湿地八大功能
发布时间：2019-08-05
湿地的八大生态功能
一、天然蓄水库 湿地给人们的第一印象就是多水。一部分水积存在湿地地表，还有大量的水储存在植物体内、土壤的泥炭层和草根层中，因此人们把湿地称之为“天然蓄水池”或“生物蓄水库” 。 沼泽湿地土壤具有特殊的水文物理性质，土壤中草根层和泥炭层孔隙度达 72% ～ 93%，饱和持水量达 500 ～ 10 000g/kg，甚至更高，每公顷沼泽湿地可蓄存 2000 ～ 15 000m3水量。 以东北山地沼泽湿地为例，大兴安岭沼泽湿地土壤蓄水量为 61.60 亿 m3，小兴安岭沼泽湿地为 48.61 亿 m3，长白山地沼泽湿地为 29.42 亿 m3，东北山区沼泽湿地总蓄水量为 139.63亿 m3。若考虑沼泽地表积水深 10cm，则东北山区沼泽湿地土壤蓄水和地表积水的总储水量可达 172.16 亿 m3，相当于松花江干流多年平均径流量的 46.2%，表明沼泽湿地具有十分重要的涵养水源和调洪功能。 湖泊湿地更是名副其实的天然水库。我国湖泊总贮水量约 7077 亿 m2，其中淡水贮水量占 31.8%。素有水乡泽园的长江中下游湖群占有重要地位， 约 750 亿 m3（国家林业局，2001） 。
二、调蓄洪水 湖泊、沼泽湿地能够暂时蓄纳洪水，尔后缓慢泄出，从而减轻洪水威胁。长江每年的汛期都将过量的水流入洞庭湖和鄱阳湖。1998年特大洪水期间，洞庭湖调蓄水量为 269.13 亿 m3，占入湖总水量的 32%。鄱阳湖不仅调蓄鄱阳湖水系五河的来水，而且对长江干流洪水也具有一定的调蓄作用。1998 年鄱阳湖对五河来水的调蓄水量为 357.36 亿 m3，占入湖总水量的47.4%。 沼泽对河川径流影响主要表现在两个方面：一是产流少，减少一次降水对河川径流补给量，使汇流时间延长；二是降低洪峰，使当年来水不能在当年完全流出。洪水被储存于湿地土壤中或以地表水形式滞留在沼泽湿地中，减缓了洪水流速和下游洪水压力 。 湿地调节径流示意图（吕宪国，2006） 三江平原挠力河流域上游宝清水文站与中游菜嘴子站之间发育大面积沼泽湿地，湿地率达 32.7%。在 1956 年至 2000 年的洪峰流量实测序列中，有 26 年是下游菜嘴子站的洪峰流量小于上游宝清站，表明有大量洪水在河滩滩沼泽中漫散和蓄存 。 三江平原挠力河流域宝清站（上游） 与菜嘴子站（下游）洪峰流量对比 （根据黑龙江省水利厅提供的资料绘制） “山随平野尽，江入大荒流”就是描述长江在洪水季节两岸湖泊和沼泽连为一体，将洪峰消弥于无形的景象。
三、补充地下水 湿地作为一种长期存在、有着丰富水资源的自然生态系统，往往与区域地下水含水层有直接水文联系，当湿地水位低于周围陆地潜水面时，就会产生地下水入流，如果湿地的水位高于周围潜水面，地下水就会流出湿地。沼泽湿地补给地下的方式有直接补给和间接补给。直接补给是水分通过沼泽土壤直接渗透进入含水层；间接补给是指水分首先水平运动通过土壤进入位于可渗透性的土壤或河流，然后通过河流基底补给地下水。湿地中同时存在地下水入流和地下水出流，这类湿地可接受地下水，并能将过剩水输出到外界；有些湿地只接受地下水补给；如果湿地的地表水 ( 地下水 ) 水位高于该地区地下水位，湿地补给地下水、。处于不同地貌部位的湿地，对地表水和地下水的影响也不同、。 地下水补给湿地 、貌部位湿地与地表水和地下水的关系（柴岫，2005）
四、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 ；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） 。
五、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%。
六、碳汇和碳源 湿地是一种比较活跃的生态系统类型，它与陆地、大气圈、水圈作用的绝大部分生物地球化学通量有关。湿地中有机质的不完全分解导致湿地中碳和营养物质的积累，湿地植物从大气中获取大量的 CO2，又通过分解和呼吸作用以 CO2 和 CH4 的形式排放到大气中，湿地碳循环过程受气候条件及人类活动的影响（图1） 。 图1 湿地生态系统碳的生物化学过程（吕宪国，2005） 湿地是全球最大的碳库，在全球碳循环中起着重要作用。储存在泥炭中的碳总量为120 ～ 260Pg（C） ，占地球陆地碳总储量 15%（Franzen,1992） 。湿地碳储量取决于湿地类型、面积、植被、土壤厚度、地下水位、营养物质、pH 值等因素。 碳汇湿地，特别是泥炭地中储存着大量的碳，因此说湿地是碳“汇” 。我国泥炭地面积 10 440.68km2，其中泥炭沼泽面积占70.72%，为7383.65km2；储存着 15.03亿吨有机碳。泥炭沼泽湿地所积累的碳对抑制大气中CO2 上升和全球变暖具有重要意义。据穆尔等估算，全球沼泽湿地以每年 1 mm 堆积速率计算，一年中将有 3.7 亿吨碳在沼泽地中积累。 以我国泥炭沼泽湿地中泥炭的积累速率为0.32 mm/ 年，一年中可为我国堆积约 58.47 万吨泥炭， 折合20万吨有机碳的储量。由此可见，泥炭沼泽湿地是陆地生态系统中碳积累速率最快的生态系统之一，其吸收碳的能力要远远超过森林。 碳源 湿地也是温室气体的重要释放源。湿地中有机残体的分解过程产生 CO2 和 CH4。全球天然湿地每年释放的 CH4 约为 10 亿～ 20 亿吨，全球水稻田每年甲烷的释放量约为 2 亿～15 亿吨，分别占全球 CH4 总释放量的 22% 和11%。 如果湿地被疏干排水或者温度升高、降雨减少，会导致湿地土壤水分减少，由嫌气环境变成好气环境，土壤中微生物活力增强，加速了泥炭或草根层的分解，增加了向大气 CO2 的净释放量。 如果泥炭被开采并作为燃料燃烧，将迅速地把泥炭中积累的大量碳氧化，使几千或上万年来由大气中 CO2 形成的有机物质重新以 CO2形式返回到大气中，这时泥炭沼泽湿地就变成了碳“源” 。据实测，三江平原泥炭沼泽湿地开垦后，有机质含量平均下降 39.5%，有机碳量总共减少 471 万吨，现有的泥炭库中有机碳比 20 世纪 80 年代减少了 35% 左右（宋长春，2004） 。
七、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。
八、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。
