科普小課堂 | 濕地知識

納帕高原濕地  云南

濕地保護(hù)

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什么是濕地

濕地生態(tài)系統(tǒng)屬于水域生態(tài)系統(tǒng)。其生物群落由水生和陸生種類組成，物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和物種遷移與演變活躍，具有較高的生態(tài)多樣性、物種多樣性和生物生產(chǎn)力。

濕地這一概念在狹義上一般被認(rèn)為是陸地與水域之間的過渡地帶；廣義上則被定為地球上除海洋（水深6米以上）外的所有大面積水體?！秶H濕地公約》對濕地的定義是廣義定義。按照廣義定義濕地覆蓋地球表面僅有6%，卻為地球上20%的已知物種提供了生存環(huán)境，具有不可替代的生態(tài)功能，因此享有“地球之腎”的美譽(yù)。

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濕地的作用

濕地是位于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶，在土壤浸泡在水中的特定環(huán)境下，生長著很多濕地水生植物。濕地廣泛分布于世界各地，擁有眾多野生動(dòng)植物資源，是重要的生態(tài)系統(tǒng)，很多珍稀水禽的繁殖和遷徙離不開濕地，因此濕地被稱為“鳥類的樂園”。濕地有強(qiáng)大的生態(tài)凈化作用，因而又有“地球之腎”的美名。

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濕地有什么特點(diǎn)

濕地的定義有多種，目前國際上公認(rèn)的濕地定義是《濕地公約》作出的。濕地是指不論其為天然或人工、長久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地或水域地帶、靜止或流動(dòng)、淡水、半咸水、咸水體，包括低潮時(shí)水深不超過6米的水域。

濕地包括多種類型，珊瑚礁、灘涂、紅樹林、湖泊、河流、河口、沼澤、水庫、池塘、水稻田等都屬于濕地。它們共同的特點(diǎn)是其表面常年或經(jīng)常覆蓋著水或充滿了水，是介于陸地和水體之間的過渡帶。濕地廣泛分布于世界各地，是地球上生物多樣性豐富和生產(chǎn)力較高的生態(tài)系統(tǒng)。

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濕地的特征

（1）系統(tǒng)的生物多樣性

由于濕地是陸地與水體的過渡地帶，因此它同時(shí)兼具豐富的陸生和水生動(dòng)植物資源，形成了其他任何單一生態(tài)系統(tǒng)都無法比擬的天然基因庫和獨(dú)特的生物環(huán)境，特殊的土壤和氣候提供了復(fù)雜且完備的動(dòng)植物群落，它對于保護(hù)物種、維持生物多樣性具有難以替代的生態(tài)價(jià)值。

（2）系統(tǒng)的生態(tài)脆弱性

濕地水文、土壤、氣候相互作用，形成了濕地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境主要素。每一因素的改變，都或多或少地導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的變化，特別是水文，當(dāng)它受到自然或人為活動(dòng)干擾時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受到一定程度破壞，進(jìn)而影響生物群落結(jié)構(gòu)，改變濕地生態(tài)系統(tǒng)。

（3）生產(chǎn)力高效性

濕地生態(tài)系統(tǒng)同其他任何生態(tài)系統(tǒng)相比，初級生產(chǎn)力較高。據(jù)報(bào)道，濕地生態(tài)系統(tǒng)每年平均生產(chǎn)蛋白質(zhì)9 g/m2，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的3.5倍。

（4）效益的綜合性

濕地具有綜合效益，它既具有調(diào)蓄水源、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)、保存物種、提供野生動(dòng)物棲息地等基本生態(tài)效益，也具有為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療業(yè)等提供大量生產(chǎn)原料的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還有作為物種研究和教育基地、提供旅游等社會效益。

（5）生態(tài)系統(tǒng)的易變性

易變性是濕地生態(tài)系統(tǒng)脆弱性表現(xiàn)的特殊形態(tài)之一，當(dāng)水量減少以至干涸時(shí)，濕地生態(tài)系統(tǒng)演替為陸地生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)水量增加時(shí)，該系統(tǒng)又演化為濕地生態(tài)系統(tǒng)，水文決定了系統(tǒng)的狀態(tài)。

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人工濕地

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。

人工濕地類型按照進(jìn)出水布水的方式的不同，一般將人工濕地分為表面流人工濕地和潛流人工濕地。

（1）表流人工濕地

表面流人工濕地基本特征主要是污水在土的上層流動(dòng)， 水面與空氣直接接觸。

部分物質(zhì)被阻擋截留，大部分的有機(jī)物是由生物的生物膜降解去除。研究表明，這種類型的人工濕地比較適合處理污染物濃度不太高的污水。表面流人工濕地對各類污染物的去除率都較好，效果比較穩(wěn)定。此外，污水中的營養(yǎng)元素以及被分解的有機(jī)污染物為植物和微生物的生長提供了營養(yǎng)物質(zhì)，增加了物種的豐富度。表面流人工濕地的設(shè)計(jì)簡單，所需投資少，運(yùn)行過程的成本低；但負(fù)荷低，去污能力也有限。受自然氣候條件的影響大，占地面積大，污水直接暴露地表會產(chǎn)生臭味。

（2）潛流人工濕地

潛流人工濕地的進(jìn)水方式是由上而下進(jìn)水，污水均勻進(jìn)入填料床底部，在濕地內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過后的出水經(jīng)過出水管排出。所以潛流濕地系統(tǒng)可以充分利用到植物根系以及富集在基質(zhì)表面的生物膜。

根據(jù)水流向的不同，潛流人工濕地又能分為兩種：水平潛流和垂直潛流。

垂直潛流人工濕地系統(tǒng)的水在填料床間基本呈從上到下的垂直流動(dòng)方式，水流流過填料后均勻分布在出水端底部，而后被排出系統(tǒng)。對COD、TN的去除率比水平人工濕地要高，而且抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，投資成本少、運(yùn)行費(fèi)用低。但是相對于水平潛流人工濕地，垂直潛流人工濕地去除有機(jī)物的能力不好，而且垂直潛流人工濕地設(shè)備要求高，運(yùn)行流程復(fù)雜。總的來說，潛流人工濕地受氣候影響比較小，建造的成本較高，基質(zhì)也很容易堵塞，從而造成表面上水流停滯，對系統(tǒng)的長期運(yùn)行并不利。

（3）潮汐流人工濕地

潮汐流人工濕地是由英國伯明翰大學(xué)所提出的，其原理是利用運(yùn)行過程中床體先飽和后排干的過程，將新鮮的空氣帶入填料中。從而達(dá)到提高濕地填料中的氧傳輸量以及氧利用率的目的。

當(dāng)水被排出濕地的時(shí)候，殘留的有機(jī)污染物此時(shí)急需消耗大量的氧，由于水的排空，空氣中的氧被微生物利用進(jìn)而提供了其溶解氧的來源。之后進(jìn)水，進(jìn)一步反應(yīng)，交替循環(huán)進(jìn)行。充分利用了大氣中的氧氣，提高了氧傳遞速率。進(jìn)一步提高了人工濕地系統(tǒng)對于污染物的去除效果。目前的進(jìn)水排水方式主要有間歇進(jìn)水、瞬間排水，通過優(yōu)化排空和進(jìn)水時(shí)間比例來進(jìn)一步提高污染物質(zhì)的去除效果。但是，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，微生物不斷累積阻塞床體，進(jìn)而阻礙了水和空氣在濕地中的流動(dòng)，從而降低了處理效率。

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如何保護(hù)濕地

建立濕地保護(hù)區(qū)，保護(hù)好現(xiàn)存的自然濕地。

對已經(jīng)圍墾的濕地逐步退田還濕。

采取工程措施，恢復(fù)已退化的濕地。

保護(hù)生物多樣性，控制非法捕殺行為，合理種植保水植物，保證微生物種群的正常代謝。

保護(hù)水源，避免其被污染主要是不能超過濕地對污染物的承受負(fù)荷。

適當(dāng)補(bǔ)水，保持濕地的正常水環(huán)境特別是在結(jié)冰期和枯水期。

開發(fā)濕地的景觀價(jià)值和生態(tài)價(jià)值這樣才能讓更多的人關(guān)注濕地、濕地。

加快濕地自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)速度。

創(chuàng)造有利于濕地資源保護(hù)的法制條件。

摸清家底，建立濕地資源信息庫。

理順關(guān)系，協(xié)調(diào)管理，綜合治理。

積極引導(dǎo)濕地周邊群眾參與濕地管理。

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保護(hù)濕地應(yīng)采取哪些措施

（1）自然恢復(fù)方法

濕地恢復(fù)的過程就是消除導(dǎo)致濕地退化或喪失的威脅因素，從而通過自然過程恢復(fù)濕地的功能和價(jià)值通常自然恢復(fù)方法的成功依賴于以下幾個(gè)因素：穩(wěn)定的能夠獲取的水源、最大限度地接近濕地動(dòng)植物種源地被動(dòng)恢復(fù)的優(yōu)勢在于低成本以及恢復(fù)的濕地與周圍景觀的協(xié)調(diào)一致。

（2）人工促進(jìn)恢復(fù)方法

人工促進(jìn)自然恢復(fù)涉及到自然干預(yù)，即人類直接控制濕地恢復(fù)的過程，以恢復(fù)、新建或改進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)一個(gè)濕地嚴(yán)重退化，或者只有通過濕地建造和最大程度的改進(jìn)才能完成預(yù)定的目標(biāo)時(shí)，人工促進(jìn)恢復(fù)方法是一個(gè)最佳的恢復(fù)模式人工促進(jìn)恢復(fù)方法的設(shè)計(jì)、監(jiān)督、建設(shè)和花費(fèi)都是可觀的。