平凡而又神奇的湿地

2015-04-29 00:44红尘
天天爱科学 2015年2期
关键词:红树沼泽红树林

红尘

湿地默默地帮人类蓄水、改善水质,奋战在防波抗洪第一线。炎炎夏日里湿地给人类当空调,免费给干燥的空气加湿,给野生动物提供栖息地。湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,孕育和丰富了全球的生物多样性。湿地不求回报,只求人类继续让它保持低调……

那么,湿地究竟是何方神圣呢?竟有如此强大的本领。其实湿地很平凡,就在我们身边:滚滚的江河、潺潺的溪流、幽静的湖泊沼泽、潮汐涨落的海边滩涂……这些都是湿地。只是人类真正把湿地当回事儿,才仅有几十年的时间——而且是在它的面积不断减小甚至消亡时,人类才意识到它强大的功能和重要性。

湿地的功能

2015年2月2日是世界湿地日。

1971年2月2日,来自18个国家的代表在伊朗南部海滨小城拉姆萨尔签署了《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》。为了纪念这一创举,并提高公众的湿地保护意识,1996年《湿地公约》常务委员会第19次会议决定,从1997年起,将每年的2月2日定为世界湿地日。

2015年世界湿地日的主题是:我们的未来——湿地(Wetlands for Our Future)。《天天爱科学》杂志为2015年世界湿地日发出征文倡议:拿起你手中的相机,拍下你所在城市附近的湿地景色,写出你对湿地重要性的认识和感受。征文请发到杂志的联系信箱ttakx@qq.com。我们将从中选出优秀的文章陆续刊登在“小驴俱乐部”版面上,并送出征文的奖品。欢迎各位读者踊跃参与!

湿地分类

我国湿地大致可分为自然湿地、人工湿地两大类。自然湿地包括湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地、近海及海岸湿地等;而运河、水库、水塘、稻田等则属于人工湿地。

湿地是什么?

根据1971年2月2日在伊朗拉姆萨尔签订的《湿地公约》,湿地是指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带。湿地水域是指带有或静止、或流动、或为淡水、半咸水、咸水的水体,包括低潮时水深不超过6米的水域。

巴西潘塔纳尔沼泽地是世界上最大的沼泽湿地,拥有全球最密集的动植物生态系统。

说(悦)万物者,莫说(悦)乎泽;润万物者,莫润乎水。

(最能使万物喜悦的,莫过于湿地;最能滋润万物的,莫过于水。)

——《易经》

神奇的大海绵

水是生命之源,而湿地神奇的本领之一就是涵养水源。一些湖泊、河流湿地都有开阔的水面,这很明显,都是很普通的天然大水库。但在那些沼泽湿地中,真的很难发现太多广阔的水面,水都去哪儿了呢?这要从沼泽中的植物说起。由于沼泽中生长了繁茂的植物,这些植物的残株一代又一代堆积起来,形成几十厘米厚的草根层。正是这些疏松多孔的草根层,像大海绵一样,保持了相当于本身干重的3~15倍的水量。草根层再往下一层的土壤层,也有很大的持水能力。我国东北的三江平原湿地,它的泥炭层的饱和持水量最高可以达到900%,换句话说,它的土壤孔隙全部充满水时所持有的水量,可以达到干重时的9倍。还有些湿地植物如苔藓、地衣等,本身也可以吸收大量的水分,最大可达自身干重的10~25倍,对保水蓄水极为有效。

在潘塔纳尔沼泽湿地里生活着很多动物,著名的有蓝紫金刚鹦鹉、巨嘴鸟等。

湿地有强大的生态净化作用,因而又有“地球之肾”的美名。尤其是一些河流和人工湿地,在应对外来入侵的污水大军方面,有着非常丰富的战斗经验。湿地的生态系统会用密集的植物茎、叶和根系对疯狂入侵的污水进行顽强的阻击,一轮下来,那些长相过于招摇的悬浮颗粒小分队便尽数被俘,沉淀下来。接下来,继续进攻的磷酸根离子(PO3-)小分队,则会被湿地水体中的钙离子(Ca2+)军团包围。这是一场硬仗,是场化学战,钙离子军团最终以3 2的代价把该小分队歼灭。战后的双方“难解难分”,生成了难溶于水的磷酸钙(Ca3(PO4)2),一定程度上把磷酸根离子“封印”了。

然而,要对付污水大军中含氮有机物小分队则就不那么容易了,好在生长在湿地水域里的挺水植物和微生物军团默契配合,消灭掉了这股入侵势力。挺水植物如香蒲、芦苇等在这场战役中充当后勤部队的角色,它们会用露出水面的叶片通过光合作用生成氧气,源源不断地输送到水下的根部。挺水植物通过根部释放部分溶解氧,于是在根系附近形成了富氧区,那些好氧菌有了“食物”便驻守在此。而远离此区域的地方因食物匮乏,则划拨给了厌氧菌警戒,它们之间的过渡地带,交给了兼性菌管辖。在它们拉网式联合作用下,含氮有机物则被分解成能被植物吸收的铵根离子、硝酸根离子和亚硝酸根离子,而氮气则被释放到空气中。经此一役,留在湿地水体中的含氮量也不会过量了。

红树林防洪护堤

2004年12月印度洋大海啸,至今回忆起来都令人毛骨悚然。在印度泰米尔纳德邦沿海一带,因为有了红树林的保护,村民们从离海岸仅几十米远的村落里逃了出来。面对突如其来的大海啸,大片的红树林不仅没有被排山倒海之势的海浪摧垮,而且还起到了拦截海啸、疏通水道、泄水固堤的中流砥柱作用。

防洪护堤先锋

红树林沼泽是近海及海滨湿地的一种,它们在防风消浪、促淤保滩、固岸护堤等方面相当专业。红树林有着牢固的防御体系,林中的树木利用发达的地下根系交错盘杂在一起,一大片一大片地连接起来形成坚固的网状,分布在海岸滩涂的高潮和低潮的中间地带,对抗潮汐和风浪。用50米宽的白骨壤(一种红树植物)林带,就可以使1米高的波浪减致0.3米以下,水在林内的流速仅为潮水流速的1/10。

为什么湿地水体对工业、农业以及城市污水中的氮、磷这两大元素如此痛恨?因为,稍不留神,氮、磷便会对湿地水域造成重创。如果防御失败,这两大罪魁祸首会使湿地的水质营养过盛,一些藻类便会打着劫富济贫的幌子乘机霸占大片水域,密密匝匝地疯狂生长,最终使得生活在水里的其他动物因缺氧而死亡。你也许会问,藻类也会光合作用的呀,也产生氧气的呀,怎么会缺氧呢?可我们也要知道,藻类除了会光合作用,晚上没有光照时,它们是要呼吸的,也要消耗氧气的。即使是日照良好的白天,光线也会因为藻类过密而无法穿透水体,表层以下的藻类无法进行光合作用,也会不断呼吸消耗氧气,最终结果可想而知。

人类总是不满足于大自然慢悠悠、静悄悄的工作节奏,早在100多年前的1903年,就在英国约克郡建立了第一个“人工湿地”。第一个人工湿地把自然湿地这一套污水净化的本领复制过来,密集高效地进行污水处理。人工湿地比建造专门的污水处理厂的运营维护费用低,不会造成二次污染,又能美化环境,为野生动物提供栖息地,为人类提供休闲的场所,人们何乐而不为呢?

红树植物

全世界红树植物共有86种,红树林通常由不同的红树植物构成。我国的红树植物通常有白骨壤、桐花树、秋茄、老鼠簕、木榄、海莲、红树、红茄笗、角果木、海桑、红海榄、木果楝、海漆等。

近海及海岸湿地:广西北海山口红树林

为了让这个防御体系更加完备,有些树木还会从茎上、树干上生出支柱根或板状根,向下插入泥土中,形成一个如鸡笼般的稳固支架。如果这些支柱根、板状根在与海浪大军搏斗中负伤,受伤部位也会重新长出支柱根继续战斗!潮水的围攻战术相当厉害,涨潮时几乎淹没了红树林中的大部分树木,目的是让红树林因缺氧窒息而死。潮水还用高盐度的海水浸泡红树林,让它们因缺乏淡水而死或把它们腐蚀死。但久经沙场的红树林练就了一身对抗本领。面对经常被的海水侵扰这一现状,有些红树植物长出了呼吸根,这些呼吸根是从埋在地下的网状根那里垂直向上生长的。呼吸根钻出地面,有的呈指状,有的呈笋状,有的则呈膝形弯曲,这些呼吸根上到处都是气道气孔。总之,红树植物能在被淹的状况下呼吸了,它们战胜了潮水,它们很骄傲。

红树林名称由来

红树林繁茂翠绿,却被称作“红树林”。这是因为红树科植物含有大量单宁,可以提炼出来用做红色染料,“红树”之名由此而来。

红树植物们对付海水中的盐分也有绝招,一招叫拒盐。红海榄、红茄笗、角果木、秋茄等红树植物能把海水中的盐分过滤掉,慢慢品尝过滤后的淡水。而白骨壤、桐花树、老鼠簕则会大口大口地直接喝下海水,再通过盐腺将盐分从叶片表面分泌出来。值得一提的是桐花树,它是遇强则强型选手。桐花树的盐腺数和泌盐细胞数目随着所处环境盐度的增高而增多,大有“魔高一尺,道高一丈”之势。

为了保护自己的后代,角果木、红海榄、秋茄等红树植物还会“胎生”。这些植物的果实成熟后,并不脱离母树,而是留在树上。待这些种子在果实中发芽后,会长出20~40厘米长的棍棒形或纺锤形的胚轴,等成熟后才会落下,插入松软的海滩中,仅几天时间就能生根固定。即使有些被海水冲走,由于它们体内富含抗氧化的单宁,因此也能在海水中漂浮2~3个月不腐烂。在海洋漂流期间,总能找到合适的海滩生根定居。

总之,你用八十一难拦路,我有七十二变制敌。

湿地为我们提供了水源、补充地下水、净化水质,为我们调节小气候,为野生动物提供栖息地、保持生物多样性……然而,拥有诸多优点并战胜了诸多困难的这些湿地卫士们,却抵挡不了人类的进攻:过度捕捞导致湿地生态链断裂,生态平衡被打破;大面积围垦改造湖泊沼泽导致湿地失去了自身的辽阔,它瑟缩在一角黯然神伤……

保护湿地,不仅仅只能停留在口号上,更多地要行动起来!

“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天。”在我们观看着美丽的景色,吟诵着脍炙人口的佳句的时候,可曾想到都是默默无闻的湿地在支撑着一切。

希望多年后,白鹭还在,湿地还在!

白骨壤的指状呼吸根

河流湿地:内蒙古额尔古纳河湿地是丹顶鹤的重要繁殖地之一。

调节气候的高手

河流、湖泊、沼泽等等无论哪一型哪一款湿地,它们都是调节区域小气候的高手。湿地水面巨大的水汽蒸发进入大气后,能保持当地空气的湿润度,有时还会成云致雨增加降水量。湿地植被的蒸腾作用也不可小觑,比如湿地常见植物——芦苇,它的蒸腾系数为637~826,即每生产1吨芦苇要从叶表面蒸腾637~826吨水,对当地空气湿度调节作用的贡献可想而知了。

炎热的夏天,人们到河流湖泊岸边纳凉,同样也是在享受湿地的空调作用。水在汽化时,增加了空气湿度,同时也吸收了空气中的热量。尤其是城市周边的湿地,给“发烧”的城市降温效果也十分明显。

湿地有了如此宜人的气候,自然就吸引了大量的动物来这里栖息。我国的许多湿地都是北半球候鸟迁徙的重要“中转站”,也是世界水鸟的重要繁殖地,如江西鄱阳湖湿地、湖北洪湖湿地、广东海丰公平大湖自然保护区、上海崇明东滩鸟类自然保护区等等。既然这些地方成了万鸟来朝的圣地,湿地“一不小心”也成了人们休闲观鸟的绝佳之地。

湖泊湿地:洪湖是湖北省最大的淡水湖,也是中国七大淡水湖之一。

(责任编辑 杨朝旭)

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