湿地有什么功能?
滞留营养物
某些湿地具有减缓水流,促进沉积物沉降的自然特性。通常营养物与沉积物结合在一起,因此与沉积物同时沉降。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。不能保证湿地植 物吸收的营养物就可以从水中排除,因为营养物可能随植物的腐烂而再次释放到水中。然而,从湿地收获生物量,如:收割禾本科草类和莎草类(sedges)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。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。
硝酸盐化合物被反硝化过程所排除。在这个过程中,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(N2),释放于大气中。硝酸盐可附着在湿地矿质土壤的无机离子上。然而,当土壤磷酸盐饱和时,实际上可释放磷。另外,在营养物如磷酸盐减少的情 况下
(在缺氧的地方),营养物实际会被释放到上层水而向湿地外输出。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: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(cypress swamps)后,几乎98%的氮和97%的磷被净化排除了。
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。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。来源:Maltby,E.1986。
营养物的排除过程可保持水质,有益于下游地区的社区和发展。过量的营养会导致湖水富营养养,在这一 过程中,过量的营养物刺激植物生长过快(包括肉眼看见的或看不见的),这也会造成麻烦。例如水生飘浮植物--水湖莲(Eichhormia crassipes)的大量繁殖导致水质下降,并减少溶解氧,造成鱼类死亡。其它影响包括,蓝绿藻(Blue green algae)的过量繁殖会产生某些毒素,使生活用水的成本增加。
例:印度卡尔库塔市(Calcutta)没有一座污水处理厂,该城所有的生活污水都被排入东郊
的一 个经过改造的湿地复合体中。这些污水被用来养鱼,鱼产量每年每公顷可达2.4吨;也可用来灌溉稻田,每公顷年产水稻2吨左右。另外,还在倾倒固体垃圾的地 方种植蔬菜,并用这些污水来浇灌。大量的营养物以食物形式从污水中排除出去。卡尔库塔城东的湿地成为一个如此低费用处理生活污水并能同时获得食物的世界性 典范。现在这个湿地却面临着日益膨胀的卡尔库塔市的威胁,该市在未来的污水处理上存在着非常严重的问题。来源:Ghosh,D.& Sen S.1987。
防止盐水的侵入
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,因而影响生态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。
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、工农业及生物落的淡水供应。
据Samarinda(东加里曼丹)的当地人报告,以前只在很少的年份, 当旱季长为10-11个月时,海水才侵入Mahakam河的上游,直至Samarinda镇。然而1991年,仅在6个月的旱季后,海水就深入 Samarinda镇的上游地区,这对当地工农业及社区人民的健康产生重大的影响。 当地人确信, 海水的侵入是由Mahakam水系的湖泊和河流外流量减少所造成的,而外流量的减少又是由于流域内大面积采伐森林所致。来源:Regional Development Planning Agency,East Kalimantan,persaaam。
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,山东莱洲湾海水入侵面积超过400km2,海水入侵以每年400m速度向内陆推进,造成耕地盐化,居民吃水困难。这是由于过多抽取地下水,河流入海 流量减少等原因造成的。
从山东莱洲至烟台一段,由于海水入侵,加大地下水含盐量,该区已有6264眼机井报废,
4.15× 104hm2耕地变成盐荒地。海水入侵使人畜饮水条件恶化,已有30.8万居民吃水困难。来源: 吴国昌,中国水资源合理开发,保护可持续利用,1993;吴凯,环渤海区域水环境问题及其防治对策,1997。
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流人河流。直而深的渠道或者皆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。
能源生产(水电、薪柴、泥炭)过路费免费
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。
虽然如此,湿地能源的开发对某些湿地也有很大的负作用。
例如,象煤一样泥炭是一种不可再生的资源。泥炭开采会毁坏泥炭湿地和它们的价值。类似的,在红河谷地筑坝发电也产生一些负作用。
在某些情况下,造成的经济损失超过开发的预期效益。这些损失包括阻止鱼类上游至产卵区;下游泛洪平原季节性洪水的丧失(阻止了下游地区营养物和沉积物的补充以及泛洪平原上鱼类的侧道洄游);增加海滨侵蚀;改变下游海滨区的含盐度。
理想的作法,应在可持续的基础上生产能源,同时,必须确保湿地其它功能和价值不被改变。
例:泥炭在秘鲁的Quechua语中被称为champa,多产于南美洲安斯的普那湿地,通常被用作生活能源,特别是炊烧。来源:Pulgar-Vidal,J.1946。
在中国,仅在缺乏燃料地区泥炭作为家庭燃料和地方工业燃料。譬如在四川省红原县,泥炭除用作居民燃料外,县奶粉厂用泥炭作为生产奶粉的锅炉燃料;四川省和吉林省农村,在沼气池中添加泥秸杆、人畜粪尿及杂草等混合,产生沼气。①
泥炭还是一种特殊的燃料。用它烘烤麦芽,酿造"威士忌"酒。目前,在中国青岛和北京葡萄酒厂,过去用进口泥炭为麦芽炉的燃料,现在用本国泥炭生产"威士忌",酒正、味道香。②来源:①马学慧等,中国的沼泽,1991;②郎慧卿,中国沼泽,1983。
例:在卢旺达,泥炭用于火力发电,泥炭的开采正破坏着泥炭高地,并已引发了一系列有关的问题, 例如增加了高地的径流。来源:Denny,P.persaaam。
人们已从非洲阿斯旺高坝的经验认识到洪水控制、灌溉和水电的效益,然而许多负作用未曾被预知。大坝关闭30年后这些最重要的作用才被发现。在埃及尼罗河三角洲,海滨区沉积物的丧失意味着现在必须花费数十亿美元来人工防止海滨侵蚀。
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地的稳固作用;宋慧乔出轨
(2)削弱海浪和水流的冲力;
元旦是中国节日吗 (3)沉降沉积物。
例:英格兰东部河流沿岸植被已遭破坏,为防止侵蚀而采取人工加固河岸的方法,则每米河段平均需耗费425美元。来源:Torner,K.1989
罗志祥王心凌 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①。
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6.7×104hm2,到1990年下降为1.5×104hm2。政府部门正在有计划地恢复红树林的生长②。
来源:①郑德璋,红树林湿地的利用及其保护发展,1996;②湿地自然保护和管理培训手册,1996。
防风
来源:①郑德璋,红树林湿地的利用及其保护发展,1996;②湿地自然保护和管理培训手册,1996。
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。
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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。来源:Maktby.E.1986。
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。来源:林鹏,红树林, 1984。
排除有毒物
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。
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。必须重申的是,湿地对于有毒物质的吸收能力不是无限的。的确,在 被植物吸收而不是被沉积物吸收的情况下,湿地也许会"泄漏"有毒物质。在这种情况下,一旦食植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。因此,在源头确保有毒物质尽可能少的进入环境,则是最好的行动路线。
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。来源:Lakshman,G.1987。
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8
0.18%,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。
来源:杨永兴,三江平原沼泽区稻-苇-鱼复合生态系统效益研究,1993。
来源:杨永兴,三江平原沼泽区稻-苇-鱼复合生态系统效益研究,1993。
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