第十二章水域生态系统

第十二章水域生态系统

湿地（wetland) • 定义：湿地系指不论其为天然或人工、常久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动，或核水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域”(湿地公约，1971）湿地被称为“自然之肾”。

世界湿地分布

湿地功能 • 直接供应的产品：泥炭、木材、水果、肉类、药材等。 1.天然产品源（湿地内）。通常取自于湿地内的产品有：泥炭、木材、水果、肉类(如鱼和鸟类)、建草屋和编席用的苇、树脂和药材。2.天然产品源（湿地外）。这类产品具体包括：生产于湿地内、然后被自然力迁移或运至另一场所的产品。例：在东南亚，其生活史的某个阶段依赖于海草床且具经济重要性的属包括皮埃尔属、笛鲷属、裸颊鲷属和篮子鱼属。通常这些种类不在海草生境中被捕捞，而当它们游动到其它地方时才被捕获，这就是海草湿地之天然产物的一种输出形式。

湿地功能 3.能源生产（水电、薪柴、泥炭）。湿地可以通过各种方式提供能源，最普通的就是水电、薪柴和泥炭。在东非，纸莎草被采伐、干燥，然后用来烧砖。许多河口有生产潮汐电的能力。但湿地能源的开发对某些湿地也有很大的负作用。 4.水运和商业性开发。例：尼加拉瓜太平洋海滨红树林内的运河是居民唯一的交通通道。水运便宜且方便，因此对当地社区居民来说非常重要。许多湿地都有野生物种，这些物种具有为改善经济物种提供基因材料的潜力。野生物种的基因具有帮助改善诸如味道、生长和降低病害感染率因子的特性。

湿地功能 • 滞留营养物：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。在美国佛罗里达洲，人们发现废水在进入地下之前流经一片柏树沼泽地（cypress swamps）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。

湿地功能 • 防止盐水的侵入：地下水、地表水 • 防止自然力的破坏： 1.保护海岸线及控制侵蚀 2.防风 3.排除有毒物

防止盐水的侵入（地下水） • 地下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，因而影响生态群落和当地居民的水供应。保持沿海低洼地区的淡水楔是非常重要的，因为它保证了当地社区饮用水和农业灌溉水的供应，并能防止土壤的盐碱化。

防止盐水的侵入（地表水） • 从水道，如：河流或小溪，向外流出的淡水限制了海水的回灌。然而，随着淡水流量的减少(由于过多抽取或排干周围的湿地)，海水可沿上游进一步回灌，因此会剥夺当地居民、工农业及生物群落的淡水供应。

保护海岸线及控制侵蚀 • 其作用主要有三种：(1)植物根系及堆积的植物体对基地的稳固作用；(2)削弱海浪和水流的冲力；(3)沉降沉积物。

保护海岸线及控制侵蚀 • 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沟流速的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

防风 • 湿地植被可使建筑物、作物或天然植被免遭强风或盐风(Salt-laden-wind)的破坏。例：大约有1500万人居住在构成孟加拉国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。1985年6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。截至1985年，已造林2．5×104hm2。

防风 • 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。1959年8月23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。

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。在许多湿地中，较慢的水流速度有助于沉积物的下沉，也有助于与沉积物结合在一起的有毒物的储存与转化。在某些情况下，一些植物物种如水生植物--水湖莲(Eichhornia crassipes)能有效地吸收有毒物质。这一过程能保持或甚至是提高水质，使下游地区的社区和发展受益。进入水体系统的许多有毒物质附着在沉积物上面，因此其去除过程类似于沉积物的沉降过程。例：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(Eichhornia crassipes)、香蒲(Typha)和芦苇(Phragmite)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。排除有毒物

排除有毒物 • 沼泽中的芦苇具有对污染物质吸收、代谢、分解、积累及对水体进化的作用。中国黑龙江省七星河污染水经过一片面积为325hln2芦苇地后，对水中有毒化学元素均有明显的富集作用。试验表明苇田对Ae净化能力为96．06％，Fe为92．78％，Mn为94．54％，Pb为80．18％，Be和Cd为100％。这些有毒物质被芦苇吸收，随着芦苇成为造纸工业原料而被排除水体和土壤之外。于是，提高了水体及土壤环境的质量，消除了对人类的潜在威胁。

湿地功能 • 流量调节：在美国，当研究表明如果40%的湿地被排干，每年洪水造成的损失将至少增加300万元时，就停止了麻省查尔斯河湿地的排水工程。 • 滞留沉积物

流量调节

滞留沉积物 • 某些湿地特别是沼泽地(Swamps & marshes)和泛洪平原(floodplains)的自然属性(如植被、大小、水深等)有助于减缓水流的速度，有利于沉积物的沉降和排除。这种沉降和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。

湿地功能 • 美学价值： 1.拥有濒危、稀有或受危的物种、生境、群落、生态系统、景观。 2. 休闲旅游。 3. 湿地的社会文化意义。中国太湖湿地区新石器时代早期以来古文化遗址数量多，分布广。现发现200余处。在马家滨文化遗址中发现典型新石器和泥质黑陶、红陶、麋鹿、水牛、亚洲象等20多种动物化石及稻谷等。该区良渚文化遗址有130处，发现有砂陶、稻谷、绢片、麻布、竹编。这对研究该时期人类文化活动具有重要意义。

中国湿地 • 中国湿地可分为8个主要区域：东北湿地，长江中下游湿地，杭州湾北滨海湿地，杭州湾以南沿海湿地，云贵高原湿地，蒙新干旱、半干旱湿地和青藏高原高寒湿地。 • 据最新统计显示，中国湿地自然保护区的数量已经增加到260处，总面积达1600多万公顷。中国是世界上湿地生物多样性最丰富的国家之一，共拥有湿地面积6590多万公顷，约占世界湿地面积的10%，居亚洲第一位，目前，扎龙自然保护区、向海自然保护区、东寨港自然保护区、青海鸟岛自然保护区、湖南东洞庭湖自然保护区、鄱阳湖自然保护区、米埔和后海湾国际重要湿地等7处湿地已被列入"国际重要湿地名录"。

中国湿地 • 此外，被列入国际《人与生物圈》（MAB）网络的有江苏盐城湿地保护区、浙江南麂列岛自然保护区、广西山口红树林自然保护区。 • 中国湿地特点类型多、绝对数量大、分布广、区域差异显著、生物多样性丰富。 • 中国湿地的主要类型包括沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、河口湿地、海岸滩涂、浅海水域、水库、池塘、稻田等自然湿地和人工湿地。

第十二章 水域生态系统