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湿地的作用

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湿地的作用范文第1篇

关键词:人工湿地;城市生态环境;污水处理

Abstract: with the acceleration of urbanization, environment pollution, heat island effect, water stress problem seriously influenced the existence and development of the urban residents. Known as "the city's lung" artificial wetland has the recovery of ecological environment, and to improve water quality, adjusting the climate change effects, and called the people the effective measures to solve current problems. In this paper, the artificial wetland is simply introduced, drawing on the basis of previous studies, combined with the reality of the constructed wetland, operation results, summarizes the artificial wetland in the improving function of urban ecological environment.

Keywords: artificial wetland; Urban ecological environment; Sewage treatment

中图分类号:S891+.5文献标识码:A 文章编号:

引言

随着城市化进程的加快,城市中的人口、产业等不断增加,城市向周边地区扩展速度加快,但是仍旧不能满足城市生态系统的需求,环境污染、热岛效应、水资源缺乏等问题严重影响城市居民的生存,威胁到人类自身的健康发展。为了恢复城市生态系统,人类模拟“地球之肾”湿地环境,建立人工湿地生态系统,改善城市生态环境。本文对人工湿地进行了简单介绍,通过借鉴前人研究的基础,结合人工湿地的现实运行结果,总结了人工湿地对城市生态环境的改善作用

一、人工湿地概述

人工湿地是利用植物、微生物与水资源,人为的模拟自然湿地的生态圈结构,使其具有自然湿地的改善气候、净化污染、恢复环境、维持生态平衡的作用。

自从1903年人类第一个人工湿地建成以来,人们对人工湿地的研究越来越深入,目前的人工湿地多是利用生态系统中的基质、水生植物、微生物的吸附、过滤、沉淀、降解、氧化还原等物理、化学作用以及生物转化污染物的作用来实现对污染的处理,达到净化水质、消除污染、恢复生态结构的效果。如人工湿地中有机物的去除多是依靠植物的根茎与微生物作用,富营养水中的N、P等的去除主要是依靠人工基质的吸附交换作用与微生物降解的作用等。

按照人工湿地处理污水系统的不同,人工湿地可以分为自由水面人工湿地、人工潜流湿地与垂直水流型湿地。这三种类型的人工湿地具有不同的生态效能,也具有各自的优缺点。 自由水面人工湿地的污水是在湿地表面流动,水位较浅,这也使得其去除有机物的能力不强,不适合处理高盐、富营养水与有机污染物多的水质,且由于水流在表面,易滋生蚊虫和结冰。但是这种湿地投资少,易于操作且运行费用低。对于人工潜流湿地来讲,由于水流从人工基质中流过,所以去污能力较强,且卫生条件好,但是植物的根部易缺氧,冬季处理效果较差,运行费用比自由水面人工湿地高。而垂直流人工湿地是这三种类型中去除有机污染物能力最好的一种,但是运行费用较高,对悬浮物的去除能力较差,操作复杂,易于滋生蚊虫。

无论是那种湿地,当其自身的生态结构形成系统,就可以清楚污染物,净化空气,改善环境,对于城市的生态环境具有重要作用。

二、人工湿地对城市生态环境的改善作用

人工湿地是在城市中建成的富有多种生物的生态景观,它对于城市中居民的生活、生产具有很重要的调节作用,并且为城市提供了多种资源,对于城市的生态环境具有重要的改善作用。具体来讲,人工湿地对于城市生态环境的改善作用可以分为两个方面,即对:城市生态系统的改善作用与对城市社会环境的改善作用。

1人工湿地对城市环境的改善作用

1.1、处理生活、工业污水,改善城市水体质量

城市的生活污水与工业污水中含有大量的污染物,直接排放后对环境危害很多,研究表明,人工湿地能够有效去除生活、工业污水中的有机物、高盐、N、P等超标物质,改善水体质量。杜秀省等人研究了潜流人工湿地系统对氮的去除效果,试验结果显示:水力负荷为0.1lm3/m2•d一0.45m3/m2•d时,TN的去除率为28.8% 47.6%,NH 一N去除率为21.6%~45.7%。同于慧卿等人将人工湿地中潜流、表面流湿地进行组合用于处理河水,结果表明:组合人工湿地COD去除率为66.7%~94.6%,BOD5去除率为58.6%~97.0%,SS去除率为20.0%~60.0%,氨氮去除率为50.0%~77.8%,总磷去除率为37.5%~88.9%,人工湿地能显著改善水体质量。

1.2、调节水源,防止旱涝灾害

人工湿地由于其独特的地理特征,能够涵养大量的水分,即使是在较为干旱的情况下,也能够依靠土壤与丰富的植物资源储存一部分水分,减缓旱情;在发生洪涝灾害时,由于其储水能力,可以吸收大量的洪水,缓解城市中洪涝的发生。

此外,人工湿地除了能够储存水源,还能够净化雨水,减少雨水中污染物的含量,实现水资源的合理利用,这对于减少城市中发生旱涝灾害时对城市造成的损失,同时又能够节约用水起到了很大的辅助作用。在发达国家,人工湿地是常用的雨水处理与资源合理利用的技术,对于城市水循环具有重要作用。

1.3、调节城市气候

目前,我国城市内每天都要排除大量的空气污染物,其中CO、CO2、CH4等温室气体站很大一部分,它们的排放造成了城市温度升高、空气混浊,环境恶化。人工湿地能够有效地吸收空气中的这些污染物,同时又减缓温度升高的速度。此外,人工湿地还能够通过蒸发扩散作用增加空气湿度,直接影响周围环境与气候,改善城市的热岛效应。

1.4、保持生物多样性

人工湿地的建设过程中需要多种生物方能构成一个合理的生态系统,此外,大多数人工湿地的建设多是为了保护濒危动物,特别是珍稀的水禽类,所以选址一般是在这些野生动植物的栖息、繁殖或者迁徙等地,这在保持生物多样性方面具有重要作用。目前已有的人工湿地很多都发现鸟类的数量得到回升,如:嘉兴人工湿地在运行没多久就有大量的国家一级保护动物来此栖息。

2、人工湿地对城市社会生活的改善作用

人工湿地对城市的改善作用不仅仅体现在对城市生态环境的改善方面,还包括对城市社会环境带来的改善作用。对城市社会生活改善作用主要表现在经济与社会文化两方面的改善作用。

2.1、经济效益

人工湿地除了需要通入资金进行运行外,其自身也具有经济价值。首先,通过人工湿地净化污水,这种净化污水的方法比常规的污水处理方法节约了大量的资金投入且效果良好,并且还能储存水资源。其次,人工湿地通常具有景观效应,可以通过参观获得一部分经济效益。此外,在这些湿地中很多动植物也可以创造经济效益,例如藻类、莲藕、菱角、各种鱼类、虾类、贝壳等都可以作为食品进行加工出售;一部分动植物资源具有药用价值;还有一些动植物可以作为工业原料,如蒲苇是纸质加工常用的原料等。

2.2、社会文化效益

湿地本身是一个小的生物圈,富有多种生物,是环境中重要的组成元素,而人工建设过程中,会依据城市特点,建成不同风格的景观,为城市添加了人工自然景区,美化环境。这可以为人们提供一个良好的放松、锻炼、休憩、释放社会压力的场所,满足城市居民的心理与身体需求。此外,湿地本身提供的良好的自然环境能够陶冶人们的情操,激发自身灵感,具有不可替代的价值。

湿地的建设、规划可以为学习建筑设计、园林设计等相关人员提供学习素材;除此之外,湿地中的多种生物组成的生物链、生物群落、生态系统、生态圈具有教育和科研意义,不仅可以为他们提供材料,还可以作为试验基地,方便人们学习、研究。另外,通过湿地对生态环境的改善作用可以让人们认识环境保护的重要性,亲身参与到环境保护的进程中,贡献自己的力量。

结语

总之,人工湿地对于城市的生态环境具有明显的改善作用,为了人类能够良好的生存和发展,希望我们每个人都能够为保护人工湿地、保护生态环境贡献自己的一份力。

参考文献:

[1]陈雷,任鹏飞.人类湿地对城市水体生态环境的改善作用[J].吉林建筑工程学院学报.2011,28(1):48-50.

湿地的作用范文第2篇

【关键词】滨河湿地;局地气候;温度;相对湿度;冷湿效应

研究背景:滨河湿地拥有良好的生态环境和多样化的景观资源。作为城市绿地系统的重要组成部分,它在调节气候、美化环境、维护区域生态平衡等方面具有不可替代的作用。[1]随着中国城市的快速发展,许多学者对城市湿地已经开展了不断深入的研究 。我国近几年涌现一大批多是出于为城市建设、发展服务的目的,集中在城市湿地植物景观的开发与规划上[2]。城市化建设进程加快,随之而来的城市热岛效应日益影响城市人居环境。城市湿地对局地气候的降温增湿作用也引起了学者的广泛关注[3].但城市湿地研究存在内容和区域上的不平衡。目前关于城市湿地气候调节的研究多关注于单一季节内的气象要素变化[4],对四个季节进行深入分析的文献不多,临沂市滨河湿地面积广大,湿地生境复杂多样,众多学者对临沂滨河湿地做了大量研究[5],却缺乏对滨河湿地温湿效应的研究,本文针对临沂城区滨河湿地与市区四季的温度、湿度进行对比分析,探究湿地对其周边环境小气候效应。

1.研究区概况

临沂市地处中纬度区,属温带季风区大陆性气候,这里气候适宜、四季分明、雨量充沛、光照充足、无霜期长。年平均气温在12.3―13.3度之间,一般西部高于东部,南部高于北部,最热日出现在七、八月,平均气温在25.4―26.3度之间;最冷月在一月,平均气温在零下1.1―2.8度之间。 降水量为全省最丰沛地区,雨量受季风影响显著,其特点表现为冬夏降水差异悬殊,占降水量的60%集中在夏季。临沂市地处山东省东南部,水资源丰富,以沂蒙山脉为中心,形成以沂河水系、沭河水系、中运河水系为主的辐射状水系,有长度为10 km以上的河流300多条,全市有大、小水库90座,湿地面积为64 545 hm2,占土地总面积的5.6%,湿地生境复杂多样。[6]临沂滨河湿地南起刘家道口枢纽,北至临沂城北外环,总长度106公里,水面面积36平方公里,植物资源丰富,种类繁多,并有多种珍稀禽鸟,形成了18个大型生态园区。整个滨河景区集“水、岸、滩、堤、路、景”于一体,已成为展示人文、自然景观大型开放式的生态风光带。

2.湿地局地气候效应研究

2.1 研究资料及研究方法

观测数据来自于小气候区有代表性空气自动站的,选取两个观测站点数据,一个位于滨河湿地,临沂市雕塑公园南部,位于沂河、p河、柳青河三河交汇处,另一个观测点是市中心的鲁南制药厂空气自动站,位于琅琊王路和红旗路交汇处西南鲁南制药厂内。两观测站点相距7km。气象设备采用智翔宇MULYI-5P五要素微气象传感器进行自动监测,两观测点均为24h监测,每小时记录一次监测数据。观测资料时段为2015年8月至2016年7月。根据监测数据对两地温度、湿度分时刻,分季节的进行数据处理和差异分析。利用Excel2010软件对试验数据进行处理并作图。

2.2 结果与分析

2.2.1 湿地对局地空气温度影响

根据图2可以看出一年内两监测点温度差的变化呈现双峰型,12月和6月的湿地降温作用相对较强,两地平均温差最高分别为0.89℃和0.85℃,两个温差最低点分别为10月与2月,其中2月降温作用最弱,湿地与城区间温差仅为0.1℃;

将6月份温度各时刻均值和日平均温度做比较分析(图3),对比24时刻温差异及变化状况,可以得出湿地对局地温度影响存在昼夜差异,从晚20时~7时,湿地气温高于市区,此时湿地对其周围空气具有增温效应,8时~19时,湿地气温又低于市区温度,此时的湿地具有降温作用;据两地温度日均值差可以得出,即使湿地夜晚对周围有增温效应,但就整体而言湿地仍具备降温作用,湿地气温日均值比市区降低了0.45℃。

对比12月市区与湿地各时刻气温均值及日均值可见(图4)。12月份湿地与市区气温日变化规律基本一致,最高、最低温出现的时刻大致相同,一天中湿地各时刻气温均低于市区,白昼(9时~16时)两地温差较大,平均温差为0.8℃,两地最大温差达到1.1℃,湿地降温效应明显; 17时~8时市区与湿地温差较小,平均温差为0.2℃;就整体来看,湿地日均值比市区要低0.4℃,整体具备降温效应;湿地最高温、最低温的差值为5.3℃,而市区的差值为6.2℃,湿地温度日变化幅度要小于市区。

2.2.2 湿地对空气湿度的影响

滨河湿地2015-2016年监测结果表明湿地对局部环境具有显著的增湿效应。两站点各月湿度对比结果(图5)可知湿地12个月的相对湿度均值都高于市区,从湿度差折线可以得出市区与湿地湿度差异最大值出现在2月,最小值出现在7月。从整体上看,秋冬季节两地差异较大,春夏季节差异相对较小,从9月份至次年2月两站点相对湿度差值均高于10%,其中2月份达到最大值为17.6%。而3月至7月以及15年8月其差值均低于10%。

图6给出的是不同季节市区与湿地的温度差整点时刻变化状况。从图中可以清楚地看出不同季节湿地对其所在小气候增湿效应的差异。从总体上看,冬季湿地与市区湿度差异最大,即冬季是增湿作用最为明显的阶段,由冬季折线最平直,又能得出冬季湿地一天中增湿效应最稳定;湿地各时刻相对湿度比市区平均高了16.15%;其次是秋季,两地平均湿度差为13.04%,据折线趋势推知秋季白昼湿地增湿效应强,而夜晚相对降低,日出前后是湿地秋季增湿作用最弱的时段;春季湿地与城区湿度差异曲线呈U形,也就是说,春季湿地增湿作用状况恰好与秋季相反,白昼增湿效应弱,夜晚较强,具体为早7时起湿地增湿效应迅速减弱,11时~14时增湿效应维持在低水平,平均湿度差仅为0.53%,15时~21时,增湿效应缓慢增强,21时~凌晨6时维持在较高水平,两地间平均湿度差为9.38%;夏季相较春秋两季增湿效应相对比较稳定,没有太大起伏,湿地较市区平均高了4.86%,其昼夜差异仍然存在,在白昼( 6时~18时)增湿作用相对较弱,中间有几个明显波动时段,分别是7时~8时,13时,17~18时有明显的波谷,夜间(19时~凌晨5时)增湿效应较强,并在21时达到峰值。

3.结论

临沂滨河湿地对局地气候具有降温、增湿效应,增湿效应尤为明显,年平均增湿幅度达到10.2%,年内增湿效应具有明显季节差异,冬季增湿效应最强,秋季次之,冬季与夏季年内增湿效应较稳定,秋季与春季增湿效应波动幅度大;降温效应并不明显,年均降温幅度仅有0.65℃,在夏季,湿地温度小气候效应具有昼夜差异,表现为白昼降温,夜晚增温,但整体还是降温作用更强,冬季,湿地降温作用没有昼夜差异,普遍降温;湿地日温差小,升温慢,降温也慢,对气温起到很好的调节作用。

参考文献:

湿地的作用范文第3篇

关键词:城市湿地;作用;保护

城市湿地主要是指城市及其周边地区被浅水或暂时性积水所覆盖的低地,有周期性的水生植物生长,基质以排水不良的水成土为主,是城市排毒养颜的肾器官,具有重要的水源涵养、环境净化、气候调节、生物多样性保护、教育科普等生态服务功能。

苏州水网密布,雨量充沛,年均降水量1100mm,水系占总面积的45%,境内河港交错,湖荡密布,最著名的湖泊有位于西隅的太湖和漕湖;东有淀山湖、澄湖;北有昆承湖;中有阳澄湖、金鸡湖、独墅湖;是著名的“水乡泽国”,也是一个大湿地。

但随着制造业和城市化的迅猛发展,加强城市的生态环境建设对于改善城市当前的环境质量,促进城市的发展有着十分关键的作用。在今后的城市规划中需要充分发挥城市湿地在城市园林景观建设中的重要作用,促进城市环境的改善。近年来在园林绿化方面投入巨大,城市绿量显著增加,但滨水绿地的断面形式单一,不能满足人们的亲水要求,湿地公园的建设,是湿地开发和利用、保护的示范区。

1 城市湿地在园林景观中的作用

近年来随着社会经济的发展,城市的人口数量逐渐增加,环境质量受到一定的影响,在城市发展规划中加强城市的环境建设逐渐受到重视。城市园林景观建设作为城市发展和城市环境改善的重要组成部分,在城市的发展中发挥着十分关键的作用。城市湿地作为城市环境中丰富的资源,可以在城市园林景观建设中发挥着十分关键的作用。

1.1为城市居民提供水资源

城市湿地常常作为人们的生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水,为人们的生活和生产提供了良好的水资源保障。除此之外城市湿地还能够提供一定的蔬菜和动植物产品,像一些莲藕、鱼虾等等都是城市湿地资源提供的,一些湿地资源还具有药用作用。另外,为城市提供完善的防洪排涝体系,调蓄洪水,防止自然灾害,湿地在控制洪水、调节水流方面功能也十分显著。

1.2具有净污作用

随着城市化进程的加快,一些城市的环境污染比较严重,城市湿地具有一定的净化环境的作用。湿地资源可以通过丰富的生物和生态系统对水质量进行改善,当前我国城市运用最多的就是表面流湿地和水平潜流湿地,湿地处理水污染具有高效且廉价的作用。调节区域气候,降低城市热岛效应,提高城市环境质量。

1.3旅游作用和人文价值

城市湿地不仅仅有净化环境的作用,同时还具有一定的观赏价值和旅游价值。湿地公园的建设,除了扩大绿地面积,还扩大了市民的旅游面。这有利于本地市民对自己生长城市的认识和热爱,了解湿地对自己生活环境的影响,增强环保意识。城市湿地具有观赏,生态和教育传播文化的功能,当前很多城市中都在发展城市湿地作为景观进行观赏,对于城市的建设有着十分关键的作用。苏州太湖湿地公园中的潮涌、落日、水中渔网屋,芦苇丛里滚地龙,滩涂中的各种动植物,这是城市公园没有的景观,为城市居民提供休闲娱乐场所,丰富市民的业余生活。

湿地生态系统、多样的动植物群落、濒危物种等,在科研中都有重要地位,它们为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地。一些湿地中保留着过去和现在的生物、地理等方面演化进程的信息,在研究环境演化,古地理方面有着重要价值。

2 如何合理利用城市湿地构建特色园林景观

城市湿地作为当前城市建设中的重要组成部分,在城市景观建设中发挥着十分关键的作用。近10年,苏州周边地区先后恢复和建造了大型湿地公园,如太湖湿地公园、三角嘴湿地公园、沙湖湿地、阳澄湖湿地等,湿地中心的大面积水域和植被,成为苏州地区小环境气候和空气质量的有力调节。在今后的城市发展中还应该注重城市湿地的保护利用,构建城市的特色园林景观。

2.1重视城市湿地资源的保护

城市湿地资源作为城市环境建设的重要组成部分,不仅仅对于改善城市的环境质量有着十分重要的作用,同时城市湿地还有良好的观赏价值,为人们的生活提供必要的资源。随着城市建设的发展,城市的人口逐渐增加,城市的环境质量也受到一定的影响,城市的湿地资源也遭到一定的破坏。在今后的城市发展中需要进一步重视城市湿地资源的保护,充分发挥城市湿地资源的作用。一方面需要提高公众的湿地资源保护意识。城市居民需要认识到城市湿地资源对于城市发展的重要性,应该提高自己的城市湿地保护意识,提高城市湿地资源的质量,保障人们的生活。另一方面城市管理者应该采取有效的措施保护湿地资源。城市管理者应该制定相关的法律规范,规范市民的行为,尽量减少一些破坏和污染城市湿地资源的行为。另外管理者应该加大执法力度,针对城市湿地的破坏行为进行严格处理,以此减少破坏湿地行为的出现。休闲和娱乐是城市湿地主要的功能之一,城市居民对湿地的任意践踏,垃圾处理方式不当等,都会对湿地生态环境产生不良影响。保护城市湿地生境,提高城市环境是市民共同的事业,维护城市湿地健康的生态环境必须靠市民的共同努力。所以加大宣传力度,普及环保教育,提高市民素质,不仅是城市湿地保护的必要条件,也是城市可持续发展的重要组成部分。

2.2合理规划城市湿地资源的建设和利用

随着城市环境质量的下降,加强城市的环境保护和建设逐渐受到关注,一些城市逐渐利用一些湿地资源进行城市特色园林景观的建设,促进城市规划的建设。但是当前一些城市由于缺少规划,对于城市湿地资源的利用不当,不仅影响了城市湿地资源的质量,同时也破坏了城市的园林规划。在今后的城市发展规划中需要对城市的湿地资源进行合理的规划和利用,与周围的城市环境和建筑相符合,增加城市规划的协调性。一方面城市规划建设者应该借鉴一些城市的成功例子,合理利用城市湿地资源。城市湿地资源不仅为人们的生活提供一定的资源,同时还具有调节城市气候,净化城市环境的作用,因此城市的建设者应该进一步加强规划,尽量充分发挥城市湿地的作用。另一方面城市的规划中应该充分考虑城市湿地资源的景观价值和欣赏价值。城市湿地资源的利用需要与周围的城市环境相结合,充分发挥城市湿地资源的景观作用和欣赏价值。对于城市湿地资源要进行定期的环境净化和清理,避免由于环境污染影响城市湿地资源的生态价值。

对原有湿地的开发与利用,具有相当显著的生态环境效益。它一方面起到对污水、废水进行有效净化的作用,另一方面可使原有湿地复活与可持续发展,净化空气,改良气候环境。一定规模的自然湿地可成为鸟类和其它湿地生物的栖息地。

湿地的建设与开发以生态、旅游、休闲为主题,以现代工业、生态农业、观光农业、生态旅游休闲产业和仓储物流、中高档房地产开发为主导,以产业结构调整为手段,以发展区域经济为动力,以生态建设为目标,针对各个区域的实地特征,构建相应类型的植物生产系统和群落生态系统;探索市场经济条件下既能发展区域经济,又不以牺牲城市环境为代价的生态建设的新路子。

在城市化快速发展的今天,城市规模普遍急剧扩展,其中城郊地带有着极其重要的战略地位,其生态防护功能,景观游憩功能,控制城市蔓延等功能,都是城市其它地带所难以替代的。规划应从生态的角度考虑,结合湿地建设和景观,科学地安排各种绿地,维护城市景观生态与格局的连续性,注重城市历史和文脉的延续,体现地方特色。

湿地的作用范文第4篇

关键词:湿地保护;湿地生态恢复;技术

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统。具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。保护湿地以及湿地生态的恢复,对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展,具有十分重要的意义。

一、湿地保护技术

由于湿地处于水陆交互作用的区域,生物种类十分丰富,仅占地球表面面积6%的湿地。却为世界20%的生物提供了生境,特别是为濒危珍稀鸟类提供了生息繁殖的基地,成为众多珍稀濒危水禽完成生命周期的必经之地。一个系统的面积越大。该系统内物种的多样性和系统的稳定性越有保证。因此,增加湿地的面积是有效恢复湿地生态系统平稳的基础。严禁围地造田,对湿地周围影响和破坏湿地生存环境的农田要退耕还湿,恢复湿地生境。增加湿地面积。湿地入水量减少是造成湿地萎缩不可忽视的原因,水文条件成为湿地健康发展的制约因素,需要通过相关水利工程加以改善,增加湖泊的深度和广度以扩大湖容;增加鱼的产量。增强调蓄功能;积极进行各湿地引水通道建设,以获得高质量的补充水源:加强水利工程设施的建设和维护,加固堤防,搞好上游的水土保持工作,减少泥沙淤积:恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水,提供野生动物栖息地。

二、湿地生态恢复技术

湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建。再现干扰前的结构和功能。以及相关的物理、化学和生物学特性,使其发挥应有的作用。根据湿地的构成和生态系统特征,湿地的生态恢复技术可概括为以下3个部分:一是湿地生境恢复技术。湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施,提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复包括湿地基底恢复、湿地水状况恢复和湿地土壤恢复等。湿地的基底恢复是通过采取工程措施,维护基底的稳定性,稳定湿地面积,并对湿地的地形、地貌进行改造。二是湿地生物恢复(修复)技术。主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。三是生态系统结构与功能恢复技术。主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点。

退化湿地生态系统恢复,在很大程度上。需要依靠各级政府和相关部门重视。切实加强对湿地保护管理工作的组织领导,强化湿地污染源的综合整治与管理,通过部门间的联合,加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量,控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响,大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排放标准达标排放,有条件的地区应推广养殖废水土地处理。

植物是人工湿地生态工程中最主要的生物净化材料,它能直接吸收利用污水中的营养物质,对水质的净化有一定作用。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类,还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类,尽可能的做到一项投入多处收益。

三、湿地重点攻关技术

要加强湿地保护,恢复湿地功能,制定出湿地保护规划。运用环境学、生态学等多学科理论和“3S”等先进技术,在查清湿地资源的基础上,建立湿地资源信息数据管理系统和湿地监测系统,及时跟踪和掌握湿地变化动态,开展湿地分布和演变规律、湿地生态系统结构和功能、退化湿地的恢复和重建、湿地水旱灾害、污染等方面的研究,为湿地的科学管理和保护、利用提供科学依据。重点攻关的技术有以下几方面:

1.湿地退化机理与生态恢复机制。借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的湿地生态恢复研究方法和技术。加强湿地生态系统结构、功能及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制研究。湿地生态系统生产力、恢复力、演替规律、可持续性研究,湿地的环境功能及人类活动对湿地资源与环境的影响研究,不同干扰条件下湿地生态系统的受损过程及其响应机制研究,湿地生态系统退化的景观诊断及其评价指标体系研究,湿地生态系统退化过程的动态监测、模拟及预报研究等。

湿地的作用范文第5篇

关键词:流域湿地 水质净化功能 研究进展

一、流域湿地水质净化功能的内涵

湿地是自然界中最重要的自然资源、景观和生态系统,在维护生物地球化学平衡、净化水质方面发挥着巨大的作用,但是随着人类活动的影响,地球原本的生态平衡遭到极大的破坏,同时,湿地生态系统遭到极大的破坏,导致其原有的湿地净化功能不断减弱,从而引发水质下降、物质平衡失调等一系列的生态问题。

二、湿地的水质净化功能

湿地是重要的国土资源和自然资源,如同森林、耕地、海洋一样,具有多种功能。湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有巨大的环境功能和效益,在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面有其它系统不可替代的作用,因此,湿地被誉为“地球之肾”。在世界自然保护大纲中,湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。

湿地具有去除水中营养物质或污染物质的特殊结构和功能属性,在维护流域生态平衡和水环境稳定方面发挥巨大作用。

2.1天然湿地的自我净化功能

流域湿地本身就是天然的生态系统,在一定程度上可以完成自我净化功能。但是由于今年来农村农业经济的发展,村民在河内的大量作业活动,严重湿地生态系统的多样性,使湿地难以完成水体自我净化。

湿地一项重要的作用就是净化水体。当污水流经湿地时,流速减缓,水中的有机质、氮、磷、重金属等物质,通过重力沉降、植物和土壤吸附、微生物分解等过程,会发生复杂的物理和化学反应,这个过程就像“污水处理厂”和“净化池”一样可净化水质。湿地在净化农田径流中过剩的氮和磷方面发挥着极其重要的作用。

随着农村经济发展需求的逐步提升,河流退化、面源污染增加、社区环保意识不强等问题也日益凸显,使得原本的湿地面临着越来越严峻的水质和水量安全问题

2.2人工湿地也具有水质净化功能

天然湿地是处于水陆交接相的复杂生态系统,而人工湿地则是处理污水而人为设计建造的,工程化的湿地系统,是近些年出现的一种新型的水处理技术,其去除污染物的范围较为广泛,其净化机理十分复杂,综合了物理、化学和生物的三种作用,供给湿地床除污需要的氧气;同时由于发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用、填料床体的截留及植物对营养物质的吸收作用,而实现对水体的净化。

人工湿地具有投资省、能耗低、维护简便等优点。人工湿地不采用大量人工构筑物和机电设备,无需曝气、投加药剂和回流污泥,也没有剩余污泥产生,因而可大大节省投资和运行费用。同时,人工湿地可与水景观建设有机结合。人工湿地可作为滨水景观的一部分,沿着河流和湖泊的堤岸建设,可大可小,就地利用,部分湿生植物(如美人蕉、鸢尾等)本身即具有良好的景观效果。

三、做好湿地水质净化工作,创造良好的生态环境

3.1流域湿地保护仍然存在着问题

湿地保护仍然是生态建设中的一个十分突出的薄弱环节,面临的形势还相当严峻。首先,面临着经济发展的巨大压力。过去的压力主要来自解决吃饭问题,为了增加耕地而大量开垦围垦湿地。当前的压力则更多的来自于对经济发展的追求,为了经济建设而过度开发湿地资源。其次,影响湿地保护管理工作的一些基本问题未得到解决,特别是思想认识缺位,政策机制缺乏,资金投入缺少,管理体系薄弱。这些问题,导致了一些地方盲目开发利用、乱占滥用湿地的现象不断发生,使湿地面积不断减少,湿地功能不断下降,并且这种趋势还在继续。

虽然近年来在改善和保护环境方面取得了一些进步,但现实仍然令人忧虑。各行各业的努力和成果并不平衡,大多数工业企业依然采取传统的生产方式,很少致力于可持续发展。污染企业正在全球范围内向最贫穷国家转移,而这些国家往往缺乏保护环境、卫生和生产安全的能力。随着经济的发展和对商品、服务需求的增长正在抵消环境改善的努力。

3.2大力响应国家的湿地保护政策

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,被誉为“地球之肾”。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分,对经济社会发展发挥着越来越大的作用。去年,国务院批准了《全国湿地保护工程规划》,明确了湿地保护的指导思想、任务目标、建设重点和主要措施。我国湿地保护事业迎来了前所未有的发展机遇。

随着国家对生态建设的高度重视,社会对湿地的认识正在经历着把湿地看成是荒滩荒地到将湿地作为国家重要生态资源的转变。相应的,在思想观念上正在经历由注重开发利用到保护与利用并重,并逐步做到保护优先的转变。这些转变虽然是初步的,但对湿地保护工作具有十分重要的意义。

湿地的作用范文第6篇

关键词:湿地;;保护;人人有责

按照《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》的定义,沼泽地、泥炭地、河流、湖泊、红树林、沿海滩涂等,甚至包括在低潮时水深不超过6m的浅海水域,都属于湿地。本文将从以下几点介绍它。

一、我国的湿地类型

我国的湿地类型众多。海涂蜿蜓,江河纵横。湖泊星罗棋布,沼泽散缀南北。此外,我国还拥有大量的人工湿地,如水库、池塘和稻田等。据初步统计,我国湿地面积有6000多万公顷,其中天然湿地2000多万公顷。以稻田和池塘为主的人工湿地4000万公顷,内陆湿地有高等植物1540余种,高等动物约1500种。其中,水禽300余种,约占我国鸟类种的1/4,并有许多为我国特有种和世界性的珍稀濒危种。

二、湿地的功能与作用

众多的湿地不仅具有明显的经济效益,而且具有巨大的生态效益和社会效益。湿地常常作为生活用水和工农业用水的水源,被人们直接利用。湿地还能够补充地下水。在多雨或河流涨水的季节,湿地就成为巨大的蓄水库,起到调节流量和控制洪水的作用。湿地中有着十分丰富的动植物资源。河流两岸和湖滨的沼泽是鱼类繁殖和肥育的场所。湿地还能保持当地小气候,具有很高的航运价值、美学价值和教育科研价值。

三、我国湿地面临的威胁

1.对湿地的盲目开垦和改造。盲目进行农用地开垦、改变天然湿地用途和由于城市开发占用天然湿地,直接造成了我国天然湿地面积削减、功能下降。

2.生物资源过度利用。我国重要的经济海区和湖泊,由于保护不当,不仅使重要的天然经济鱼类资源受到很大的破坏,而且也严重影响了这些湿地的生态平衡,威胁着其他水生物种的安全。

3.湿地污染加剧。污染是我国湿地面临的最严重威胁之一,湿地污染不仅使水质恶化,也对湿地的生物多样性造成严重危害。

四、保护湿地的措施

1.加大湿地的宣传力度。

2.推动立法进程,尽快建立湿地保护的法规和政策体系。

3.各级部门要尽快制订好湿地保护规划,合理布局,切实可靠的保护湿地。

湿地的保护,并不是我们口头上的承诺,也不是我个人力量所能办到的。希望更多的人加入到保护湿地的行列中,让我们一起行动起来,共同呵护这颗脆弱的“肾”吧!

湿地的作用范文第7篇

关键词:人工湿地; 污水治理; 解决方案

随着城镇化进程的加速,城镇的人口日益增多,城镇生活污水也就越来越多,城镇生活污水处理的难度不断提高,污水处理所需的成本日益增多,因此,作为城镇污水处理部门应不断创新污水处理,加强对污水的循环回收和充分利用。在丘陵地区的城镇生活污水中,可以充分地应用人工湿地治理污水技术,为城镇污水处理打开新的天地。

一、人工湿地污水处理系统概述

人工湿地污水处理是一种绿色环保,经济实惠,简单方便, 效果良好的新型污水处理技术。人工湿地污水处理系统主要是模拟自然湿地中生物作用、物理作用和化学作用的相互协作,以达到净化污水的目的。这种人工湿地是指:在一个洼地中,设计合适的长度和宽度以及地面的坡度,将土壤和填料按照一定的比例、坡度组成,将一些植物如茳芏、芦苇种植在湿地的表面。这些种植的植物必须具有的特点包括:易成活、生长周期较长、抗水性能较好、外形美观和具有经济价值等。这些种植的植物与湿地中的动物、微生物和其它植物等,构建成一个独具湿地特色的动植物生存的环境系统。当污水从湿地表面和下面的填料缝隙中流过时,通过湿地表面和填充料过滤作用、沉淀作用、吸附作用、离子交换作用、植物吸收作用和微生物分解作用等,达到高效净化处理污水的目的。

二、人工湿地在城镇污水处理中的工艺设计的探讨

人工湿地污水处理工艺设计处于初步发展阶段。影响人工湿地设计的因素非常多,如湿地床的结构、工艺流程、布置方式、进(出)水系统类型和湿地植物等。下面以丘陵地区城镇污水处理中人工湿地的工艺设计问题,与大家进行探讨。

一是合理设计湿地床的深度。进行湿地床深度的设计时,必须充分考虑丘陵地区的地形特点,分析污水的水质状况,对所种植的植物类型及根系状况进行研究。 在植物根系中,必须确保绝大多数污水具有足够的流动性。同时,在湿地床中,还应具备一定的好氧条件。综合分析以上因素进行确定。

二是选择好湿地植物种植的物种。在丘陵地区城镇污水处理的湿地系统中,如何选择种植的植物物种,应重点考虑植物的耐污能力强弱、成活率高低、生长周期长短,分析所选择种植的植物根系是否发达、是否美观又是否有一定的经济价值等。通过对上述各种因素的分析,最后确定栽种的湿地植物。从现在的人工湿地的污水处理系统来看,在丘陵地区一般以栽种芦苇为宜,构建成芦苇湿地污水处理系统。我们知道,芦苇具有根系发达的优势, 它的根系范围广而深,其根系一般可以延长到地下0.6米、 0.7米左右,在它的周围所拥有活性物质非常丰富,加上芦苇的输氧性能优良,芦苇是城镇人工湿地污水处理系统中最常见的植物,也是丘陵地区城镇污水处理中湿地栽种植物的首要选择。

三是在城镇污水处理中,应根据实际确定好湿地床的底坡、长宽尺度。其中,湿地床的填充料决定湿地床的底坡,通常按照2%―8%的比例来建造其底坡。污水处理程度和水力作用时间的长短来决定湿地床的长度,水力停留通常控制在20米―50米之间。湿地床的长度设计过长, 非常容易使湿地床中形成难以进行水位调节的死区,对植物的栽培十分不利。在丘陵地区城镇生活污水处理中,通常采用潜流湿地,其湿地床的长度与宽度的比值一般是小于或等于3: 1 , 这样才能确保湿地床中的水流能够保持一定的流动性,以推移的方式进行流动。

四是搞好杂草的控制。采取湿地处理后的出水或污水淹没是最成功的杂草控制法。在实际中,建议湿地床先用除草剂处理, 然后再用淹没法除去死掉的杂草。

五是设计好进水和出水管线。湿地床的进水系统应保证配水的均匀性, 一般采用多孔管和三角堰等配水装置。出水系统一般根据对床中水位调节器的要求,设置在出水区末端的砾石填料层底部。

三、人工湿地治理污水在我国应用

在我国的丘陵地区城镇生活污水中,人工湿地的污水处治理技术得到了比较成本的应用。如属于丘陵地区的某污水处理厂的工艺流程为:原污水通过格栅, 通过集水井、沉淀池, 进入一级碎石床后, 再进入二级的碎石床, 从二级碎石床流出处理水, 排入天然河道。在一级碎石床栽植芦苇, 在二级碎石床栽植香蒲。人工湿地污水处理技术的应用, 有效地改善了该城镇的生态环境, 提高了居民的生活质量。

总之,人工湿地治理技术是丘陵地区城镇生活污水处理的重要方法。人工湿地治理技术在丘陵地区城镇生活污水处理中得到了较成功的应用。我们应当高度重视丘陵地区城镇生活污水人工湿地治理技术的探讨和应用,不断创新人工湿地治理污水的方法,提高丘陵地区城镇生活污水的治理水平,为丘陵地区城镇建设创建环保、和谐、可持续发展的宜居家园。

参考文献:

[1] 周琪. 人工湿地技术在污水处理与水环境保护中的应用[J]. 给水排水动态, 2009,(05) .

湿地的作用范文第8篇

随着全球气候变化,湿地生态系统遭受干旱的频率在增加。湿地是显著受水分驱动的生态系统,干旱对其的影响尤为严重。干旱作为极端气象水文事件,在自然营力驱动下,有其固有的重现期,并成为湿地生态演变的关键驱动因子。然而,在气候变化、人为下垫面条件变化和水资源开发等综合影响下,干旱发生的频度、范围和强度也发生了显著变化,改变了湿地的水文生态特征,并危及到湿地生态系统的健康,导致湿地退化更为严重。

湿地干旱是气候变化响应和湿地保护与修复研究领域发展到新阶段上所出现的新问题,国内外尚未有针对湿地干旱的系统研究;相关研究主要集中在湿地水文特性、湿地生态需水、极端水文事件对湿地的生态影响、湿地应急补水等方面。

对湿地干旱的研究,多从湿地植物、水生动物和微生物方面展开,揭示干旱对湿地的影响,研究方法多以实验、遥感和野外监测、调查为主,如罗文泊等和JohnMM等研究了干旱对湿地关键植物种的影响,MatthewsWilliamI和Marsh-Mat-thewsE研究了干旱对湿地鱼类的影响;或是针对干旱背景下湿地水质、元素行为等开展研究,如AherneJ等研究了干旱期间湿地硫元素的氧化还原反应,导致湿地表层水体酸化,Seon-YoungKim等研究了不同湿地类型的微生物群落在干旱处理条件下的耐受状况。这些研究都以干旱为背景条件,其研究重点偏微观,多以干旱对几种湿地植物、湿地微生物群落和湿地中元素的变化为研究对象,或是比较不同类型湿地植物被对干旱的耐受程度,很少有研究从系统角度出发,研究干旱对湿地生态系统的影响机制。本研究以干旱背景下淡水湖泊湿地生态系统为主要对象,以水这一核心要素为关键,剖析流域干旱对湿地水文特征的影响,进而阐释其对湿地生态系统的影响;另一方面,湿地生态系统具有自我恢复能力,能够对一定的干扰进行自我修复。由于湿地种类多样,不同类型湿地生态水文条件差别极大,本文主要讨论永久性淡水湖泊湿地。

1基于水平衡的湿地干旱内涵

1.1淡水湖泊湿地水平衡特征

淡水湖泊湿地(以下简称湿地)的水源可分为以下几类:降水补给、径流补给、地下水补给和调水补给等。水分支出主要有水面蒸发、植物蒸腾、补给地下水、地表出流和人工直接取用水(图1),即公式(1)中,WS表示湿地水量;WI表示入流量(径流补给、地下水补给或调水补给);P表示降水量;EW表示水面蒸发量;ET表示植物蒸腾量;F表示入渗量(补给地下水量);WO表示出流量;U表示人工取用水量和回归水量。根据湿地水量平衡原理,淡水湖泊湿地的水量由于入流量和出流量的差异而会发生变化,若无其他情况干扰,一般处于动态平衡中。

1.2湿地干旱的内涵

干旱是一种缺水现象。流域干旱作用于湿地,造成其生境缺水。从湿地水平衡的角度来说,干旱的发生是由于湿地水分支出大于收入,使得湿地水量减少,超出了其正常变化范围,对湿地生态系统造成了影响。湿地干旱的作用对象是湿地生态系统;作用机制是由于水分支出大于收入,导致湿地水量持续低于正常水量的波动范围,造成湿地水量短缺;作用后果是导致湿地生态系统发生变化,主要表现为:水位下降、水面积减少、生物量减少、生物多样性降低和湿地萎缩等。因此,湿地干旱是一种生境用水短缺现象,最先表现在通量水上,通量水的入不敷出造成了存量水的持续减少。本文认为湿地干旱是湿地水量长时间低于其正常波动范围,造成湿地生境用水短缺的一种现象,表现在水位下降、水面积减少和生物量减少等方面。

2流域干旱对湿地生态系统的整体影响机制

水是湿地生态系统维系和演替的决定因子之一。干旱改变了流域水循环,导致湿地来水发生变化,减少了湿地的水分收入;其次,来水的减少必然造成湿地存量水的减少,因而其水动力学特征和水文周期也会受到影响;最后,水是湿地生态系统中最重要的非生物因子之一,水分条件的改变会严重影响湿地生物,综合表现在湿地生态系统结构、功能和布局的改变上。另一方面,湿地生态系统对干旱又具有一定的适应性,即在其耐受限度范围内,其受到的损伤是可恢复的。

3流域干旱对湿地水文的影响

3.1对湿地来水特性的影响

按不同水源类型,湿地可分为降水补给型湿地、径流补给型湿地、地下水补给型湿地和综合补给型湿地等,反应了湿地的主要来水类型。干旱导致流域降水量、径流量和地下水量减少,改变了流域水循环,湿地作为流域中的一个单元,其来水受到很大影响。对于上述4种类型湿地,干旱对其主要来水的影响表现为:湿地区的降水量减少(降水补给型湿地),上游径流减少引起入流径流量的减少(径流补给型湿地),地下水位下降(地下水补给型湿地),湿地区降水量减少、入流径流量减少和地下水位下降(综合补给型湿地)。由于地表水与地下水交换复杂,且地下水对地表水变化的响应表现出一定滞后性,所以由地下水补给的湿地,对干旱的反应表现出一定的耐受性和滞后性,而由降水和径流补给的湿地对干旱反应较灵敏且强烈;综合补给的湿地由于其来水的多样化,其对干旱的反应介于地下水补给的与降水和径流补给的湿地之间。此外,在干旱背景下,人类活动将深刻影响湿地水循环,土地利用方式的改变深刻影响了地表径流和地下水的动力学特征。干旱使得整个区域水资源量减少,降低了区域的可供水量。在区域水资源配置的引导下,为优先满足生产、生活用水,人为地进行上游水库蓄水、减少下泄流量,湿地生态用水在水资源本来就不足的前提下,被进一步挤占,甚至作为应急水源过度开发。例如,近年来由于气候变化和人类活动干扰,黑龙江洪河国家级自然保护区区域降水量和径流量减少,周边地区农业开发进一步挤占湿地保护区的生态用水,加速了该保护区内水位下降,沼泽和水域面积萎缩,动植物栖息地功能严重丧失。

3.2对湿地水量的影响

湿地水量可分为存量水和通量水,干旱对湿地水量的影响首先表现在通量水上,如径流量的减小;随着干旱持续时间的延长,存量水的变化开始显现出来,体现在淡水湖泊湿地的水位(降低)和水面积(减少)上。随着水位的下降,水面从岸边向湖中心减退;另一方面,湿地地下水位和水量也会随着干旱的持续降低和减少。这一部分水量的减少,导致湿地可用水量的减少,体现在不能满足所有动植物的生存上,土壤水分含量也随之减少。

3.3对湿地水动力学特征的影响

湿地水域区生长着的水生植物会对水流流速产生一定阻碍作用,动植物的残体也会在一定程度上对水流流速产生阻碍作用。由于湿地水量的减少会造成一部分动植物死亡,故其对水流流速的影响存在不确定性,可能引起湿地水流流速增加或减小。干旱往往伴随着高温,水温的升高导致水体成层现象出现和导电性增强、溶解氧含量降低,引起鱼类等水生动物的死亡。另一方面,蓄水量的减少降低了湿地的自净能力。这些都会导致湿地水质变差,水的粘滞性增加,水流流速减缓。因此,在短期内,干旱可能引起湿地水体流速降低。

3.4对湿地水文周期的影响

湿地水位具有季节性模式变化,表现为湿地表层和亚表层水位的升降。大部分湿地的水位不是恒定的而是波动性变化的,即表现为丰、平和枯水期,主要是由于湿地补给水源具有一定波动性造成的。但在正常年份,湿地水位波动幅度一般不会太大,保持在一个范围内,呈现出周期性。干旱则会破坏这一周期性。短期干旱对湿地的干扰历时较短,使得湿地地表水水位波动幅度短期超过正常水平;持续干旱使湿地出现长期水分短缺状况,湿地地表水水位不断下降,直至地表水消失。例如,20世纪80年代,白洋淀曾连续干淀,其中,1984~1987年连续干淀4年,地表水消失,水文周期受到严重干扰。

4流域干旱对湿地生态系统的影响

4.1对湿地规模的影响

相对小幅度的降水量减少和蒸发量或蒸腾量变化,只要改变地表水或地下水水位几厘米就足以让湿地萎缩或扩张,或者湿地转变为旱地,或从一种湿地类型转变为另一种湿地类型。湿地水域面积和水位随着干旱持续时间而变化,最终反映到湿地规模上。湿地规模即如图3所示的适宜湿地分布面积线以内的范围。在湿地分布面积线内,由外及内分别是淹没线以外湿地、淹没线、淹没线以内湿地和明水面水域。因此,淹没线的范围直接影响湿地适宜分布面积线的范围,决定了湿地规模的大小。水位下降和水域面积减少都会使淹没线退缩,湿地规模缩小。

4.2对湿地结构的影响

湿地植物为湿地动物提供了重要的栖息场所,同时也影响着湿地生态系统结构。对于植物来说,当环境干旱缺水时,气孔关闭,蒸腾作用减弱,并抑制光合作用的进行和蛋白质等有机物质的合成,影响植物的数量和质量;随着干旱的持续,植物过分失水出现萎蔫现象,甚至引起死亡。在这一过程中,一些植物失去适宜生态位,耐旱性较差的物种最早被淘汰,耐旱性较好的植物适应干旱的能力得到增强。因此,植物种密度、生物量和生长状况发生改变,表现为植物群落构成的变化。同时,极端低水位条件超过了水位波动的正常范围,对鱼类、两栖类等水生动物的生存、繁衍造成了影响。大量的两栖动物对多种水文特征具有敏感性。RichterKO和AzousAL的调查显示,湿地平均水位的波动影响了两栖动物的丰富度。另一方面,在干旱期间,湿地水质变差,易发水华,对鱼类等水生动物本地物种的生存造成了极大威胁。干旱,尤其是持续干旱,使无脊椎动物和鱼类的种群数量大量减少,并充分改变了生物群的聚集结构。此外,植物群落结构的改变又会引发动物种群的变化。由于某些植物的死亡和群落特征改变,以某种植物为取食对象的动物就会受到影响,最终湿地生态系统食物链和食物网都将受到影响。由于湿地动物栖息地空间和资源的减少,其竞争关系可能会有所增强。持续干旱使湿地的群落结构、营养结构遭到破坏。

4.3对湿地景观格局的影响

景观格局是湿地植物、地形、地貌和水文等因素的宏观体现。湿地在流域中具有特殊的空间结构特征,并沿着一定的地形梯度和水文梯度表现出特殊的纵向结构、横向结构和景观内部结构特征。水流在景观中连接各斑块,在某些时候作为巨大的自然干扰力量出现,对景观变化最具影响力。干旱期间,水分的不连续性阻碍了湿地斑块间的物质循环、能量流动和信息交换;在干旱的持续影响下,湿地景观类型依据水文梯度发生变化。根据中度干扰假说,偶遇干旱可能会增加其异质性;若遭遇严重的持续干旱,一开始可能异质性增加,斑块数量增多,形成景观破碎化;随着干旱持续时间的延长,最终景观异质性降低,向着均质化的方向发展,原有湿地景观萎缩,直至湿地景观消失。

4.4对湿地功能的影响

水文条件深刻影响着湿地初级生产力生产、有机质分解和营养物质迁移转化等过程,从而控制湿地有机物的积累,对养分循环和养分有效性具有显著影响。作为湿地生态系统的生产者,植物受干旱的影响最大,直接导致湿地初级生产力下降。由于微生物对水分和温度的变化很敏感,干旱条件对湿地微生物的生存造成了极大威胁,导致其活性下降,严重影响其分解能力。湿地生态系统内部的营养物质循环与初级生产和分解过程紧密相连,从而影响其内部营养物质循环。外部的营养物质流常与水文过程相伴,因此湿地营养物质的输出主要受水流输出的控制。干旱期内,湿地水流流量减小,流速变缓,水质变差,甚至断流,严重阻碍了湿地与外界的营养物质交换。通常水文隔绝的湿地有较少有机质输出。在浅水域,例如浅滩和鱼类的洄游区,低流速水流或断流,会中断纵向养料输送,水塘中的细泥沙、有机物质的养分和溶解有机物水平可能会降低。因此,干旱降低了湿地的物质生产和物质循环功能,致使湿地的水文调节、物质截留、污染自净及对区域气候的调节作用等功能下降。

5湿地生态系统对流域干旱的适应性和自我恢复能力

抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统在应对干扰时具有的两种能力,体现了其适应性和恢复性。湿地作为兼具水、陆生态位的生态系统和天然水资源库,本身具有良好的适应和恢复能力。但是在人类活动的影响下,湿地的适应和恢复能力有所减弱,降低了其应对干旱的能力。

不同程度的干旱对湿地生态系统造成的扰动不同,偶遇和持续干旱的早期影响有些相似,但是持续干旱的影响更为严重,后果更难预测。由于滞后效应,持续干旱对湿地的影响也更为持久。理论上,湿地生物对偶遇干旱的抵抗力和恢复力都相应较高;对于持续干旱,植物的抗逆性可能会随时间推移而下降,恢复力则有很大不确定性。

通过剧烈减少物种丰富度以及创造新的栖息地,干旱可能创造出有利于新的或者不常见物种的生存环境。但是,由于对湿地干旱恢复过程缺少长期研究,上述观点尚未得到很好体现。偶遇干旱过后,随着湿地物种、种群的再混合,鱼类的恢复相对较快。对于遭受持续干旱的湿地,其恢复能力存在差异:某些情况下,湿地只需要几个月的恢复期;其他情况下,湿地的恢复过程却非常漫长,且先前干旱长时间的滞后效应导致其恢复不彻底。因此,对于未超出湿地耐受限度的干旱(大多数情况下是偶遇干旱),湿地以生态系统的部分受损换取其建群种和优势种的保存,依靠自身恢复力使湿地景观得以重现,同时湿地物种和生态系统的耐旱能力增强。对于持续干旱作用的湿地,长期的水分不足和无持续水源供给会对湿地生态系统产生无法挽回的影响:湿地抗逆性持续下降,恢复力逐渐丧失;水生植物群落逐渐向陆生方向演替,并最终向荒漠化方向发展。在当前的干旱情景下,因人工取用水进一步挤占湿地生态用水,导致同等干旱情景下,湿地受损程度远大于自然背景干旱下的受损程度,这种叠加影响有时候会超过湿地的自我修复能力,甚至导致其消失,从而加速了湿地退化,直至消失。