濕地分布、主要特點(diǎn)
濕地泛指一切地表過濕或有積水的地區(qū)。狹義的則強(qiáng)調(diào)泥炭的存在。文獻(xiàn)中術(shù)語也不相同。礦質(zhì)土壤的濕地,以傳統(tǒng)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(yǎng)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(qū)。南半球濕地面積小,主要分布在熱帶和部分溫帶地區(qū)。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(tǒng)分布廣泛,形成不同類型。有以優(yōu)勢(shì)植物命名,如蘆葦沼澤、苔草沼澤、紅樹林沼澤等。濕地環(huán)境有機(jī)物難以分解,故多泥炭的積累,濕地常呈現(xiàn)一定的發(fā)育過程:隨著泥炭的逐漸積累,礦質(zhì)營養(yǎng)由多而少。因此有富養(yǎng)(低位)沼澤、中養(yǎng)(中位)沼澤和貧養(yǎng)(高位)沼澤之分。
富養(yǎng)沼澤:是沼澤發(fā)育的最初階段。水源補(bǔ)給主要是地下水,水流帶來大量礦物質(zhì),營養(yǎng)較為豐富。植物主要是苔草、蘆葦、蒿草、柳、落葉松、水松等。
貧養(yǎng)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,高于周圍,故稱為高位沼澤。水源補(bǔ)給僅靠大氣降水,營養(yǎng)貧乏。植物主要是苔蘚植物和小灌木,尤以泥炭蘚為優(yōu)勢(shì),形成高大蘚丘,所以這類沼澤又稱泥炭蘚沼澤。
中養(yǎng)沼澤:介于上述兩者之間的過渡類型。營養(yǎng)狀態(tài)中等。既有富養(yǎng)沼澤植物,也有貧養(yǎng)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(tǒng)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(tǒng)。它對(duì)一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家乃至全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生態(tài)的環(huán)境都有重要意義。因此,對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用已成為當(dāng)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(hù)公約《關(guān)于特別作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》,簡稱《濕地公約》誕生,至今已有96個(gè)國家和地區(qū)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6m的沿岸帶水區(qū)。
濕地生態(tài)系統(tǒng)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(tǒng)區(qū)別于陸地生態(tài)系統(tǒng)和深水生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特屬性,包括了輸入、輸出、水深、水流方式、淹水持續(xù)期和淹水頻率。水的輸入來自降水、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(jié)變化,保證了水文的穩(wěn)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(shù)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(tǒng)之間,對(duì)于水運(yùn)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養(yǎng)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濕地生態(tài)系統(tǒng)。
水文條件導(dǎo)致獨(dú)特植物的組成并限制或增加種的多度。靜水濕地和連續(xù)深水濕地的生產(chǎn)力都不高。一般,有高的穿水流和營養(yǎng)物的濕地生產(chǎn)力最高。濕地有機(jī)物在無氧條件下分解作用進(jìn)行緩慢。濕地生態(tài)系統(tǒng)由于生產(chǎn)力高,分解得慢而輸出又少,所以,濕地有機(jī)物質(zhì)便積累下來。濕地生物群落可以通過多種機(jī)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,通常稱為水成土,即在淹水或水飽和條件下形成的無氧條件的土壤。濕地土壤中有機(jī)物質(zhì)的有氧呼吸生物降解受到條件的制約;幾個(gè)無氧過程能降解有機(jī)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(jī)化合物,提供給其他微生物利用。在水的過飽和下,動(dòng)植物殘?bào)w不易分解,土壤中有機(jī)質(zhì)含量很高。泥炭沼澤土的有機(jī)質(zhì)含量可高達(dá)60%~90%。其草根層的潛育沼澤持水能力為200%~400%;泥炭沼澤較強(qiáng),草本泥炭在400%~800%,蘚類泥炭一般都超過1000%。
濕地生態(tài)系統(tǒng)另一個(gè)特點(diǎn)是過渡性。
濕地生態(tài)系統(tǒng)位于水陸交錯(cuò)的界面具有顯著的邊際效應(yīng)(或稱邊緣效應(yīng),edge effect)。所謂邊際效應(yīng)是指在兩類(水、陸)生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶或兩種環(huán)境的結(jié)合部,由于遠(yuǎn)離系統(tǒng)中心,所經(jīng)常出現(xiàn)一些特殊適應(yīng)的生物物種,構(gòu)成這類地帶具有豐富物種現(xiàn)象。
濕地有一般水生生物所不能適應(yīng)的周期性干旱;濕地也有一般陸地植物所不能忍受的長期淹水。濕地生態(tài)系統(tǒng)的邊際效應(yīng)不僅表現(xiàn)在物種多樣性上,還表現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上,無論其無機(jī)環(huán)境還是生物群落都反映這種過渡性。濕地生物群落就是濕地特殊生境選擇的結(jié)果,其組成和結(jié)構(gòu)復(fù)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,不同類型的濕地生境條件存在很大差異。許多濕生植物具有適應(yīng)于半水半陸生境的特征。如具有的通氣組織發(fā)達(dá),根系淺,以不定根方式繁殖等;濕生動(dòng)物也以兩棲類和涉禽占優(yōu)勢(shì)。涉禽所具有長嘴、長頸、長腿,以適應(yīng)濕地的過渡性生態(tài)環(huán)境。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統(tǒng)·第十七章 第一節(jié)