高志勇　謝恒星　李吉鋒　劉史力

摘要：濕地生態(tài)系統(tǒng)是地球上最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一，具有豐富的生物多樣性，為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療業(yè)等提供大量生產(chǎn)原料，同時(shí)又能貯藏水源、調(diào)節(jié)洪水、補(bǔ)給地下水、凈化水質(zhì)，對(duì)人類具有巨大的環(huán)境和社會(huì)價(jià)值。近年來，人類活動(dòng)造成的氣候變化越來越明顯，濕地生態(tài)環(huán)境又非常脆弱，極易受氣候變化影響，尤其是溫度升高和降水量減少，都會(huì)對(duì)濕地的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響，從而導(dǎo)致生物多樣性減少、濕地退化甚至消失。本文從多方面論述了氣候變化對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境及生物多樣性的影響，為濕地保護(hù)和利用提供參考。

關(guān)鍵詞：氣候變化；濕地；生態(tài)環(huán)境；生物多樣性

中圖分類號(hào)：S16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2017）02-0057-04國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.02.012

Abstract：Wetland is one of the richest ecosystems on the earth. It supports high levels of biodiversity and provides lots of raw materials for industry， agriculture， energy， and healthcare and so on. Meanwhile， wetland can store water sources， ameliorate floods， recharge groundwater and purify water quality， and thus has enormous environmental and socioeconomic benefits for humanity. In recent years， climate change caused by human activities has become more and more obvious. The wetland ecological environment is very fragile， vulnerable to the impacts of climate change. Particularly， temperature increase and precipitation reduction will have a significant impact on the ecological processes of wetlands， thus resulting in biodiversity reduction， wetland degradation or even disappearance. In this paper， the impact of climate change on wetland ecological environment and biodiversity is discussed from various aspects. It can provide reference for the wetland protection and utilization.

Key words：climate change； wetland； ecological environment； biodiversity

濕地在世界各地分布廣泛，是地球表層最富有生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)之一，保護(hù)濕地生態(tài)環(huán)境及生物多樣性已經(jīng)成為當(dāng)前國際社會(huì)備受關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。廣義的濕地定義為：天然或人工、長久或暫時(shí)的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動(dòng)的淡水或半咸水，包括低潮時(shí)水深不超過6米的水域[2]。一般認(rèn)為，世界濕地總面積在七百萬到九百萬平方公里之間，大約為地球陸地總面積的4%-6%[3]。濕地作為一種區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)，不僅在維持生態(tài)平衡中起著重要作用，而且具有多種生態(tài)服務(wù)功能[4]。許多研究表明，濕地生態(tài)系統(tǒng)是地球上僅次于熱帶雨林的最豐富的生態(tài)系統(tǒng)。濕地具有豐富的生物多樣性和層次完善的食物鏈，因此被譽(yù)為“生物超市”；同時(shí)因?yàn)槠滟A藏水源、改善洪澇、補(bǔ)給地下水、凈化水質(zhì)的作用，又享有“地球之腎”的美稱。事實(shí)上，濕地生態(tài)系統(tǒng)是唯一由國際公約確定保護(hù)的生態(tài)系統(tǒng)。然而在世界的很多地方，濕地仍然受到人類活動(dòng)的嚴(yán)重威脅。濕地圍墾、生物資源的過度利用、濕地環(huán)境污染、濕地水資源過度利用等不合理操作，導(dǎo)致了濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化，造成了濕地面積縮小、水質(zhì)下降、水資源減少甚至枯竭、生物多樣性降低、濕地功能降低甚至喪失。除了人為因素之外，氣候是控制濕地消長的最主要的動(dòng)力因素，氣候變化對(duì)濕地的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、濕地生產(chǎn)力、水文過程、生物地球化學(xué)過程、濕地動(dòng)植物以及濕地生態(tài)功能都有巨大影響[5]，因此研究氣候變化對(duì)濕地及其相關(guān)的生物帶來的影響，對(duì)于保護(hù)濕地十分重要。

1濕地的類型

濕地有著不同的類型，可根據(jù)不同的特征，對(duì)濕地進(jìn)行分類，例如水文、水化學(xué)、現(xiàn)有的動(dòng)植物等。水的來源決定了濕地的類型[6]。一般地，濕地主要有五種類型，分別是：海洋系統(tǒng)、河口系統(tǒng)、河流系統(tǒng)、湖泊系統(tǒng)和沼澤系統(tǒng)。海洋系統(tǒng)和河口系統(tǒng)屬于咸水濕地，而河流系統(tǒng)、湖泊系統(tǒng)和沼澤系統(tǒng)屬于淡水濕地。對(duì)全球濕地面積進(jìn)行估算，面積最大的部分是在淡水環(huán)境中的濕地，如表1所示[7]。

2氣候變化對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境的影響

氣候變化會(huì)對(duì)濕地產(chǎn)生較大的影響，能改變濕地的水文情況和營養(yǎng)物質(zhì)水平[8]。水文情況的微小改變就有可能對(duì)濕地產(chǎn)生巨大的影響，氣候變化通過改變?nèi)蛩难h(huán)的現(xiàn)狀而引起水資源在時(shí)空上的重新分布，導(dǎo)致大氣降水的形式和量發(fā)生變化，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的水文過程產(chǎn)生重要影響； 同時(shí)，氣候變化對(duì)氣溫、輻射、風(fēng)速以及干旱洪澇極端水文事件發(fā)生頻率和強(qiáng)度造成直接影響，從而改變濕地蒸發(fā)、徑流、水位、水文周期等關(guān)鍵水文過程，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[9]。氣候一旦發(fā)生變化，不可預(yù)知的生態(tài)學(xué)變化如有害藻華、外來物種入侵等就會(huì)出現(xiàn)，從而妨礙濕地為人類提供產(chǎn)物和服務(wù)?？偠灾瑲夂蜃兓赡軙?huì)引起海平面升高、水文變化、水溫升高、營養(yǎng)成分改變、外來物種入侵、降雨形式變化、惡劣天氣增多、土地利用變化等諸多問題[10]。

3氣候變化對(duì)濕地生物多樣性的影響

生物多樣性是指在一定的時(shí)間和區(qū)域中，所有生物（動(dòng)物、植物、微生物）物種及其遺傳變異和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性的總稱。生物多樣性對(duì)人類的生存非常重要，它為人類提供較多的生活必需品，如食物、淡水、燃料、肥沃的土壤、建筑材料、醫(yī)藥以及人們賴以生存的空氣。濕地有著豐富的動(dòng)植物，包括一些瀕臨滅絕的生物，是有著豐富生物多樣性的重點(diǎn)區(qū)域。然而，許多研究表明氣候變化是破壞生物多樣性的主要原因，溫室效應(yīng)造成的溫度升高對(duì)濕地的動(dòng)植物造成了巨大威脅。生物只能在一定范圍的化學(xué)條件下生存，如果暴露在非正常環(huán)境下，它們必須適應(yīng)、遷徙，否則就會(huì)死亡[11， 12]。影響濕地中碳積累與分解生物地球化學(xué)過程的重要控制因子是植物群落、溫度、水文條件，特別是土表積水深度和地下潛水位[13]。溫度和水是決定動(dòng)植物分布、生長、生產(chǎn)率、繁殖率的最關(guān)鍵因素。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)預(yù)測，如果全球平均溫度在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上上升15～25℃，30%左右的動(dòng)植物極有可能會(huì)滅絕[14]。而降水量減少?zèng)Q定了水的質(zhì)量和動(dòng)物合適的棲息地范圍，有可能造成某些兩棲類動(dòng)物和水生爬行動(dòng)物死亡?？偠灾?，氣候變化正在破壞生物多樣性，從生態(tài)系統(tǒng)角度看，動(dòng)植物分布、物種組成、生態(tài)系統(tǒng)功能、演替過程、價(jià)值等都將發(fā)生改變。

31氣候變化對(duì)濕地動(dòng)物的影響

濕地有豐富的生物多樣性，是候鳥和其他動(dòng)物的重要生命支撐。然而，一些珍貴的經(jīng)濟(jì)濕地動(dòng)物，如可食用魚類、蝦類、牡蠣、水鳥和皮毛動(dòng)物等，會(huì)受到氣候變化的影響，而變得稀有甚至瀕臨滅絕[15]。氣候變化對(duì)動(dòng)物數(shù)量的影響包括直接影響和間接影響[16]。其中直接影響為氣候變化對(duì)非生物環(huán)境的影響，例如由環(huán)境溫度變化、惡劣天氣頻率、可利用水源變化對(duì)生殖率和死亡率的影響；間接影響為氣候變化對(duì)生物環(huán)境的影響，例如食物、捕食者和競爭者。

有關(guān)研究指出氣候變化所導(dǎo)致的溫度升高會(huì)使水質(zhì)惡化，從而對(duì)水生微生物和底棲無脊椎動(dòng)物產(chǎn)生消極影響。溫度上升可能會(huì)改變浮游生物群落及其相關(guān)食物網(wǎng)組成，進(jìn)而使魚類和其他水生生物的分布發(fā)生變化，導(dǎo)致一些物種可能滅絕[14]。

氣候變化所導(dǎo)致的溫度升高會(huì)影響水的化學(xué)物質(zhì)組成，如溶解氧量、pH值、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等。魚類屬于冷血?jiǎng)游铮荒芡ㄟ^自身的生理調(diào)節(jié)來改變體溫，而是由環(huán)境溫度決定[17]，它們的生理機(jī)制直接地或間接地依賴于其所生活的具體環(huán)境[18]。氣溫升高必定會(huì)引起水溫升高，而水溫升高會(huì)改變魚類的生理功能，如耐熱性、生長、代謝、食物消耗、繁殖成功率等，從而影響魚群的數(shù)量。另一方面，水中的溶解氧量與水溫負(fù)相關(guān)，水溫越高，水中的溶解氧量越少。例如：0℃時(shí)水中溶解氧量為146mg/L，而25℃時(shí)水中溶解氧量為83mg/L。而大多數(shù)冷血?jiǎng)游锏挠醒醮x率隨溫度的升高而加強(qiáng)，反而需要更多的氧氣來滿足自身生命活動(dòng)。這種供需矛盾使?jié)竦刂械聂~類由于缺氧而數(shù)量減少。最后，溫度的升高或降水量減少有可能使?jié)竦刂g的連接水路消失，一些魚類不能游至其它系統(tǒng)中，這也有可能對(duì)其正常生存造成威脅。

兩棲類動(dòng)物也是冷血?jiǎng)游?，它們?duì)棲息地氣候變化非常敏感。這是因?yàn)樗鼈兊捏w溫和生理機(jī)制都與合適的環(huán)境條件息息相關(guān)。許多環(huán)境條件，如水的溫度、降水模式以及水文周期（降水時(shí)長和季節(jié)性分布）等，均會(huì)對(duì)兩棲類動(dòng)物的主要生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響[19]。由于兩棲類動(dòng)物的完整生命周期需要水生環(huán)境（產(chǎn)卵和幼蟲期都在水中進(jìn)行），因此它們的繁殖、生長、變形、分布和遷徙都會(huì)受到溫度升高或降水量減少的影響[20]，氣候變化很有可能導(dǎo)致其生育率和存活率降低。另外，氣候變化會(huì)影響兩棲類生物的正?；顒?dòng)、與其他環(huán)境壓力的相互作用，還會(huì)導(dǎo)致新的病原體和其它入侵物種的出現(xiàn)[19]。

地球氣候變化使?jié)竦厮Y源缺乏、干旱、物種滅絕、天氣惡劣，也影響著水鳥的正常生活[10]。溫度決定鳥類的遷徙和繁殖，相對(duì)候鳥來說，留鳥和繁殖鳥的種類受溫度因素影響較大[21]。濕地是許多鳥類的棲息地和停留地，超過80%的遷徙的鳥類都把濕地作為它們?？康牡攸c(diǎn)。氣候變化會(huì)影響水鳥遷徙過程中飛行的距離和時(shí)間，因此水鳥對(duì)氣候變化非常敏感[22]。另一方面，氣候變化也會(huì)通過影響水鳥的食物營養(yǎng)水平而對(duì)其數(shù)量產(chǎn)生改變[23]。盡管水鳥的可移動(dòng)性和適應(yīng)性允許它們舍棄那些受氣候影響較大的濕地，但濕地對(duì)氣候變化的敏感性決定了可供水鳥選擇的濕地很少[22]。因此，隨著濕地受溫度升高和降水減少的影響而逐漸退化甚至消失，水鳥將會(huì)失去它們的棲息地和停留地，這將導(dǎo)致其遷徙率大大降低。

32氣候變化對(duì)濕地植物的影響

同濕地動(dòng)物一樣，濕地植物也會(huì)受全球氣候變化的影響。一些濕地植物的繁殖過程需要維持一段時(shí)期的低水[24]。而降水量的減少和降水的季節(jié)性變化將會(huì)對(duì)這些植物產(chǎn)生較大的影響。同時(shí)，溫度升高會(huì)允許一些植物在新的地區(qū)存活，尤其是那些被認(rèn)為是雜草的植物，如水葫蘆、水浮蓮、千屈菜等[8]。這些植物由于沒有天敵因而生長得十分迅速和茂密，同時(shí)奪去其它水生植物的氧氣，造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。例如水葫蘆會(huì)明顯降低浮游植物的生產(chǎn)率，因此它的過度繁殖會(huì)掩蓋水面而擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡[25]，使生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)平衡受到威脅。同時(shí)，大氣中溫室氣體濃度對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)也有直接的影響，主要表現(xiàn)在影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和植物群落組成等，氣候變化對(duì)不同植物種群生長的影響，能夠改變種群競爭的相互作用過程[26]。

4結(jié)語

濕地具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為人類日常生活提供大量的必需品，如水源、食物、肥料、藥用植物等。同時(shí)，濕地也有重要的生態(tài)價(jià)值，如：補(bǔ)給地下水、維持生物多樣性、緩解溫室效應(yīng)、減輕洪水災(zāi)害等。氣候是控制濕地消長的最根本的動(dòng)力因素，氣候變化引起的濕地系統(tǒng)的氣候效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)，已成為國際氣候系統(tǒng)及全球變化研究中最活躍的研究領(lǐng)域之一。對(duì)全球氣候變化、氣溫升高對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行研究，了解濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性、濕地動(dòng)物和濕地植物等方面的變化，對(duì)濕地的保護(hù)與利用將起到較大的作用。

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