濕地分布、主要特點(diǎn)
濕地泛指一切地表過(guò)濕或有積水的地區。狹義的則強調泥炭的存在。文獻中術(shù)語(yǔ)也不相同。礦質(zhì)土壤的濕地,以傳統的草本植物為主的是marsh,以木本植物為主的是swamp,而富有泥炭的貧養泥炭濕地是bog。
全世界濕地約有5.14億hm2,約占陸地總面積的6% (mitsch 1986)。濕地在世界上的分布,北半球多于南半球,而且多分布在北半球的歐亞大陸和北美洲的亞北極帶、寒帶和溫帶地區。南半球濕地面積小,主要分布在熱帶和部分溫帶地區。加拿大濕地居世界之首,約1.27億hm2,占世界濕地面積的24%,美國有濕地1.11億hm2,再其次是俄羅斯、中國、印度等。中國濕地面積約占世界濕地面積的11.9%,居亞洲第一位,世界第四位。
濕地生態(tài)系統分布廣泛,形成不同類(lèi)型。有以?xún)?yōu)勢植物命名,如蘆葦沼澤、苔草沼澤、紅樹(shù)林沼澤等。濕地環(huán)境有機物難以分解,故多泥炭的積累,濕地常呈現一定的發(fā)育過(guò)程:隨著(zhù)泥炭的逐漸積累,礦質(zhì)營(yíng)養由多而少。因此有富養(低位)沼澤、中養(中位)沼澤和貧養(高位)沼澤之分。
富養沼澤:是沼澤發(fā)育的最初階段。水源補給主要是地下水,水流帶來(lái)大量礦物質(zhì),營(yíng)養較為豐富。植物主要是苔草、蘆葦、蒿草、柳、落葉松、水松等。
貧養沼澤:往往是沼澤發(fā)育的最后階段。由于泥炭層的增厚,沼澤中部隆起,高于周?chē)?,故稱(chēng)為高位沼澤。水源補給僅靠大氣降水,營(yíng)養貧乏。植物主要是苔蘚植物和小灌木,尤以泥炭蘚為優(yōu)勢,形成高大蘚丘,所以這類(lèi)沼澤又稱(chēng)泥炭蘚沼澤。
中養沼澤:介于上述兩者之間的過(guò)渡類(lèi)型。營(yíng)養狀態(tài)中等。既有富養沼澤植物,也有貧養沼澤植物。苔蘚植物較多,但未形成蘚丘,地表形態(tài)平坦。
濕地生態(tài)系統廣泛分布在世界各地,是地球上生物多樣性豐富,生產(chǎn)量很高的生態(tài)系統。它對一個(gè)地區、一個(gè)國家乃至全球的經(jīng)濟發(fā)展和人類(lèi)生態(tài)的環(huán)境都有重要意義。因此,對于濕地生態(tài)系統的保護和利用已成為當今國際社會(huì )關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。1971年全球政府間的濕地保護公約《關(guān)于特別作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》,簡(jiǎn)稱(chēng)《濕地公約》誕生,至今已有96個(gè)國家和地區加入了《濕地公約》,中國于1992年正式成為公約締約國。
《濕地公約》指出:“濕地是不問(wèn)其天然或人工、永久或暫時(shí)的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,常有靜止或流動(dòng)、咸水或淡水,半堿水或堿水水體者,包括低潮時(shí)水深不過(guò)6m的海灘水域?!边€包括河流、湖泊、水庫、稻田以及退潮時(shí)水源不超過(guò)6m的沿岸帶水區。
濕地生態(tài)系統中水文是最為主要特征。
濕地水文條件成為濕地生態(tài)系統區別于陸地生態(tài)系統和深水生態(tài)系統的獨特屬性,包括了輸入、輸出、水深、水流方式、淹水持續期和淹水頻率。水的輸入來(lái)自降水、地表徑流、地下水、泛濫河水及潮汐(海岸濕地)。水的輸出包括蒸散作用,地表外流,注入地下水以及感潮外流。濕地水周期是其水位的季節變化,保證了水文的穩定性。
濕地水的貯存和收支間的平衡可以下式表示:
△V=Pn+Si+gi-Eri-So-go±T (17.1)
式中:V:蓄水體積;△V;蓄水體積的變化;Pn:純降水;Si:地表流入;gi:地下水流入;Eri:蒸散作用;So:地表流出;go:注入地下水;T:感潮進(jìn)(+)出(-)水。
水深變化:
△L=△V/A(L) (17.2)
式中:L:水位,A(L):水位函數的濕地面積。
式17.1可用于任何濕地的主要水分組成的收支概算。由于濕地處于水、陸生態(tài)系統之間,對于水運動(dòng)和滯留等水文的變化是特別敏感。水文條件決定了濕地的物理、化學(xué)性質(zhì):水的流入總是給濕地注入營(yíng)養物質(zhì);水的流出又經(jīng)常從濕地帶走生物的、非生物物質(zhì)。這種水的交流不斷地影響和改變著(zhù)濕地生態(tài)系統。
水文條件導致獨特植物的組成并限制或增加種的多度。靜水濕地和連續深水濕地的生產(chǎn)力都不高。一般,有高的穿水流和營(yíng)養物的濕地生產(chǎn)力最高。濕地有機物在無(wú)氧條件下分解作用進(jìn)行緩慢。濕地生態(tài)系統由于生產(chǎn)力高,分解得慢而輸出又少,所以,濕地有機物質(zhì)便積累下來(lái)。濕地生物群落可以通過(guò)多種機制影響水文條件,包括泥炭的形成,沉積物獲取、蒸騰作用、降低侵蝕和阻斷水流等。
濕地土壤是濕地的又一主要特征,通常稱(chēng)為水成土,即在淹水或水飽和條件下形成的無(wú)氧條件的土壤。濕地土壤中有機物質(zhì)的有氧呼吸生物降解受到條件的制約;幾個(gè)無(wú)氧過(guò)程能降解有機碳。由厭氧菌進(jìn)行發(fā)酵的作用,為其他厭氧菌提供底物的中心作用。它將高分子量的碳水化合物分解成低分子量的可溶性有機化合物,提供給其他微生物利用。在水的過(guò)飽和下,動(dòng)植物殘體不易分解,土壤中有機質(zhì)含量很高。泥炭沼澤土的有機質(zhì)含量可高達60%~90%。其草根層的潛育沼澤持水能力為200%~400%;泥炭沼澤較強,草本泥炭在400%~800%,蘚類(lèi)泥炭一般都超過(guò)1000%。
濕地生態(tài)系統另一個(gè)特點(diǎn)是過(guò)渡性。
濕地生態(tài)系統位于水陸交錯的界面具有顯著(zhù)的邊際效應(或稱(chēng)邊緣效應,edge effect)。所謂邊際效應是指在兩類(lèi)(水、陸)生態(tài)系統的過(guò)渡帶或兩種環(huán)境的結合部,由于遠離系統中心,所經(jīng)常出現一些特殊適應的生物物種,構成這類(lèi)地帶具有豐富物種現象。
濕地有一般水生生物所不能適應的周期性干旱;濕地也有一般陸地植物所不能忍受的長(cháng)期淹水。濕地生態(tài)系統的邊際效應不僅表現在物種多樣性上,還表現在生態(tài)系統結構上,無(wú)論其無(wú)機環(huán)境還是生物群落都反映這種過(guò)渡性。濕地生物群落就是濕地特殊生境選擇的結果,其組成和結構復雜多樣,生態(tài)學(xué)特征差異大,這主要由于濕地生態(tài)條件變幅很大,不同類(lèi)型的濕地生境條件存在很大差異。許多濕生植物具有適應于半水半陸生境的特征。如具有的通氣組織發(fā)達,根系淺,以不定根方式繁殖等;濕生動(dòng)物也以?xún)蓷?lèi)和涉禽占優(yōu)勢。涉禽所具有長(cháng)嘴、長(cháng)頸、長(cháng)腿,以適應濕地的過(guò)渡性生態(tài)環(huán)境。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著(zhù)·《生態(tài)系統生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統·第十七章 第一節