城市扩张——挤占湿地

古都西安市曾有“陆海”之称,历史上的西安沼泽密布、河溪成网,直到20 世纪60 年代,沼泽和沼泽化湿地仍为6923 km2, 2000年只剩下136 km2,减少了98.04%(王亚文等,2005)。
天津是一个近海城市,20 世纪20 年代全区水域面积5847 km2,占全区总面积45.9%。由于城市拓展,河流改道,淤积造田,到2000年全市湿地面积仅存35.83 万hm2,减少到占全区面积的3.1%(曹喆等,2004)。
石油城——大庆市是建设在一片沼泽和盐碱荒原之上的城市。据1986 年与2001 年卫片解译对比,该区湿地面积由63.27 万hm2 减少到45.13 万hm2,减少了28.7%(刘兴土等,2001)。

沿海滩涂围垦——红树林遭到破坏

我国现有近海及海岸带湿地约594.9 万hm2,其中海涂面积235 万hm2,50 多年来已累计围垦滩涂达119.2 万hm2,加上城乡工矿占地96.5 万hm2,人工养殖面积19.5 万hm2,共计占天然湿地面积40%(杨国宏等,1997)。

20 世纪50 年代我国红树林面积4.85 万hm2(未包括港澳台地区),但是近几十年来,随着海岸带开发强度的日趋扩大,红树林遭到严重破坏,目前全国的红树林仅存2.2 万hm2,已有很多地区的红树林荡然无存,海南岛的红树林面积已由原来的8000hm2,减少到现在的2000hm2,红树林的大面积消失,不仅使许多生物失去栖息场所和繁殖地,也失去了保护海岸的功能(宋晓军等,1998)。

若尔盖高原——排水疏干沼泽

若尔盖高原沼泽区自20 世纪50 年代起在沼泽地开沟排水,疏干沼泽辟为牧场,70年代开展大规模排水,目前已排水疏干沼泽20 余万hm2。特别是近来年又提出“截水、排水结合,疏干沼泽”,即在沼泽湿地挖排水沟的同时,修建截水工程,彻底断绝沼泽湿地的水源补给,进一步加速沼泽湿地的疏干和退化。随着沼泽湿地疏干排水,地表无积水,沼泽植物群落向草甸方向变化,植物生长高度变矮,产草量下降,土壤有机质和腐殖质含量下降,pH 值增高,局部出现盐渍化,沙化土地面积急剧扩大(赵魁义,2000)

长江中下游平原——围湖造田

沼泽、河流泛滥地,湖泊及湖滨滩地是调蓄洪水的天然场所。长江中下游地区湖泊众多,水网交错。但是,随着经济的发展和人口的增加,人与水争地的现象日益严重。围湖造田和泥泞淤积使湖泊容积大为减少的同时,也大大增加了洪水的威胁。
20 世纪50 ~ 70 年代, 长江和淮河中下游地区再次掀起了大规模围垦的热潮,使湖泊面积减少约12 000km2,因围垦而消失的大小湖泊近1000 个。五大淡水湖从1949 年至今共围垦3609.5km2, 其中, 洞庭湖围垦1700km2, 鄱阳湖1466.9km2,太湖528.5 km2,洪泽湖220.4km2,巢湖62.0km2。
到了20 世纪60 ~ 70 年代中期,江汉平原的一些浅水湖泊,如沉湖、排湖、三湖、回露湖、刁汉湖、米湖、鼓湖等相继消亡,湖泊面积则从20 世纪初的8330km2 减少到50 年代的5960 km2 和80 年代的2983km2(图1)。


图1 江汉平原及其周围区域湖泊围垦概况

  湖北素有“千湖之省”的美誉。20 世纪50 年代有湖泊1066 个,总面积达8300km2,但目前仅存309 个,总面积缩小到2656km2。
经过几十年的围垦,全国湖泊及湖滨滩地造田面积130 万hm2,超过了五大淡水湖面积之和,平均每年因围湖减少湖泊面积14.69km2(据1949 ~ 1985 年统计),因围垦而消失天然湖泊近1000 个。

三江平原——大面积开荒

三江平原是我国平原区沼泽集中分布区。1949 年以前,在萝北、富锦、集贤以东地区,以及密山、虎林一带均是难以通行的连片沼泽湿地,全区沼泽湿地面积为534.5 万hm2,占三江平原地区平原总面积的80.2%,是
一片一望无际的“北大荒”。后来经过多次农业开垦,到2000 年(TM 卫星图像解译数据)仅存134.9 万hm2(汪爱华等,2002)。

图1 三江平原沼泽湿地的变化

图2三江平原沼泽率与垦殖率的变化

生命的摇篮

重要的物种栖息地
由于湿地处于水陆系统的过渡地带,因此湿地的动植物性质、结构兼有两种系统的部分特征,具有高度的生物多样性特点。为众多野生动植物提供独特的生境和丰富的遗传物质。
◆ 水禽栖息地
许多鸟类都喜欢湿地环境,特别是水禽将湿地作为其主要活动场所,其中有的是珍贵或有经济价值的鸟类。我国有 1/2 的珍稀鸟类以湿地为支撑;亚洲的 57 种濒危鸟类中,在我国湿地生活的有 31 种;全球 15 种鹤类,在我国湿地已发现 9 种。
◆ 鱼类产卵和索饵场
我国三江平原湿地是西北太平洋许多珍贵鱼类重要产卵和繁殖场所,如鳇鱼、大马哈鱼、鲟鱼等;洞庭湖及湖滨沼泽湿地,水系发达、河口密布、沼泽和水生植物繁茂,饵类生物极为丰富,是鱼类的栖息地并为索饵提供优良条件。洞庭湖现有鱼类104种,分属12目22科。鄱阳湖有鱼类107种21科, 太湖有97种24科, 洪泽湖有66种16科,巢湖有72种19科。特别是洞庭湖和鄱阳湖有“洪水一片,枯水一线”的水文特点,湖滨湿地有利于鱼类草上产卵、繁衍和育肥(窦鸿身等,2003) 。
高度的生物多样性
湿地也可称为“生物超市” ,它具有高度的生物多样性。我国湿地类型多样、面积大、生境独特,决定了其生物多样性富集的特点。据初步统计,全国湿地中有高等植物 2276 种,野生动物 ( 包括哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类)2000多种,湿地中的鸟类约占全国已知鸟类总数的 1/3,湿地鱼类 1040 种,占全国已知鱼类的 1/3。沼泽中还有许多珍稀、濒危的动物和植物(国家林业局,2001) 。
重要的物种基因库
湿地是物种最丰富的地区。如以湿地植物密度表示生物多样性的丰富程度,则湿地植物密度为0.0056种/km2,是我国植物密度0.0028种/km2
的2倍(吕宪国等,2004)。
我国有6个省(自治区)分布有野生稻,其种内遗传多样性丰富。袁隆平院士利用海南湿地的野生稻雄性不育系培育成水稻三系(不育系、保持系、恢复系),开创大面积杂交水稻,使其产量显著增加,而且降低了制种成本。
人类生存的家园
湿地是人类赖以生存的家园。早在远古时代,人类就逐水而居,依赖湿地从事生产生活活动,孕育了光辉灿烂的古代文明。即使是在发达的工业化社会,人类仍然离不开湿地。湿地为人类提供食物来源、工业原料、药材、燃料等多种产品,还能够提供旅游、航运等服务。湿地湿地还为无数文人、墨客提供了创作灵感和艺术素材,湿地也是许多传统文化和宗教的圣地。

天然污水处理厂

通过降水、河流泛滥、潮汐、地表水和地下水进入湿地的各种物质有营养物、污染物及各种泥沙等,因此湿地是营养物质的“汇” ;营养物质的输出使得湿地又成为营养物质的“源”和“转换器” 。
滞留沉积物
湿地特别是沼泽湿地、河流泛滥平原湿地和湖滨湿地,不仅有助于减缓水流速度,而且有利于沉积物沉降和排出。随着水流进入湿地的物质常常附着在沉积物颗粒上,所以湿地具有滞留沉积物的作用。但是,这种作用是有限的。
洪水带来的沉积物也增加了河滨和湖滨地带土壤的营养物质。沉积在湿地的营养物质是湿地植物和动物生长繁衍的营养物质来源,决定了沼泽土壤的性质,制约着湿地水质的好坏。
洪水挟带的大量泥沙淤积在泛洪湿地和湖滨湿地中, 造成河湖变浅, 容量减少, 湖泊萎缩,洪水向四周侵淹,淹没周围良田和村镇。洞庭湖湖水泥沙量较大,湖底年平均淤高 16 mm;鄱阳湖实测沉积速率年平均值为 1.7 mm;洪泽湖每年湖盆淤高 1.5 mm,相当于每年有 2808
万吨的泥沙淤积量平铺于全湖湖盆上;太湖平均沉积速率较小,为每年 0.18 mm;巢湖泥沙沉积速率与太湖相仿 ( 窦鸿身等,2003)。
降解污染物
湿地具有很强的降解和转化污染物的能力,以至于世界许多地方都通过建立人工湿地来净化污水。湿地中有许多水生植物,包括挺水、浮水和沉水植物,它们的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。特别是水湖莲、香蒲、芦苇对含高浓度重金属如镉、银、铜、锌、钒等的污水处理效果十分明显。
黑龙江省七星河受上游工厂污水排放影响,水质受到污染。但是流经一片面积约325 hm2的芦苇沼泽湿地后,由于湿地对水中污染物有明显富集作用,结果河水水质得到明显改善。试验表明,芦苇湿地对铝净化能力达 96.06%,铁为 92.78%,锰为 94.54%,铅为80.18%,铍和镉为 100%(杨永兴等,1993) 。
污染物被芦苇吸收、代谢、分解、积累,同时随着芦苇收割而被带出水体和土壤之外,于是提高了水质和土壤的质量,消除和降低了对人类的潜在威胁。
吸纳多余的营养物
工业废水和生活污水,以及农田施肥流失的营养物质,经过湿地的滤过作用,一部分营养物质被阻止进入河流、湖泊和海洋。经化学、生物和物理作用,营养物被滞留和分解,被湿地植物吸收。辽河三角洲 8 万 hm2的芦苇湿地,每年春季灌溉期间可阻止 3200 ~ 4000 吨氮和 80 吨活性磷流入辽东湾(肖笃宁等,2001) 。白洋淀芦苇沼泽湿地也具有强大的对陆源营养物质滤过作用,特别是对地下潜流汇入淀区的氮、磷等物质大部分被截留下来,水质得到显著净化 ( 尹澄清,2000)。三江平原沼泽湿地污水处理的实地模拟表明,湿地土壤对污水的吸附和解吸、沉淀和溶解等物理化学过程规律是开始快速反应,随后缓慢进行,大致呈指数下降趋势。

天然空调器和加湿器

由于水的热容量小于地面,吸热和放热都较慢,所以湿地上气温变化较为缓和,而干燥的地面上气温变化则较为剧烈。湿地通过水平方向的热量和水汽交换,使其周围的局地气候具有温和湿润的特点。
降低夏季气温
炎热的夏季,湖沼湿地对周围气温有明显的调节作用,其距湿地愈
近,影响愈大。干旱地区的湿地,给周围地区的生产和生活带来良好影
响, 以新疆博斯腾湖及湖滨沼泽湿地为例。距离湖沼越近, 降温作用越强,对极端最高气温也有调节作用。
从沼泽湿地与裸地不同高度气温日变化看,在各层高度上都是沼泽湿地气温低于裸地。因此说湿地具有冷湿效应。现以三江平原沼泽湿地与裸露耕地气温垂直分布为例,两者在 0.2 m,0.5 m,1.50 m,2.0 m,其气温差均是湿地气温低于裸地 0.4 ~ 2.6℃。
调节空气湿度
湿地通过与周围的水汽交换,增加周围地区的空气湿度。特别是 5 ~ 9 月影响十分明显,冬季影响较弱。以新疆博斯腾湖和湖滨沼泽为例,湿地对周围湿度的影响与湿地距离有关,距湿地愈近影响愈大。
湿地植被生长繁盛、湿地区空气湿度大,以新疆博斯腾湖湖滨沼泽为例,在湖沼区与周围各县干燥日数比较,湖沼区空气湿度大、干燥日数少、土壤侵蚀作用减弱。
观测表明,三江平原沼泽湿地日平均相对湿度比耕地高 7% ~ 13%; 距地表 20 cm 高度日平均相对湿度比开垦后裸地高 6% ~16%。

保护海岸及控制侵蚀

河口、海岸湿地植被由于植物根系和堆积的植物残体对海岸具有强大固着作用,可以削弱海浪和水流的冲力和沉降沉积物,因此海岸湿地如同海滨长城一样保护海岸、控制侵蚀。
大米草具有发达根系,根系生物量是地上部分生物量的 30 倍,并通过分泌有机物质将土壤颗粒连结起来,起着稳固作用;大米草地上部分粗壮高大的植株可削弱海浪的冲力,如200 m宽的互花米草可将水体总高度小于9 m的海浪消减 60% 以上,小于 6 m 的海浪消减 98%以上,即使是在特大潮时,仍然可消减海浪39% 的能量。
红树林具有 “海上森林” 之美誉, 具有消浪、缓流和促淤作用。50 m 宽的白骨壤林带,可使1 m高的海浪减至0.3 m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(图1) ;红树林纵横交错的根系及地上根的发育,使粒径< 0.01 mm的悬浮物沉积量最大,其淤积速度是附近裸地2~3倍(郑德璋,1996)


图1 红树林沼泽防风和消浪作用(柴岫,2005)

海滨红树林沼泽,在台风盛行的东南沿海地区,有着明显的防风护堤作用。1959 年 8 月 23 日厦门地区遭受 12 级特大台风袭击,但是惟有龙海县寮东村 8 m 高的红树林保护下的堤岸安然无损,而厦门附近的青礁村,由于红树林遭受破坏,一年就冲崩堤岸7 m,有些地段更为严重( 林鹏,1984) 。