全球超过40%的物种都依赖它繁衍生息,一文解锁“地球之肾”——湿地

2021年06月18日
生物多样性是天空翱翔的飞鸟、是海底悠游的鱼群、是树叶间昆虫的密语、是雄奇的动物迁徙、也是隐秘的微生物繁殖。生物多样性营造了景观多样的万千世界:苍郁的森林、浩瀚的海洋、润泽的湿地、辽阔的草原、苍凉的沙漠……多样的生物使得这个世界多姿多彩,湿地在其中又发挥了怎样的作用呢?
湿地:身兼数职的“网红”生态系统
湿地因为介于水陆之间,其水文、地球化学以及营养循环过程都具有较大的区域差异性,能满足各种动植物类群对环境的不同要求。作为与森林、海洋并列的全球三大生态系统之一,湿地默默守护和滋养着地球上的万千生灵。全球超过40%的物种都依赖湿地繁衍生息,因此湿地被形象地称为“生物的天堂”和“物种基因库”,成为生物多样性保护的热点区域。
苍鹭的生存繁衍同样依赖湿地的力量(摄影:崔丽娟)
海南东寨港红树林(摄影:张曼胤)
湿地是巨大的“碳库”,它储存的碳约占全球陆地碳储量的35%,在全球温室气体减排中发挥了重要作用。湿地是抵御灾害的第一道天然屏障。滨海湿地,如盐沼、红树林、海草床和珊瑚礁等,能有效降低海浪、风暴潮和海啸的强度,保护沿海生物栖息地和居民的生命财产安全。
湿地也是天然的水库,全球可利用的淡水资源大部分都储存在湿地中;同时湿地也是自然界中自净能力最强的生态系统,是名副其实的“地球之肾”。
“碳中和”的助推器:高原泥炭湿地
你听过红军长征过草地的故事吗?这里的草地指的就是四川若尔盖湿地,它是青藏高原泥炭沼泽湿地发育最典型的地区。由于海拔高、气温低,植物凋落物的分解速度非常缓慢,在缺氧、不完全腐烂的情况下就逐渐形成了泥炭。一层一层的泥炭累积下来,默默地记录着千百年来植物的代谢和生命循环。
泥炭湿地碳循环示意图
泥炭湿地虽然仅占地球陆地表面积的3%,却封存着全球大约25%的土壤碳含量,被认为是重要的天然“碳库”及气候变化的有效“缓冲器”,在稳定全球气候和减缓温室效应方面发挥着积极作用。
泥炭湿地中的植物不仅从大气中吸收二氧化碳,还能存储大量未被分解的有机物质,让有机物质经光合作用成为植物体内的有机碳。这是陆地生物与大气之间进行碳交换的重要途径之一。植物死亡后,一部分有机碳以二氧化碳的形式重返大气,而植物残骸转化为泥炭,其中的碳元素以泥炭形式封存起来,避免里面的碳以二氧化碳的形式回到大气中去。但是泥炭缺水或焚烧后,泥炭转化为二氧化碳、氨、水和其他矿质化产物。泥炭中的有机碳转化为二氧化碳,重新排放回大气。
一块湿地每年大约形成2毫米厚的泥炭层,但是泥炭层破坏却是轻而易举的。受侵蚀、火灾等自然灾害以及排水、开垦、过度放牧和基础建设等人为干扰,过去几十年间,若尔盖地区大量泥炭湿地退化和消失,使得原本固定住的碳重新回到大气中。原本巨大的碳库可能变成巨大的碳源,加剧气候变化。因此,保护好高原泥炭湿地,对中国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标至关重要。
滨海湿地“守卫者”:红树林
在中国东南沿海的潮间带,生长着一片片郁郁葱葱的红树林,它们是抵抗缺氧和盐渍的“勇士”,是海岸的“守卫者”,也是许多珍稀濒危水禽的重要栖息地。
海南东寨港红树林是中国建立的第一个红树林类型的湿地自然保护区(摄影:崔丽娟)
红树林的植物根系及堆积的植物体能固化土壤,削弱海浪和水流的冲力,防止海岸受到侵蚀。茂密高大的树木形成了一道坚固的绿色长城,保护沿海居民免受风暴威胁。相关研究表明,50米宽的白骨壤林带,可使1米高的波浪减至0.3米以下。2004年的印度洋大海啸席卷东南亚,但是印度南部的泰米尔纳德邦沿海村民,却因为村落周边生长了茂密的红树林而幸免于难。
滨海湿地植被分布及碳循环示意图
红树林也是滨海湿地蓝碳(滨海湿地与海草床等生态系统所固存的碳被称为海岸带“蓝碳”)的重要组成部分之一,能发挥强大的碳汇功能。中国广东内伶仃福田国家级自然保护区的研究发现,深圳湾每100平方千米红树林每年从大气中吸收近4000吨二氧化碳。2021年4月,广东湛江红树林造林项目成功注册为中国首个符合核证碳标准和气候社区生物多样性标准的红树林碳汇项目。这是中国开发的首个蓝碳交易项目。红树林产生的二氧化碳减排量可以卖给有抵消碳排放需求的企业,将受益回馈到未来红树林的保护修复及社区发展中。
“生态好不好,鸟儿来投票”的
人工处理湿地
湿地低平的地势和缓慢的水流,可以让污染物中的悬浮物在重力的作用下沉降;湿地植物,如芦苇、香蒲、水葱、狐尾藻等可直接吸收水体中的氮、磷等营养物质,也可以对水体中的重金属等污染物质进行富集作用;广泛分布于水体、基质和植物根系等环境中的微生物能够参与多种氧化还原反应,从而降解、去除各类污染物。
北京顺义人工处理湿地中的绿头鸭和它们的蛋(摄影:崔丽娟)
目前,通过模拟自然湿地的水文过程、植被组成和土壤结构而建设的人工处理湿地,已经被越来越广泛地应用到了污染治理和水资源保护的实践中。北京市顺义的一处人工处理湿地通过多年稳定运行,平均氮去除率可达45%,磷去除率可达55%,水质经过净化后从劣V类提升到III类。基于NBS(Nature-Based Solution,基于自然的解决方案)理念设计和建设的这处湿地,随着时间的推移,人工痕迹越来越弱,逐渐与周围的自然环境融为一体。湿地中的植物种类由10种增加至69种,黑水鸡、斑头雁、绿头鸭等湿地水鸟在此栖息繁殖。“生态好不好,鸟儿来投票”,人工处理湿地成为城市生态化的水质净化设施,兼顾了人类和野生动物的需求。
无论是中华民族祖先在几千年前提出的“天人合一”思想,还是现代社会推崇的“生命共同体”,都是在强调维护自然生态平衡对人类社会可持续发展的重要性。除了湿地,还有高山、森林、草原、荒漠、海洋等不同生态系统等待人类去探索。在尊重和保护的基础上,解锁自然的各项生态系统服务功能,才能有力支撑生物多样性和人类福祉的可持续发展。
撰文:雷茵茹(中国林业科学研究院湿地研究所)崔丽娟(中国林业科学研究院)
来源:知识就是力量公众号