濕地科學(xué)漫談(中)
中國(guó)水勢(shì)網(wǎng)
2003-02-28
國(guó)際濕地科學(xué)研究主要前沿領(lǐng)域的進(jìn)展和展望
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,對(duì)濕地開發(fā)加劇,濕地破壞引發(fā)日益嚴(yán)重的環(huán)境和資源問題,現(xiàn)在加強(qiáng)濕地保護(hù)已成為國(guó)際濕地學(xué)界的共識(shí)。國(guó)際濕地學(xué)術(shù)界、有關(guān)國(guó)際組織和各國(guó)政府都開始重視濕地保護(hù)與管理??笨?000-世紀(jì)濕地大事件活動(dòng)中,涉及到濕地保護(hù)與管理的專題學(xué)術(shù)討論會(huì)就達(dá)18個(gè),論文數(shù)百篇。最突出的特點(diǎn)是在濕地保護(hù)的戰(zhàn)略、方針、政策與技術(shù)方法等方面提出新的見解與觀點(diǎn)。提供了很多濕地保護(hù)示范區(qū)建設(shè)的方法與技術(shù)。提出了世界上重要濕地保護(hù)的計(jì)劃與方案,如對(duì)佛羅里達(dá)大沼澤地濕地、亞馬遜流域濕地、五大湖區(qū)濕地、尼羅河濕地、西伯利亞濕地、墨西哥灣等區(qū)域國(guó)際上重要濕地都提出新的保護(hù)方案。很多國(guó)家頒布了濕地保護(hù)的法律與法規(guī),增建了濕地保護(hù)區(qū),有效地促進(jìn)了濕地保護(hù)工作。中國(guó)國(guó)家林業(yè)局制定《中國(guó)濕地保護(hù)和恢復(fù)建設(shè)工程總體規(guī)劃》(2001-2010 年)。濕地保護(hù)已經(jīng)不再局限于建立濕地保護(hù)區(qū)和與水禽有關(guān)的濕地管理的狹隘認(rèn)識(shí),而是從景觀和生態(tài)系統(tǒng)范圍的保護(hù)與管理,進(jìn)行跨地區(qū)與全球范圍的相互合作。
濕地形成、發(fā)育與演化是濕地理論研究的核心問題。當(dāng)前研究更注重于形成、發(fā)育、演化過程與規(guī)律,詳細(xì)的形成、發(fā)育與演化模式、演化韻律及其演化機(jī)制。研究不僅注重從時(shí)間系列上,而且也注重空間系列研究。受區(qū)域環(huán)境條件的影響,各地區(qū)的形成、發(fā)育與演化規(guī)律各異,各國(guó)學(xué)者在揭示演化規(guī)律上做出很大努力。特別著重探討濕地形成、發(fā)育與演化的高分辨率與高精度研究人類活動(dòng)干擾下的濕地形成、發(fā)育與演化過程。濕地演化泥炭地剖面孢粉和泥炭植物殘?bào)w采樣間距已達(dá)到1 cm,高精度的泥炭植物殘?bào)w、人工植被孢粉分析和藻類鑒定廣泛地用于濕地形成、發(fā)育和演化過程研究。研究由于人類活動(dòng)的干擾,濕地演化過程發(fā)生了逆轉(zhuǎn),在日本發(fā)現(xiàn)這一實(shí)例,中國(guó)很多濕地發(fā)育與演化模式并非與傳統(tǒng)的統(tǒng)一發(fā)育理論一致,很多實(shí)例論證了世界濕地發(fā)育具有多模式,濕地發(fā)育模式存在顯著的區(qū)域差異。研究趨向于綜合分析制約濕地發(fā)育的因素。
濕地區(qū)古環(huán)境演變研究側(cè)重高分辨率、高準(zhǔn)確度和高精度研究。研究側(cè)重提高采樣與分析、鑒定與測(cè)試精度,如泥炭沉積物采樣層位已經(jīng)縮小到1 cm。運(yùn)用多種方法提取信息,恢復(fù)區(qū)域古環(huán)境,如孢粉、藻類、化學(xué)元素、植物殘?bào)w、O16、O18。運(yùn)用多種測(cè)年方法相結(jié)合建立牢固的年代框架,如運(yùn)用AMSC14、C14、Pb210、Cs137等。根據(jù)濕地演化過程中提供的多種信息,詳細(xì)重建了濕地區(qū)全新世的古環(huán)境詳細(xì)過程與環(huán)境變化的韻律。近來尤其特別強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)對(duì)古環(huán)境變化的影響與響應(yīng)及其與濕地演化和古環(huán)境變化關(guān)系研究。
濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程研究是揭示濕地功能機(jī)理的關(guān)鍵。當(dāng)前,濕地過程研究主要集中在以下方面:① 化學(xué)過程側(cè)重研究各類濕地C、N、S、P等大量元素、微量元素和Hg等重金素循環(huán),沉積物、枯落物的積累和降解及微生物在養(yǎng)分循環(huán)中的作用。側(cè)重研究營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)與生態(tài)功能的關(guān)系,重金屬元素的富集、遷移和轉(zhuǎn)化,濕地凈化水質(zhì)的過程與機(jī)理,殺蟲劑與除草劑在濕地中的遷移與降解。增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)過程機(jī)制的理解。構(gòu)建濕地處理污水研究取得顯著進(jìn)展,污水處理設(shè)計(jì)與技術(shù)方法越來越完善。② 生物過程研究更加注意長(zhǎng)期定位和模擬實(shí)驗(yàn)研究,如法國(guó)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)55年的監(jiān)測(cè)研究,研究自然與人類活動(dòng)對(duì)鹽沼植被干擾及其響應(yīng)。美國(guó)對(duì)海岸鹽沼進(jìn)行30余年的監(jiān)測(cè)研究,主要進(jìn)行濕地植物生長(zhǎng)、分解、積累過程與種群動(dòng)態(tài)研究。隨著人類活動(dòng)對(duì)濕地影響的加劇,人類活動(dòng)與濕地動(dòng)態(tài)變化關(guān)系研究成為新熱點(diǎn)。同時(shí)開展了物種遷移與基因流動(dòng)過程對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響的研究。③ 物理過程仍是側(cè)重濕地生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程,將系統(tǒng)熱力學(xué)、信息論及控制論等新興理論應(yīng)用于濕地能量流動(dòng)研究。研究方法上還有待改進(jìn),如濕地生態(tài)過程初級(jí)生產(chǎn)力研究,方法未能標(biāo)準(zhǔn)化,地下部分測(cè)定誤差太大,不利于研究的開展及研究成果的比較。非破壞性測(cè)定技術(shù)雖然還有一定缺欠,但為準(zhǔn)確測(cè)定提供了美好的前景。通過上述過程對(duì)濕地區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響與響應(yīng)研究,揭示濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能過程。
濕地生物多樣性研究比較薄弱。過去主要側(cè)重濕地動(dòng)、植物研究?,F(xiàn)在有加強(qiáng)濕地浮游生物、無脊椎動(dòng)物和一些微生物研究的趨勢(shì)。在物種多樣性研究方面,現(xiàn)在更注重開展景觀多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和遺傳多樣性研究的趨勢(shì)。遺傳多樣性研究仍是生物多樣性研究的難點(diǎn)與重點(diǎn)。各國(guó)相繼開展?jié)竦厣锖铜h(huán)境的分類編目,確定有關(guān)動(dòng)、植物中瀕危動(dòng)、植物的等級(jí)。查明濕地生物多樣性下降的主要原因,并采取相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策。特別是在生物多樣性的異地保護(hù)和就地保護(hù)技術(shù)與方法方面的研究成為熱點(diǎn)中關(guān)鍵問題。
全球氣候變暖是近年人類密切關(guān)注的全球性環(huán)境問題之一。由于溫室氣體與全球環(huán)境變化關(guān)系密切,為公認(rèn)的導(dǎo)致全球變暖的主要原因。迄今為止,濕地被認(rèn)為是世界最重要的溫室氣體排放源,所以濕地溫室氣體研究發(fā)展很快,由以往簡(jiǎn)單的濕地溫室氣體排放規(guī)律研究向排放機(jī)制研究發(fā)展,從僅對(duì)少量類型濕地進(jìn)行研究向多類型濕地研究,從短期監(jiān)測(cè)向長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)展,從孤立的排放研究向排放與環(huán)境因子關(guān)系研究發(fā)展,從描述性研究向模型研究發(fā)展,從限于CO2和CH4氣體研究向N2O、NO、NO2、CO等其它溫室氣體研究發(fā)展。主要側(cè)重與不同類型濕地溫室氣體源、匯過程、通量與模型,不同水平溫室氣體排放的氣候效應(yīng),全球環(huán)境變化對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。