濕地功能概述論文

1、收稿日期：2013-1-11作者簡介：李楠楠（1991），男，河南新密人，主要從事于自然地理學(xué)研究E-mail：linn719代換成本法在定量研究濕地生態(tài)功能中的應(yīng)用李楠楠 （東北師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 長春 130024）摘要：濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它為人類提供了許多服務(wù)，如凈化水質(zhì)、涵養(yǎng)水分、削減洪峰、調(diào)節(jié)局地氣候及生物多樣性等。然而濕地功能作用的機理及相應(yīng)產(chǎn)生的效益卻始終無法得到準確的測度。本文總結(jié)了濕地的生態(tài)功能，以吉林省莫莫格濕地自然保護區(qū)為例定量研究了濕地生態(tài)效益，并針對濕地洪水削減效應(yīng)，定義了計算方法并使用代換成本法計算了濕地削減洪水產(chǎn)生的效益，進一步客觀地體現(xiàn)

2、了濕地的生態(tài)功能。 關(guān)鍵詞：濕地 功能 洪水削減 代用指標 成本An Application of Substitute Cost Method in Quantitatively Studying the Ecological Functions of Wetlands LI Nannan(School of Urban and Environment Science, Northeast Normal University, Changchun 130024 China)Abstract: Wetland is an important component of terrestrial e

3、cosystem, it provides many services for human beings, such as purifying water, water conservation, flood mitigation, regulating climate and biodiversity. However, the mechanism and the benefits of wetlands havent been measured accurately. This study summarizes the ecological functions of wetlands. W

4、hats more, we also focus on the function of flood mitigation in wetlands. Also we define the method and calculate the benefits of mitigation with the method of alternative cost method. In this study, Momoge Natural Reserve in Jilin Province is selected to study the ecological benefits quantitatively

5、, and it also reflects the importance of wetlands protection objectively.Key words: wetland; function; flood mitigation; proxy; cost濕地同森林、海洋生態(tài)系統(tǒng)被稱作是最大的生態(tài)系統(tǒng)1。較之其他二者，濕地由于具有保持水源、凈化水質(zhì)、儲存淡水以備干旱時期使用、調(diào)節(jié)氣候、保護海灘的特性。與此同時，濕地具有極為豐富的生物資源，較高的生物多樣性及為多種動植物提供了棲息場所等，濕地又被成為“基因庫”243。除此以外，隨著近年來的濕地研究的深入和拓寬，許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)濕地對世界文明的

6、傳承和發(fā)展也發(fā)揮了巨大作用。Richard等人通過對古瑪雅人曾活動過的河口濕地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，早在古代，瑪雅人便在該地區(qū)進行了多茬耕種及水產(chǎn)養(yǎng)殖，并提出恢復(fù)瑪雅人的濕地水管理體系等課題5。實際上，濕地為人類社會提供了非常多重要的服務(wù)，因而研究濕地的功能及采取一定的措施對濕地進行保護具有非常重要的意義。1 中國濕地分布特點 中國濕地面積6594公頃，約占世界濕地面積的10%，居亞洲第一位，世界第四。整體看來，中國的濕地分布具有類型多樣、數(shù)量較多、廣泛分布、地域差異及豐富的生物多樣性。中國的濕地分布，從寒溫帶到熱帶，從沿海到內(nèi)陸，從平原區(qū)到高原區(qū)，依據(jù)拉姆薩爾公約中對濕地類型的劃分的原則方法，中國有3

7、1種天然濕地和9種人工濕地分布。這些主要濕地類型包括沼澤、湖泊濕地，河流、河口濕地，沿岸灘涂，沿海岸線分布的淺水區(qū)以及一些人工修建的水庫、池塘、稻田等1。此外，由于我國地域遼闊，各種氣候類型及自然帶的差異引起了我國濕地具有明顯的地域差異特征。2 濕地功能概述 中國濕地廣泛分布，面積廣闊的濕地為人類提供了許多便利及服務(wù)，具體說來濕地具有如下功能：2.1 水量調(diào)節(jié)濕地是地球上淡水的主要儲存庫，是人類生產(chǎn)和生活用水的主要水源，人類的生活用水、工農(nóng)業(yè)用水除少數(shù)源自于地下水外，絕大多數(shù)來自于濕地供給，濕地可以作為蓄水層的水源，補充地下水。此外，濕地還有調(diào)節(jié)水量的功能，由于濕地土壤與一般土壤不同，其草根層

8、、腐殖質(zhì)層或泥炭層礦質(zhì)顆粒很少，孔隙度較大，具有較強的蓄水性和透水能力，是沼澤濕地調(diào)節(jié)水量最活躍的區(qū)域。據(jù)研究，沼澤及沼澤化土壤的草根層及泥炭層孔隙度為72%93%，該層的飽和持水量達到83%103%，即其能保持大于其土壤本身重量的39倍或更高的蓄水量6。2.2 凈化水質(zhì)濕地又稱“地球之腎”，由此可以看出凈化水質(zhì)是濕地又一生態(tài)功能，濕地不僅僅可以凈化水質(zhì)，而且可以滯留沉積物和營養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)生各種物理、化學(xué)及生物變化，從而消除對人類不利的影響。濕地是自然環(huán)境中凈化能力最強的生態(tài)系統(tǒng)之一，同森林相比，它是同等地域森林凈化能力的1.5倍。由于濕地具有減緩水流、促進沉積物沉降的自然特性，使得濕地此項功能

9、得到實現(xiàn)。除此，濕地中生長生活著多種多樣的植物、微生物，當(dāng)有毒有害的工農(nóng)業(yè)或生活廢棄物，污水被瀉入濕地水體后，他們或被濕地植物吸收，或經(jīng)過化學(xué)和生物學(xué)過程轉(zhuǎn)換后儲存起來，如果從濕地收獲這些植物或動物，如收割禾本科莎草類用于蓋房子或是養(yǎng)魚，則意味著營養(yǎng)物質(zhì)從該濕地系統(tǒng)中排除出去。2.3 基因庫濕地除了是個出色的“凈化器”外，還是生物多樣性的“保護神”，這主要是因為廣袤的濕地是一種“亦水亦陸”的獨特的生態(tài)系統(tǒng)，這種獨特的系統(tǒng)決定了其既有陸地動植物群，也有水生動植物群，同時演化出既不同于陸地又不同于水生的獨特的濕地動植物。濕地為許多動植物物種生命循環(huán)提供了不可缺少的生境，包括直接支持動植物物種生命循

10、環(huán)等，許多水生動物（如魚、對蝦等）借助濕地完成產(chǎn)卵并渡過幼年期；許多遷徙鳥類依賴濕地完成其生命循環(huán)的一部分（例如在遷徙過程中的停歇、休息和取食）。同時，濕地確保稀有物種、生境、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、自然過程或濕地類型等的存在。2.4 文化和旅游濕地伴隨著人類的進化而為人類服務(wù)，人類所創(chuàng)造的文明和所留下的歷史遺跡很多與濕地有關(guān)。毫不夸張的說，濕地以其特有的方式參與著文化遺產(chǎn)的塑造，中國的麗江古城、太湖流域等等都是典型代表。由于濕地特別的環(huán)境，濕地美麗的自然景觀吸引了許多游客的觀光，尤其是那些具有獨特景觀的濕地，往往成為旅游者的向往之地7。在這里可以欣賞到各種美麗的鳥類，奇特的水聲植物，其中很多是

11、國家的重點保護物種。以上僅僅介紹了濕地的幾種典型功能，除了上述功能以外，濕地還可以通過蒸散發(fā)影響調(diào)節(jié)局地小氣候，成為教育科研基地，為人類提供能源等等。3 濕地洪水削減效應(yīng)定量分析 濕地為人類提供了許多直接或間接的利益與效益，其中，濕地也為人類的安全提供了一定的保障。Jiang M.等人通過對莫莫格濕地土壤（圖1）的相關(guān)研究分析，定量研究了該濕地區(qū)削弱洪水的效應(yīng)8。圖1. 吉林莫莫格自然保護區(qū)濕地土壤概況3.1 洪水削減量的計算土壤是不同粒徑和物質(zhì)組成的不均勻混合物，這種結(jié)構(gòu)使得土壤具有了非常多的孔隙度，通常土壤中的空隙會被水分或是空氣填充，土壤的孔隙度越高，其儲水能力也就越強。通過測量（表1）

12、，莫莫格濕地的土壤孔隙度為40%80%，所測量的飽和持水量最大值為89.3%，這意味著土壤可以吸收的水分能力非常強，也即土壤削減洪水的效應(yīng)非常強。表1. 莫莫格濕地自然保護區(qū)土壤特征項目平均值中值標準差最大值最小值樣品數(shù)容重(g/cm3)1.341.390.0361.940.7560自然含水率(%)32.5834.050.0883.4660飽和持水率(%)49.548.920.389.32760注：數(shù)據(jù)來自于參考文獻8當(dāng)濕地迎來洪峰時，濕地土壤水分逐漸變得飽和，而濕地土壤的洪水削減作用可以通過濕地土壤的飽和持水率減去自然風(fēng)干含水率算得11，即：其中W表示洪水削減量，W1為土壤水飽和狀態(tài)下含水總

13、量（m3），W2為土壤自然狀態(tài)下含水總量（m3）。另外， 其中，10-2表示單位轉(zhuǎn)換，P表示土壤飽和持水率（%），A表示土壤的自然含水率（%），D表示土壤容重（g/cm3），H表示土壤厚度，S表示洪水削減作用范圍面積（m2），表示水密度。由于莫莫格濕地不同地區(qū)土壤容重、飽和持水率、自然含水率不盡相同，因而整個濕地區(qū)的洪水削減量可以通過公式求得：i表示不同的土壤特征值分區(qū)。通過上述公式即可求出洪水削減量（m3）。經(jīng)過計算，該地區(qū)總的洪水削減量為m3，東部、中部、西部的洪水削減量依次為 m3， m3， m3，莫莫格濕地自然保護區(qū)的洪水削減量分布圖如下圖2所示：圖2. 莫莫格濕地洪水削減量分布圖（單

14、位：104m3/hm2）據(jù)參考資料83.2 洪水削減效益的計算濕地為人類提供了一系列的服務(wù)和價值，而綜合效益的計算可以通過已有的價格來實現(xiàn)。濕地一些功能的價值可以直接通過市場交易實現(xiàn)，如漁民捕魚、賣魚所獲取的價值；然而一些諸如珍稀鳥類等職能通過粗略的計算方法實現(xiàn)，對于環(huán)境商品和服務(wù)則需要更加不同的估算方法。濕地研究中主要有3種常用估算方法市場法、非市場法和指標代換法（利用消費信息獲?。?。與其他方法相較，指標代換法是更加可靠的估算方法。替代成本法可以被用來估計濕地服務(wù)的價值1213，通過計算多個指標中消耗成本最低的代用指標的成本，現(xiàn)場或非現(xiàn)場的恢復(fù)該種服務(wù)來計量14。濕地土壤的洪水削減效應(yīng)可以通

15、過替換成本法算得，即濕地可以被看做是人工修建的水庫，因為水庫也可以減少洪水對人類生活區(qū)的威脅。水庫修建的投資則可以用來代替濕地對洪水的削減效益，因而通過衡量一定時期內(nèi)對水庫的建設(shè)投資，即可求得濕地洪水削減效益。我們以投資成本為0.08$/m3（2004年不變價）， 則濕地土壤對洪水的削減效應(yīng)便等于濕地吸納水總量乘以單位儲水成本。也即，結(jié)果算得，因而洪水的削減效益為5700$/hm2/yr。4 濕地保護 濕地可為人類提供諸多便利之處，然而伴隨著人類活動的影響，濕地保護所面臨的挑戰(zhàn)也越來越嚴峻，如盲目地開墾農(nóng)田，改變濕地土壤利用類型，引起的大量濕地面積銳減問題，建國后50年，三江平原濕地面積已從5

16、34萬公頃縮減至197萬公頃；嚴重的濕地環(huán)境污染使得濕地的功能逐漸下降，伴隨著工業(yè)化進程的加快，城市擴張等問題，大量的“三廢”直接被排放到濕地中，不僅僅對濕地生物多樣性保護造成影響，對地表水質(zhì)的保護也產(chǎn)生了極大的消極作用。為了保護濕地功能，保護生物多樣性，濕地保護、恢復(fù)及重建需要先進的生物和生態(tài)技術(shù)。近年來，遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展為濕地的監(jiān)測和管理提供了便利15，為保護濕地功能的實現(xiàn)，管理者應(yīng)積極引進先進技術(shù)，同時制定相關(guān)法律、政策法規(guī)對濕地進行監(jiān)管，尤其是濕地資源的開發(fā)更應(yīng)慎重而行。5 結(jié) 語 濕地是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它對于人類的生存與發(fā)展具有不可估量的貢獻，在當(dāng)前經(jīng)濟全球化

17、背景下如何保證濕地功能的實現(xiàn)，保證濕地生態(tài)功能的穩(wěn)定發(fā)揮，不僅僅是管理者的義務(wù)，更需要全世界人民共同的努力。參 考 文 獻1 Qin Y.Q., Hu S.L. 2012. The problems of wetlands in our country and researches.Energy Procedia, 462-466.2 Scott G. L., 2003. Isolated wetland and their functions: an ecological perspective. WETLANDS, 23(3) 517-531.3 Bai X., Ma K.M., Yang

18、 L., et al. 2008. Differences of ecological functions inside and out side the wetland nature reserves in Sanjiang Plain, China. Acta ecological sinica, 28(2), 620-626.4 Zhao B., Li B., Zhong Y., et al. 2005. Estimation of ecological service values of wetlands in Shanghai, China. Chinese Geographical

19、 Science,15(2), 151-156.5 Richard C.S., 2006. Heritage values and functions of wetlands in Southern Mexico. Landscape and Urban Planning, 74, 296-312.6 姜文來，袁軍編著. 濕地M.北京：氣象出版社，2004：63-193.7 William J. M., James G.G., 2000. The value of wetland: importance of scale and landscape setting. Ecological Ec

20、onomics(SPECIAL ISSUE), 35, 25-33.8 Jiang M., Lu X.G., Xu L.S., et al, 2007. Flood mitigation benefit of wetland soil A case study in Momoge National Nature Reserve in China. Ecological Economics, 61, 217-223.9 Li T.J., Zheng, Y.S., Wang Y., 1983. Soil Geography Advanced Education Press, Beijing, 245-247.10 Yao X.Y., 1996. Quantitative analysis on water and soil retaining benefit of forest for erosion control in Jinzai Country of Anhui Provice. Water and Soil Conservation of China, 8, 23-28.11 Liu M.