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标题:吉林省湿地的生态功能与保护价值

专家:刘兴土

专家介绍:刘兴土,湿地生态学专家,中国工程院院士。现任中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员、博士生导师、学术委员会主任,国家湿地科学技术专家委员会副主任、中国科学院湿地生态与环境重点实验室学术委员会主任,吉林省湿地专家委员会主任吉林省湿地保护协会名誉会长。

吉林省湿地的生态功能与保护价值

      湿地是地球表层系统的重要组成部分,是自然界最具生产力的生态系统和人类文明的发祥地之一,被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”等。湿地在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美化环境和维护区域平衡等方面均起到重要作用。湿地还是诸多野生动植物重要的栖息地,对于珍稀濒危物种的保存与繁衍有着不可替代的重要价值,湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。科学地保护与合理利用湿地资源是保障经济社会可持续发展的重要内容。

      吉林省是我国湿地资源较丰富的省份之一。特殊的地理条件和复杂的气候环境,孕育了广泛分布的多种类型的湿地,据2009年全省第二次湿地资源调查统计,全省共有湿地面积172.8万公顷,占全省国土面积的9.2%,包括河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地,共4类16型。吉林省湿地,因地貌多样、地形复杂、东西部差异显著的气候条件以及人为因素等共同作用,形成了东部长白山区河流密集,中部丘陵台地区库塘遍布,西部松嫩平原湖泊、沼泽众多的湿地分布规律。目前,已建有国家级自然保护区12处,其中向海国家级自然保护区、莫莫格莫莫格国家级自然保护区为国际重要湿地,省级自然保护区10处;国家湿地公园22处,省级湿地公园10个,基本涵盖了吉林省境内的所有主要湿地类型,跨越山地、丘陵、平原等地貌区。

      吉林省湿地生态系统在促进区域经济发展和维护生态平衡中发挥着重要的作用。根据国际上公认的联合国千年生态系统评估(MA)工作组提出的生态系统服务定义及分类方法,吉林省湿地的生态系统服务功能主要体现在供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类。据2016年吉林省林业科学研究院主持完成的吉林省湿地生态系统服务价值评价报告,以2013年为基准年,全省湿地生态系统服务总价值为2161.93亿元,单位面积湿地的平均服务价值为12.71万元/公顷。

 

八十高龄的刘兴土院士参加专家服务走基层活动深入湿地核心区调研

 

      吉林省湿地的供给服务主要包括生物质产品、泥炭资源、水资源供给、航运和电力供给方面。

      全省湿地植物资源丰富,包括纤维植物、药用植物、食用植物和饲用植物。湿地周边的农业、渔业、牧业和副业生产,在很大程度上依赖于湿地提供的自然资源。东部山区的森林沼泽中笃斯越桔产量丰富,可以鲜食,也可以加工成果酒,果汁等饮料,是较好的绿色食品工业原料。河流、湖泊中的鱼类及通过驯化的其他湿地动物为人们提供丰富的肉类食品,2013年全省湿地提供的水产品产量为18.85万t,其中鱼类有18.37万t,虾蟹类0.15万t;西部芦苇资源丰富,广泛分布于湖泊滩地和江河滩地,其产量多、草质好,成为我国四大造纸原料基地之一。估算全省湿地生物产品价值达74.71亿元。

水资源供给功能属于自然资产价值的一部分,是最早被人类认识和利用的一种功能。2013年吉林省水资源总量达607.4亿m3,松花江水系、辽河水系、图门江水系、鸭绿江水系以及库塘等为全省工农业生产和居民生活用水提供资源并为水利发电提供能源。长白山被公认为世界三大黄金水源地之一,长白山区沼泽蓄水量达29.42亿m3,调蓄洪水及涵养水源能力巨大。估算全省湿地水资源供给价值达83.84亿元。

      沼泽湿地具有丰富的泥炭资源,同时对全球变化同样有着明显的影响,泥炭湿地的单位面积碳储量相当于森林的3倍多,在陆地上各类生态系统中单位面积碳储量是最高的,同时泥炭湿地也是世界上碳积累最快的生态系统。据吉林省2014年全省泥炭资源调查数据,全省泥炭面积为2.31万公顷万hm2,平均厚度1.3m,泥炭储量3.03亿m3,碳库总量1843.22万t。主要集中在东部山区,以吉林市、通化市、白山市、延边州较多,长白山区的沼泽湿地孕育了丰富的泥炭资源,最厚可达9.3m(如柳河县哈泥河源头的熔岩偃塞湖泥炭沼泽)。估算吉林省泥炭资源价值达162.41亿元。

      水力发电是目前湿地能源利用的主体,吉林省内流域面积在20km2以上的大小河流有1648条,分别属于松花江、辽河、鸭绿江、图们江等水系。目前水电站以丰满、红石、白山水电站占主导地位;已开发的水电发电量达118.5亿kW·h(2013年)。吉林省内河航道里程为0.15万km,第二松花江中下游航运发达,沿江为主要工农业区。据估算全省各水力发电站年平均提供价值为72.61亿元,湿地航运价值达到42.89亿元。

      吉林省湿地生态系统的调节服务主要包括蓄水调节、气候调节、水质净化、大气组分调节。

 

刘兴土院士(中)在协会组织的专家服务走基层活动中指导湿地保护工作

 

      湿地是蓄水防洪的天然“海绵”,湿地土壤具有特殊的水文物理性质, 湿地土壤的草根层和泥炭层孔隙度达 72%~93%,饱和持水量达830%~1030%,每公顷沼泽湿地可蓄水 8100 m3。长白山是松花江、图们江、鸭绿江的发源地,在河流的上游和源头,分布着面积大小不等、结构多样的沼泽湿地,具良好的蓄水与涵养水源功能。长白山区沼泽蓄水量达29.42亿m3,调蓄洪水及涵养水源能力巨大。西部嫩江流域沿河两岸发育着大片芦苇沼泽和水位年均变化比较明显的宽浅湖泊,对于洪水的调节作用十分显著。据测算,嫩江中下游湿地蓄水量可达 83. 6亿 m3,相当于嫩江年径流量的39.4%,对减缓洪水向下游推进的速度、降低流速、减洪峰、减轻洪水灾害具有举足轻重的作用。1998年嫩江特大洪水期间,霍林河和洮儿河流域下游的向海、莫莫格等湿地共蓄积洪水量高达60×108 m3,相当于一个大型平原水库的蓄积能力,吉林西部的湿地在抵御洪水灾害、优化水资源的天然配置中发挥了重要的水文功能。据估算湿地蓄水调节总价值达900.59亿元,占全省湿地生态系统价值的41.66%。

      湿地由于下垫面为过湿的土壤或者水面,具有水汽蒸发充分和热容量大的特点,形成独特的小气候。牛心套保湿地地处松嫩平原西部干旱区,根据中国科学院东北地理与农业生态研究所监测,芦苇湿地因有积水的调节和茂密的植被覆盖,白天地面最高温度比周边干涸的盐碱化草地低13.8℃,夜间地面最低温度比盐碱化草地高1.7℃,6月中旬14:00芦苇湿地150cm高度地上气温比周边草地低3.3℃,夜间则相反,23时至5时,芦苇湿地地上各高度气温则高于盐碱化草地0.5℃左右;日平均相对湿度则芦苇湿地比周边盐碱化草地高4%~15%,大大减轻了区域的风沙干旱程度,有利于区域的作物生长及改善生态环境。

      湿地具有降解和去除环境污染的作用,流水经过湿地时,其中所含的营养物质、污染物被湿地植被吸收、微生物降解,或者积累在湿地泥层之中,下游水质得到净化。查干湖湖水在靠近上游霍林河地段水质较差,向下游则水质逐渐好转,靠近新庙泡向查干湖的入口处水质最好。牛心套保湿地监测显示来水经过湿地后Na+、 Cl-去除率均在85%以上,HCO3-去除率也达到68%,TN、TP去除率均超过64%以上。据估算,吉林省湿地2013年水质净化总价值达172.21亿元,占全省湿地生态系统价值的7.97%;沼泽湿地净化水质能力最强,是需要加强保护的一个重要原因。

 

刘兴土院士在通化县嘎呀河国家湿地公园实地调研指导

 

      湿地的大气组分调节主要体现在湿地的固碳和释氧能力。湿地植物群落经过光合作用,吸收大量的CO2,并释放O2,能有效调节大气组分。另外,湿地在碳循环中起重要的作用,湿地是陆地生态系统的巨大有机碳库,仅占全球陆地面积4%-6%的湿地生态系统碳储存总量占陆地生态系统的12%-24%。

湿地生态系统的支持服务是维持自然生态过程与区域生态环境条件的功能,主要包括维持生物多样性、补充地下水、保持土壤等。

       吉林省湿地为众多野生动植物提供适宜的生境,是许多重要物种的栖息地和停歇地,向海湿地、莫莫格湿地、敬信湿地、雁鸣湖等湿地是白鹤等珍稀鸟类迁徙的重要停歇地和丹顶鹤、雁鸭类等繁殖水鸟的重要繁殖地,松花江、图们江、珲春河等河流是许多珍贵鱼类重要的产卵和繁殖场所。湿地还是鸭类的重要繁殖地和驿站。估算2013年吉林省湿地生物多样性总价值达383.81亿元,占全省湿地生态系统价值的17.75%。

      地下水是湿地水文循环系统的重要组成部分,河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地等形式存在的地表水,与地下水之间不断进行物质、能量与信息交换。吉林西部湿地每年可向地下水含水层补充大量的水源,既可作为开采地下水的供水水源,又可保持地下水位,防止土地沙化,对阻止西部沙化的扩展起到了关键作用。GEF项目成果《莫莫格保护区水资源管理计划》显示莫莫格保护区湖泡水库、芦苇沼泽湿地年下渗水量达8000万m3以上。

      湿地植被的根系及堆积的植物体对湿地土壤有稳固作用;湿地植被可以削减水流的冲力,拦蓄沉降沉积物。由于植被茂密,加之地表有积水层或长期湿润,水流缓慢,使湿地土壤免受风蚀和水蚀的侵害。

      吉林省湿地生态系统的文化服务主要包括观光与旅游、教育与科研价值。

      许多重要的旅游风景区分布在湿地区域,长白山湿地、莫莫格湿地、向海湿地、三湖湿地等每年吸引大量国内外游客观光旅游,休闲度假,回归自然,欣赏俊秀的湿地景观,享受清新、静谧和谐的气氛,净化心灵,陶冶情操。调查显示,莫莫格自然保护区年均旅游收入约为50万元·a-1。

      复杂的湿地生态系统、丰富的动植物群落、珍贵的濒危物种等,为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地。一些湿地保留着过去和现在的生物、地理等方面演化进程信息,对研究环境演化有重要价值,在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用。有些湿地还保留了具有宝贵历史价值的文化遗址,是历史文化研究的重要场所。

      吉林省的湿地资源在国民经济和生态环境保护方面发挥着巨大的作用。但是,自20世纪80年代后,由于人口的剧增,经济的快速发展,人类活动对湿地的干扰随之加剧,导致湿地资源不断减少,湿地生态功能严重退化,目前湿地退化现状仍未得到彻底改变,仍面临着围垦、水资源短缺、水环境质量下降、生物资源无序利用等威胁。需要进一步加强科普宣传、立法与制度建设、生态监测、科技支撑等,积极实施恢复工程、划定湿地保护生态红线、开展生态补偿、健全管理体系等加大保护范围,提升保护能力,更大的发挥湿地生态服务功能,促进区域经济社会可持续发展和维护生态平衡。

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