濕地科學漫談(中)
國際濕地科學研究主要前沿領域的進展和展望
隨著經濟和技術的發展,對濕地開發加劇,濕地破壞引發日益嚴重的環境和資源問題,現在加強濕地保護已成為國際濕地學界的共識。國際濕地學術界、有關國際組織和各國政府都開始重視濕地保護與管理。魁北克2000-世紀濕地大事件活動中,涉及到濕地保護與管理的專題學術討論會就達18個,論文數百篇。最突出的特點是在濕地保護的戰略、方針、政策與技術方法等方面提出新的見解與觀點。提供了很多濕地保護示范區建設的方法與技術。提出了世界上重要濕地保護的計劃與方案,如對佛羅里達大沼澤地濕地、亞馬遜流域濕地、五大湖區濕地、尼羅河濕地、西伯利亞濕地、墨西哥灣等區域國際上重要濕地都提出新的保護方案。很多國家頒布了濕地保護的法律與法規,增建了濕地保護區,有效地促進了濕地保護工作。中國國家林業局制定《中國濕地保護和恢復建設工程總體規劃》(2001-2010 年)。濕地保護已經不再局限于建立濕地保護區和與水禽有關的濕地管理的狹隘認識,而是從景觀和生態系統范圍的保護與管理,進行跨地區與全球范圍的相互合作。
濕地形成、發育與演化是濕地理論研究的核心問題。當前研究更注重于形成、發育、演化過程與規律,詳細的形成、發育與演化模式、演化韻律及其演化機制。研究不僅注重從時間系列上,而且也注重空間系列研究。受區域環境條件的影響,各地區的形成、發育與演化規律各異,各國學者在揭示演化規律上做出很大努力。特別著重探討濕地形成、發育與演化的高分辨率與高精度研究人類活動干擾下的濕地形成、發育與演化過程。濕地演化泥炭地剖面孢粉和泥炭植物殘體采樣間距已達到1 cm,高精度的泥炭植物殘體、人工植被孢粉分析和藻類鑒定廣泛地用于濕地形成、發育和演化過程研究。研究由于人類活動的干擾,濕地演化過程發生了逆轉,在日本發現這一實例,中國很多濕地發育與演化模式并非與傳統的統一發育理論一致,很多實例論證了世界濕地發育具有多模式,濕地發育模式存在顯著的區域差異。研究趨向于綜合分析制約濕地發育的因素。
濕地區古環境演變研究側重高分辨率、高準確度和高精度研究。研究側重提高采樣與分析、鑒定與測試精度,如泥炭沉積物采樣層位已經縮小到1 cm。運用多種方法提取信息,恢復區域古環境,如孢粉、藻類、化學元素、植物殘體、O16、O18。運用多種測年方法相結合建立牢固的年代框架,如運用AMSC14、C14、Pb210、Cs137等。根據濕地演化過程中提供的多種信息,詳細重建了濕地區全新世的古環境詳細過程與環境變化的韻律。近來尤其特別強調人類活動對古環境變化的影響與響應及其與濕地演化和古環境變化關系研究。
濕地生態系統的生態過程研究是揭示濕地功能機理的關鍵。當前,濕地過程研究主要集中在以下方面:① 化學過程側重研究各類濕地C、N、S、P等大量元素、微量元素和Hg等重金素循環,沉積物、枯落物的積累和降解及微生物在養分循環中的作用。側重研究營養元素循環與生態功能的關系,重金屬元素的富集、遷移和轉化,濕地凈化水質的過程與機理,殺蟲劑與除草劑在濕地中的遷移與降解。增強了生態系統循環過程機制的理解。構建濕地處理污水研究取得顯著進展,污水處理設計與技術方法越來越完善。② 生物過程研究更加注意長期定位和模擬實驗研究,如法國進行長達55年的監測研究,研究自然與人類活動對鹽沼植被干擾及其響應。美國對海岸鹽沼進行30余年的監測研究,主要進行濕地植物生長、分解、積累過程與種群動態研究。隨著人類活動對濕地影響的加劇,人類活動與濕地動態變化關系研究成為新熱點。同時開展了物種遷移與基因流動過程對區域生態環境影響的研究。③ 物理過程仍是側重濕地生態系統能量流動過程,將系統熱力學、信息論及控制論等新興理論應用于濕地能量流動研究。研究方法上還有待改進,如濕地生態過程初級生產力研究,方法未能標準化,地下部分測定誤差太大,不利于研究的開展及研究成果的比較。非破壞性測定技術雖然還有一定缺欠,但為準確測定提供了美好的前景。通過上述過程對濕地區域生態環境的影響與響應研究,揭示濕地生態系統的功能過程。
濕地生物多樣性研究比較薄弱。過去主要側重濕地動、植物研究。現在有加強濕地浮游生物、無脊椎動物和一些微生物研究的趨勢。在物種多樣性研究方面,現在更注重開展景觀多樣性、生態系統多樣性和遺傳多樣性研究的趨勢。遺傳多樣性研究仍是生物多樣性研究的難點與重點。各國相繼開展濕地生物和環境的分類編目,確定有關動、植物中瀕危動、植物的等級。查明濕地生物多樣性下降的主要原因,并采取相應的保護對策。特別是在生物多樣性的異地保護和就地保護技術與方法方面的研究成為熱點中關鍵問題。
全球氣候變暖是近年人類密切關注的全球性環境問題之一。由于溫室氣體與全球環境變化關系密切,為公認的導致全球變暖的主要原因。迄今為止,濕地被認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展很快,由以往簡單的濕地溫室氣體排放規律研究向排放機制研究發展,從僅對少量類型濕地進行研究向多類型濕地研究,從短期監測向長期監測發展,從孤立的排放研究向排放與環境因子關系研究發展,從描述性研究向模型研究發展,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展。主要側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,全球環境變化對濕地生態系統結構和功能的影響。