·湿地的十一种功能[2005年1月14日]
　　长期以来，湿地的价值不为人知，无论中国还是外国从未认识到湿地的重要。二十世纪六十年代，西方发达国家工业化发展迅速，湿地被大量改造，许多水禽和动植物丧失了栖息地，生态系统遭到了严重破坏。人们开始意识到湿地保护和管理的必要性。例如，芬兰的湿地面积非常大，多年来开发出的一整套技术和机械，将湿地转变为农耕地和林地。在中国，东北三江平原的大片湿地被称为“北大荒”。50年代，政府动员大量人力、物力、财力开垦北大荒，建立农场，进口大量机械，将湿地的水排干，将“北大荒”变为“北大仓”，获得了大量农产品。但其长期的后果是周边环境恶化。1998年嫩江和松花江的洪水与此不无直接关系。为此，黑龙江省政府决定，停止北大荒内的所有开垦活动，并将某些农耕地恢复为湿地，建立了一些湿地保护区。
　　1972年，18个国家在伊朗海滨城市拉姆萨尔签署了《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称《湿地公约》），初衷主要是保护水禽及其栖息地。随后的实践使人们越来越多地认识到了湿地的重要功能，视野也逐步拓展到了整个湿地生态系统。
　　湿地是重要的国土资源和自然资源，与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益。在提供水源、蓄洪防旱、保护海岸、控制污染、调节气候、提供能源、水运、保存基因、提供天然产品、美化环境、研究历史等方面有着其它系统不可替代的作用。因此，湿地被誉为“地球之肾”。在世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。
　　一．提供水源
　　1．直接利用水资源
　　湿地常常作为居民用水、工业用水和农业用水的水源。如溪流、河流、池塘、湖泊等。
　　2．与蓄水层互通，成为间接利用的水源
　　从湿地流入到蓄水层的水随后可成为浅层地下水系统的一部分，得以保持。浅层地下水系统可为一个更为复杂的自然生境、农业、居民电或工业系统提供水源，维持水位，或最终流入深层地下水系统，成为长期的水源。当蓄水层高于另一块湿地时，又成为另一块湿地的水源，为这块湿地相关的社区、农业、工业或为保持重要生态集合提供水源。
　　二．流量调节(初级的洪水控制)
　　在多雨或河流涨水的季节，湿地能储存来自降水、径流或地下水源的过量水分。沼泽是一个巨大的生物蓄水库。它能保持大于其土壤本身重量3～9倍或更高的蓄水量。这与沼泽土壤具有特殊的水文物理性质有关。例如，中国三江平原沼泽和沼泽化土壤的草根层和泥炭层，孔隙度为72%~93%，饱和持水量830%~1030%，全区沼泽湿地蓄水量高达38.4×10m³。
　　湿地调节流量和控制洪水有两种过程。首先，洪水被储存在土壤内或以表面水的形式保存于湖泊和沼泽中，这就直接减少了下游的洪水量。一部分洪水可在数天、几星期或几个月的时间内从储存地排放出来，一部分则在流动的过程中通过蒸发和下渗成地下水而被排除。沼泽有使河川径流年内分配均化的作用。例如，中国长江、淮河下游的湖泊调节河川径流能力非常显著。其中鄱阳湖南面承纳赣、修、饶、信、抚五河之水，北面经湖口入长江。五水经鄱阳湖调节后，一般可削减洪峰流量15%~30%，从而减轻了对长江的威胁。其次，湿地植被可减缓洪水流速，因此避免了所有洪水在同一时间到达下游。这两种过程降低了下游洪峰的水位，并使河溪一年中的水流量比没有湿地时保持更长的时间。
　　三．防止盐水侵入
　　1．地下水。在地势较低的沿海地区，下层基底是可渗透的。淡水楔一般位于较深咸水层的上面，通常由沿海淡水湿地所保持。淡水楔的减弱或消失，会导致深层咸水向地表上移及土壤盐碱化，因而影响生态群落和当地居民的水供应。
　　2．地表水。从河流或小溪向外流出的淡水限制了海水的回灌。然而，随着过多抽取或排干周围的湿地，淡水流量减少，海水逐步回灌，因此会剥夺当地居民、工农业及生物群落的淡水供应。在70年代中国沿海一带海水倒灌仅限于几个地区，现在从辽宁省到广东省沿海，大面积海水倒灌时有发生。山东莱洲湾由于过多抽取地下水、河流入海流量减少等原因，海水入侵面积达400余km²,海水入侵以每年400m速度向内陆推进，造成耕地盐化，人畜饮水条件恶化；莱洲至烟台一段，已有6264眼机井报废。在某些情况下，河流、渠道和沿岸植被的特点也有助于防止潮水侵入河流.直而深的渠道或者滥伐沿岸的植被可能导致海水大量侵入河流,尤其在潮峰期更是如此。
　　四．防止自然力的破坏，保护海岸线及控制侵蚀
　　湿地植被的自然特性可防止或减轻自然力对海岸线、河口湾和江河岸的侵蚀。其作用主要有三种：（1）植物根系及堆积的植物体对基底的稳固作用；（2）削弱海浪和水流的冲力；（3）沉降沉积物。例如：（1）红树林防浪护岸是通过消浪、缓流和促淤来实现的。实验表明，50m宽的白骨壤林带，可使1m高的波浪减至0.3m以下；红树林对潮水流动的阻碍，使林内水流速度仅为潮水流速的1/10；红树林纵横交错的根系及地上根的发育，使粒径<0.01mm的悬浮物沉积量增大，其淤积速度是附近裸地2~3倍。中国东南沿海台风盛行，因此红树林对防风护堤的作用相当明显。1959年8月23日厦门地区遭受12级特大台风袭击，但是唯有龙海县寮东村8m高的红树林保护下的堤岸安然无损。而厦门市附近的青礁村，由于红树林遭受破坏，一年就冲崩堤岸内侵7m，有些地段更为严重。红树林消失已成为中国华南沿海湿地的主要威胁，1972年该地区有红树林6.7万hm&sup2;，到1990年下降为1.5万hm&sup2;。政府部门正在有计划地恢复红树林的生长。（2）有防风作用的湿地植被可使建筑物、作物或天然植被免遭强风或盐风的破坏。在孟加拉国，大约有1500万人居住在构成大部分领土的三角洲地区，这个地区的大部分天然植被已破坏殆尽。1985年6月丧生于海啸的人数超过4万人。孟加拉国政府已认识到红树林对减轻海啸的重要性，所以开始着手制定恢复红树林的宏伟计划。
　　五．滞留沉积物，排除养分及有毒物
　　某些湿地特别是沼泽地和泛洪平原的自然属性，如植被、大小、水深等，有助于减缓水流的速度，利于沉积物的沉降。这种沉降与有毒物质及养分的排除密切相关，因为这些物质常常附着在沉积物颗粒上。
　　滞留沉积物有净化水质的作用，益于社区及其下游地区保持良好的水质，防止具有防洪和运输作用的水道变浅。例如，中国三江平原的挠力河发源于完达山区，近些年来因森林砍伐，土壤侵蚀加重，河流泥沙量增大，河水携带的泥沙沉积在两岸的河滩沼泽中，使挠力河下游河水含沙量变小，水环境质量有所提高。
　　滞留沉积物还有造陆的作用。通过恢复养分和土壤质量，使这些湿地内的农业受益。黄河是世界上含沙量最高的河流，平均每年有8亿吨沉积物在黄河河口沉积，可造陆40~50km&sup2;，海岸线推进1~2km，使该区农业和工业生产受益。
　　虽然湿地有滞留沉积物的作用，但是这种作用是有限的。如果湿地集水区的沉积物大量增加，那么过量的沉降对接收沉积物的湿地会产生不利的影响。这不仅产生湖泊和水库水源问题，而且还将导致湿地吸纳沉积物的能力大幅度下降。因此，最好是确保集水区的土地利用方式尽可能少地向湿地排放这些物质。例如，中国的洪泽湖接受黄河溃决泛滥水影响，挟带的大量泥沙淤积在湖泊中，造成湖盆变浅、容量减少、湖水向四周侵淹，淹没了周围良田和村镇。
　　过量的沉积物还会导致水体淤塞、土壤侵蚀等问题。土壤侵蚀及其随后沉降在水道和水体中，是当今发展中国家面临的最严重的环境问题之一。不仅宝贵表土的丧失导致产量下降或农用地的完全损失，而且水体的淤塞还会产生许多不利影响。水体流失增加，经济损失也随之增大。土壤侵蚀是一种自然过程，但它随着人类活动的增加而大幅度加速。陡坡皆伐作业的危害特别大，研究结果表明，陡坡采伐迹地上的土壤侵蚀要比未采伐的有林地大240倍。
　　湿地有排除养分的作用。营养物来源广泛，通常是由径流带来的农用肥、人类废弃物和工业排放物。营养物随沉积物沉降之后，通过湿地植物吸收，经化学和生物学过程转换而被储存起来。但被湿地植物吸收的营养物并不完全从水中排除，因为营养物可能随植物的腐烂而再次释放到水中。无机磷和氮是通过湿地的化学过程被排除、储存或转移的最重要的营养物质。硝酸盐可附着在湿地矿质土壤的无机离子上，硝酸盐化合物被反硝化过程所排除，生活在缺氧湿地土壤中的细菌把硝酸化合物转变成为氮气分子，释放于大气中。在缺氧的地方，营养物如磷酸盐实际会被释放到上层水而向湿地外输出。例如，收割禾本科草类和莎草类用于盖房子和养鱼，这意味着营养物质以有用的形式从该系统中排除出去。另外，许多湿地在转移和排除营养物方面要比陆地生境的效率高。例如：由于沼泽能有效地排除水流中的营养物，所以很多天然湿地被用来处理废水。在美国佛罗里达州，人们发现废水在进入地下水之前流经一片柏树沼泽地后，几乎98％的氮和97％的磷被净化排除了。这个过程如此有效，以致于在世界许多地方人们建立人工湿地来净化水源。这些自然系统在建造、操作和维护方面比常规的人工系统更为便宜。然而，过量的营养会导致水体富营养化，刺激植物生长过快，造成麻烦。例如，水生飘浮植物──水湖莲的大量繁殖导致水质下降，并减少溶解氧，造成鱼类死亡；过量的磷导致蓝藻“水华”暴发，产生某些毒素，水体腥臭难闻，饮用水困难，工厂被迫停产，生活用水的成本增加。
　　湿地还有排除毒物的作用。进入水体生态系统的许多有毒物都是吸附在小沉积物的表面上或含在粘土的分子链内的。有毒物质来源多样，但通常来源于径流带来的农用杀虫剂、工业排放物和采矿活动。必须强调的是，湿地对于有毒物质的吸收能力不是无限的。一些水生植物能有效地吸收有毒物质，保持或提高水质。可是，一旦植食性动物吃了被污染的植物，这些有害物质可能会重新进入食物链。例如：湿地中有许多水生植物，包括挺水、浮水和沉水植物。它们能够在其组织中富集重金属的浓度比周围水中浓度高出10万倍以上。许多植物还含有能与重金属链结的物质，从而参与金属解毒过程。水湖莲、香蒲和芦苇都已被成功地用来处理污水，包括处理从矿区排除的含有高浓度重金属如镉、银、镍、铜、锌和钒等的污水。沼泽中的芦苇具有对污染物质吸收、代谢、分解、积累及对水体净化的作用。随着芦苇成为工业原料，被吸收的有毒物质被排出水体和土壤之外，提高了水体及土壤环境的质量，消除了对人类的潜在威胁。
　　六．天然产品源
　　天然产品包括直接获取于湿地内的所有动物、植物和矿产物。主要有：泥炭、木材、水果、肉类（如鱼和鸟类）、芦苇、藻类、树脂和药材等等。天然湿地是具有最高生产力的生态系统，其生产力甚至超过最集约的农业系统。湿地动植物资源的利用还间接带动了加工业的发展。中国的农业、渔业、牧业和副业生产在相当程度上要依赖于湿地提供的自然资源。例如，1981年，与湄公河有关的湿地共提供了9000亿美元的经济收入，并为湄公河三角洲2000万人口提供所需蛋白质的50~70％。1988年苏门达腊岛南部地区仅防水建筑所用的棕榈树干产值就达4000万卢布（合20万美元）。据1982年调查，已查明的中国沼泽中的泥炭资源有331，470万吨。
　　湿地中植物资源十分丰富。二十世纪九十年代，三江平原湿地小叶樟草场的产草量360万吨/年，载畜量可达119万头（牛）。沼泽中冷杉、落叶松、赤杨都是很好的木材。沼泽中药用植物有200余种，含有各种葡萄糖、糖苷、鞣质、生物碱、乙醚油和其它生物活性物质。
　　湿地动物种类繁多。包括鱼类、小虾、海生哺乳动物和鸟类等。在沙特阿拉伯塔纳特海湾，与海草生态系统有关的渔业经济价值估计达800万美元。马来半岛西海岸彼莱克州马塘红树林保护区内及周围地区，1979年小虾和乌蛤工业的产值估计至少为3000万美元。据不完全统计，中国有湿地陆栖动物500余种，其中许多种类是经济动物。中国内陆湿地水域面积辽阔，面积为1773.8万hm&sup2;，其中可供养殖面积586.2万hm&sup2;，1990年水产总量为524万吨。近年来在西北湿地中，发现世界上稀有的色素昆虫──胭脂蚧，体内含丰富的红色素，可代替化学色素，用于化妆品和食品，避免致癌和毒副作用。因此胭脂蚧是一种宝贵的天然昆虫资源。中国海南岛水产研究所在曲江试验表明，1963年当地红树林面积较大，年产鱼虾达3万kg；而1969年由于红树林被砍伐，鱼虾年产量仅有2000kg，产量仅为1963年的1/15。
　　七．能源生产（水电、薪柴、泥炭）
　　湿地可以通过各种方式提供能源，最普通的就是水电、薪柴和泥炭。在东非，纸莎草被采伐、干燥，然后用来烧砖。许多河口有生产潮汐电的能力。
　　湿地能源的不当开发对某些湿地也有很大的负作用。例如，象煤一样，泥炭是一种不可再生的资源。泥炭开采会毁坏泥炭湿地和它们的价值。在卢旺达，泥炭用于火力发电，泥炭的开采正破坏着泥炭高地，并已引发了一系列问题，例如增加了高地的径流。类似的，在红河谷地筑坝发电也产生一些负作用，有时造成的经济损失超过开发的预期效益。这些损失包括阻止鱼类上游至产卵区；下游泛洪平原季节性洪水的丧失，阻止了下游地区营养物和沉积物的补充以及泛洪平原上鱼类的侧道回游；增加海滨侵蚀；改变下游海滨区的含盐度。在埃及尼罗河三角洲，海滨区沉积物的丧失意味着现在必须花费数十亿美元来人工防止海滨侵蚀。
　　理想的做法，应在可持续的基础上生产能源，同时，必须确保湿地其它功能和价值不被改变。例如：在秘鲁，泥炭多产于南美洲安斯的普那湿地，通常被用作生活能源，特别是炊烧。在中国，仅在缺乏燃料的地区把泥炭作为家庭燃料和地方工业燃料。譬如在四川省红原县，泥炭除用作居民燃料外，县奶粉厂用泥炭作为生产奶粉的锅炉燃料；四川省和吉林省农村，在沼气池中添加泥秸杆、人畜粪尿及杂草等混合，产生沼气。
　　泥炭还是一种特殊的燃料。用它烘烤麦芽，酿造“威士忌”酒。目前，在中国青岛和北京葡萄酒厂,过去用进口泥炭作为麦芽炉的燃料,现在用本国泥炭生产“威士忌”,酒色正、味道香。
　　八．水运
　　在许多湿地地区，水运是最有效的，也是最有利于环境的旅游方式。水运不仅对乘客很重要，而且对当地市场的物品供应及大型货船、农产品和湿地产品的长途运输来说也是非常重要的。在一些地方，水运比其它方式更容易。在某些情况下，水运是唯一可行的运输方式。例如：尼加拉瓜太平洋海滨红树林内的运河是居民唯一的交通通道。水运便宜且方便，因此对当地社区居民来说非常重要。
　　河北省的白洋淀是中国著名的湿地区。白洋淀由143个淀泊组成，总面积366km&sup2;，水面面积近300km&sup2;，淀区内水域辽阔，景色秀丽，气候宜人，物产丰富，有水村38个，近7万人。白洋淀水生植物以芦、菱、藕著称，还盛产鲤、鲫及青虾、河蟹等。淀内居民的生产和生活，物品的供应，农产品和湿地产品外销均以水运为主。水运是这里最重要的运输方式。中国约有10万km内河航道，内陆水运承担了大约30％的货运量。
　　九．湿地是重要的基因库
　　湿地物种非常丰富。许多区域人迹罕至，人所未知。这些物种形成了一个重要的基因库。湿地是野生动物的栖息地，是鸟类、鱼类、两栖动物的繁殖、栖息、迁徙、越冬等的场所，其中有许多是珍稀、濒危物种。没有保存完好的自然湿地，许多野生动物将无法完成其生命周期。除了生态作用外，还被人类用来进行商业开发。
　　1． 维持野生生物种群，需要具有一个适宜的基因材料库。当种群数降至很低时，尽力保持遗传变异是很重要的。有时可以通过外来资源保持遗传变异。但是在大多数情况下，最好的选择是保护适宜面积的具有就地野生种群的生境。在物种组成仍然未知的地区，这是唯一可行的选择。现在一些湿地处于被改造之中，某些原始基因将有失去的危险。
　　2． 一些湿地汇集了所拥有物种的大量遗传成份，特别是一些迁徙性海滨鸟类沿着它们的迁徙路线大量汇集在几个湿地上。例如，阿根廷和智利的Tierradel Fuego海滨栖息着西半球70％的红滨鹬（Calidris canufus），46％的白腰滨鹬（Calidrs fuscicollis）和69％的棕塍鹬（himosa haemasfica）。
　　3． 利用野生物种的基因改良经济物种。野生物种的基因具有帮助改善诸如味道、生长和降低病害感染率因子的特性。例如中国普通野生稻（Oryza rufipogon），分布于我国6个省110个县内湿地中，其中内遗传多样性极为丰富，可为水稻杂交育种提供宝贵的基因材料。 中国水稻之父袁隆平教授，利用海南岛湿地中的野生稻，培育成水稻三系（不育系、保持系、恢复系），开创了大面积利用杂交水稻新局面,降低制种成本,提高了育种产量，并且使水稻产量有成倍的增加。
　　十．湿地可影响小气候
　　湿地的水分蒸发和植被叶面的水分蒸腾作用可保持当地的湿度和降雨量。在有森林的湿地中，大量的降雨通过树木被蒸发和转移，返回到大气中，然后又以雨的形式降到周围的地区。如果湿地被破坏，当地的雨量就会减少。这对该地区的人类活动如农业将产生不利的影响。例如，附近沼泽产生的晨雾可减少土壤水分的丧失。
　　在东非，河谷沼泽被排水后，周围丘陵地区的作物产量因缺水而下降。
　　中国新疆博斯腾湖及其周围沼泽总面积为1410km&sup2;。湖沼系统通过水平方向热量和水分交换，使其周围地区气候比其它干旱区略微温和湿润。如6月~8月邻近湖沼的蔫耆与和硕，比距湖沼300km的库车平均气温降低1.3~4.3°C；7月~9月相对湿度增加5%~23%；沙暴日数减少25% 。湖沼系统对周边气候的调节，为该区居民生活和生产带来良好的影响。
　　中国三江平原沼泽与开垦后农田小气候对比观测表明，沼泽地比开垦后农田的贴地气层日平均相对湿度高5%~16%, 正午前后绝对湿度高3~5hPa。
　　十一．湿地是重要的“碳汇”
　　导致全球气温变暖的主要原因是二氧化碳过多。科学家研究，在过去100年的10个气温最高年份中，有9个在1990至2001年的这12年间，这期间正是人类活动对自然生态，包括湿地生态系统造成破坏最严重的时期。
　　湿地由于其特殊的生态特性，在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，由于湿地环境中，微生物活动弱，土壤吸收和释放二氧化碳十分缓慢，形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层，起到了固定碳的作用。如果湿地遭到破坏，湿地固定碳的功能将大大减弱或消失，湿地将由“碳汇”变成“碳源”，对全球气候将产生重大影响。科学家研究，湿地固定了陆地生物圈35％的碳素，总量为770亿吨，是温带森林的5倍；单位面积的红树林沼泽湿地固定的碳是热带雨林的10倍。
　　湿地的社会文化意义
　　1．湿地是景观的重要组成部分。
　　景观是从一个地方或整个地区观看到的内容的总和。湿地常常是景观的关键内容，它为视野产生了多样性，并成为视野的焦点。一个景观或景观组成部分的美学意义依赖于线条、质地和土地利用的和谐性等因素。景观为许多不同的社区提供价值。景观作为可见生活质量的一部分，对于当地社区来说非常重要。对于地区计划者和企业家来说，要想吸引商业和旅游业，景观也是很重要的。因此，开发湿地时，特别是海岸湿地，在计划决策中考虑景观的问题是很重要的。
　　景观及相关的美学价值一旦被破坏就很难再恢复。对湿地来说，特别如此。因此在计划改变湿地景观时，考虑未来社区的潜在需要和发展需要是很重要的。
　　2．湿地与宗教信仰和宗教活动有关。
　　许多社区利用一些著名的场所开展宗教信仰方面的活动，或他们相信在那里发生过某些宗教信仰方面的事件，因此使那个地点具有一定的价值。这种观念可能被完全融合在社区的生活方式中，以致无法被外人轻而易举地观察到。此外，当地居民很可能对某个地点有很强的精神依附性，因为他们的家庭或社区利用那个地点已有许多世代了，或是因为那个地点与他们文化的某些方面有关系。重要的是，一旦具有这种价值的地点丧失，很可能是无法弥补的，因为这类地点是独特的。例如：在菲律宾Mindanao的Lanao省，Maranao人的文化不可避免地与Lanao湖有联系。这种涉及湖泊的文化表现在从他们发展起来的独特的捕鱼方法到宗教迷信等一系列的活动中。这种文化上的重要性正成为阻止Lanao湖开发计划的原因之一。
　　3．湿地的旅游休闲价值。
　　许多湿地是没有人类干扰的荒野地。荒野地可能具有很大的以生态旅游为基础的经济意义,如漂流和徒步。湿地具有丰富秀丽的自然风光,正在逐步成为人们观光旅游、休闲娱乐的好地方。
　　4．湿地的历史价值。
　　有些湿地是重要历史事件的发生地。如战场遗址、某个声明的发布地、最早的居民点或人类移居地等，这些湿地对研究历史非常重要。湿地还可能是某些研究和活动的场所，这些研究和活动对于科学历史、国内或国际历史来说都很重要。这类具有历史意义的地点构成了一个国家或人类文化遗产的重要组成部分。例如：秘鲁的第一面国旗上显示了火烈鸟飞翔时的色彩，据说是Jose de San Martin在Paracas观看火烈鸟时构思而成的。这个历史事件促成了秘鲁Paracas国家自然保护区的建立，并增加了这个地点具有国家遗产地的价值。
　　中国太湖湿地区广泛分布着数量众多的新石器时代早期以来的古文化遗址。现已发现200余处。在马家滨文化遗址中发现典型新石器和泥质黑陶、红陶、四不象鹿、水牛、亚洲象等20多种动物化石及稻谷等。该区良渚文化遗址有130处，发现有砂陶、稻谷、绢片、麻布、竹编等。这对研究该时期人类文化活动具有重要意义。
　　5．湿地的可持续利用的研究。
　　湿地环境具有其特殊性，在这些环境中，人类为了充分利用可获资源，发展了一些生产方法，包括独特的渔猎方法，水果、树脂和其他林产品的采集方法，以及非生产性土地的利用方法等。许多方法都展示了对宝贵资源的持续利用。这些方法不是一成不变的，而是随时都在发展。如果可能的话，继续发展这些方法对未来可能更有价值。例如：秘鲁海岸湿地被经营来生产纤维，至少已有1500年的历史。人们用这种纤维作为制造渔船的材料。Huanchaco保护区采用这种方式经营，保护了这一可追溯到几千年前的文化传统。