湿地生态系统- 概念介绍
湿地生态系统是陆地与水域之间水陆相互作用形成的特殊的自然综合体。湿地包括了所有的陆地淡水生态系统,如河流、湖泊、沼泽,以及陆地和海洋过渡地带的滨海湿地生态系统,同时还包括了海洋边缘部分咸水、半咸水水域。全球湿地面积约有570万平方公里,约占地球陆地面积的6%。湿地同陆地、海洋相比面积相对小,但湿地生态系统支持了全部淡水生物群落和部分盐生生物群落,它兼有水域和陆地生态系统的特点,具有极其特殊的生态功能,是地球上最重要的生命支持系统。因此,国际上通常把森林、海洋和湿地并称为全球三大生态系统。
湿地一词最早出现于1956年美国鱼和野生动物管理局《39号通告》,通告将湿地定义为“被间歇的或永久的浅水层覆盖的土地。”1979年,美国为了对湿地和深水生态环境进行分类,该局对湿地内涵进行了重新界定,认为“湿地是陆地生态系统和水生生态系统之间过渡的土地,该土地水位经常存在或接近地表,或者为浅水所覆盖……”。1971年在拉姆萨尔通过了《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(简称《湿地公约》),该公约将湿地定义为:“不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。”
中国对沼泽、滩涂等湿地研究具有丰富的积累,在实践中形成了具有中国特色的湿地分类系统,通常认为“湿地系指海洋和内陆常年有浅层积水或土壤过湿的地段。”
尽管湿地的概念目前尚无统一,但它们有一共同特点:从不同的角度认为湿地是一种特殊的生态系统,该系统不同于陆地生态系统,也有别于水生生态系统,它是介于两者之间的过渡生态系统。
湿地生态系统- 主要特征
(1) 系统的生物多样性。
由于湿地是陆地与水体的过渡地带,因此它同时兼具丰富的陆生和水生动植物资源,形成了其它任何单一生态系统都无法比拟的天然基因库和独特的生境,特殊的水文、土壤和气候提供了复杂且完备的动植物群落,它对于保护物种、维持生物多样性具有难以替代的生态价值。
(2) 系统的生态脆弱性。
湿地水文、土壤、气候相互作用,形成了湿地生态系统环境主要素。每一因素的改变,都或多或少地导致生态系统的变化,特别是水文,当它受到自然或人为活动干扰时,生态系统稳定性受到一定程度破坏,进而影响生物群落结构,改变湿地生态系统。
(3) 生产力高效性。
湿地生态系统同其它任何生态系统相比,初级生产力较高。据报道,湿地生态系统每年平均生产蛋白质9g/m2,是陆地生态系统的3.5倍。
(4) 效益的综合性。
湿地具有综合效益,它既具有调蓄水源、调节气候、净化水质、保存物种、提供野生动物栖息地等基本生态效益,也具有为工业、农业、能源、医疗业等提供大量生产原料的经济效益,同时还有作为物种研究和教育基地、提供旅游等社会效益。
(5) 生态系统的易变性。
易变性是湿地生态系统脆弱性表现的特殊形态之一,当水量减少以至干涸时,湿地生态系统演潜为陆地生态系统,当水量增加时,该系统又演化为湿地生态系统,水文决定了系统的状态。
湿地生态系统- 系统特点
湿地生态系统通过物质循环、能量流动以及信息传递将陆地生态系统与水域生态系统联系起来,是自然界中陆地、水体和大气三者之间相互平衡的产物。湿地这种独特生境使它具有丰富的陆生与水生动植物资源,是世界上生物多样性最丰富、单位生产力最高的自然生态系统。湿地在调节径流、维持生物多样性、蓄洪防旱、控制污染等方面具有其他生态系统不可替代的作用。
水是生命存在不可缺少的要素,湿地是地球上淡水的主要蓄积地,人类生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水除少量开采地下水外,均来源于湿地,湿地也是地下水的主要来源。湿地由于其特殊的生态特性,在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳,由于湿地环境中,微生物活动弱,土壤吸引和释放二氧化碳十分缓慢,形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层,起到了固定碳的作用。
湿地是自然生态系统中自净能力最强的生态系统。湿地水流速度缓慢,有利于污染物沉降。在湿地中生长的植物、微生物和细菌等通过湿地生物地球化学过程的转换,包括物理过滤、生物吸收和化学合成与分解等,将生活和生产污水中的污染物和有毒物质吸收、分解或转化,使湿地水体得到净化。
湿地生态系统- 地位功能
广阔众多的湿地具有多种生态功能,蕴育着丰富的自然资源,被人们称为“地球之肾”、物种贮存库、气候调节器,在保护生态环境、保持生物多样性以及发展经济社会中,具有不可替代的重要作用。
湿地是蓄水调洪的巨大贮库
每年汛期洪水到来,众多的湿地以其自身的庞大容积、深厚疏松的底层土壤(沉积物)蓄存洪水,从而起到分洪削峰,调节水位,缓解堤坝压力的重要作用。中国天然湖泊和各类水库调洪能力不下2000亿立方米。长江22个通江湖泊尽管面积锐减,目前容水量仍达600多亿立方米,洞庭、鄱阳两湖蓄洪能力不少于200亿立方米,对于调节长江洪水、消减洪灾依然起着关键作用。同时,湿地汛期蓄存的洪水,汛后又缓慢排出多余水量,可以调节河川径流,有利于保持流域水量平衡。
湿地是重要的水源地
湿地之水,除了江河、溪沟的水流外,湖泊、水库、池塘的蓄水,都是生产、生活用水的重要来源。据估算,中国仅湖泊淡水贮量即达225亿立方米,占淡水总贮量的8%。某些湿地通过渗透还可以补充地下蓄水层的水源,对维持周围地下水的水位,保证持续供水具有重要作用。
湿地是生态环境的优化器
大面积的湿地,通过蒸腾作用能够产生大量水蒸气,不仅可以提高周围地区空气湿度,减少土壤水分丧失,还可诱发降雨,增加地表和地下水资源。据一些地方的调查,湿地周围的空气湿度比远离湿地地区的空气湿度要高5%至20%以上,降水量相对也多。因此,湿地有助于调节区域小气候,优化自然环境,对减少风沙干旱等自然灾害十分有利。湿地还可以通过水生植物的作用,以及化学、生物过程,吸收、固定、转化土壤和水中营养物质含量,降解有毒和污染物质,净化水体,消减环境污染的重要作用。
湿地是重要的物种资源库
中国湿地分布于高原平川、丘陵、海涂多种地域,跨越寒、温、热多种气候带,生境类型多样,生物资源十分丰富。据初步调查统计,中国内陆湿地已知的高等植物有1548种,高等动物有1500种;海岸湿地生物物种约有8200种,其中植物5000种、动物3200种。在湿地物种中,淡水鱼类有770多种,鸟类300余种。特别是鸟类在中国和世界都占有重要地位。据资料反映,湿地鸟的种类约占全国的三分之一,其中有不少珍稀种。世界166种雁鸭中,中国有50种,占30%;世界15种鹤类,中国有9种,占60%,在鄱阳湖越冬的白鹤,占世界总数的95%。亚洲57种濒危鸟类中,中国湿地内就有31种,占54%。这些物种不仅具有重要的经济价值,还具有重要的生态价值和科学研究价值。
湿地是重要的物产和能源基地
广阔多样的湿地,蓄藏有丰富的淡水、动植物、矿产及能源等自然资源,可以为社会生产提供水产、禽蛋、莲藕等多种食品,以及工业原材料、矿产品等。湿地水能资源丰富,可以发展水电、水运,增加电力和交能运输能力。许多湿地自然环境独特,风光秀丽,也不乏人文景观,是人们旅游、度假、疗养的理想佳地,发展旅游业大有可为。此外,湿地还是进行科学研究、教学实习、科普宣传的重要场所。
湿地生态系统- 存在问题
1)湿地面积减少、功能衰退:由于人口的快速增长和经济的发展,湿地被开垦为农田或作其它用途,围埂造田、兴建码头,湿地植被被破坏,生态功能衰退,鱼类等水生生物丧失了栖息生存的空间与繁衍的场所,湿地自身的生态功能也在不断衰退。
2)污染加剧、环境恶化:湿地被肆意侵占,并常成为沿江建筑垃圾、工业废水、生活污水的排泄区和承泄地,污染在不断加剧、环境在不断恶化。长期承泄工农业废水、生活污水,导致湿地水体污染,生态系统富营养化现象严重,危及湿地生物的生存环境。
3)生物多样性受损:对湿地的不合理开发利用导致湿地日益减少,功能和效益下降;捕获、狩猎、砍伐、采挖等过量获取湿地生物资源,造成了湿地生物多样性逐渐丧失;其生态功能也严重受损。表现在鱼类种类日趋单一,种群结构低龄化、小型化。如白鳍豚、中华鲟、达氏鲟、白鲟、江豚已成为濒危物种,长江鲟鱼、鲫鱼、.银鱼等经济鱼类种群数量已变得十分稀少;湿地水禽由于过度猎捕、捡拾鸟蛋等导致种群数量大幅度下降,严重破坏了水禽资源。
湿地生态系统- 中国现状
作为重要的国土资源,中国总面积达六千多万公顷的湿地正在呈现数量减少、质量下降的趋势。尽管中国在湿地保护方面开展了大量的工作,取得了一些成绩,但湿地丧失和退化的速度仍没有得到有效遏制,各种湿地资源还处于被严重威胁之中。主要包括:
过度和不合理的水资源利用已经使湿地供水能力受到严重影响,中国正在产生新的用水危机。
盲目围垦和过度开发造成天然湿地面积削减、功能下降。据不完全统计,中国沿海湿地面积目前已经丧失二百一十九万公顷,全国围垦湖泊面积已达一百三十万公顷以上,因围垦而消亡的天然湖泊近一千个。
中国沼泽湿地近几十年来面积急剧减少,仅东北三江平原沼泽面积就由五十年前的五百万公顷,减少到现在的一百一十三万公顷。
中国红树林由于围垦和砍伐,已由五十年代初的五万公顷下降到目前的一点四万公顷,百分之七十二的天然红树林已经丧失。
湿地地区上游水土流失,导致河床、湖底淤积严重。黄河、长江的泥沙含量不断增加,使河床抬高、航道变浅,极大地降低了湿地的蓄洪能力。水库作为重要的人工湿地,其泥沙淤积令人担忧,中国四分之一以上水库由于泥沙淤积丧失了基本功能。中国湿地污染日趋严重,已经有三分之二的湖泊受到不同程度的高营养化污染危害,仅长江水系每年承载的工业废水和生活污水就达一百二十多亿吨。湿地污染不仅使水质恶化,也对湿地生物多样性造成严重危害。
湿地生态系统- 保护措施
中国政府十分重视湿地生态的恢复和保护工作,并由国家林业局牵头,17个部委共同制定且实施了《中国湿地保护行动计划》,为湿地保护工作提供了国家行动指南。
首先,加强了湿地生物多样性的保护。为了保护珍稀频危水禽,已将11种水禽列为国家一级重点保护野生动物,将22种水禽列为国家二级重点保护野生动物。
其次,建立各种湿地类型的自然保护区。现在中国已建各类湿地自然保护区353处,且已有21处列入了国际重要湿地,面积达303公顷。
第三,开展水资源的保护和管理、加强湿地生态治理和污染控制。
第四,开展湿地调查、科学研究与宣传教育。
第五,长江中游实施了“平垸行洪、退田还湖”的湿地生态恢复新举措。98年特大洪灾后,党中央、国务院提出了“平垸行洪、移民建镇”的32字方针,国家共投入资金103亿元用于长江及两湖地区“退田还湖”的湿地恢复工作,长江干流水面恢复了1400多平方公里,增加蓄洪容积130亿立方米。这一举措对于中国湿地生态系统的恢复起到了很大的促进作用。
为了解决长江中游退田还湖地区移民的生计问题,世界自然基金会协助政府部门开发和推广了“洪水型经济”的湿地替代产业群模式:一是堤垸水产立体养殖模式;一是堤垸水产立体养殖模式(如中小水面分层混养);二是堤垸水生经济作物模式(如低湖田两熟藕或茭白);三是堤垸季节性商品蔬菜及大棚蔬菜生产模式(如辣椒、茄子、番茄、黄瓜温室栽培);四是堤垸种草饲养畜禽模式;五是农林牧副渔加复合模式(如农作笔—畜—沼气—渔—加工);六是湿地生态旅游模式(如湿地观光、休闲垂钓、观鸟活动以及湿地采摘等)。替代产业的发展不仅解决了移民的生计问题,增加了湖区人民的经济收入,更重要的是使湿地生态经济系统的恢复能够保持可持续性,维护了全球生态系统的平衡。
湿地生态系统- 生态恢复
湿地生态系统的恢复主要采用了生物、生态及工程技术,逐步恢复退化湿地生态系统的结构和功能,最终达到湿地生态系统的自我持续状态。因此根据生态学原理,并结合各地成功的经验,湿地生态系统恢复和利用要遵循以下五项原则:
第一,在湿地生态系统的恢复过程中,严格按照物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、种群结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术,发展替代产业模式,同时还必须利用生物间的相生、相补、相促的关系,尽量减少替代产业模式中生物种群间的相克以及在营养上的相争而降低湿地生态系统生物量的生产。
第二,在发展湿地生态经济时,要借鉴循环经济原理指导湿地生态经济系统的恢复和湿地替代模式的开发。在开发湿地生态经济模式时,尽可能地考虑生产和消费过程,形成一个“资源-产品-再生资源-再生产品”的物资循环使用过程,最大限度地减少“废物”的排放,使其外排量接近于零,这也是科学发展观的要求。
第三,在构建多层次的立体湿地生态经济模式时,要延长生物链和产业链以提高生态系统中能流和物流的质量,要不断地进行种植业、养殖业、加工业与大农业的良性循环,从而实现湿地生态经济的高质高效。
第四,对湿地恢复新区,政府部门要大胆地引入湿地生态恢复技术和成功的湿地替代产业模式,并通过宣传发动、典型引路、小额贷款扶持、减免湿地恢复新区税收和提供优质技术服务等措施来更新人们传统的种值观念,让封闭无序的湿地系统产生突变而形成良性的湿地生态经济循环系统,从而解决湿地恢复区人民的生计大事,并尽快脱贫致富。
第五,在湿地生态经济系统中,“外来物种”的引进要小心谨慎,“生物入侵,事关生态安全”。因此,生物物种的引进需要请专家认真论证。外来生物对本土生物环境的影响是环境中长期存在的一个问题,一旦与本土环境不相匹配、不相兼容的物种进入本土环境,则有可能带来不可挽回的巨大损失,甚至造成生物灾难,严重影响国家生态安全。