湿地功能概述论文

1、收稿日期：2013-1-11作者简介：李楠楠（1991），男，河南新密人，主要从事于自然地理学研究E-mail：linn719代换成本法在定量研究湿地生态功能中的应用李楠楠 （东北师范大学城市与环境科学学院， 长春 130024）摘要：湿地是陆地生态系统的重要组成部分，它为人类提供了许多服务，如净化水质、涵养水分、削减洪峰、调节局地气候及生物多样性等。然而湿地功能作用的机理及相应产生的效益却始终无法得到准确的测度。本文总结了湿地的生态功能，以吉林省莫莫格湿地自然保护区为例定量研究了湿地生态效益，并针对湿地洪水削减效应，定义了计算方法并使用代换成本法计算了湿地削减洪水产生的效益，进一步客观地体现

2、了湿地的生态功能。 关键词：湿地 功能 洪水削减 代用指标 成本An Application of Substitute Cost Method in Quantitatively Studying the Ecological Functions of Wetlands LI Nannan(School of Urban and Environment Science, Northeast Normal University, Changchun 130024 China)Abstract: Wetland is an important component of terrestrial e

3、cosystem, it provides many services for human beings, such as purifying water, water conservation, flood mitigation, regulating climate and biodiversity. However, the mechanism and the benefits of wetlands havent been measured accurately. This study summarizes the ecological functions of wetlands. W

4、hats more, we also focus on the function of flood mitigation in wetlands. Also we define the method and calculate the benefits of mitigation with the method of alternative cost method. In this study, Momoge Natural Reserve in Jilin Province is selected to study the ecological benefits quantitatively

5、, and it also reflects the importance of wetlands protection objectively.Key words: wetland; function; flood mitigation; proxy; cost湿地同森林、海洋生态系统被称作是最大的生态系统1。较之其他二者，湿地由于具有保持水源、净化水质、储存淡水以备干旱时期使用、调节气候、保护海滩的特性。与此同时，湿地具有极为丰富的生物资源，较高的生物多样性及为多种动植物提供了栖息场所等，湿地又被成为“基因库”243。除此以外，随着近年来的湿地研究的深入和拓宽，许多学者发现湿地对世界文明的

6、传承和发展也发挥了巨大作用。Richard等人通过对古玛雅人曾活动过的河口湿地区研究发现，早在古代，玛雅人便在该地区进行了多茬耕种及水产养殖，并提出恢复玛雅人的湿地水管理体系等课题5。实际上，湿地为人类社会提供了非常多重要的服务，因而研究湿地的功能及采取一定的措施对湿地进行保护具有非常重要的意义。1 中国湿地分布特点 中国湿地面积6594公顷，约占世界湿地面积的10%，居亚洲第一位，世界第四。整体看来，中国的湿地分布具有类型多样、数量较多、广泛分布、地域差异及丰富的生物多样性。中国的湿地分布，从寒温带到热带，从沿海到内陆，从平原区到高原区，依据拉姆萨尔公约中对湿地类型的划分的原则方法，中国有3

7、1种天然湿地和9种人工湿地分布。这些主要湿地类型包括沼泽、湖泊湿地，河流、河口湿地，沿岸滩涂，沿海岸线分布的浅水区以及一些人工修建的水库、池塘、稻田等1。此外，由于我国地域辽阔，各种气候类型及自然带的差异引起了我国湿地具有明显的地域差异特征。2 湿地功能概述 中国湿地广泛分布，面积广阔的湿地为人类提供了许多便利及服务，具体说来湿地具有如下功能：2.1 水量调节湿地是地球上淡水的主要储存库，是人类生产和生活用水的主要水源，人类的生活用水、工农业用水除少数源自于地下水外，绝大多数来自于湿地供给，湿地可以作为蓄水层的水源，补充地下水。此外，湿地还有调节水量的功能，由于湿地土壤与一般土壤不同，其草根层

8、、腐殖质层或泥炭层矿质颗粒很少，孔隙度较大，具有较强的蓄水性和透水能力，是沼泽湿地调节水量最活跃的区域。据研究，沼泽及沼泽化土壤的草根层及泥炭层孔隙度为72%93%，该层的饱和持水量达到83%103%，即其能保持大于其土壤本身重量的39倍或更高的蓄水量6。2.2 净化水质湿地又称“地球之肾”，由此可以看出净化水质是湿地又一生态功能，湿地不仅仅可以净化水质，而且可以滞留沉积物和营养物质，发生各种物理、化学及生物变化，从而消除对人类不利的影响。湿地是自然环境中净化能力最强的生态系统之一，同森林相比，它是同等地域森林净化能力的1.5倍。由于湿地具有减缓水流、促进沉积物沉降的自然特性，使得湿地此项功能

9、得到实现。除此，湿地中生长生活着多种多样的植物、微生物，当有毒有害的工农业或生活废弃物，污水被泻入湿地水体后，他们或被湿地植物吸收，或经过化学和生物学过程转换后储存起来，如果从湿地收获这些植物或动物，如收割禾本科莎草类用于盖房子或是养鱼，则意味着营养物质从该湿地系统中排除出去。2.3 基因库湿地除了是个出色的“净化器”外，还是生物多样性的“保护神”，这主要是因为广袤的湿地是一种“亦水亦陆”的独特的生态系统，这种独特的系统决定了其既有陆地动植物群，也有水生动植物群，同时演化出既不同于陆地又不同于水生的独特的湿地动植物。湿地为许多动植物物种生命循环提供了不可缺少的生境，包括直接支持动植物物种生命循

10、环等，许多水生动物（如鱼、对虾等）借助湿地完成产卵并渡过幼年期；许多迁徙鸟类依赖湿地完成其生命循环的一部分（例如在迁徙过程中的停歇、休息和取食）。同时，湿地确保稀有物种、生境、群落、生态系统、景观、自然过程或湿地类型等的存在。2.4 文化和旅游湿地伴随着人类的进化而为人类服务，人类所创造的文明和所留下的历史遗迹很多与湿地有关。毫不夸张的说，湿地以其特有的方式参与着文化遗产的塑造，中国的丽江古城、太湖流域等等都是典型代表。由于湿地特别的环境，湿地美丽的自然景观吸引了许多游客的观光，尤其是那些具有独特景观的湿地，往往成为旅游者的向往之地7。在这里可以欣赏到各种美丽的鸟类，奇特的水声植物，其中很多是

11、国家的重点保护物种。以上仅仅介绍了湿地的几种典型功能，除了上述功能以外，湿地还可以通过蒸散发影响调节局地小气候，成为教育科研基地，为人类提供能源等等。3 湿地洪水削减效应定量分析 湿地为人类提供了许多直接或间接的利益与效益，其中，湿地也为人类的安全提供了一定的保障。Jiang M.等人通过对莫莫格湿地土壤（图1）的相关研究分析，定量研究了该湿地区削弱洪水的效应8。图1. 吉林莫莫格自然保护区湿地土壤概况3.1 洪水削减量的计算土壤是不同粒径和物质组成的不均匀混合物，这种结构使得土壤具有了非常多的孔隙度，通常土壤中的空隙会被水分或是空气填充，土壤的孔隙度越高，其储水能力也就越强。通过测量（表1）

12、，莫莫格湿地的土壤孔隙度为40%80%，所测量的饱和持水量最大值为89.3%，这意味着土壤可以吸收的水分能力非常强，也即土壤削减洪水的效应非常强。表1. 莫莫格湿地自然保护区土壤特征项目平均值中值标准差最大值最小值样品数容重(g/cm3)1.341.390.0361.940.7560自然含水率(%)32.5834.050.0883.4660饱和持水率(%)49.548.920.389.32760注：数据来自于参考文献8当湿地迎来洪峰时，湿地土壤水分逐渐变得饱和，而湿地土壤的洪水削减作用可以通过湿地土壤的饱和持水率减去自然风干含水率算得11，即：其中W表示洪水削减量，W1为土壤水饱和状态下含水总

13、量（m3），W2为土壤自然状态下含水总量（m3）。另外， 其中，10-2表示单位转换，P表示土壤饱和持水率（%），A表示土壤的自然含水率（%），D表示土壤容重（g/cm3），H表示土壤厚度，S表示洪水削减作用范围面积（m2），表示水密度。由于莫莫格湿地不同地区土壤容重、饱和持水率、自然含水率不尽相同，因而整个湿地区的洪水削减量可以通过公式求得：i表示不同的土壤特征值分区。通过上述公式即可求出洪水削减量（m3）。经过计算，该地区总的洪水削减量为m3，东部、中部、西部的洪水削减量依次为 m3， m3， m3，莫莫格湿地自然保护区的洪水削减量分布图如下图2所示：图2. 莫莫格湿地洪水削减量分布图（单

14、位：104m3/hm2）据参考资料83.2 洪水削减效益的计算湿地为人类提供了一系列的服务和价值，而综合效益的计算可以通过已有的价格来实现。湿地一些功能的价值可以直接通过市场交易实现，如渔民捕鱼、卖鱼所获取的价值；然而一些诸如珍稀鸟类等职能通过粗略的计算方法实现，对于环境商品和服务则需要更加不同的估算方法。湿地研究中主要有3种常用估算方法市场法、非市场法和指标代换法（利用消费信息获取）。与其他方法相较，指标代换法是更加可靠的估算方法。替代成本法可以被用来估计湿地服务的价值1213，通过计算多个指标中消耗成本最低的代用指标的成本，现场或非现场的恢复该种服务来计量14。湿地土壤的洪水削减效应可以通

15、过替换成本法算得，即湿地可以被看做是人工修建的水库，因为水库也可以减少洪水对人类生活区的威胁。水库修建的投资则可以用来代替湿地对洪水的削减效益，因而通过衡量一定时期内对水库的建设投资，即可求得湿地洪水削减效益。我们以投资成本为0.08$/m3（2004年不变价）， 则湿地土壤对洪水的削减效应便等于湿地吸纳水总量乘以单位储水成本。也即，结果算得，因而洪水的削减效益为5700$/hm2/yr。4 湿地保护 湿地可为人类提供诸多便利之处，然而伴随着人类活动的影响，湿地保护所面临的挑战也越来越严峻，如盲目地开垦农田，改变湿地土壤利用类型，引起的大量湿地面积锐减问题，建国后50年，三江平原湿地面积已从5

16、34万公顷缩减至197万公顷；严重的湿地环境污染使得湿地的功能逐渐下降，伴随着工业化进程的加快，城市扩张等问题，大量的“三废”直接被排放到湿地中，不仅仅对湿地生物多样性保护造成影响，对地表水质的保护也产生了极大的消极作用。为了保护湿地功能，保护生物多样性，湿地保护、恢复及重建需要先进的生物和生态技术。近年来，遥感技术和地理信息系统技术的发展为湿地的监测和管理提供了便利15，为保护湿地功能的实现，管理者应积极引进先进技术，同时制定相关法律、政策法规对湿地进行监管，尤其是湿地资源的开发更应慎重而行。5 结 语 湿地是生态系统的重要组成部分，它对于人类的生存与发展具有不可估量的贡献，在当前经济全球化

17、背景下如何保证湿地功能的实现，保证湿地生态功能的稳定发挥，不仅仅是管理者的义务，更需要全世界人民共同的努力。参 考 文 献1 Qin Y.Q., Hu S.L. 2012. The problems of wetlands in our country and researches.Energy Procedia, 462-466.2 Scott G. L., 2003. Isolated wetland and their functions: an ecological perspective. WETLANDS, 23(3) 517-531.3 Bai X., Ma K.M., Yang

18、 L., et al. 2008. Differences of ecological functions inside and out side the wetland nature reserves in Sanjiang Plain, China. Acta ecological sinica, 28(2), 620-626.4 Zhao B., Li B., Zhong Y., et al. 2005. Estimation of ecological service values of wetlands in Shanghai, China. Chinese Geographical

19、 Science,15(2), 151-156.5 Richard C.S., 2006. Heritage values and functions of wetlands in Southern Mexico. Landscape and Urban Planning, 74, 296-312.6 姜文来，袁军编著. 湿地M.北京：气象出版社，2004：63-193.7 William J. M., James G.G., 2000. The value of wetland: importance of scale and landscape setting. Ecological Ec

20、onomics(SPECIAL ISSUE), 35, 25-33.8 Jiang M., Lu X.G., Xu L.S., et al, 2007. Flood mitigation benefit of wetland soil A case study in Momoge National Nature Reserve in China. Ecological Economics, 61, 217-223.9 Li T.J., Zheng, Y.S., Wang Y., 1983. Soil Geography Advanced Education Press, Beijing, 245-247.10 Yao X.Y., 1996. Quantitative analysis on water and soil retaining benefit of forest for erosion control in Jinzai Country of Anhui Provice. Water and Soil Conservation of China, 8, 23-28.11 Liu M.