晨 4 点开始，短短 28 小时内，赞皇县平均降水量达 419.2 mm，其中的嶂石岩乡（2016 年底撤乡建镇）最大连续降水量达 721 mm。因此，该地区湿地设计必须有应对未来可能的一次性降雨 419.2 mm，甚至是 721 mm 的应对方案。

   （6）理解水文空间格局最终决定景观空间格局。“一片天管一片地”，地表径流的流量与流速、地表植被、地形地势共同作用造就了景观空间格局动态和斑块镶嵌。

   （7）湿地景观空间格局融合文化、产业、旅游，提升土地价值和生态系统服务价值。比如，四川省眉山市北湖湿地融合苏东坡文化，按苏东坡一生辗转 18 个州的人生轨迹设计 18 个湿地岛屿，湿地建设完成后周边土地价值将远超湿地工程投入，同时也提升了湿地生态系统的水质。

   （8）保证湿地水动力的坡降比为万分之一至千分之一。合适的水速促使污染物沉降和植物吸收，并保证湿地深水区形成“锅底形”。

   （9）根据流域汇水量，保证湿地尽可能大的面积，以及尽可能大的水面面积。如果是湖泊湿地，湿地面积则应该尽可能大于 20% 的湖泊水面面积，这对于实现湖泊的自净化功能至关重要。而流域内，保证 10% 以上的湿地和水面面积，对于防洪和储存雨洪资源是最佳选择。

   （10）保证最长的湿地和水体的岸线，增加弯曲度、岛屿、湾区、半岛，这对于增加临近湿地和水岸的土地面积、改善宜居环境、提升土地利用价值具有重要的意义。

   显然，所有的湿地设计技术路线都是为了让湿地设计师更好地考虑湿地的水动力学特性和地形条件，以实现有效地把握各种生态关系，追求可持续利用的湿地资源，并获得经济效益。这是因为，湿地可以用于可持续的农业、渔业和生态旅游等活动，为当地社区创造就业机会和经济收入。湿地设计师还应该考虑湿地的可持续管理和维护，确保湿地的长期可用性和经济效益。此外，湿地设计还旨在提高公众对湿地重要性的认识和理解，并促进公众参与湿地保护和管理。湿地可以作为自然教育和科学研究的场所，吸引人们参观、学习和参与湿地保护活动。湿地设计师更应该考虑湿地的教育价值，并提升公众参与机会，推动公众与湿地之间的连接与互动。实际上如何根据不同地区、不同项目，为实现这些理念、目标、技术路线提供所需的详细方案是本书意在详细解读的设计师的另一层次的智慧。

   当然，我们更希望本书能成为湿地生态学、景观生态学、流域生态学、水生生态学、环境工程学、生态工程学等生态学科和环境科学有益的教科书和参考书。这是因为，湿地设计是一个综合性的领域，涉及多个生态学分支学科。比如，水生生态学——研究湿地中水体与生物之间的相互作用，包括湿地中的水文环境、水质、水生生物群落结构和功能等。植物生态学——研究湿地植物的生态特征、植物群落结构、植物物种多样性以及湿地植被与其他生物之间的相互作用。动物生态学——研究湿地中动物的物种组成、群落结构、种群动态、生境利用和食物网等方面的生态学原理。土壤生态学——研究湿地土壤的特性、土壤有机质的分解、营养元素循环以及土壤与湿地生物之间的相互作用。水文生态学——研究湿地水文过程对生态系统结构和功能的影响，包括水位变化、洪水、干旱等对湿地生态系统的影响。保护生态学——研究湿地保护与管理策略，包括湿地恢复、保护区规划、生态系统服务评估和可持续管理等方面的生态学原理。

   进入 21 世纪，湿地设计尤其离不开流域生态学。流域生态学是研究流域内水资源、生态系统和人类活动之间相互作用的学科。它考虑了整个流域的水循环、水质、生物多样性、土壤侵蚀、水土保持等因素，并研究这些因素对流域生态系统产生的影响。流域生态学关注的是流域内的连通性和相互依赖性，涉及不同空间尺度上的水资源管理和生态保护。而湿地是流域生态系统中的重要组成部分，它具有很强的水文联系和生态功能。湿地可以对流域内的水质起到过滤和净化作用，减缓洪峰流量，保持水量平衡，维持水生生物多样性等。湿地设计可以通过修复、保护或创建湿地来改善流域的水文状况和生态系统健康，同时流域生态学的研究成果也为湿地设计提供了科学依据和参考。

   同时，湿地设计更是与景观生态学密不可分。这是因为，湿地设计与景观生态学相互交融，共同关注湿地在整个景观中的角色和功能，将生态学原理与景观规划和设计原则相结合，实现湿地的生态保护、景观美化和可持续发展。而且，景观生态学强调以综合的视角来研究和设计生态系统，并考虑人类活动和自然环境的相互作用。湿地设计也需要综合考虑湿地内部的生态过程和外部环境的相互关系，以实现湿地的生态功能和人类利益的平衡。景观生态学提供了方法和理论框架，可以帮助湿地设计者更好地理解和规划湿地的景观格局、结构和功能。同时，景观生态学关注生态系统之间的连通性和相互依赖性。湿地作为生态系统的一部分，其连接功能对于维持生物多样性、物种迁移和遗传流动至关重要。湿地设计需要考虑湿地与周围景观之间的连接方式，以促进生物的迁移和物质的循环，提高湿地的生态功能和生态系统的健康。景观生态学强调人类与自然环境之间的相互关系和相互影响。湿地作为自然景观的一部分，具有重要的文化和社会价值。湿地设计需要考虑人类的需求和利益，将湿地与人类社会和文化相结合，打造具有创新力和可持续性的湿地景观。景观生态学追求可持续的土地利用和资源管理。湿地设计也致力于实现湿地的可持续利用和管理，保护湿地生态系统的健康和稳定。景观生态学提供的许多可持续设计原则和方法，可应用于湿地设计，以确保湿地的生态功能长期保持。

   实际上，湿地设计还可能涉及其他生态学领域，这取决于设计的具体目标和湿地类型。比如，湿地设计最多的是水系的生态管理，我们提出了水系管理的三大要素：一是了解自然水系、景观、生态系统的自然禀赋；二是研究自然水系、景观、生态系统的韧性；三是设计自然水系、景观、生态系统生态可持续性的管理方案及其检验要素。这三大要素也是流域尺度管理的三大生态要素。我们期待本书能将您带入全新的生态学视角，通过这些全新的生态学视角激发您全新的设计灵感和美感，以及您的艺术设计创意的升华。湿地设计是一个充满挑战和机遇的领域。我们希望通过这本书，为您提供有关湿地设计的艺术和生态指南，激发创新思维，并带您走进湿地设计的精彩世界。我们由衷地感谢您对本书的关注，但愿本书能成为您湿地设计的良师益友。

   当然，本书不仅是湿地设计师的设计专著，还将成为湿地生态学的教科书。它深入探讨了湿地建设的复杂生态系统工程，揭示了湿地设计需要创新谋划、架构全局的重要性。在本书中，作者深入剖析湿地生态系统的生态承载力和生态关系，为读者提供了实现湿地生态系统可持续发展的关键见解。

本书为湿地设计师提供了宝贵的指导，以在设计中综合考虑生态需求、环境要素和社会影响。同时，它也将成为湿地生态学领域的教科书，为学生和研究者提供深入研究湿地系统生态的理论和实践基础。

   本书以其清晰的表述和精心设计的插图，将复杂的概念和原理以通俗易懂的方式呈现，使读者能够更好地理解湿地设计的重要性和湿地生态系统的复杂性。它的价值不仅在于指导实践，还在于激发读者对湿地保护和生态可持续发展的关注和热情。

   本书是一部汇集了湿地设计师智慧和湿地生态学精髓的专著，希望它能继续影响和启发人们对湿地保护和生态设计的认识和实践，对推动人与自然和谐共生的现代化将起到重要作用。

《湿地设计 : 自然法则、景观格局、生态系统》编委会

本书目录

主编简介

伍业钢，北京博大生态城市规划设计院院长、国际生态城市建设理事会秘书长、美国伊科集团执行董事执行总裁、中国科学技术协会全国委员会委员、中国科学技术协会“海外智力为国服务行动计划”特聘专家、国际生态技术产业联盟执行主任、联合国“未来地球计划”中国委员会委员、国际期刊《生态过程》（Ecological Processes ）创刊执行主编（2011—2016）。

李百炼，美国加利福尼亚大学河滨分校生态学终身教授，南阳师范学院柔性引进海外高层次人才，国际生态与可持续发展研究中心主任，获2015普利高津金奖（Prigogine GoldMedal， 该奖每年只表彰一位对世界生态学做出卓越贡献的科学家），“生态复杂性”这门新生态学分支学科的奠基人，《生态复杂性》［Ecological Complexity（Elsevier）］ 创刊主编， 美国人类生态研究院院士（IHEFellow）， 俄罗斯科学院外籍院士，美国科学促进会会士（AAASFellow），2014 年德稻生态学大师，世界生态高峰理事会主席。

（编辑：包顺顺  初审：李奕璇   复审：严海龙  终审：李玉英）