城市湿地的生态功能.doc

城市湿地的生态功能文章编号1002-2031(2003)03-0009-04城市湿地的生态功能潮洛蒙李小凌俞孔坚摘要城市湿地是城市重要的生态基础设施,是城市可持续发展依赖的重要自然系统,具有众多的生态及社会服务功能。城市发展过程中的不合理开发往往导致湿地功能的退化,为达到城市湿地的可持续利用目的,必须采取相应的治理措施。关键词城市湿地;生态功能;可持续利用中图分类号C912.81;X171文献标识码A随着全球快速城市化,到2030年时世界60%的人口将集中于城市之中。如果把人类当作自然界的一部分,那么城市将成为生态系统的全球网络。现在人类不重视这个人工生态系统的有效利用,加速了城市湿地资源的低效率利用,并导致了资源浪费。绿地、森林、湿地、农田等城市生态系统具有不同的生态服务功能,例如净化空气、调节气候、减少噪音、防洪排水、休闲娱乐等。其中城市湿地具有其他城市自然生态系统不可替代的众多生态服务功能,被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。此外湿地对沿海地区的生态和经济也是至关重要的,湿地系统的生产率等于甚至超过任何自然或农业系统。一城市湿地(urban wetland)与自然湿地(natural wetland)的差别随着城市基础设施的扩建,城区为数不多的城市湿地(urban wetland)的生态学属性发生了变化,形成与自然湿地(natural wetland)截然不同的湿地系统,具体体现在以下几方面:1.自然特征受到城市化的影响,城市湿地形成了分布不均匀、面积较小、孤岛式的湿地斑块,斑块之间的连接度下降,从而增加了湿地内部生境破碎化的程度。就气候特征而言,城市湿地具有与城市区域不同的气候特征,而且因城市功能区不同而不同。自然湿地则不同,不但形成多样的湿地斑块,斑块之间的连接度较高,破碎化程度较低,而且湿地生境气候特征反映区域地理气候特征,湿地水文状况是区域气候学、地质学和地形学所表现的综合特征。2.功能特征自然湿地是以生态服务功能为主,而且可测定并评价其不同的生态功能;而城市湿地除了生态服务功能以外,还强调其为市民提供的休闲、娱乐和生态教育功能,这些功能是自然湿地不可取代的,同时这种城市湿地的社会服务功能也很难预测。3.治理方式自然湿地的环境特征因与其周围区域一致,同时自然湿地的干扰是以自然干扰为主,湿地演替的主要限制因子是自然湿地生境所需的营养物质。进行自然湿地治理及恢复时需从流域尺度上进行,同时自然湿地的治理工作主要是由专业人员来进行。而城市湿地干扰以人为干扰为主。因城市湿地营养物质丰富,其主要治理方式是以政府决策部门的指令为主,城市湿地的维护和治理主要靠城市居民的参与来进行。9总第113期城市问题2003年第3期城市科学二城市湿地系统的生态和社会服务功能城市湿地是重要的城市生态基础设施,具有众多的生态及社会服务功能,具体表现如下:1.城市湿地是城市发展的必要条件在古代城市湿地不仅为城市居民提供必要的水资源,同时还为城市提供防御、运输、防自然灾害、补充地下水源等服务功能。随着现代城市的发展,城市湿地成为现代城市发展的重要制约因子,是城市经济发展的重要决定因素。2.城市污染物净化作用随着城市工业的发展,城市环境污染加剧,使城市许多水体趋向富营养化,并在部分湿地中出现了水华。构成水华的主要藻类为蓝藻。在其过度繁殖时,不仅会造成水味腥臭,透明度下降,消耗水体溶解氧,影响水体美观和水生生物生长,而且蓝藻中的微囊藻属、颤藻属、鱼腥藻属、念珠藻属等许多藻类能释放微囊藻毒素,危害人体。以芦苇-水葱组合的湿地系统和茭白-石菖蒲组合的湿地系统对藻毒素具有一定的去除作用。3.调节微气候,改善城市环境城市热岛效应可增高城市气温,有关资料显示,北京城区的气温比郊区高07C。同时美国城市与周围地区比较以后发现:市区空气年平均温度高于郊区,太阳辐射减少20%,风速减少了10-30%。城市风发蒸发是耗热过程。观测结果表明,湿地蒸发是水面蒸发的2-3倍,蒸发量越多,导致湿地区域气温越低。强烈蒸发导致近地层空气湿度增加,降低周围地区的气温,减少城市热岛效应。4.为动植物提供丰富多样的栖息地湿地由于生态环境独特,决定了其生物多样性的特点。湿地也是很多濒危水禽的栖息地。中国幅员辽阔,自然条件复杂,湿地物种极为丰富多样。人工湿地鸟类种类、鸟类总数、物种多样性都高于周围地区。北京城市湿地为生物提供了多样的生境栖息地,其中植物约312种、野生动物约260多种,体现了生物多样性的特征。5.为城市居民提供休闲娱乐场所和教育场所湿地丰富的水体空间,水面多样的浮水和挺水植物,以及鸟类和鱼类,都充满大自然的灵韵,使人心静神宁。这体现了人类欣赏自然享受自然的本能和对自然的情感依赖。这种情感通过诗歌、绘画等文学艺术的方式表达出来后,便形成了具有地方特色的精神文化。湿地丰富的景观要素、物种多样性,为环保宣传和对公众进行相关教育提供了场所。三城市化对城市湿地系统的影响城市环境与非城市环境在自然环境和生物学特征方面明显不同。城市化改变了城市湿地的水文特征,并直接影响了湿地结构和功能。例如公路、排水渠等城市基础设施的建设直接影响河流的水文特性,从而改变湿地生境的结构和功能,使周围其他湿地和陆地生境产生连锁反应。城市化改变了湿地生境生物学和化学特征,引起群落的物种组合、扩散能力、相互作用等发生变化。微环境的特有和稀有类型、特殊的森林在区域中受到限制。湿地斑块大小、形状和水文状况对动物行为和植物的繁殖生态学起着重要的作用,城市区域和非城市化区域的植物区系和动物区系也会有所不同。在城市化过程中湿地格局发生了变化,究其原因,既有自然力,也有人文动力,实质上是这二种力的综合作用,即:人地系统动力学作用的结果。自然力是永恒的,并贯穿整个过程;人文动力,即人对湿地的改造利用,是随着人类文明的发展由弱到强,并愈来愈广泛、深刻地改变着湿地的面貌,以致在某个时期成为系统的主导力量。特别是当自然力和人文动力两种因素合一时,湿地将会受到破坏,以至于整体毁灭。通过研究发现,历史时期对干旱区湿地的消长,渐变的干暖气候的自然环境起到一定的作用,但是,最主要的原因还是为快速和突变的人类活动所主宰。1.城市开发导致湿地面积减少,增加了内部生境的破碎化城市化是湿地面积减少的主要原因之一。随着人口增长,松嫩平原农业开发不断向低河漫滩湿地逼近,城市和工业用水进一步减少了湿地的水源供应,湿地丧失和退化的速度十分惊人,漫滩上的湖泊数量和水面面积不断减少。据遥感分析,该区湿地面积比建国初期减少了70%以上,湿地面积仅存652万平方百米,局部地段湿地率减少为10%以下。美国农业部门的研究表明,城市化过程都涉及到侵占和破坏湿地,并且美国全国已经丧失了58%的湿地。旧金山地区自19世纪中叶开始开发以来,由于人口迅速增长,人类为生存而进行的围海造田、城市建设、农业开发等措施使湿地面积由原来的210城市问题2003年第3期城市湿地的生态功能城市科学万平方百米减少到90年代的2000多平方百米。通过分析发现,1992年至2001年北京海淀地区丧失了近90%的湿地,而且其内部生境破碎化指数从1992年的0812升到了2001年的0951,这说明随着北京城市的发展,不仅城市湿地面积迅速减少,而且湿地的生境也受到了严重威胁。2.水污染和富营养化日益加剧,降低了湿地生物的多样性随着城市发展,大量工业废水、生活污水和化肥、农药等有害物质被排入河流等城市湿地中,对湿地生物多样性造成了严重破坏。湿地资源的掠夺式开采和过度猎捕,以及工业废水的污染和物种引进的干扰,不仅严重抑制湿地资源潜力和生态功能的发挥,也造成了生物多样性的丧失及湿地生境的恶化。工业废水的排放和农药的流失,直接导致水生生物大量死亡和重金属等有害物质在水生生物体中的富集;生活污水的排放和化肥的流失,则导致水体富营养化,使浮游生物的种类单一,甚至出现一些藻类爆发性生长,从而使整个生境恶化。同时沿海地区由于工业废水和城市污水直接排海,导致了赤潮的屡屡发生,使鱼虾贝类大量死亡,在严重污染地段,如一些紧邻排污口的潮间带,有时甚至导致物种绝迹。陈水华等(2000)在杭州进行的城市化对城市湿地水鸟群落的影响的研究结果显示,食物的多样性和人类干扰是决定湿地鸟类多样性的最重要因子,同时水鸟的密度和多样性均随着城市化程度的提高而下降,而且水鸟中不存在真正适应城市化的物种,虽然有少数种类在中等城市化程度时数量相对较高,但随着城市化程度的进一步提高,其数量逐渐下降。3.盲目引进外来种,导致土著种的灭绝在城市湿地的治理过程中,外来物种的盲目引进(包括非正常因素的人为引入),在很多地方已对当地湿地原有生物带来不利影响。我国大部分外来物种的入侵主要是由人为因素引起的,并已成为威胁区域生物多样性与生态环境的重要因素之一。外来入侵种引起的生态代价是造成本地物种多样性不可弥补的消失以及物种的绝灭,其经济代价是农林渔牧业产量与质量的惨重损失与高额的防治费用。一些早期引进的外来种已对一些湿地生物多样性带来威胁,例如大约于20世纪30年代作为饲料、观赏植物和防治重金属污染的植物引种的水葫芦(Eich-hornia crassipes),现已成恶性杂草。昆明滇池水面上布满水葫芦,使得滇池内的很多水生生物处于灭绝边缘。20世纪60年代以前,滇池主要的水生植物有16种,到了20世纪80年代,大部分水生植物相继消亡,鱼类也从68种下降到30种。4.不合理的土地利用方式降低了湿地的生态服务功能城市湿地是城市重要的生态基础设施,是城市可持续发展所依赖的重要自然系统,是城市及其居民能持续地获取自然服务的基础。城市可持续发展依赖于具有前瞻性的市政基础设施建设,如果这些基础设施不完善或前瞻性不足,在随后的城市发展过程中必然会付出沉重的代价。为了提高城市环境质量,最近一些地区在城市建设中采取了填埋、掩盖、河道人工化等河流治理措施。这些不合理的城市人工美化措施会降低城市湿地系统的生态服务功能和社会利用价值。例如,在一些城市,自然植被河岸变成水泥河道以后,其物种多样性急剧减少,其水泥地面增加了热岛效应,几乎丧失了改善区域环境等生态服务功能。四城市湿地保护的相关措施一个未受异常自然和人类因素扰动的湿地,因其生物种属多样性、结构的复杂性、功能综合性和抵抗外力的稳定性,而处于较好的健康状态。当外力扰动超过湿地的修复能力时,湿地健康就会恶化,功能发生退化,进而对区域环境产生影响。城市湿地保护及恢复需要相应部门的前瞻性的规划理念及科学的规划措施,为此理应重视以下几方面的相关措施:1.进行合理的城市土地利用规划,保障城市湿地系统的生态安全水是城市发展的命脉。在城市建设中,应对现有的各类生态系统进行全面的功能及风险分析,以维护城市湿地系统的生态安全,防止内部生境破碎而引起其功能退化。2.建立持续的城市湿地监管机制在城市湿地的治理过程中有必要建立城市湿地的监控机制和功能评价体系,对城市湿地进行持续的测定和调控,维护城市湿地的生态功能。3.控制城市湿地污染,恢复湿地自然生境,保护湿地物种的多样性防止城市湿地系统污染,改善城市湿地环境,这不仅能够改善城市气候状况,提高湿地娱乐休闲的11城市问题2003年第3期城市湿地的生态功能城市科学功能,也为动植物提供了丰富的生境栖息地。4.制定相关法律条文,加强依法治水力度城市水系保护在某种程度上需要政府部门的强制性措施,此时有必要建立城市水环境保护的相关法律条文,达到依法治水的目的。5.提高全民素质,增强湿地保护意识城市湿地系统是城市重要的生态基础设施,保护城市湿地需要全社会的参与,这也是市民理应承担的职责及义务。【Abstract】Wetland is an important ecological infrastructurein urban and is an important ecosystem for the sustainable develop-ment of urban. It has ecological and social service function. Howev-er, unreasonable measures and during economic development havemade wetland declined in urban. It is necessary to take reasonablemeasures to realize the reasonable exploration and sustainable usingin wetland in urban.【Key words】urban wetland; ecological function; sustain-able utilization参考文献1Bolund,P. ,S.Hunhammar. Analysis Ecosystem services in urban areas.Ecological Economics.1999(29) :293-3012傅国斌,李克让.全球变暖与湿地生态系统的研究进展.地理研究,2001(1):120-1283Ehrenfeld,J. G. Evaluating wetlandswithin an urban context. ecologicaleconomics,2000(15): 253-2654Reinelt,L.,R.Horner and A.Azous. Impacts of urbanization on palus-trine (depressional freshwater) wetlands-research and management inthe Puget region. Urban Ecosystems,1998(2): 219-2365Acharya,G. 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