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湿地的十二种功能(1)
[ 2007-1-29 21:23:37 | By: 快乐相伴 ]
 

长期以来,湿地的价值不为人知,无论中国还是外国从未认识到湿地的重要。二十世纪六十年代,西方发达国家工业化发展迅速,湿地被大量改造,许多水禽和动植物丧失了栖息地,生态系统遭到了严重破坏。人们开始意识到湿地保护和管理的必要性。例如,芬兰的湿地面积非常大,多年来开发出的一整套技术和机械,将湿地转变为农耕地和林地。在中国,东北三江平原的大片

湿地被称为北大荒50年代,政府动员大量人力、物力、财力开垦北大荒,建立农场,进口大量机械,将湿地的水排干,将北大荒变为北大仓,获得了大量农产品。但其长期的后果是周边环境恶化。1998年嫩江和松花江的洪水与此不无直接关系。为此,黑龙江省政府决定,停止北大荒内的所有开垦活动,并将某些农耕地恢复为湿地,建立了一些湿地保护区。

  1972年,18个国家在伊朗海滨城市拉姆萨尔签署了《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》),初衷主要是保护水禽及其栖息地。随后的实践使人们越来越多地认识到了湿地的重要功能,视野也逐步拓展到了整个湿地生态系统。

  湿地是重要的国土资源和自然资源,与人类的生存、繁衍、发展息息相关,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有巨大的环境功能和效益。在提供水源、蓄洪防旱、保护海岸、控制污染、调节气候、提供能源、水运、保存基因、提供天然产品、美化环境、研究历史等方面有着其它系统不可替代的作用。因此,湿地被誉为地球之肾。在世界自然保护大纲中,湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。

  一.提供水源

  1.直接利用水资源

  湿地常常作为居民用水、工业用水和农业用水的水源。如溪流、河流、池塘、湖泊等。

  2.与蓄水层互通,成为间接利用的水源

  从湿地流入到蓄水层的水随后可成为浅层地下水系统的一部分,得以保持。浅层地下水系统可为一个更为复杂的自然生境、农业、居民电或工业系统提供水源,维持水位,或最终流入深层地下水系统,成为长期的水源。当蓄水层高于另一块湿地时,又成为另一块湿地的水源,为这块湿地相关的社区、农业、工业或为保持重要生态集合提供水源。

  二.流量调节(初级的洪水控制)

  在多雨或河流涨水的季节,湿地能储存来自降水、径流或地下水源的过量水分。沼泽是一个巨大的生物蓄水库。它能保持大于其土壤本身重量39倍或更高的蓄水量。这与沼泽土壤具有特殊的水文物理性质有关。例如,中国三江平原沼泽和沼泽化土壤的草根层和泥炭层,孔隙度为72%~93%,饱和持水量830%~1030%,全区沼泽湿地蓄水量高达38.4×10m³

  湿地调节流量和控制洪水有两种过程。首先,洪水被储存在土壤内或以表面水的形式保存于湖泊和沼泽中,这就直接减少了下游的洪水量。一部分洪水可在数天、几星期或几个月的时间内从储存地排放出来,一部分则在流动的过程中通过蒸发和下渗成地下水而被排除。沼泽有使河川径流年内分配均化的作用。例如,中国长江、淮河下游的湖泊调节河川径流能力非常显著。其中鄱阳湖南面承纳赣、修、饶、信、抚五河之水,北面经湖口入长江。五水经鄱阳湖调节后,一般可削减洪峰流量15%~30%,从而减轻了对长江的威胁。其次,湿地植被可减缓洪水流速,因此避免了所有洪水在同一时间到达下游。这两种过程降低了下游洪峰的水位,并使河溪一年中的水流量比没有湿地时保持更长的时间。

  三.防止盐水侵入

  1.地下水。在地势较低的沿海地区,下层基底是可渗透的。淡水楔一般位于较深咸水层的上面,通常由沿海淡水湿地所保持。淡水楔的减弱或消失,会导致深层咸水向地表上移及土壤盐碱化,因而影响生态群落和当地居民的水供应。

  2.地表水。从河流或小溪向外流出的淡水限制了海水的回灌。然而,随着过多抽取或排干周围的湿地,淡水流量减少,海水逐步回灌,因此会剥夺当地居民、工农业及生物群落的淡水供应。在70年代中国沿海一带海水倒灌仅限于几个地区,现在从辽宁省到广东省沿海,大面积海水倒灌时有发生。山东莱洲湾由于过多抽取地下水、河流入海流量减少等原因,海水入侵面积达400km²,海水入侵以每年400m速度向内陆推进,造成耕地盐化,人畜饮水条件恶化;莱洲至烟台一段,已有6264眼机井报废。在某些情况下,河流、渠道和沿岸植被的特点也有助于防止潮水侵入河流。直而深的渠道或者滥伐沿岸的植被可能导致海水大量侵入河流,尤其在潮峰期更是如此。

  四.防止自然力的破坏,保护海岸线及控制侵蚀

  湿地植被的自然特性可防止或减轻自然力对海岸线、河口湾和江河岸的侵蚀。其作用主要有三种:(1)植物根系及堆积的植物体对基底的稳固作用;(2)削弱海浪和水流的冲力;(3)沉降沉积物。例如:(1)红树林防浪护岸是通过消浪、缓流和促淤来实现的。实验表明,50m宽的白骨壤林带,可使1m高的波浪减至0.3m以下;红树林对潮水流动的阻碍,使林内水流速度仅为潮水流速的1/10;红树林纵横交错的根系及地上根的发育,使粒径<0.01mm的悬浮物沉积量增大,其淤积速度是附近裸地2~3倍。中国东南沿海台风盛行,因此红树林对防风护堤的作用相当明显。1959823日厦门地区遭受12级特大台风袭击,但是唯有龙海县寮东村8m高的红树林保护下的堤岸安然无损。而厦门市附近的青礁村,由于红树林遭受破坏,一年就冲崩堤岸内侵7m,有些地段更为严重。红树林消失已成为中国华南沿海湿地的主要威胁,1972年该地区有红树林6.7hm²,到1990年下降为1.5hm²。政府部门正在有计划地恢复红树林的生长。(2)有防风作用的湿地植被可使建筑物、作物或天然植被免遭强风或盐风的破坏。在孟加拉国,大约有1500万人居住在构成大部分领土的三角洲地区,这个地区的大部分天然植被已破坏殆尽。19856月丧生于海啸的人数超过4万人。孟加拉国政府已认识到红树林对减轻海啸的重要性,所以开始着手制定恢复红树林的宏伟计划。

  五.滞留沉积物,排除养分及有毒物

  某些湿地特别是沼泽地和泛洪平原的自然属性,如植被、大小、水深等,有助于减缓水流的速度,利于沉积物的沉降。这种沉降与有毒物质及养分的排除密切相关,因为这些物质常常附着在沉积物颗粒上。

  滞留沉积物有净化水质的作用,益于社区及其下游地区保持良好的水质,防止具有防洪和运输作用的水道变浅。例如,中国三江平原的挠力河发源于完达山区,近些年来因森林砍伐,土壤侵蚀加重,河流泥沙量增大,河水携带的泥沙沉积在两岸的河滩沼泽中,使挠力河下游河水含沙量变小,水环境质量有所提高。

  滞留沉积物还有造陆的作用。通过恢复养分和土壤质量,使这些湿地内的农业受益。黄河是世界上含沙量最高的河流,平均每年有8亿吨沉积物在黄河河口沉积,可造陆40~50km²,海岸线推进1~2km,使该区农业和工业生产受益。

  虽然湿地有滞留沉积物的作用,但是这种作用是有限的。如果湿地集水区的沉积物大量增加,那么过量的沉降对接收沉积物的湿地会产生不利的影响。这不仅产生湖泊和水库水源问题,而且还将导致湿地吸纳沉积物的能力大幅度下降。因此,最好是确保集水区的土地利用方式尽可能少地向湿地排放这些物质。例如,中国的洪泽湖接受黄河溃决泛滥水影响,挟带的大量泥沙淤积在湖泊中,造成湖盆变浅、容量减少、湖水向四周侵淹,淹没了周围良田和村镇。

  过量的沉积物还会导致水体淤塞、土壤侵蚀等问题。土壤侵蚀及其随后沉降在水道和水体中,是当今发展中国家面临的最严重的环境问题之一。不仅宝贵表土的丧失导致产量下降或农用地的完全损失,而且水体的淤塞还会产生许多不利影响。水体流失增加,经济损失也随之增大。土壤侵蚀是一种自然过程,但它随着人类活动的增加而大幅度加速。陡坡皆伐作业的危害特别大,研究结果表明,陡坡采伐迹地上的土壤侵蚀要比未采伐的有林地大240倍。

  湿地有排除养分的作用。营养物来源广泛,通常是由径流带来的农用肥、人类废弃物和工业排放物。营养物随沉积物沉降之后,通过湿地植物吸收,经化学和生物学过程转换而被储存起来。但被湿地植物吸收的营养物并不完全从水中排除,因为营养物可能随植物的腐烂而再次释放到水中。无机磷和氮是通过湿地的化学过程被排除、储存或转移的最重要的营养物质。硝酸盐可附着在湿地矿质土壤的无机离子上,硝酸盐化合物被反硝化过程所排除,生活在缺氧湿地土壤中的细菌把硝酸化合物转变成为氮气分子,释放于大气中。在缺氧的地方,营养物如磷酸盐实际会被释放到上层水而向湿地外输出。例如,收割禾本科草类和莎草类用于盖房子和养鱼,这意味着营养物质以有用的形式从该系统中排除出去。另外,许多湿地在转移和排除营养物方面要比陆地生境的效率高。例如:由于沼泽能有效地排除水流中的营养物,所以很多天然湿地被用来处理废水。在美国佛罗里达州,人们发现废水在进入地下水之前流经一片柏树沼泽地后,几乎98%的氮和97%的磷被净化排除了。这个过程如此有效,以致于在世界许多地方人们建立人工湿地来净化水源。这些自然系统在建造、操作和维护方面比常规的人工系统更为便宜。然而,过量的营养会导致水体富营养化,刺激植物生长过快,造成麻烦。例如,水生飘浮植物──水湖莲的大量繁殖导致水质下降,并减少溶解氧,造成鱼类死亡;过量的磷导致蓝藻水华暴发,产生某些毒素,水体腥臭难闻,饮用水困难,工厂被迫停产,生活用水的成本增加。

  湿地还有排除毒物的作用。进入水体生态系统的许多有毒物都是吸附在小沉积物的表面上或含在粘土的分子链内的。有毒物质来源多样,但通常来源于径流带来的农用杀虫剂、工业排放物和采矿活动。必须强调的是,湿地对于有毒物质的吸收能力不是无限的。一些水生植物能有效地吸收有毒物质,保持或提高水质。可是,一旦植食性动物吃了被污染的植物,这些有害物质可能会重新进入食物链。例如:湿地中有许多水生植物,包括挺水、浮水和沉水植物。它们能够在其组织中富集重金属的浓度比周围水中浓度高出10万倍以上。许多植物还含有能与重金属链结的物质,从而参与金属解毒过程。水湖莲、香蒲和芦苇都已被成功地用来处理污水,包括处理从矿区排除的含有高浓度重金属如镉、银、镍、铜、锌和钒等的污水。沼泽中的芦苇具有对污染物质吸收、代谢、分解、积累及对水体净化的作用。随着芦苇成为工业原料,被吸收的有毒物质被排出水体和土壤之外,提高了水体及土壤环境的质量,消除了对人类的潜在威胁。

    六.天然产品源

  天然产品包括直接获取于湿地内的所有动物、植物和矿产物。主要有:泥炭、木材、水果、肉类(如鱼和鸟类)、芦苇、藻类、树脂和药材等等。天然湿地是具有最高生产力的生态系统,其生产力甚至超过最集约的农业系统。湿地动植物资源的利用还间接带动了加工业的发展。中国的农业、渔业、牧业和副业生产在相当程度上要依赖于湿地提供的自然资源。例如,1981年,与湄公河有关的湿地共提供了9000亿美元的经济收入,并为湄公河三角洲2000万人口提供所需蛋白质的50~70%。1988年苏门达腊岛南部地区仅防水建筑所用的棕榈树干产值就达4000万卢布(合20万美元)。据1982年调查,已查明的中国沼泽中的泥炭资源有331470万吨。

  湿地中植物资源十分丰富。二十世纪九十年代,三江平原湿地小叶樟草场的产草量360万吨/年,载畜量可达119万头(牛)。沼泽中冷杉、落叶松、赤杨都是***的木材。沼泽中药用植物有200余种,含有各种葡萄糖、糖苷、鞣质、生物碱、乙醚油和其它生物活性物质。

  湿地动物种类繁多。包括鱼类、小虾、海生哺乳动物和鸟类等。在沙特阿拉伯塔纳特海湾,与海草生态系统有关的渔业经济价值估计达800万美元。马来半岛西海岸彼莱克州马塘红树林保护区内及周围地区,1979年小虾和乌蛤工业的产值估计至少为3000万美元。据不完全统计,中国有湿地陆栖动物500余种,其中许多种类是经济动物。中国内陆湿地水域面积辽阔,面积为1773.8hm²,其中可供养殖面积586.2hm²1990年水产总量为524万吨。近年来在西北湿地中,发现世界上稀有的色素昆虫──胭脂蚧,体内含丰富的红色素,可代替化学色素,用于化妆品和食品,避免致癌和毒副作用。因此胭脂蚧是一种宝贵的天然昆虫资源。中国海南岛水产研究所在曲江试验表明,1963年当地红树林面积较大,年产鱼虾达3kg;而1969年由于红树林被砍伐,鱼虾年产量仅有2000kg,产量仅为1963年的1/15

 
 

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