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            首都科學講堂第664期《滋潤生命:濕地的力量》

            信息來源:北京科學中心      發布時間:2020-09-20

              2020年9月19日,首都科學講堂線上開講,本次首都科學講堂邀請了中國林業科學研究院副院長、國家林業和草原局濕地研究中心主任、全國濕地學科首席科學傳播專家、北京濕地中心主任崔麗娟,為大家帶來題為 《滋潤生命:濕地的力量》的精彩講座。

              

              滋潤生命:濕地的力量

              人類文明的誕生、演化和傳承都離不開濕地。作為自然賦予人類的寶貴財富,濕地除了提供保證人類基本生存的食物和清潔水源外,還是世界上生物多樣性最富集的區域和最具活力的生態系統。到底什么是濕地?濕地如何滋潤生命,提供了豐富多樣的生物棲息地?面對退化的濕地,如何科學開展濕地恢復?濕地在城市發展進程中,是如何伴隨著人類文明的興衰一路走來的?

              第一講 認識濕地

              到底什么是濕地?

              廣義上來講,一般認可《濕地公約》里所稱的濕地:不管是天然或人工的,長久或暫時的沼澤地、泥炭地、水域地帶,其帶有靜止或流動的淡水(咸水),都可以稱為濕地。同時,濕地還包括和它相鄰的河湖沿岸、沿海區域,以及濕地范圍內的一些低潮時水深超過6米的區域。依據這個定義,有利于把濕地進行統一的保護和管理。我國1992年加入《濕地公約》之后,政府部門和大部分學者都在使用《濕地公約》里提到的這個定義。

              開展科學研究時,關于濕地也有一個狹義的定義,也有人把它稱為是科學定義。在這個定義里邊,濕地往往是指處于水生生態系統和陸生生態系統之間的過渡區域,強調的是它要包括濕生或水生植被、水生土壤、季節或者常年地淹水。

              根據中國的濕地現狀以及《濕地公約》分類系統,《全國濕地資源調查與監測技術規程》對全國濕地進行了分類,共分為5類28型。

              我國的濱海濕地主要分布在東部沿海的11個省、區、市和港澳臺地區,以杭州灣為界。杭州灣以北除了山東半島和遼東半島之外,主要是沙質和淤泥質的海灘,山東半島和遼東半島部分是巖石性海灘。其中,最典型的是江蘇的濱海濕地,是亞洲最大的濱海淤泥質的灘涂濕地。杭州灣以南主要是以巖石性海灘為主,主要是海口和一些河口灣,包括像晉江口-泉州灣、珠江口以及北部灣等。

              我們國家河流濕地最豐富的區域在東南部,因為這里雨水豐沛,河流占到了我國河流總量的95%以上。而且這里的河流濕地主要是外流型的,西北部主要是內流型的。

              我們國家的湖泊濕地有五大分布區,東北平原區,包括東北的山區,還有蒙新地區、青藏高原區、云貴高原區,以及東部平原區。

              沼澤濕地在我們國家主要分東北和西南兩區,在東北包括三江平原、大小興安嶺,還有長白山地。在西南,像若爾蓋地區,主要是高寒類型的沼澤濕地。就濕地的分布來說,從行政區域上看,根據第二次濕地資源普查的結果,濕地面積最大的是青海,濕地率最高的是上海;濕地面積第二大的是西藏,濕地率第二高的是江蘇。從中能看出一個規律:行政區面積比較大、地廣人稀的地方,濕地面積大;另外,由于人少,對濕地的威脅也小,所以濕地保存下來得也好。濕地率高的地方,主要是雨水豐沛的地區,濱江濱海地區濕地率比較高。

              接下來,跟大家分享一下濕地的生態特征。

              濕地是陸地和水域之間,水陸相互作用形成的一種特殊的綜合體。在濕地這種綜合體之中,生物和環境是互相影響、互相制約的。而且是在一定的時期內,處于相對的動態平衡。目前全球都認識到了濕地這種生態系統的重要性,我們把濕地和森林、海洋,并稱為全球三大生態系統。濕地的生態組分、生態過程、生態(系統)服務,這三個方面共同構成了濕地的生態特征。

              濕地的生態特征和別的生態系統還有一些不一樣的地方,比方說濕地具有復雜的界面特征。就陸地生態系統來說,主要是陸氣的界面,氣、土、植物之間有一些界面。但是對于濕地生態系統來說就沒那么簡單了,大氣、土壤、水、植被等組分交錯形成豐富的界面特征,包括陸氣界面、水氣界面、陸水界面,等等。

              另外一個濕地的生態特征,體現在濕地的生態系統組分復雜多樣。講到生態系統組分主要有兩個方面,一個是環境組分,主要包括水、地貌、土壤、氣候等。水,是濕地里最重要的一個要素,應該說水決定了濕地的類型,也決定著濕地中能量的傳遞和物質循環。地貌在一定程度上決定了濕地的形狀、大小、分布。土壤主要是決定濕地中化學轉換的過程,它是一些物質儲存的場所。還有氣候,就是水熱條件,這個決定濕地里植物的生長,包括殘體的分解。以上這些是環境組分。

              另外一個部分就是生物組分,生物組分包括植物、動物和微生物。濕地的植物都具有耐水淹,或者周期性耐水淹這樣的特點,就是說濕地里的植物對水淹缺氧具有非常好的適應性。濕地里的微生物也一樣,是以厭氧微生物群落為主的。濕地的動物資源也是非常豐富的,包括鳥類、昆蟲、哺乳動物等。

              濕地生態系統的組分有生物組分和非生物組分,這些組分呈梯度分布,主要是因為在濕地里邊,水分條件和營養條件都是呈梯度分布的。這樣就導致濕地里面植物也是呈梯度分布的,最典型的就是植物帶。由于植物的呈帶狀分布,也就自然而然地使植物中棲息的動物也是呈帶狀分布的。

              另外,濕地一個重要的生態特征就是,它的生態過程具有時間節律性。第一個節律性體現在水文的周期性變化,包括水豐、水枯,洪水泛濫、洪水退去。第二個就是物種結構的周期性變化,包括像鳥可以遷來又飛走、魚洄游。還有是物種特征的周期性變化,植物有四季榮枯、開花結果,這些都是有時間節律的。濕地的另一個生態特征是生態過程,也是濕地的生物地球化學循環。這主要有兩個部分,一個是生態系統內部的,它的各種轉換過程。另外一個就是濕地與環境之間的物質交換過程,主要是由于濕地里面有永久性或間歇性的淹水條件,所以存在厭氧生物的地球化學過程。

              從以上的介紹,我們可看出,濕地里面有非常多樣的組分,這些組分也形成了不同的生態過程,提供了一些重要的生態系統服務。生態系統組分、生態過程、生態系統服務共同構成了濕地的生態特征。

              第二講 豐富多樣的濕地生態系統服務

              《濕地公約》今年向全球發布的數據顯示,全球的濕地每年為我們人類提供的生態系統服務價值折合人民幣是332萬億元,這個數字應該說是非常驚人的,這個數字高于其他的陸地生態系統,比森林、草原、荒漠都要高。為什么濕地會有這樣大的價值?我們來一一看一下濕地的生態系統服務功能。

              第一個就是維持生物多樣性的功能。濕地里面生物多樣性是非常豐富的,以中國為例,在海岸帶濕地,植物有5000多種,動物有3200多種。內陸的濕地,植物有1500多種,動物也有1500多種。僅僅是淡水魚類,我們國家就有770多種或是亞種,因為濕地為這些洄游的魚類提供了重要的生存場所,包括它的一些產卵場所、棲息場所。濕地的鳥類也非常多,亞洲瀕危鳥類57種,我國31種,占到了整個亞洲瀕危鳥類的54%。世界的雁鴨類有166種,中國有50種。世界的鶴類一共有15種,中國就記錄到了9種。第二個濕地的重要生態功能就是應對氣候變化。濕地是地球上非常重要的碳庫,濕地中的泥炭地、紅樹林中都儲存著大量的碳,所以說濕地起著非常有效的碳匯作用。濕地占全球陸地面積的5%-8%,可是其中卻儲存著525吉噸的碳,這個儲量是非常大的。

              泥炭地儲存了30%的陸地碳。

              第三個重要功能是調節小氣候。我們在北京做了一項為期兩年的科學研究,選擇了昆明湖這塊小微濕地,去研究同一天同期內,距離昆明湖不同遠近地方的溫度、濕度和富氧離子的含量。得出的結論是,距離昆明湖越遠的地方溫度越高、濕度越低、富氧離子含量也是越來越降低的。從這個就可以證實,濕地可以說是自然的空調,有很重要的調節小氣候的功能。

              第四個重要的功能就是濕地減緩災害的功能。比方說濱海濕地就有著重要的災害緩沖器的作用。像紅樹林和珊瑚礁,它都是抵御臺風的天然屏障,它可以降低海浪、風暴潮和海嘯的強度。可以說,濱海濕地能夠有效地防災減災,保護城市的安全。

              第五個方面就是濕地減緩洪峰的重要作用。在洪泛平原,湖泊和沼澤就像天然的海綿一樣。在雨季許多的湖泊和沼澤,包括洪泛平原,都可以蓄積雨水,在暴雨和河流漲水的時候把過量的水分存在這里,減少對下游的危害。在旱季,這些洪泛平原,包括湖泊和沼澤也會釋放一些水給下游,所以說它也有一定的防旱功能。

              第六個重要的功能就是凈化水質。濕地被稱為“地球之腎”,就是因為它對水有很好的凈化作用。我們在北京順義的野生動物救護中心建了一塊人工濕地,用來凈化整個野生動物救護中心救護的水禽排泄糞便產生的污染。從2008年至今,已經穩定運行13年了。野生動物救護中心作為大量水禽的棲息地,水經常是黑綠色、發臭的。我們在水泵之外做了一個300米長、很窄的水道,在這塊人工濕地上做了基質的恢復和植被的配置,被污染的臟水流經這300米之后,在沒有任何的化學物質添加的情況下,由最開始進入的時候是劣V類水,流經這塊濕地之后就變為III類水。僅僅靠植物、微生物和土壤來凈化,總氮、總磷的去除率就可以達到53%、65%,所以濕地的凈化能力是非常高的。

              第七個重要的功能就是濕地的涵養水源功能。浙江的千島湖、廣東的萬綠湖、湖北的丹江口,所有這些都是濕地,它為人類提供了很好的水源,濕地能夠涵養水,而且提供出來的水,質量都是非常好的。

              第八個重要的功能就是提供物質產品。除了水稻之外,濕地也生產魚類和藥物,還有一些基因材料。我國水稻的高產穩產,離不開一個重要的人物袁隆平先生。他在海南的一塊濕地里發現了一種野生稻,取回之后經過培育,和家稻以及原有的水稻進行雜交,培育出一種抗倒伏、抗病、高產的新品種,這個例子實際上就顯示了,濕地有重要的提供基因材料的功能。另外,濕地也提供工業原料,包括食用鹽、一些肥料等。

              第九個方面的重要功能就是濕地和人類的生計。首先我們知道,農業也好、漁業也好,它為我們提供了重要的產業發展基礎,而這些恰恰是濕地提供給人類的。我們統計全球超過10億人賴以濕地來生存。中國有超過3億人是直接倚賴濕地來生活,應該說濕地是人類重要的一個生計來源。比如,淡水養殖面積在我國有514萬公頃,淡水捕撈產值456億元,淡水養殖業5000多億元。另外一個就是近些年興起的濕地公園。我們也有過計算,全國現有的濕地公園是1699處,國家濕地公園800多處。如果平均每個公園有工作人員60人,那么每年可以解決10萬人的就業,所以說濕地跟我們生活也是息息相關的。

              第十個方面的重要內容就是濕地的旅游觀光功能。濕地是集觀光、度假、休閑娛樂于一體的一個重要的旅游資源。既可以給我們提供一些游憩活動,同時也是非常好的康養資源,人們到這里可以呼吸新鮮的空氣,吸收更多的負氧離子。

              第十一個方面的生態功能就是濕地可以改善居住環境。城市里即使是一塊很小的濕地,也能夠緩解一下周邊的熱島效應,可以蓄積雨水、改善景觀、豐富生物多樣性。

              第十二個方面的功能是濕地的科研教育功能。在濕地的泥炭層或者沉積物里面,往往保留了過去的一些生物、地理等方面演進的信息。通過分析泥炭的剖面,科學家們可以反演這個地區的古地理環境、古氣候變化,對自然管理提供很好的支撐。

              對太湖的沉積物做的研究,分析了太湖整個的沉積物,然后把它和過去的一些氣候變化事件聯系起來,也能夠發現太湖的沉積物可以反映氣候的變化,也可以反映近幾十年來我們人類的一些活動。所以說,濕地可以提供很好的科研機會,也能讓我們更好地了解周邊自然的變化。總結起來,濕地的生態服務功能是非常巨大的。從高山到大海,濕地都在為我們服務。濕地無處不在,而且濕地的服務也無處不在。

              第三講 濕地恢復的流程和誤區

              《岳陽樓記》中,“銜遠山,吞長江,浩浩湯湯,橫無際涯”一句,描繪了當時洞庭湖的壯闊景象。而我們再看看現在底下這一串的圖,最左邊的是1825年時候的洞庭湖,然后是1935年、1949年、1958年、1971年,一直到2006年,應該說洞庭湖整個湖水面積的變化是非常大的。尤其是當我們看到最后一張的時候,僅僅有一些很細的線在相連,這個時候我們應該感覺說整個洞庭湖真是讓人驚心動魄,感覺很快就要消失了一樣。我們知道,原來八百里洞庭,曾經是我們國家最大的內陸湖泊,但是現在已經退居第二位了,屈居鄱陽湖之后。《岳陽樓記》中,還記錄了當時洞庭湖的界限:“北通巫峽,南及瀟湘”。而現在再看看洞庭湖,可能很多地方已經不能通航了。洞庭湖是一個縮影,從這一塊濕地里,也能夠看到我們國家整個濕地的變化。

              我國濕地到底有哪些問題存在?一是濕地面積在減少,把2014年的全國第二次濕地資源調查和2004年第一次濕地資源調查相比,濕地面積減少了8.8%,其中自然濕地減少了9.3%,面積的減少還是非常明顯的。二是濕地類型在發生變化:一是河湖濕地沼澤化。河、湖如果沼澤化了,那肯定是一種退化。二是河流濕地人工化,好多河流被截成水庫,被截成魚塘。三是濕地受威脅的壓力在逐漸增大。污染、圍墾、基建占用,還有過度捕撈和采集,以及外來物種入侵。為了解決濕地退化帶來的問題,濕地恢復就顯得刻不容緩。我們總結了濕地恢復的八個步驟,包括問題和風險分析、恢復方向的確立、恢復目標的確立,現狀的評估、恢復方法的選擇、最佳方案的判斷,還有工程設計,以及監測和評估。濕地恢復的八個步驟很復雜,所以也導致一些常見的誤區。比方說,有些地方一提到濕地的保護和恢復,就說濕地必須要與人隔絕,完全把濕地用圍欄和圍墻隔起來。實際上這不是我們主張的正確的濕地恢復。濕地和人應是息息相關,濕地應是可以讓人進入的。當然,這里有一個特例是濕地保護區,尤其是濕地保護區的核心區,人是不能進去的。所以恢復濕地正確的做法就是,處理好人和濕地的關系,而不是簡單地把人和濕地隔絕開來。另外一個常常遇到的誤區就是,很快完成整套濕地恢復流程。其實,提出一個一年兩年,甚至幾個月的濕地恢復計劃,都是人類強加給濕地的。濕地的生態系統有一個自我完善、自我設計的工程,不是短期內一蹴而就的。正確的做法應該是什么?應該給濕地生態系統留出充足的自我發育、自我設計、自我演替的時間。

              第四講 濕地滋潤人類文明

              縱觀古今,實際上人類的歷史就是一部“擇水而居,依水而興”的歷史,也可以說濕地是人類文明的搖籃。人類歷史上的四大文明,古埃及的尼羅河、古印度的恒河和印度河、兩河文明,中國的中華文明。所有的文明應該說都是倚賴濕地而發源的,所以說濕地是人類文明的搖籃。

              濕地和城市發展也密不可分。古人選擇聚居區的時候,主要選擇:第一個是有淡水供給。第二個要有可靠的防衛,往往在過去河流是自然的防衛系統。還有一個很重要的就是要保證要有便利的交通,而河流保證了水路運輸。依據這些條件,人類最早的聚居區大部分都選擇在濕地邊上,所以說,城市是倚賴濕地發展的,濕地是城市發展的沃土。許多著名的城市都是依傍著濕地繁衍生息,發展壯大,形成了自己的歷史。

              比如,我們現在所居住的北京城,地勢是西北高、東南低,向東南緩緩傾斜的這樣一個地勢。北京在過去也常常被稱為北京灣,或叫北京小平原。最早的時候有一些馬隊只能沿著西山的腳下走,現在的平原地區全部是沼澤覆蓋的,所以最早的一個聚居區,能找到的作為都城的就是現在琉璃河,也就是房山一帶的古燕,燕國。后來在蓮花池邊上薊國出現了,然后由于古燕的發展比較強大,所以吞并了薊,把它作為自己的一個都城來發展,慢慢地,蓮花池就是遼和金定都的地方。后來的太液池,包括元、明、清都在太液池(北海、中海、南海統稱“太液池”),也就是過去所謂的瓊華島,建立了自己的都城。而中南海這個地方,現在也是我們的政治中心。北京建城3000多年,建都800多年,到現在也保持著旺盛的生命力,經久不衰。

              我在《濕地北京》里分析過北京逐漸興盛的歷史,就是與北京所擁有的豐富的濕地資源是分不開的。北京人嘴里常有這樣兩句話,叫“先有蓮花池,后有北京城;沒有瓊華島,就沒有紫禁城”。這個都在說什么?蓮花池是濕地,瓊華島也是在濕地里面,就是過去的太液池,所以北京城的發展與濕地是分不開的。

              第三個跟大家分享的就是,古人與濕地相處時的一種樸素自然觀,都是本著“取之有節,用之有度”。《逸周書》里有這樣的話,叫:“春三月,山林不登斧,以成草木之長。夏三月,川澤不進網罟,以成魚鱉之長。”它講的是什么?就是春天的時候不要去砍樹,讓草木生長,夏天這三個月不要到濕地里面去用細密的網打魚,讓魚鱉有個生長的機會。大家看到古人跟濕地,跟森林相處的時候,是給它休養生息的。《管子》里邊也有這樣的話:“山林雖廣,草木雖美,宮室必有度,禁發必有時。”《論語》也提到,“釣而不綱,弋不射宿。”這個在講什么?就是釣魚的時候不要把大魚小魚一起釣上來,打鳥的時候不要去打在巢里的鳥。另外,《孟子》里更明確地提到,“不違農時,谷不可勝食也;數罟不入洿池,魚鱉不可勝食也;斧斤以時入山林,材木不可勝用。”就是要按照不同的時節來取用,尤其是對濕地,所有的時節都一網打盡,那樣的話,跟自然的相處可能就是要走到涸澤的那一天了。其實這些感受,人類近些年來應該感受得越來越深了。像這次的疫情,人把自己關起來之后,城市里面野生動物出現了,甚至今年的植被長得尤其茂盛,應該說人類在必要的時候,應該是給自然讓一讓步,大家和諧相處。

              第四個方面,濕地在供養人們豐富資源的同時,也因為它變幻莫測的美景帶給人們無邊的想象。從古至今,大量的文學作品來歌詠濕地的美,歌詠濕地中的植物、動物來寄托人們的情思。《詩經》歌詠、描寫了20多條河流濕地,濕地應該給當時的詩人或者當時的哲人,提供了非常好的抒發情感的對象。還有像濕地里的一些動物也是我們經常詠嘆的,“竹外桃花三兩枝,春江水暖鴨先知”中的“鴨”,指的就是綠頭鴨,濕地里非常常見的一種水鳥。“無冬無夏,值其鷺羽”中的“鷺”,指的就是白鷺,高潔的象征。還有濕地里面的蟲、魚、獸——“豈其食魚,必河之魴;豈其食魚,必河之鯉”,講兩種魚,包括也講一些鱉。“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上頭”“露荷翻處水流螢,蕭蕭散發到天明”,植物、動物都包括進去了。所以我們說,沒有濕地就沒有光輝燦爛的古代文明,沒有濕地也沒有現代生態宜居的城市。濕地不僅承載著人類的過去和現在,也必將在人類未來的發展中發揮更大的作用。

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