鄱阳湖湿地生态系统服务功能

鄱阳湖湿地生态系统服务功能的评价摘要:鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,是吞吐性河成湖,被称为长江的天然水位调节器。作为一种特殊的湿地生态系统类型,鄱阳湖湿地效益类型丰富多样。主要的生态功能有涵养水源、调蓄洪水、调节气候、降解污染、固定C释放O2、控制侵蚀、保护土壤、参与营养循环,作为生物栖息地。主要直接的产品用途有储水、供水,生产湿地植物产品,生产湿地动物产品,能源生产,水运,休闲/旅游,作为研究与教育用地。鄱阳湖湿地属性主要有生物多样性,社会文化重要性。关键词:鄱阳湖;湿地生态系统;服务功能1鄱阳湖湿地的特点1.1鄱阳湖湿地生态系统特征鄱阳湖湿地是永久性淡水湖泊,它季节性涨水,具有“高水是湖,低水似河”的独特的自然地理景观。鄱阳湖湿地枯水期面积129000hm2，平水期面积279700hm2,丰水期面积390000hm2。鄱阳湖是在赣江、抚河、信江、饶河、修水五河来水与下泄长江的水量吞吐平衡中积水成湖、水落滩出。5大河汇入鄱阳湖,经调蓄后,由湖口入长江。因此,鄱阳湖被称为是“吞吐型河成湖”,它上承五水,下通长江,湖区水位主要受控于五河及长江的双重影响。每当洪水季节,五河洪水入湖,水位高涨、湖面宽阔、一望无际。枯水季节水位下降,洲滩出露,湖水归槽,水面缩小,蜿蜒一线。最大洪枯水位面积相差10多倍。由于鄱阳湖水位季节性变化极大的特点,鄱阳湖湿地包括水域、洲滩、岛屿、内湖、汊港。鄱阳湖区属亚热带湿润季风性气候。气候温暖,光照充足,无霜期长。多年平均水温18.3℃,年平均降雨量为1474.2mm,多年平均蒸发量为1003.7mm。鄱阳湖的植物群落可分为4个带:湿生植物带、挺水植物带、浮叶植物带、沉水植物带。鄱阳湖有鱼类138种,贝类87种,虾蟹类24种;鸟类310种,隶属17目55科;兽类47种;两栖类30种。1.2鄱阳湖湿地生态断面结构鄱阳湖湿地周期性地被水淹没或显露,淹没或显露的日期、范围和持续时间,主要取决于水位变幅、地面高程。这种周期性的水位变化和地面的干湿交替,直接影响到植被的演替以及土壤的发育,进而影响其栖息的动物,那么整个生态系统的结构和功能就相应地有变化,因此根据湿地的高程可以划分鄱阳湖湿地的生态断面。根据鄱阳湖的水位高程和相应的生态系统结构做了鄱阳湖湿地的生态断面划分,具体如下[1]:18～16m,每年的显露天数为305.5～271.5天。地貌类型为天然堤或高河漫滩的中部和上部。土壤类型为草甸土。这一断面淹没时间短,退水早,连续显露时间长,光照充足,植物生长茂密,主要的植物群落是荻芦苇—菊叶委陵菜,是草食性和草、昆虫杂食性候鸟的觅食场所,优势候鸟有白额雁、大鸨、麦鸡、云雀等。16～14.2m,每年的显露天数为271.5～169.5天。地貌类型为天然堤高漫滩的中下部。土壤类型为草甸沼泽土。这一断面淹没时间稍长。主要的植物群落为苔草。由于苔草生长茂密,生物量很高,可以达到1716g/m2。这里也是植食性和杂食性候鸟的栖息、觅食场所,主要的水禽有白鹤、白枕鹤、白鹳、白头鹳、灰鹤、黑鹤、苍鹭、鹬类、白琵鹭和野鸭等。这而一地带涨水后也是一些经济鱼类,如鲤鱼的产卵场。14.2～13.8m,每年的显露天数为169.5～50天。地貌类型为天然堤侧缘坡的低漫滩部位。土壤类型为沼泽土,地表面时常被薄层积水所覆盖。这一断面在枯水期是水位波动带。优势植物种是苦草和马来眼子菜沉水植物带。主要的水禽有鹤类、鹳类、鸡类、鹬类、鸥类、白琵鹭、天鹅、鸿雁、鹈鹕等。13.8m以下,其中13.8～13.6m段淹水期少于30天,13.6m以下高程全年被水淹没。地貌类型为河道。土壤保持原始沉积物的特点。植被类型为典型的沉水植物,主要优势种为马来眼子菜—苦草+黑藻。主要水禽有白鹳、白枕鹤、白鹤、天鹅、鸿雁、鹈鹕和鸥类。2鄱阳湖湿地效益类型分析鄱阳湖湿地生态系统的效益来源于湿地内部生物、物理、化学组分之间的相互作用,服务功能的种类、价值大小、各种功能的作用性质取决于湿地的地理位置、规模、生态特征、所处的人类社会经济环境。鄱阳湖湿地面积广大、生态系统完整而连续,其效益可分为3类:湿地用途、湿地生态功能、湿地属性。鄱阳湖湿地的生态功能是指鄱阳湖所具有的潜在或实际维持、保护人类活动以及人类未被直接利用的资源,或维持、保护自然生态系统的过程的能力。鄱阳湖湿地的用途是指其中可以直接利用的资源。鄱阳湖湿地的属性是指鄱阳湖所具有的非功能、非用途性质的特征,它既不产生实质性的服务,也不提供产品,只满足人类心理上的某种需求。3鄱阳湖湿地的生态功能分析3.1涵养水源、调蓄洪水功能湿地生态系统涵养水分功能主要为:截流降水、增加土壤下渗、抑制蒸发、缓和地表径流和增加降水等。鄱阳湖是长江中游最大的天然水流量调节器,据研究,鄱阳湖对“五河”洪水具有明显的调蓄作用:1953～1993年,1995～1998年的45年间,鄱阳湖历年合成最大日平均流量为12000～65900m3/s,多年平均为30400m3/s;湖口相应出流最大日平均流量为5510～31900m3/s,多年平均为15700m3/s。鄱阳湖历年削减最大日平均流量2690～37300m3/s,多年平均削减14700m3/s,削减百分比为48.3%。从历年的水文统计资料中,选择17个大水年为对象进行分析,得到的结论是:在大水年,鄱阳湖削减“五河”洪峰值为7850～37300m3/s,平均削减洪峰流量为20000m3/s,其百分比为50.9%。又采用13个大水年的水文资料,分析鄱阳湖对“五河”最大一次洪水过程的调蓄作用,这13年次洪水总量为143.9～1067.6亿m3,平均为449.7亿m3,相应湖口出水量为64.5～864.3亿m3,平均为306.6亿m3。则调蓄的水量为27.0～247.5亿m3,平均为143.1亿m3,平均调蓄洪水量的百分比为31.8%。他们还做了鄱阳湖对汉口至八里江段总入流量的调蓄作用研究,分析结果表明汉口至八里江段最大总入流量为69100～116000m3/s,八里江最大出流量为63900～91440m3/s,鄱阳湖的削减流量百分数为18.2%。对鄱阳湖9个典型大水年的洪峰调蓄量为95亿m3,占总调蓄量的82.6%。由此可见,鄱阳湖能够对五河洪水、长江洪水储存一部分,直接减少径流,起着调蓄洪峰、控制洪水、减轻洪水危害的作用,如果没有鄱阳湖的调蓄,长江中下游的洪水将更为频繁和严重。3.2调节气候功能湿地可以影响小气候。由于鄱阳湖水面广大,湖泊的近岸区域植物茂密,因此水面蒸发和植物的蒸腾作用都很强烈。湖泊水平方向的热量和水分交换,使其周围地方的气候比其他干旱区略温和和湿润。从鄱阳湖地区的多年平均气温日较差来看,湖岛6.5℃,棠荫为6.3℃,湖岸站为6.5～8.0℃,内陆站均高于8.0℃。鄱阳湖湿地对湖区温度的作用表现在3个方面:首先,抑制了高温。鄱阳湖地区7月平均最气温为32.6～34.7℃,由于湿地的作用,湖体周围地区的温度都要偏低,在湖体的北部,如棠荫和都昌7月最高温度为32.6℃;永修为33.1℃,波阳为33.5℃。其次,鄱阳湖的水体吸收了太阳辐射后,缓慢释放出热量来,可以减弱降温强度。从年平均最低气温来看,棠荫比波阳高0.9℃,棠荫比乐平高1.5℃,棠荫比永修高1.4℃。鄱阳湖在调高月平均最低气温方面,以夏秋明显,分别为1.2～2.3℃和1.5～2.3℃。春秋次之,分别为0.4～1.2℃和0.4～1.1℃。冬季鄱阳湖的增温作用表现在提高极端低温上,这种作用的范围在距湖20km以内,而且离岸越近,提高的温度幅度越大。第三,由于水体的存在,湖区热量增加,因而鄱阳湖增加了地区的积温和无霜期。湖区≥0℃积温要高出其他区域80～200℃,≥15℃积温要高出90～260℃,适于作物生长的季节延长4～9天,无霜期增加6～9天。除了温度的变化外,湿地也会相应地带来其他气象因素的变化,如风的变化,降水的变化。由于下垫面的糙度变小,加上特定的地形,当明显的天气系统过境时,便会出现大风。在夏季还可以形成海陆风。3.3降解污染鄱阳湖对进入湖泊的物质具有促进沉积沉降的自然特性。通常营养物与沉积物结合在一起,与沉积物同时沉降。鄱阳湖的营养物来源广泛,主要有入湖水系带来的农用化肥、人类废弃物和工业排放物。营养物在湖体中随沉积物沉降后,通过湖中的湿生植物吸收,经化学和生物化学转换而被储存起来。湿地植物吸收的营养物质可能随植物的腐烂而再次释放到水中。然而,从湿地收获生物量,如收割禾本科草类和莎草类用于盖房子和作为薪材,意味着营养物质以有用的形式从该系统中排除出去。进入鄱阳湖的许多有毒物都是吸附在小沉积物的表面上或含在粗土的分子链中的。在湖泊湿地中,较慢的水流速度有助于沉积物的下沉,也有助于与沉积物结合在一起的有毒物的储存与转化。在某些情况下,一些植物物种如水生植物水湖莲(Erichhormiacrassipes)能有效地吸收有毒物质。这一过程能保持甚至是提高水质,使下游地区受益。湿地中有许多水生植物,它们能够在组织中富集重金属的浓度比周围水中浓度高10万倍以上。许多植物还含有能与重金属链接的物质,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。鄱阳湖的水质中,Cr,Pb,Cd和五氯酚钠的含量均未超过渔业用水标准,但在生物体内的含量都比水中高得多,如Pb在鄱阳湖中鱼的体内含量为0.063mg/kg,为湖水中含量的3倍,在水生物中的含量为0.26mg/kg,为水中含量的12.23倍,在水草中含量为1.82mg/kg,为水中含量的86.667倍。鄱阳湖中的水草和芦苇中的污染物的蓄积量依次为CuCdZn,而且水草中的含量比芦苇高。可见鄱阳湖对湖水的污染有一定净化作用,这种净化作用主要来自于水中的植物体,而且水草等水生植物的净化作用更强。3.4固定C和释放O2湿地是有机物质的堆积场所,湿地中植物种类丰富,植被茂密,这些植物通过光合作用使无机碳(大气中的CO2)转变为有机碳。在许多生态系统中,植物被降解,碳则以CO2的形式回到大气中。湿地中含有大量未被分解的有机质,是陆地上碳素积累速度最快的自然生态系统。湿地中可以累积的碳是一个重要的CO2汇,有助于缓和大气中CO2含量的增加。此外湿地中的光合作用使无机碳,如大气中的CO2转变成为植物形成的有机碳。湿地汇总含有大量未被降解的有机物质,因此起着碳库的作用,而不是碳源的作用。湿地的破坏,将导致全球气候变暖[3,4]。李仁东等人的研究,鄱阳湖植被面积占整个鄱阳湖的30.54%。水生植被主要分布于湖区西南、西部及东南,其中,生物量4000g/m2的植被分布几乎占整个植被的1/2,最后估算,鄱阳湖春季湿生植被总生物量为38.06×108kg[7]。鄱阳湖湿地的植被在形成巨大生物量的同时,能起到固定并减少大气中的CO2,提供并增加大气中O2的作用,这对维持地球大气中的CO2和O2的动态平衡、减少温室效应以及提供人类的生存基础来说,有着巨大的不可替代的作用和地位。3.5控制侵蚀、保护土壤由于鄱阳湖湿地具有特殊的植被和特殊的潮湿环境,因而具有防止土壤因风、径流和其他移动过程而流失的作用;鄱阳湖湿地生态系统中植物的枝叶、落到地面的枯枝落叶遮挡雨水对土壤的冲刷;植物的根系和土壤生物使土壤疏松,增加其吸水能力。并且湿地可以储积淤泥,又防止了泥沙在河流中的淤积并保证地理环境中的养分不被带走,促进地方农业生产的发展[8]。3.6营养循环在鄱阳湖湿地生态系统中,养分主要储存在土壤中,可以说土壤是其最大的养分库。地质大循环中,生态系统中的养分不断向下淋溶损失,而生物小循环则从地质循环中保存累积一系列的生物所必需的营养元素,随111第2期崔丽娟:鄱阳湖湿地生态系统服务功能研究©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.着生物的生长繁荣和生物量的不断累计,土壤母质中大量营养元素被释放出来,成为有效成分,供生物生长需要。因此,生物是形成土壤和土壤肥力的主导