中图分类号:P941.78;X21 文献标识码:A 湿地是地球上具有重要环境功能的生态系统和多种生物的栖息地之一。湿地由水陆相互作用形成,湿地环境的水文特征、生物地球化学过程和湿地生物适应,使其具有独特的物理、化学和生物学结构和功能,对环境变化十分敏感[1~2]。因而,湿地环境变化对全球环境变化的响应以及全球环境变化对湿地环境的影响必定有别于其他生态系统,当前施加在湿地上的人类社会经济活动影响十分突出。所以研究湿地环境及其对全球变化的贡献和影响,对评价湿地在全球环境变化中的地位,促进湿地的保护和合理利用,以应付、缓解和最终解决全球环境问题,具有重要意义。 湿地在全球环境变化中的地位,主要表现在湿地环境自身健康水平和湿地在全球环境长期变化中的作用。现代地球系统科学的思想认为,地球环境的任何一个圈层、任何一个生态系统和任何一个过程都不是孤立的,它们的形成和发展包含着其他圈层、生态系统和过程的影响,并通过它们的形成和发展,影响其它圈层、生态系统与过程,表现出地球系统的整体行为。因此,全球环境问题必然对湿地生态系统和区域环境构成深远影响,湿地生态系统和区域环境问题又有可能发展成为全球问题。 1 湿地环境的主要特点 湿地环境由湿地水文、湿地生物地球化学循环和生物对湿地的适应和改造构成。各种因子之间相互依赖、相互协同,表现出湿地的整体功能。一个未受异常自然和人类活动扰动的湿地环境,因其生物种属的多样性、结构的复杂性、功能的整合性和抵抗外力的稳定性,而处于较好的健康状态。当外力扰动超过湿地环境的修复能力时,湿地环境的健康状态就会恶化,功能发生退化,进而对区域或全球环境产生影响。 水文是湿地环境中最重要的因子[3]。 湿地一般都位于地表水和地下水的承泄区,是上游水源的汇聚地,具有分配和均化河川径流的作用,是流域水文循环的重要环节。水分输入与输出的动态平衡还为湿地创造了有别于陆地和水体生态系统的独特物理化学条件。湿地的水文情势影响着湿地生物地球化学循环,控制和维持湿地生态系统的结构和功能,影响着土壤盐分、土壤微生物活性、营养有效性等,进而调节着生活在湿地中的动植物物种组成、丰富度、初级生产量和有机质积累。湿地位于陆地与水体之间,因而湿地对水量和运动方式的改变特别敏感。如果自然和人类活动造成水分数量和质量的变化,这些变化就会反映在湿地生态系统的结构和功能上,进而引起径流的调节作用和维持生态系统生产力的作用发生退化[4],对区域环境产生不利影响。 湿地中生物地球化学过程不仅造成湿地物质化学形态的改变,还通过水分—沉积物交换和植物摄取途径,影响物质在湿地内循环和湿地外有机质输入、输出的空间移动[5]。植物吸收二氧化碳, 转化为有机质或泥炭积累在湿地中,可以降低大气中二氧化碳含量,减轻温室效应的影响。湿地植物对水中有毒物和污染物的吸收、固持作用,可以净化水质,减轻水质污染,有利于下游地区环境和社会发展。湿地与周围环境的物质交换越丰富,其生物地球化学过程越开放。当湿地与周围环境系统界面间的物质转移量很小时,其生物地球化学循环就处于封闭状态。由于湿地类型和环境的不同,其生物地球化学循环有的可能是开放的,有的可能是封闭的。河流泛滥湿地和海岸盐沼,通过河流和潮汐发生显著的物质交换,因而开放度极高,对外部环境的影响就大。而贫营养的凸起泥炭地,只有极少量的气态物质与周围大气之间发生物质交换,其生物地球化学循环的开放度很低。 湿地环境对许多生物具有生理上苛刻性。湿地环境对植物的胁迫主要有湿地环境的毒害物质、高盐分和多变的水位等。水生生物不能忍受湿地的干湿交替环境,而陆生植物又不能忍受长期淹水的胁迫。湿地对生物胁迫更重要的是湿地土壤中氧的缺乏,它阻碍了正常有机物新陈代谢的进行。在氧气缺乏条件下,土壤中的营养活性增强,当元素和有机物的浓度达到一定程度时,会对植物产生毒害作用[6,7]。 湿地中的植物和动物都发育了某种功能以适应湿地环境的胁迫。动植物的适应性包括有机物对环境的忍受和对胁迫的调节。另一方面,湿地生物对湿地环境并不仅仅是被动的适应,还能主动反应湿地环境的变化,成为连接湿地物理环境和物理过程、化学环境和化学过程的重要环节。例如湿地植物可以通过积累泥炭、沉积物堆积、减少侵蚀、干扰水流、水面遮阴和呼吸蒸腾等机制来控制湿地的水文条件[3]。 随着泥炭的不断增厚凸起,湿地就会逐渐脱离地表矿质水分的影响。一些沼泽和河流湿地在积累了沉积物后,会显著地降低湿地的泛滥频率。 湿地是世界上最受威胁的生态系统之一,土地利用方式变化和人类活动干扰是造成湿地丧失的主要原因。在一些国家,90%的湿地已经破坏或处于严重退化中,结果导致生物多样性和湿地特有功能的严重丧失。IUCN估计,全球已有50%的湿地生态系统从地球表面消失[9]。 世界各地泥炭沼泽和湿地还继续以不断增加的惊人速度被破坏[10~12]。亚洲一半以上的湿地已经丧失,印度—马来西亚地区一半以上的红树林因辟作水产养殖场而被砍伐殆尽[13,14]。 亚洲地区湿地丧失和功能退化的直接原因是排水、沿海开发、天然湿地生态系统转为农田、工业、能源和居住地。其它的湿地丧失原因包括动植物资源的过度开发、空气和水质污染与气候变化。但从根本上说,当前对湿地的威胁主要来自经济的外向化、多变的政策、人口的增长与贫穷等,同时这些因素还相互联合,进而加重了湿地的破坏程度。