种种生态梦幻湿地,大地明珠多情湖泊

大地明珠多情湖泊

作者:主讲专家: 北京林业大学教授 朱永杰

主讲专家: 北京林业大学教授 朱永杰

  当你的心情像湖泊一样平静,你看上去会像湖泊一样平静而美丽。

                
                                         ——穆罕默德·穆拉特·伊尔丹

  

  湖泊为人们带来大量淡水和水产以及水上运输,还美丽得让人们浮想联翩。在地球上,湖泊遍布各地,实在没有自然湖泊,人们还可以在身边造一个。可能是因为她离我们太近了,或因为湖泊从来都很温顺,不会“发脾气”,人们对于湖泊总是那样漫不经心,随意使用。甚至为了换来经济开发的土地,直接填湖造地,抛弃身边那些温顺的天然湖泊。

 

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美丽的湖景

 

  地球上的湖泊

  在学术上,湖泊还没有一个十分准确的定义。湖泊是一片被陆地包围,充满不流动水体的区域。一般的湖泊会有河流提供水源,在高山区域,水源大多来自大气降水。湖泊分天然和人工两类,有的天然湖泊的寿命可以追溯到冰河时期。
 

  地球上大约有3.03亿个湖泊或池塘类型的水体,其中91%小于1公顷。至于多大才能与池塘这个同样被陆地包围的水面相区别,这个数值从2公顷到40公顷以上不等。地球上天然湖泊里的水大部分为淡水,因此湖泊也是地球上重要的淡水储存地,这些湖泊主要分布在北半球高纬度地区。根据专家的估计,全球面积1000平方公里以上的大湖泊有122个,其容纳的淡水占全球除冰盖以外全部淡水总量的29%。

  在加拿大,湖泊总量达到200万个,其中有31752个湖泊超过3平方公里。芬兰500平方米以上的湖泊有187888个,其中1万平方米以上的有56000个。
 

  根据湖泊的不同起源,大致可以分为构造湖泊、火山湖、滑坡湖、冰川湖等11个主要湖泊类型、76个亚型。其中,构造湖是由地壳的变形和运动形成的湖泊,例如东非裂谷、贝加尔湖、里海、咸海等。 

  地球上面积最大的湖是里海,尽管它的名字叫海,但从地理学的角度来看,还是湖。里海的表面积为37万平方公里。世界上最深的湖是贝加尔湖,深度达1637米,也是存水最多的湖,存有23.6万亿吨水,还是世界上岁数最大的湖,已经3000万岁了。非洲的坦噶尼喀湖是世界上最长的湖,最长距离有660公里,也是仅次于贝加尔湖的世界第二深湖,湖泊水深1470米。
  

  世界最高的湖泊是奥乔斯·德尔·萨拉多的火山口湖,海拔6390米。但高于5000米的世界最大湖泊是中国西藏的普莫雍錯,面积达290平方公里,地处海拔5018米。
 

  地球上的湖泊在陆地分布受到地形、地貌、水供给等多种因素的影响,形状也千奇百怪,与周边陆地自然和谐,相映一体。歌曲《贝加尔湖畔》有句歌词:“我们流连忘返在贝加尔湖畔。”听上去挺浪漫的,可真实的情况是,那里并不适合久呆,因为贝加尔湖畔实在是太荒凉,在一年的大多数时间里都很冷,是不适合人类生活的极端苦寒之地。

 

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鱼米之乡的湖景

 

  有湖泊就有“鱼米之乡”

  湖泊是地球上重要的静水型水生生态系统。环湖岸边与河口还是湿地生态系统,湖泊与湖岸是一个水体和湿地生态系统的复合体。在自然状况下,温带和热带地区湖泊及其周围的复合生态系统往往是生物多样性最丰富的区域之一,大量植物、鱼类、两栖动物和陆地动物都依赖这个生态系统。

  在湖区,大地与水面天水相接,与树木、绿草、船只、白云以及天上的鸟儿组成了一副美丽的画面,其景色令人流连忘返。湖泊周围的空气由于存在大量水分,变得湿润。
 

  在不同的季节,这种湿润的空气本身就是一道迷人的风景,湿润的空气在不同的季节会展现不同的风采,亦梦亦幻。早春,岸边鲜花绽放,一派生机勃勃。夏日,荷花盛开,湖泊变得多情而性感,尤其是在傍晚,在晚霞的辉映下,水天一线,加上岸边的炊烟,令人流连忘返。在晚秋的早上,漫步湖岸,团团雾气,朦朦胧胧,将湖泊装扮得梦幻非凡。冬日的湖泊,披上白雪的湖面,变得深沉和宁静,富有内涵。

  在世界各国,陆地上有一片存储了大片淡水的水体,都会被认为是一件令人十分愉快的事情。就农业来看,农田有水浇灌,湖里的水产还是重要的经济资源,所以,有了湖泊就有了“鱼米之乡”,生长在鱼米之乡是人生极大的幸事,可以吃穿不愁了。

  在平原地区,湖泊还有调节降水、缓解旱涝灾害的作用,每到雨季,湖泊都可以容纳大量降雨和河流来水,缓解自然灾害可能造成的损失。湖泊还是大地净化器,降水将土地表面的污染冲刷到湖泊,部分有机质被降解,部分废物随着河水转移到下游,达到自然清洁的目的。

 www.2138.com , 湖泊生态系统

  湖泊生态系统是静水生态系统的基本模板。所谓静水,指的是湖水静止或相对静止,流动迟缓。这是与河流这类运动水体关键的不同之处,是两个不同的淡水生态类型。由于湖泊是静水,故对于外来水源携带的物质以及周边物质进入湖水后的自我降解能力有限。
 

  影响湖泊生态系统的主要因素有光、温度、风、化学物质等。在化学物质中,水体的氧含量对于水生植物和动物的生存至关重要。光照和温度影响氧含量,湖中水体的上层水温度和光照条件更好。

  湖泊生态系统主要包括微生物、藻类、水生植物、鱼类、爬行动物、两栖动物、哺乳动物、鸟类和大量昆虫。藻类和水生植物是初级生产者,河流带入磷、钾等矿物质是初级生产的营养物质来源。食草鱼类构成了湖泊生态系统、食物链中的次级环节,一些食肉鱼类、两栖动物、鸟类等成为掠食者,微生物担任清道夫的角色。 

  所有湖泊都要接受河流带来的泥沙,泥沙会使湖泊变得越来越浅,直至被泥沙填平,成为湿地或陆地。在自然状态下这个过程比较漫长,以非洲的坦噶尼喀湖为例,如果按照现在每年0.5毫米的沉积速度,这个湖泊的自然寿命应是300万年,也就是在300万年以后,这个世界上最长的湖将变成湿地或陆地。
 

  人类活动往往会加快这个速度,上游的农业活动会减少湖水输入量,还会导致河水变得浑浊,加快沉淀物质的输入。大量燃烧化学物质会使降水变酸,改变湖水的水质。酸雨会造成藻类物种多样性和生物量显著减少,水的透明度增加,这是酸化湖泊的一个特征。随着PH值继续下降,湖泊生态系统变得不那么多样化,最重要的特征是鱼类繁殖能力下降,导致生物链中断。如果湖岸及其岩基富含碳酸盐,就会与酸雨中和,缓解酸雨的影响。 

  当农业活动大量使用化肥,残留的化肥被雨水及河水冲到湖中,大量磷及其他化学物质的进入,导致富营养化过程,加快部分浮游生物的繁殖,使得水中的含氧量快速降低,影响其他动植物的生长,降低生态系统的生物多样性,造成生态系统的退化。

  正在消逝中的湖泊

  自然界的湖泊对于水体中和周边的生命群体具有重要的意义。湖泊的消失对于当地的生态环境有重大影响,会破坏生态平衡,特别是在干旱和半干旱地区,湖泊的消失会造成生态灾难。

 

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卫星照片上正在消失的死海

 

  湖泊之富,在于水;湖泊之危,源于水。上游的河流为湖泊提供水源,湖泊的面积和水量与本地降水、上游降水、河流供水能力有密切关系。根据联合国环境署和联合国粮食与农业组织的研究报告,在20世纪后半叶,温带地区的湖泊消失了一半以上,这些湖泊的消失主要是因为城市扩张和农业发展对于土地的巨大需求。在平原地区,大量的填湖造地工程消灭了许多中、小型湖泊,这样的活动主要发生在东亚地区。

  在干旱和半干旱地区,农业发展大量抽取上游河流里的水,或直接抽取湖里的淡水导致湖泊的盐化、缩小,甚至干涸。不断缩小和盐化的约旦死海引起世界各国的关注。2009年10月,约旦宣布实施旨在挽救死海的“红海-死海海水运送工程”,每年从红海提取约3亿立方米的海水。2013年12月,以色列、约旦和巴勒斯坦权力机构签署协议,搁置纠纷,共同铺设一条连接红海和死海的输水管道,管道全长180公里。2016年11月27日,约旦政府宣布,将挑选5个财团来实施该项目。该项目一期工程将于2018年第一季度动工,到2021年完工。

  目前,世界正在消失的湖泊主要有:美国加利福尼亚的索尔顿湖、杜瑞海、欧文斯湖、莫诺湖和内华达州的沃克湖、米德湖,明尼苏达州的白熊湖,德克萨斯州湖梅雷迪思湖;欧亚大陆的以色列和约旦的死海,伊朗-阿富汗边境的哈姆恩湖,中亚的咸海,伊朗的厄米亚湖、巴特哈特干湖,印度的奈尼塔尔湖,土耳其的爱米特湖,中国的鄱阳湖和青海湖;非洲的乍得湖、马里的法古伊拜湖;意大利的富赛恩湖,希腊的科派斯湖;澳大利亚的艾伯特湖、欣德马什湖、南威尔士的乔治湖;南美洲玻利维亚的波奥泊湖和中美洲的墨西哥查帕拉湖。

 

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威斯康星的暗湖景致

 

  湖泊生态修复工程

  湖泊为人类提供了包括灌溉、饮用、稀释污染物、水力发电、交通、娱乐、食物和审美享受等服务。但在很长的时间里,人们对于湖泊并没有给予足够的关注和尊重,将其当作废地,成为经济开发的对象。
 

  一些平原湖泊距离人类聚集区太近了,人们对于湖泊生态系统缺乏必要的认识。在人类社会的发展进程中,对自然生态系统的认识和实践中出现的错误,总是能够反映到湖泊和湿地生态系统中,无论是倾倒污染物还是填湖造地等,都对湖泊生态系统、湖泊的水质以及水量造成严重的危害。目前在世界很多发展中国家,这种状况不仅没有得到遏制,反而变得日益严重。
 

  也就是在过去的100多年时间里,人们才开始认识湖泊及其生态系统。影响湖泊水质量和生态系统的外部因素很多,农业、河岸土地利用、林业、化石燃料消耗和需求变化都包括在内。 

  国际组织对于湖泊的相关研究表明,湖泊生态系统退化导致湖泊的生态服务价值降低,更有经济分析表明,退化的湖泊比普通湖泊的价值要低得多。湖泊生态修复是一个集合了工程和化学、生物技术等,与社会经济发展为一体的湖-人系统工程。所谓湖-人系统工程,指的是在湖泊生态修复工作中,修复生态系统是核心,而不是按照人类利用的目的,将湖泊的生态修复项目作为经济开发项目。

  湖泊生态修复工程具有极强的自然属性,需要预先做好有关人的社会工作,包括普及湖泊生态环境保护知识,唤醒保护意识。其次要做的工作就是湖泊自然生态系统的本底调查,找到湖泊生态系统退化的原因,然后进行科学规划,循序渐进地开展修复工作。
 

  尽管世界各国都在努力做好湖泊的生态修复工作,但湖泊的“静水”自然属性使得其生态修复变得异常艰难,经过很长时间也未必理想。目前,在世界上还很难找到湖泊生态修复的成功范例和普遍适用的技术与方法。湖泊生态系统破坏容易,修复不易,还要付出巨大的成本,因此,首先要尊重湖泊,注重保护。

密西西比河口湿地
阿根廷火地岛的卡巴加谷地泥炭酸沼
澳大利亚诺曼河口的卡鲁姆巴河口湿地
朦胧中的梦幻沼泽

湿地因为潮湿,有水,就变得具有灵性。也因为潮湿,湿地变得梦幻而多姿,朴实、内敛、深刻。——朱永杰

湿地广泛分布在地球陆地各个角落,与森林、海洋并称全球三大生态系统。人类对于湿地生态系统的利用已经有悠久的历史,在保护湿地和利用湿地之间要找到更好的平衡点,可持续与合理利用是关键词。

科学地定义湿地是比较困难的。常用的湿地定义是,地球上所有天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区,还包括在低潮时水深不超过6米的水域。除了南极洲以外,世界各大洲都有天然湿地分布。地球上主要的湿地类型包括海岸沼泽、河流滩涂、泥塘、灌草湿地等多种类型。

海岸沼泽往往形成于海岸的平坦区域,由于与海平面的高差不明显,在潮水的涨落变换中形成大片水浸区域,主要有滩涂、盐泽、红树林、森林沼泽、河口水域、三角洲湿地等。河口的三角洲湿地,连接陆地、河流与浅海,容纳了多种湿地类型。

河流与湖泊湿地主要包括由于大片静止或流动的水体浸润,而在河岸、港汊湖岸、河岸浅水区形成的湿地;在高原常会有大片湿地沼泽存在,从湿地沼泽中溢出的水,汇成溪流,沿途收纳其他溪流形成以湿地为源的河流,例如中国的黄河等。

湿地与河流和湖泊并不一样,湖岸的浅水区干湿变换,形成湿地,而深水区在严格意义上不属于湿地,河流的河岸和港汊属于湿地,大河的深水区不属于湿地。从一般水文学的角度,湿地会涉及湖泊与河流,湖泊与河流创造了一部分湿地,并为相应的湿地提供水源。

泥塘和内陆沼泽湿地分布在内陆区域的低洼处,汇集降水形成水浸区域,主要有沼泽化草甸森林或草本沼泽、盐泽等;人工湿地是由于农业、基础设施建设、发电用水和排水等形成的水塘、水田、盐田等。人工湿地不是水成土壤,没有相应的水成有机碳和腐殖质,土壤和水中的总氮含量非常低。人工湿地需要10-100年才能具有同等面积天然湿地的生态系统营养成分。在现代城市和农田建设过程中曾经消灭了很多自然湿地,湿地学专家研究发现,在城市的发展过程中,主动地建设一部分人工湿地,对于拥挤的城市具有积极作用,它可以容纳市政和工业废水以及雨水径流,在水资源供给敏感的城市发挥良好的生态环境服务价值。城市的人工湿地经过建设和装饰融合了自然与文明的属性,具有特别的湿地的美。

湿地是地球上生产率很高的生态系统类型。湿地有大量生物物种生存繁殖,从研究文献来看,仅生活在湿地系统中的脊椎动物就有2万种,淡水鱼类的发现率为每年200个新种。国际生物多样性保护公约和世界野生动物基金保护的大量物种都出现在湿地。

因为湿地有水和潮湿的土壤,在自然状态下,为昆虫和浮游生物的生存创造了良好的条件。在湿地生存的很多昆虫要在水里度过卵和幼虫时期,一些浮游生物为虾类提供了食物,也为鱼类提供了食物,而鱼虾又成为其他掠食动物的食物。

世界很多入海河流的河源都是洄游鱼类的产卵地,潮间带泥滩中的无脊椎动物是迁徙水鸟的食物来源,泥滩、盐沼、红树林和海草床都含有丰富的物种和生产力,是许多商业鱼类资源的主要食物来源。

地球上的湿地与河流、湖泊、浅海等水体联系在一起,是浸泡在水中的陆地区域,使得湿地生态系统有很多独特性,由此而产生的许多物种也具有独特性,在学术上将湿地生态系统从其他生态系统分离出来。

由于湿地是潮湿的土地,水与土壤的作用方式在湿地中与在干湿状态比较稳定的水体和陆地不同,温度、干湿变化等会使土壤及其植物、动物之间的关系发生变化,各种生物需要适应土地干与湿、淡与咸的转换。因为湿地水多少的变化,迫使那里的植物适应干湿变化,在被水淹没的情况下要具有厌氧性,而在干燥的环境下要有喜氧性。这样的特殊性形成不同季节、不同时间植物生长的变化,也让生活在那里的动物要适应水和植物的特性,要在适当的季节、时间依照水、植物、浮游生物的变化决定活动的规律性和生活节奏。

湿地系统对人类社会和很多生命形态都具有重要价值,是一种不可缺少的生态系统类型。天然湿地平常荒凉而寂静,长满荒草,在鸟类迁徙的季节才变得热闹和壮观。湿地生态系统是鸟类,特别是迁徙鸟类的驿站,是地球生态系统中十分重要的组成部分,具有重要的生态意义。