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【生态文明关键词】之湿地生态系统

时间:2019-07-02 08:19:46     来源:国家林业和草原局

关键词一:海洋生态系统

【生态文明关键词】之湿地生态系统

   湿地生态系统是指地表过湿或常年积水,生长着湿地植物的地区,湿地生物与周围环维共同组成了湿地生态系统。湿地的概念有广义和狭义之分。张义上一般被认为是陆地与本城之间的过渡地带;广义上被定义为地球上除了海洋(水滚台来以上)外所有大面积水体:1971年在拉姆萨尔通过了《湿地公约》,该公约将湿地定义为:“天然或人造、永久或暂时之死水或流水、淡水、微成或成水沼泽地、泥炭地或永域,包持低潮时水深不超过6米的海水区。”它包括所有的陆地淡水生态系统(如河流、湖泊、清洋)以及陆地和海洋过渡地带的滨海生态系统,同时还包括了海洋边缘部分成水和半成水水域。它兼有水域和附地生态系统的特点,国际上通常把森林、海洋和湿地并称为全球三大生态系统类型。严格来讲,湿地生态系统在地理单元是可跨多个气候带的,即在森林、草原、荒漠地区甚至海洋都有湿地的分布。

   湿地生态系统具有如下特征:

   (1)独特的自然环境:湿地表面长期或季节性处于过湿或积水状态,发育有水成或半水成土壤,生长着湿生植物,同时分布着以这些植物为生的动物和微生物群落。

   (2)丰富的生物多样性;由于湿地是陆地和水体的过渡地带,因此它同时兼具丰富的陆生和水生动植物资源,形成了其他任何单一生态系统都无法比拟的独特生境。湿地具有复杂的动植物群落,对于保护物种、维持生物多样性发挥着难以替代的生态功能。

   (3)较高的生产力:湿地生态系统与其他任何生态系统相比,初级生产力较高。据报道,湿地生态系统每年平均生产蛋白质9克/平方米,是陆地生态系统的3.5倍。

   (4)湿地系统的多变性:湿地生态系统是水文、土壤、植被、气候等因素相互作用所形成的自然综合体。当这些因素受到自然或人为活动干扰时,都会或多或少地导致生态系统变化。特别是水文状态的显着改变,会直接影响生物群落结构,改变生态系统状态。当水量减少以致干涸时,湿地生态系统演变为陆地生态系统;当水量增加时,又会逐渐恢复为湿地生态系统。

   (5)特殊的生态功能:湿地具有综合效益,它既有调蓄洪水、涵养水源、调节气候净化水质、保存物种、提供栖息地等众多生态功能,发挥着无可替代的生态效益;也为工业、农业、能源、医疗业等提供大量生产原料,产生直接的经济效益。同时,作为科学研究、教育基地和休闲娱乐的重要场所,具有显着的社会文化效益。水分是湿地形成发展的主要因素,气候和地貌条件决定了地表水状况。年降水量大于蒸发量,加之空气湿度大,在一些低地上,由于排水不畅,使地表常年处于过湿状态。此状态改变了土壤通气条件,抑制土壤动物和微生物活动,破坏土壤、大气、植物间正常物质交换。在长期缺氧条件下,土壤中矿物质的潜育化过程和有机质泥炭化过程作用下,形成了湿地。

   湿地生态系统是个动态系统,系统的结构和功能随时间不断发生有规律的变化,即从一个群落经过一系列的演变而成为另一个群落,许多短暂性群落经交替演替,直到相对稳定,其组成与结构不同于原来的群落。湿地生态系统的演替通常属于水生演替,形成溶泽的演替通常有以下三种。

   (1)湖泊形成的沼泽演替:初期多为富养墓草沼泽。随沼泽不断发育,泥炭藓的人侵,形成中养墓草、泥炭藓沼泽。此时沼泽化湖泊仍有静水层。在沼泽湖泊脱离地下水补给后,泥炭藓得到进一步发展,形成藓丘,演变为贫养沼泽。水从丘顶部向四面流失。藓丘表面干燥,通气较好。此时一有条件,木本植物立即进入地段,形成木本沼泽。

   (2)森林形成的沼泽演替:这类演替从森林沼泽形成开始。森林沼泽由于泥炭持水量大,土壤及空气湿度增加,苔藓植物大金发藓和泥炭藓相继入侵,增加土壤湿度和酸度,为喜湿耐酸植物入侵提供条件。泥炭藓得以发展,在草丘间形成地被层,同时小灌木柱香和越橘生长,发展成中养沼泽。泥炭藓有特强吸水能力,持水量可达1600%~3000%,为自身重量的19~31倍。泥炭藓不断加厚,有力地抑制了高等植物的生长。泥炭藓随之发展成藓丘,并掩住草丘,使沼泽表面升高,脱离地下水补给,演替为贫养沼泽。在此时沼泽中树木生长不良,盖度多小于40%,为少林或无林的泥炭藓沼泽。

   (3)草甸形成的沼泽:草甸形成沼泽后,由于积水和空气湿度大,泥炭藓入侵形成中养蓬草、泥炭藓沼泽。草本植物有灯心草、刺子莞等。泥炭藓发展形成藓丘,使沼泽地表面升高,形成贫养泥炭藓沼泽。这类沼泽可在长江中下游,湖滨以及山地沟谷等低洼地区形成。群落外貌绿色,层次不明显。由于地形、土质差异,组成种类也不同。建群种有墓草、灯心草等。湿地生态系统具有如下生态结构与功能特点。

   (1)生产者:在湿地生态系统中,生产者是那些将无机物合成有机物的生物,主要包括光合细菌、小型藻类和大型水生植物等。大型水生植物是指除小型藻类以外的所有水生植物类群,包括非维管束植物、低级维管束植物和高级维管束植物。这类植物的一部分或全部永久或至少一年中数月沉没于水中或漂浮在水面上。大型水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。在稳定的湖体中,水生高等植物的分布规律是自沿岸带向深水区呈同心圆式分布的,各种生活型带间是连续的。从沿岸向湖心方向各生活型的位置依次为湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物,漂浮植物则分布其间。大型水生植被结构比陆生植被简单,一般各层片基本不重叠,植物群丛基本为单优势群丛或两种共同优势群从。植被类型分为湿生、挺水、根生浮叶、漂浮和沉水等类型。浮游植物则是另一种重要的生产者,在清水湿地中大型水生植物是主要生产者,而在浊水湿地中浮游植物转化为主要生产者。

   (2)消费者:在湿地生态系统中,消费者是指以其他动植物为食的各种动物,主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类、虾蟹类、爬行类、鸟类等。直接吃植物的动物是一级消费者,如链鱼、草鱼等植食性鱼类;以植食性动物为食的动物是二级或二级以上消费者,如鳜鱼、馀鱼、乌盘等肉食性鱼类和部分水禽;有些鱼类是杂食性的,如各种鲤科鱼类,它们吃水藻、水草,也吃无嵴椎动物。

   (3)分解者:在湿地生态系统中,指将有机物分解为无机物的生物,主要包括细菌、真菌和腐生动物等。分解者对于物质循环和能量流动具有非常重要的意义,是生态系统不可缺少的一个组成成分。由于有机物分解是一个非常复杂的逐步降解过程,除了细菌和真菌两类主要分解者外,其他大大小小以动植物残体为食的各种动物也在物质分解过程中发挥着独特的作用。

   (4)能量流动:植物残株不能完全分解,一部分在嫌气条件下,以半分解形式转化为泥炭:将能量储存在地下。沼泽类型不同,生产量也不同。富养沼泽营养丰富,生产力较高,贫养沼泽营养不足,群落结构也简单,往往抑制植物生长,因此其生产力不高。

   (5)物质循环:物质通过湿地中绿色植物光合作用进入生态系统,然后沿食物链从绿色植物转移到昆虫、软体动物、小鱼小虾等植食动物,再流经水禽、涉禽、两栖类、哺乳类等肉食动物,部分有机物被微生物分解,供循环利用。现以碳循环为例说明沼泽的物质循环:沼泽中的碳来自大气和水中以及泥炭中有机物质的分解。沼泽中的碳循环是从植物光合作用开始的,所合成的部分碳水化合物经植物唿吸作用消耗,产生二氧化碳,返回土壤和大气中。另一部分在植物残体通过泥炭化过程形成泥炭,在需氧性细菌作用下,泥炭中的有机物质被分解,释放出二氧化碳,参加生态系统碳素循环。在泥炭中的有机物质中含有纤维素和半纤维素等多糖类物质。在细菌微生物所分泌的水解酶的作用下,分解为葡萄糖等单糖。葡萄糖在季节性积水沼泽的干季,经好氧性的微生物分解,最后产生二氧化碳和水。常年积水沼泽中,葡萄糖经厌氧性细菌分解,首先形成有机酸和二氧化碳,最后释放出甲烷和氢气,二氧化碳为中间产物,部分返回大气。

   我国是世界上湿地生物多样性最丰富的国家之一,是亚洲湿地类型齐全、数量多、面积最大的国家。初步统计,我国沼泽约1100万公顷,湖泊1200万公顷,滩涂和盐沼地210万公顷,稻田3800万公顷,共计6310万公顷。还没有包括江河、水库、池塘以及溪海水域,因此这个数字只是一个偏低的数字。

   根据生物区系特征、气候特点和生物多样性的丰富程度,我国湿地可分为8个主要区域,即东北湿地、华北湿地、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。湿地在我国有着广泛的分布,各气候带内的山地和平原几乎都有分布。我国东半部湿地面积远远大于西半部地区,占全国湿地面积的3/4。东半部的东北山地和平原分布面积最大,占全国湿地面积的一半,而大面积的湿地集中在东北寒温带、温带气候区、西半部湿地的分布趋势是南部多于北部,南部为青藏高原,湿地集中分布于谷地,面积仅次于东北地区,约占全国湿地面积的20%。沼泽在山地的分布十分广泛,如东北大小兴安岭和长白山地,西北的天山、阿尔泰山等,华北的燕山、太行山地等。山地沼泽面积约占全国沼泽面积的60%。湿地分布的高度不同,如长白山地沼泽在海拔500米以下的山间盆谷地;而井冈山、武功山等多分布在海拔700米以上,而西藏的纳木错湖则高达4700米。

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