
地球上的水雖然多,但其中僅有3%是人類(lèi)可以飲用的淡水;而河流、湖泊等地表淡水更是少得可憐,僅占0.4%。地球上99.6%的淡水儲(chǔ)存在冰蓋、冰川、地下和土壤之中,難以為人類(lèi)所直接利用。淡水?dāng)?shù)量雖少,卻是人類(lèi)賴以生存的最為重要的資源。工業(yè)革命之后,由于人類(lèi)毫無(wú)節(jié)制地開(kāi)發(fā)利用,地表水體嚴(yán)重退化,淡水資源短缺問(wèn)題日益突出。它已成為影響人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展最嚴(yán)重的危機(jī)之一。
淡水資源短缺分為水量與水質(zhì)型短缺兩類(lèi)。更多的時(shí)候,水質(zhì)型短缺才是罪魁禍?zhǔn)?,它大大消減了有限、可利用的淡水資源水量。然而,我們的目光往往集中于治理、恢復(fù)淡水資源本身,過(guò)分強(qiáng)調(diào)工程化污水處理等人為處理措施,很少有人意識(shí)到,豐富的淡水生物多樣性才是維持淡水功能的基本前提。淡水生物多樣性不僅為人類(lèi)提供清潔淡水、魚(yú)蝦等物質(zhì)資源,更重要的是,它還有著維持淡水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)、實(shí)現(xiàn)水體自凈、控制洪澇/干旱、調(diào)節(jié)小氣候等生態(tài)價(jià)值。
水體自凈
所謂生物多樣性,是指在一定時(shí)空范圍內(nèi),生物物種及其所攜帶的遺傳信息與環(huán)境間所形成的生態(tài)復(fù)合體之多樣化,以及各種生物學(xué)、生態(tài)學(xué)過(guò)程的多樣化和復(fù)雜性。生物多樣性包含物種多樣性、遺傳多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性等4個(gè)層次的內(nèi)容。淡水生物多樣性其實(shí)已經(jīng)涵蓋了整個(gè)淡水生態(tài)系統(tǒng)。
在自然狀態(tài)下,淡水生態(tài)系統(tǒng)中各種各樣的生物與非生物因素相互關(guān)聯(lián)、相互作用,進(jìn)行著一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)和生命活動(dòng),維持著淡水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各種功能的正常運(yùn)作,保持自身的生態(tài)平衡。此時(shí),如果有少量污染物排入水體,淡水生態(tài)系統(tǒng)完全可以將其分解和轉(zhuǎn)化,使水質(zhì)不會(huì)嚴(yán)重惡化,這就是水體的自凈功能。
其中,水體的生物自凈作用非常重要。天然水體中棲息著各種各樣的生物和微生物,微生物能把人類(lèi)排入水中的有機(jī)污染物分解成二氧化碳等無(wú)機(jī)物質(zhì);藻類(lèi)、水草等植物通過(guò)光合作用吸收利用水中二氧化碳和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物,合成自身細(xì)胞組織;魚(yú)類(lèi)一方面以藻類(lèi)等為食,另一方面又是人類(lèi)所喜愛(ài)的水產(chǎn)品……除降解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物和無(wú)機(jī)物外,水生生物還能對(duì)汞、鉛、鉻、砷等有毒重金屬鹽類(lèi)或其他有毒、難降解物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化或富集。
由此可見(jiàn),在水體中,物種越豐富,水質(zhì)凈化的速度就越快,效果也越好。淡水中,即使是相同物種,其攜帶的基因也可能是不同的,攜帶一些基因的生物可能具有更強(qiáng)的生存能力,或者對(duì)于某些特定污染物的降解更為有效。所以,水體中遺傳多樣性越高,也就意味著降解各種污染物的功能越全面。
淡水生態(tài)系統(tǒng)多樣性與淡水資源水質(zhì)、水量都具有密切關(guān)聯(lián):接納水體水量越大,水體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,就越有利于物理凈化;物種豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的河流、湖泊和濕地有利于容納地表水、補(bǔ)充地下水,具有蓄洪、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)水量的功能。
因此,保護(hù)水生生物多樣性、充分調(diào)動(dòng)水體自凈的積極因素,不但可以減輕人工污水處理的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),還可以保證水體的正常功能。例如,美國(guó)有很多地方的生活污水只經(jīng)簡(jiǎn)單處理,就直接排入附近水體或土壤。他們之所以敢于這樣做,就是利用了天然水體/土壤的自凈能力。
衰退危機(jī)
生物多樣性這一概念在20世紀(jì)80年代提出后,立刻引發(fā)了全球的廣泛關(guān)注,因?yàn)樗A(yù)示著生物多樣性銳減這種潛在危機(jī)的來(lái)臨。
據(jù)生態(tài)學(xué)者估計(jì),目前物種滅絕速度大約是正常滅絕速度的100~1000倍,全世界每一分鐘就有一種植物滅絕,每天會(huì)有一種動(dòng)物滅絕。有人形象地稱,現(xiàn)在的物種滅絕狀況為第六次物種大滅絕。與前五次物種大滅絕不同的是,過(guò)去幾次物種大滅絕主要是由地質(zhì)災(zāi)難和氣候變化所致,此次物種大滅絕的罪魁禍?zhǔn)讌s是我們?nèi)祟?lèi)自己。
與陸地和海洋相比,淡水生態(tài)系統(tǒng)范圍相對(duì)狹小、不連續(xù),具有極高的封閉性;淡水生物不易突破陸地阻隔,遷入、遷出都異常困難。這些特點(diǎn)使得全球淡水生物多樣性異常豐富。盡管地表淡水水域面積只占地球表面的0.8%,但其所包含的物種數(shù)卻占全球所有已知物種總數(shù)的2.4%,其平均物種密度遠(yuǎn)高于陸地或海洋(淡水的相對(duì)物種豐富度為3,陸地為2.7,海洋僅為0.2)。
另一方面,淡水生態(tài)系統(tǒng)的封閉性又限制了其自我調(diào)節(jié)能力,系統(tǒng)的生態(tài)穩(wěn)定性較差,使其更容易受到人為因素的干擾。因此,淡水生物多樣性下降的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地和海洋。僅從2003年到2010年,列入世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)淡水瀕危物種紅色名錄的物種數(shù)量就已從2000上升至6000之多。更嚴(yán)重的是,如果目前的退化趨勢(shì)得不到遏制,淡水物種的滅絕速度將成倍增長(zhǎng)。這些例子只是最直觀的物種多樣性變化,其中所隱含的遺傳、生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性的損失更是無(wú)法估量。
無(wú)水可飲
造成淡水生物多樣性銳減的人為因素有很多,如水利工程、生物入侵、環(huán)境污染、圍湖造田和水土流失、過(guò)度捕撈以及不合理養(yǎng)殖、氣候變化,等等。無(wú)論是由何種原因引起的何種層次多樣性退化,均會(huì)或多或少地影響到淡水生態(tài)系統(tǒng)凈化和涵養(yǎng)水源的功能,最終引起淡水水質(zhì)和水量的變化。
有時(shí),外來(lái)生物入侵也會(huì)對(duì)本地水體生態(tài)造成災(zāi)難性的破壞。19世紀(jì)70年代,北美小龍蝦物種擴(kuò)散至瑞士,其超強(qiáng)繁殖能力以及所攜帶的致病真菌導(dǎo)致瑞士本地小龍蝦大量死亡。分解這些死去的小龍蝦需要消耗很多的氧氣,這使得水體中的溶解氧含量迅速下降,有些水域甚至變得混濁,并散發(fā)出惡臭。1979年,我國(guó)的滇池以及云南許多湖泊引入太湖新銀魚(yú)這一物種后,水體中生物群落結(jié)構(gòu)失衡,浮游動(dòng)物銳減,浮游植物激增,致使滇池及其他湖泊出現(xiàn)了嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。
此外,人工養(yǎng)殖在給人類(lèi)帶來(lái)大量水產(chǎn)的同時(shí),也在威脅著養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)乃|(zhì)。
由于過(guò)度捕撈,60年前長(zhǎng)江中游常見(jiàn)的龜、鱉、蟹類(lèi)和其他珍稀生物,如胭脂魚(yú)、鰻鱺及白暨豚、江豚、中華鱘等,現(xiàn)已十分罕見(jiàn)。位于食物鏈頂端的水生生物量銳減導(dǎo)致底端浮游植物激增,打破了水生生態(tài)系統(tǒng)原來(lái)的平衡,使得昔日一江春水的長(zhǎng)江險(xiǎn)些變成今日的開(kāi)放式下水道。
目前,人類(lèi)對(duì)絕大多數(shù)物種的認(rèn)知程度還很低,許多物種甚至在還沒(méi)有被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)之前就已滅絕。生物多樣性是地球上生命支持系統(tǒng)最重要的組成部分,其系統(tǒng)價(jià)值和功能是無(wú)限的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類(lèi)的經(jīng)歷和認(rèn)知程度。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,生物多樣性的最大價(jià)值可能就在于它為人類(lèi)提供了可適應(yīng)區(qū)域和全球環(huán)境變化的各種機(jī)會(huì),我們需要好好保護(hù)。
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