第13章-水域生态系统

第十三章水域生态系统与湿地地表水域海洋水域河流湖泊冰川沼泽湿地淡水湿地滨海湿地第一节概述一、河流的流域二、湖泊三、湿地（Wetland）湿地应根据水文、土壤、植被等特点给湿地以明确的定义。但由于难以确定积水湿地和水域的界线及无水湿地与陆地的界线；一些地理学家、土壤学家、水文学家、生物学家、社会学家及经济学家等对湿地研究的着重点不同，而使湿地的确切定义至今仍有争议。1956年美国鱼类与野生生物保护机构对湿地的定义为：“湿地表面暂时或永久有浅层积水，以挺水植物为其特征，包括各种类型的沼泽、湿草地、浅水湖泊，但是不包括河流、水库和深水湖。”1971年由苏联、加拿大、澳大利亚、英国等36国在伊朗签署的国际重要湿地条约拉姆萨(Ramsa)条约，把湿地定义为：“湿地、沼泽、泥沼或水体的面积，不论是天然的或人工的，永久的或暂时的，静止的或流动的水，淡的、稍咸的或咸的水面积，包括退潮时海水不超过6米深的海水面积。一般不包括珊瑚礁在内。1987年8月，在加拿大、埃德蒙顿的国际湿地与泥炭生产计论会上，加拿大专家提出了一个湿地的定义：“湿地是一种土地类型，其主要标志是土壤过湿，地表积水(水深小于2米，有时含盐量高)，土壤为泥炭(泥炭层大于40厘米)或潜育化沼泽土，生长水生植物，湿地生物或植物贫乏。”1979年加拿大湿地保护机构(Zoltal)把湿地定义为：“水位在大部分时间接近或超过土壤表面，并长有水生植物的地区”，主要是强调湿地的土壤条件和植被。美国鱼类和野生生物保护机构在经过对本国湿地的多年调查之后，于1979年在“美国的湿地深水栖息地的分类”一文中，重新给湿地作定义为：“陆地和水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层积水，至少有一至几个以下特征：(1)至少周期性地以水生植物为植物优势种；(2)底层土主要是湿土；(3)在每年的生长季节，底层有时被水淹没。”定义还指湖泊与湿地以低水位时水深2米处为界，按照这个湿地定义，世界湿地可以分成二十多个类型，这个定义目前被许多国家的湿地研究者接受。湿地是地球上一种重要的生态系统。它处于陆地生态系统（如森林和草地）与水生生态系统（如深水湖和海洋）之间。换言之，湿地是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带。湿地既不像陆生系统那样干，也不像水生系统那样有永久性深水层，而是经常处于土壤水分饱和或有浅水层覆盖。湿地与陆生系统的分界在土壤分饱和范围的边缘；而与深水系统的交界一般定为水深2m约相当于挺水植物可以生长范围边界。水的来源（如降水，地表延流，地下水，潮汐和泛滥河流），水深，水流方式，以及淹水的持续期和频率决定了湿地的多样性。对于湿地，有广义的和狭义的两种定义。水饱和或淹浅水、水成土和水生植被三者都具备的土地称湿地，这是狭义的定义，如美国1956年的定义。三者只要有主要是水文条件具备的土地就是湿地，这是广义的定义，如美国1979年的定义。看来，狭义的湿地定义有些偏窄广义的湿地定义又嫌太宽。看来，只要有周期性淹水和水成土的土地就可以称为湿地。三个条件都存在的湿地是沼泽。沼泽只是湿地的一种主要类型。没有土壤水饱和或土壤覆盖浅水层就不是湿地。没有土壤的岩岸，没有水成土的新水库，及非土壤基质的河滩都不在狭义湿地范畴之内。某些地方（如低洼地）暂时不存在水生植被，但存在有利于水生植物生长的湿土条件，也应属于湿地之列。“湿地是水位经常在或接近地表或为浅水所覆盖的土地，以水成土和土壤水分饱和为其主要特征。”（我国的最新定义）采用这个湿地定义是基于如下的理解：湿地是一种土地类型。它的促成因子是水文条件。水来自降水、地表迳流、泛滥河水、潮汐和地下水。地面经常的、或季节性的、或脉冲式的（潮汐）覆盖浅水层；或地面常年不为水层覆盖，但水位接近土表，土壤经常处于水分饱和状态。湿地位于水生系统与陆地系统之间的过渡带。湿地与水生系统的分界为水深2m处；与陆地系统的分界为土壤水分饱和带的边缘。水成土是湿地的重要特征。水成土就是水分饱和的或淹浅水的，处于无氧条件下的土壤。因此基底为岩石或砂质而没有土壤的淹水地带则不视为湿地。水成土上可以生长水生植物。但有无水生植物生长并非湿地的必要特征。全国湿地统计面积定为1km2以上。湿地生态服务功能涵养水源减缓风暴潮、洪水调节水文、控制侵蚀提供后备土地资源、容纳营养盐和分解污染物是水生和沼生生物的栖息地、繁殖区和候鸟迁徙越冬地等我国湿地总面积达3848万hm2世界第三，亚洲第一84.6%15.4%594万hm2(海滨湿地)四、海流海流是海水大规模相对稳定的流动，它是海水的普遍运动形式之一。它象人体的血液循环一样，把整个世界大洋联系在一起，使整个世界大洋得以保持其各种水文、化学要素的长期相对稳定。海洋里有着许多海流，每条海流终年沿着比较固定的路线流动。海洋里那些比较大的海流，多是由强劲而稳定的风吹刮起来的。这种由风直接产生的海流叫作“风海流”，也有人叫作“漂流”。由于海水密度分布不均匀而产生的海水流动，称为“密度流”，也叫梯度流或地转流。海洋中最著名的海流是黑潮和湾流。黑潮黑潮是西太平洋海域一股强劲的海流，它象一条巨大的海底河流，从南到北，昼夜不停地滚滚向前。黑潮的平均宽度为150千米，厚度达到1000米以上。黑潮的流速比一般的海流强劲得多。流速一般为每小时3到10千米。其实，黑潮并不黑，它反而比一般的海水更加清澈。黑潮中很少杂质，能见度达到30到40米。当太阳光散射光照射到黑潮海面时，水分子偏重于散射蓝色光波，所以，从天空向下看，海水就变成了蓝黑色。黑潮对我国的气候有十分巨大的影响。每次，我国发生大规模气候异常都是黑潮异常流动的结果。湾流在墨西哥湾海域，北大西洋的北赤道暖流与其他小型海流汇合成一股强大的暖流，叫做墨西哥湾暖流，也叫做湾流。湾流对濒临大西洋的北美、西欧和北欧大陆的气候起着巨大的调节作用。由于低纬度强烈的日照和周围大陆高温的影响，水温不断上升。夏季，美国海岸的水温甚至会上升到37℃。因为湾流的影响，西欧的气温普遍偏高。流进北冰洋的暖流在每年几个寒冷的月份里依然发挥着作用，使高纬度的格棱兰岛南部海域的海冰融化，可以通航。湾流中蕴涵着巨大的热量。如果以石油计算，那么湾流带来的热量相当于每分钟燃烧10万吨石油释放的热量。海流(续)由于海水的连续性和不可压缩性，一个地方的海水流走了，相邻海区的海水也就流来补充，这样就产生了补偿流。补偿流既有水平方向的，也有垂直方向的。在海洋的大陆架范围或浅海处，由于海岸和海底摩擦显著，加上海流特别强等因素，便形成颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流。在研究海流的过程中，科学家们还常常按温度特性，将海流分为暖流和寒流。还有一种是海水受月球、太阳引潮力而产生的水平流动现象，是同潮汐一起产生的潮流。在科学技术发达的今天，已经可以利用海流选择航线、发电和捕鱼等。海流的生态功能扩大海洋生物分布海洋指示种海流交汇区是良好的渔场五、潮汐到过海边的人都知道，海水有涨潮和落潮现象。涨潮时，海水上涨，波浪滚滚，景色十分壮观；退潮时，海水悄然退去，露出一片海滩。我国古书上说：“大海之水，朝生为潮，夕生为汐。”那么，潮汐是怎样产生的？潮汐古时候，很多贤哲都探讨过这个问题，提出过一些假想。古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样，也要呼吸，潮汐就是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的，就像人的心脏跳动一样。随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之。”汉代思想家王充在《论衡》中写到：“涛之起也，随月盛衰。”他们都指出了潮汐与月球有关系。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后，提出了潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的假设，从而科学地解释了潮汐产生的原因。潮汐海水随着地球自转也在旋转，而旋转的物体都受到离心力的作用，使它们有离开旋转中心的倾向，这就好象旋转张开的雨伞，雨伞上水珠将要被甩出去一样。同时海水还受到月球、太阳和其它天体的吸引力，因为月球离地球最近，所以月球的吸引力较大。这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力。由于地球、月球在不断运动，地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化，因此引潮力也在周期性变化，这就使潮汐现象周期性地发生。六、赤潮赤潮又称红潮或有害藻水华，通常是指海洋微藻、细菌和原生动物在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。发生赤潮时，海水除了会变成红色，还能变成桔红色、黄色、绿色、褐色等。赤潮是一种自然生态现象，圣经中已有记载，相当一部分赤潮是无害的，它们自生自灭，然而，近年来赤潮的频繁发生和规模的不断扩大，破坏了渔业资源和海产养殖业，赤潮毒素也严重威胁着人类的生命安全。有些赤潮藻能产生毒素，毒素在贝类和鱼体内累积，人食用时中毒，严重的能导致死亡；还有些赤潮藻对人类不构成威胁，但能产生毒素危害鱼类等海洋生物；另外一些赤潮藻虽然无毒，但能对鱼鳃造成堵塞或机械损伤，还可能由于死亡时大量耗氧而使鱼窒息。赤潮为什麽越来越频繁？最主要的原因是随着经济发展，沿海富营养化加剧，为赤潮发生提供了条件。再者世界航运的不断发达，促进了赤潮藻种在全球范围内的分布，引起赤潮的生物有多少种？海洋浮游微藻是引发赤潮的主要生物，在四千多种海洋浮游微藻中有260多种能形成赤潮，其中有70多种能产生毒素。藻毒素有哪几种？到目前的研究为止，根据人们的中毒症状，藻毒素共分为麻痹性贝毒PSP、腹泻性贝毒DSP、神经性贝毒NSP、记忆缺失性贝毒ASP和西加鱼毒CFP。如何防止赤潮发生？加强工农业和生活污水的处理，控制海水养殖业中饵料和排泄物造成的自身污染，减轻海水富营养化，并关注船舶压舱水排放和生物引种可能带来的新的赤潮生物。我国赤潮的高发区在哪里？1972年—1994年我国有记载的赤潮共发生了256次，每年经济损失约10亿元，赤潮的高发区为：渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东和香港海域。我国海水养殖面积达110万hm2，其中60%以上的养殖区域集中在滩涂湿地近年来平均每年入海污水达100亿吨2003年我国海域发生赤潮达119次（2002年为79次），累计面积1万4千多km22002年全国发生海洋渔业污染损害事故63起，经济损失高达2.3亿元全国重点区域超四类海水比例营口盘锦长江口杭州湾三门湾乐清湾泉州湾九龙江河口中国东海区赤潮有扩大之势2004/05/19中国国家海洋局东海分局局长张有份日前在接受记者采访说，近年来，东海区赤潮发生频率不断提高，面积有扩大之势。上世纪90年代前，东海区每年发生赤潮20起左右。近年来，年均发生40起左右。2003年，东海区赤潮发生了70多起，创下了历史新高。今年4月以来，东海区已发生赤潮20多起，总面积近4000平方公里。第二节淡水湿地生态系统淡水湖泊生态系统处于水陆过渡带，湿生植物富集，有水陆两相营养物质，以高等植物为主要的初级生产者，初级生产力较高。为鱼类和其它水生动物提供了丰富的饵料和栖息地，具有较高的渔业生产能力。鄱阳湖鄱阳湖位于江西省北部九江与南昌之间的长江中游南岸，南北长170公里，东西最宽处达70公里，湖岸线长600公里，湖面积3583平方公里。湖面海拔21米，平均水深7米，最深处16米左右，蓄水量约25立方公里。鄱阳湖是中国最大的淡水湖。鄱阳湖国家级自然保护区江西鄱阳湖国家级自然保护区是国际上一块重要湿地，是大京九铁路线上一颗璀灿明珠。它们于东经115度至116度，北纬29度至30度，总面积：22400公顷。这里湿地广阔平坦，水清草美花香，鱼虾螺蚌丰富，湖区冬不结冰，是白鹤、天鹅等众多候鸟的理想越冬地。保护区有鸟类300余种，总数达三十万只，国家一二级保护鸟类有54种。全世界百分之九十五以上的白鹤在鄱阳湖越冬，享有“白鹤王国”、“中国第二长城”之誉。英国女王丈夫菲利普亲王、丹麦女王丈夫亨里克亲王以及国内外著名专家学者慕名前来观鹤考察，使保护区遐迩闻名，称著于世。鄱阳湖保护区是江西对外交流的