濕地生態系統

蔣高明

濕地生態系統是指地表過濕或常年積水，生長著濕地植物的地區，濕地生物與周圍環境共同組成了濕地生態系統。1971年在拉姆薩爾通過了《濕地公約》，該公約將濕地定義為：“天然或人造、永久或暫時之死水或流水、淡水、微咸或咸水沼澤地、泥炭地或水域，包括低潮時水深不超過6米的海水區”。它包括所有的陸地淡水生態系統（如河流、湖泊、沼澤）以及陸地和海洋過渡地帶的濱海生態系統，同時還包括了海洋邊緣部分咸水和半咸水水域。它兼有水域和陸地生態系統的特點，國際上通常把森林、海洋和濕地并稱為全球三大生態系統類型。嚴格來講，濕地生態系統在地理單元是可跨多個氣候帶的，即在森林、草原、荒漠地區甚至海洋都有濕地的分布。

濕地生態系統的特征

濕地生態系統具有如下特征：

①獨特的自然環境。濕地表面長期或季節性處于過濕或積水狀態，發育有水成或半水成土壤，生長著濕生植物，同時分布著以這些植物為生的動物和微生物群落。

②豐富的生物多樣性。由于濕地是陸地和水體的過渡地帶，因此它同時兼具豐富的陸生和水生動植物資源，形成了其他任何單一生態系統都無法比擬的獨特生境。濕地具有復雜的動植物群落，對于保護物種、維持生物多樣性發揮著難以替代的生態功能。

③較高的生產力。濕地生態系統與其他生態系統相比，初級生產力較高。據報道，濕地生態系統每年平均生產蛋白質9克/平方米，是陸地生態系統的3.5倍。

④濕地系統的多變性。濕地生態系統是水文、土壤、植被、氣候等因素相互作用所形成的自然綜合體。當這些因素受到自然或人為活動干擾時，都會或多或少地導致生態系統變化。特別是水文狀態的顯著改變，會直接影響生物群落結構，改變生態系統狀態。當水量減少以致干涸時，濕地生態系統演變為陸地生態系統;當水量增加時，又會逐漸恢復為濕地生態系統。

⑤特殊的生態功能。濕地具有綜合效益。它既有調蓄洪水、涵養水源、調節氣候、凈化水質、保存物種、提供棲息地等眾多生態功能，發揮著無可替代的生態效益;也為工業、農業、能源、醫療業等提供大量生產原料，產生直接的經濟效益。同時，作為科學研究、教育基地和休閑娛樂的重要場所，具有顯著的社會文化效益。

濕地生態系統的形成與演替

水分是濕地形成發展的主要因素，氣候和地貌條件決定了地表水狀況。年降水量大于蒸發量，加之空氣濕度大，在一些低地上，由于排水不暢，使地表常年處于過濕狀態。此狀態改變了土壤通氣條件，抑制土壤動物和微生物活動，破壞土壤、大氣、植物間正常物質交換。在長期缺氧條件下，土壤中礦物質的潛育化過程和有機質泥炭化過程作用下，形成了濕地。

濕地生態系統是個動態系統。系統的結構和功能隨時間不斷發生有規律的變化，即從一個群落經過一系列的演變而成為另一個群落。許多短暫性群落經交替演替，直到相對穩定，其組成與結構不同于原來的群落。濕地生態系統的演替通常屬于水生演替，形成沼澤的演替通常有以下三種：

①湖泊形成的沼澤演替。初期多為富養苔草沼澤。隨沼澤不斷發育，泥炭蘚的入侵，形成中養苔草、泥炭蘚沼澤。此時沼澤化湖泊仍有靜水層。在沼澤湖泊脫離地下水補給后，泥炭蘚得到進一步發展，形成蘚丘，演變為貧養沼澤。水從丘頂部向四面流失。蘚丘表面干燥，通氣較好。此時一有條件，木本植物立即進入地段，形成木本沼澤。

②森林形成的沼澤演替。這類演替從森林沼澤形成開始。森林沼澤由于泥炭持水量大，土壤及空氣濕度增加，苔蘚植物大金發蘚和泥炭蘚相繼入侵，增加土壤濕度和酸度，為喜濕耐酸植物入侵提供條件。泥炭蘚得以發展，在草丘間形成地被層，同時小灌木杜香和越橘生長，發展成中養沼澤。泥炭蘚有特強吸水能力，持水量可達1600%?3000%，為自身重量的l9?31倍。泥炭蘚不斷加厚，有力地抑制了高等植物的生長。泥炭蘚隨之發展成蘚丘，并掩住草丘，使沼澤表面升高，脫離地下水補給，演替為貧養沼澤。在此時沼澤中樹木生長不良，蓋度多小于40%，為少林或無林的泥炭蘚沼澤。

③草甸形成的沼澤草甸。草甸形成沼澤后，由于積水和空氣濕度大，泥炭蘚入侵形成中養苔草、泥炭蘚沼澤。草本植物有燈心草、刺子莞等。泥炭蘚發展形成蘚丘，使沼澤地表面升高，形成貧養泥炭蘚沼澤。這類沼澤可在長江中、下游，湖濱以及山地溝谷等低注地區形成。群落外貌綠色，層次不明顯。由于地形、土質差異，組成種類也不同。建群種有苔草、燈心草等。

濕地生態系統結構與功能

①生產者。在濕地生態系統中，生產者是那些將無機物合成有機物的生物，主要包括光合細菌、小型藻類和大型水生植物等。大型水生植物是指除小型藻類以外的所有水生植物類群，包括非維管束植物、低級維管束植物和高級維管束植物。這類植物的一部分或全部永久或至少一年中數月沉沒于水中或漂浮在水面上。大型水生植物包括濕生植物、挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物。在穩定的湖體中，水生高等植物的分布規律是自沿岸帶向深水區呈同心圓式分布的，各種生活型帶間是連續的。從沿岸向湖心方向各生活型的位置依次為濕生植物、挺水植物、浮葉植物、沉水植物，漂浮植物則分布其間。大型水生植被結構比陸生植被簡單，一般各層片基本不重疊，植物群叢基本為單優勢群叢或兩種共同優勢叢。植被類型分為濕生、挺水、根生浮葉、漂浮和沉水等類型。浮游植物則是另一種重要的生產者，在清水濕地中大型水生植物是主要生產者，而在濁水濕地中浮游植物轉化為主要生產者。

②消費者。在濕地生態系統中，消費者是指以其他動植物為食的各種動物，主要包括浮游動物、底棲動物、魚類、蝦蟹類、爬行類、烏類等。直接吃植物的動物是一級消費者，如鰱魚、草魚等植食性魚類;以植食性動物為食的動物是二級或二級以上消費者，如蹶魚、餘魚、烏盤等肉食性魚類和部分水禽;有些魚類是雜食性的，如各種鯉科魚類，它們吃水藻、水草，也吃無脊椎動物。

③分解者。在濕地生態系統中，指將有機物分解為無機物的生物，主要包括細菌、真菌和腐生動物等。分解者對于物質循環和能量流動具有非常重要的意義，是生態系統不可缺少的一個組成成分。由于有機物分解是一個非常復雜的逐步降解過程，除了細菌和真菌兩類主要分解者外，其他大大小小以動植物殘體為食的各種動物也在物質分解過程中發揮著獨特的作用。

④能量流動。植物殘株不能完全分解，一部分在嫌氣條件下，以半分解形式轉化為泥炭，將能量儲存在地下。沼澤類型不同，生產量也不同。富養沼澤營養豐富，生產力較高，貧養沼澤營養不足，群落結構也簡單，往往抑制植物生長，因此其生產力不高。

⑤物質循環。物質通過濕地中綠色植物光合作用進入生態系統，然后沿食物鏈從綠色植物轉移到昆蟲、軟體動物、小魚小蝦等植食動物，再流經水禽、涉禽、兩棲類、哺乳類等肉食動物，部分有機物被微生物分解，供循環利用。現以碳循環為例說明沼澤的物質循環：

沼澤中的碳來自大氣和水中，以及泥炭在有機物質的分解。沼澤中的碳循環是從植物光合作用開始的，所合成的部分碳水化合物經植物呼吸作用消耗，產生二氧化碳，返回土壤和大氣中。另一部分在植物殘體通過泥炭化過程形成泥炭，在需氧性細菌作用下，泥炭中的有機物質被分解，釋放出二氧化碳，參加生態系統碳素循環。在泥炭中的有機物質中含有纖維素和半纖維素等多糖類物質。在細菌微生物所分泌的水解酶的作用下，分解為葡萄糖等單糖。葡萄糖在季節性積水沼澤的干季，經好氧性的微生物分解，最后產生二氧化碳、水。常年積水沼澤中，葡萄糖經厭氧性細菌分解，首先形成有機酸和二氧化碳，最后釋放出甲烷和氫氣，二氧化碳為中間產物，部分返回大氣。

我國濕地的分布

我國是世界上濕地生物多樣性最豐富的國家之一，是亞洲濕地類型齊全、數量多、面積最大的國家。

根據生物區系特征、氣候特點和生物多樣性的豐富程度，我國濕地可分為8個主要區域，即東北濕地、華北濕地、長江中下游濕地、杭州灣北濱海濕地、杭州灣以南沿海濕地、云貴高原濕地、蒙新干旱、半干旱濕地和青藏高原高寒濕地。

濕地在我國有著廣泛的分布，各氣候帶內的山地和平原幾乎都有分布。我國東半部濕地面積遠遠大于西半部地區，占全國濕地面積的3/4。東半部的東北山地和平原分布面積最大，占全國濕地面積的一半，而大面積的濕地集中在東北寒溫帶、溫帶氣候區。西半部濕地的分布趨勢是南部多于北部，南部為青藏高原，濕地集中分布于谷地，面積僅次于東北地區，約占全國濕地面積的20%。多分布在山地、高原而平原較少。沼澤在山地的分布十分廣泛，如東北大小興安嶺和長白山地，西北的天山、阿爾泰山等，華北的燕山、太行山地等。山地沼澤面積約占全國沼澤面積的60%。濕地分布的高度不同，如長白山地沼澤在海拔500米以下的山間盆谷地;而井岡山、武功山等多分布在海拔700米以上，而西藏的納木錯湖則高達4700米。