濕地科學漫談(下)
濕地退化機制、退化濕地恢復與重建和人工濕地構建研究是濕地研究的又一個熱點。美國、加拿大、澳大利亞、德國、英國、瑞典均深入開展此類研究。最為成功的是美國和澳大利亞人工濕地構建和佛羅里達大沼澤地退化濕地恢復與重建研究。目前特別注意濕地退化機制、退化濕地生態恢復與重建和人工濕地構建理論研究,也加強退化濕地生態恢復與重建方法、技術和方案的示范推廣等方面的探討。主要利用恢復生態學理論在考慮濕地生態系統的特點和功能的基礎上,按照恢復生態學理論和方法進行研究。側重濕地生境恢復技術,提高濕地基底恢復,濕地水文狀況恢復和濕地土壤恢復。還進行濕地凈化功能與環境容量研究,濕地營養負荷、循環過程、轉化規律、遷移途徑及其與水體富營養化的關系研究。研究退化濕地恢復與重建的生物學與生態學基礎,濕地演替規律,不同干擾下濕地退化過程和機制,濕地退化的指示性標識,退化臨界指標,退化景觀診斷依據和評價指標體系。還側重濕地退化過程動態監測模擬與預報研究。研究的重點與難點是退化濕地的生態恢復關鍵技術。
濕地生態系統健康是指濕地能夠提供特殊生態功能的能力和維持自身有機組織的能力,它可以在不良的環境擾動中自行恢復。作為新領域的探索,雖然剛開始起步,但是進展很快。主要側重濕地生態系統健康的概念,濕地生態系統診斷指標,濕地生態系統健康恢復,濕地生態系統健康研究時間與空間尺度,濕地生態系統設計和濕地生態系統健康的數量評價等領域研究。過去主要集中在化學與生物指標,現在又引進物理指標。除濕地的自然屬性外,又將社會經濟指標也納入濕地健康研究范疇之內。使濕地健康診斷指標更趨于完善。美國環境保護局(EPA)提出的一些指標在管理實踐上效果良好。研究將提高濕地健康的預警能力。以往研究還多側重河流、湖泊與水庫濕地,對沼澤濕地的研究近期才逐漸增多。
濕地評價主要包括濕地功能評價、濕地價值評價和濕地環境影響評價。目前致力于探討評價標準和指標以及定級。美國在濕地水文地貌分類體系的基礎上提出濕地功能評價方法和快速濕地功能評價方法。快速實地評價方法被認為是地景規劃的有效方法,已被越來越多的國家和學者所采用。歐洲通過建立濕地系統共有的關鍵過程以及它們與功能的聯系,測定濕地系統對外界干擾的恢復能力以及對這些干擾的反應,利用動力模型和定期的觀測確定濕地功能分析閾值。現在傾向于通過實驗獲得數據和指標,在此基礎上進行評價。美國已經設立了以地景級別的標志來評價全國生態健康狀態的長期趨勢實驗場,為濕地提供定量因子描述,這無疑將大大提高濕地評價水平。定量評價是決策者決策的有力依據,定量評價方法一直為研究的熱點。現在多采用市場經濟法對實物進行直接評估,用費用支出法、市場價值法、旅行費用法及條件價值法評價非實物價值。對濕地功能價值則采用市場價值法、機會成本法、影子工程法和替代花費等進行評估。
泥炭與泥炭地利用研究仍繼續保持旺盛發展趨勢,一大批新開發的新型泥炭產品和性能更好的泥炭生產機械設備不斷問世,如泥炭處理廢水產品等,不斷滿足市場需要,提高了工作效率。泥炭地利用也取得了很好的成果,特別加強了采后泥炭地和人類活動過程對泥炭性質的影響及其機制研究。不斷應用新型儀器進行泥炭特殊性質研究,如利用近紅外光譜儀進行泥炭能量測量取得可喜的進展。泥炭萃取設備也取得新突破。新型的泥炭開采與產品生產設備性能更加優越。新型農業、園林和花卉業的泥炭復合肥料效果比以往同類產品更好,用于環保、工業、農業和醫療衛生的新型泥炭產品的質量也明顯提高。
濕地生態工程模式與管理技術主要研究人工濕地建設的基礎理論、工程工藝及管理等內容,側重研究以濕地污水處理工程建設與管理技術為主的環境治理生態工程與技術,不斷地發現處理污水效果更好的水生植物和處理新技術與新方法,并在生產實踐上獲得很高的效益。如美國佛羅里達大沼澤地的濕地除磷生態工程,有效地除去地表水中過高含量的磷,使濕地重新為居民生活和生產提供清潔水源。近年來,運用景觀生態學、農業生態學的理論與方法加強濕地生態工程模式與配套管理技術研究,取得顯著的經濟、社會和生態效益,如中國三江平原濕地首創的“稻-葦-魚”、在珠江三角洲建設的“桑基魚塘”等濕地農業生態工程就是濕地生態工程模式與技術研究最突出研究成果之一。
新技術、新手段與新方法的應用是濕地科學研究發展的動力源泉。3S(GIS、GPS、RS)技術越來越普遍地應用于濕地資源調查、濕地編目、濕地功能評價、濕地監測和濕地保護研究,在濕地景觀動態和退化濕地監測方面應用,取得深入的研究成果。一大批新型高精度和高準確度的濕地自動監測儀器設備研制和普及應用,實現同步全天候地自動環境監測,推進了濕地生態過程研究。如濕地多功能水質自動觀測儀(YSI)、濕地水文實驗室(Hydrolab)和濕地自動水樣采樣器等儀器設備已形成功能各異、用途多樣的系列化產品,濕地自動氣候觀測站使濕地環境長期連續監測成為可能。AMS碳同位素測年、210Pb、137Cs和氧同位素技術的應用,構建了濕地發育與演化的牢靠的時間框架,提高了古環境重建的精度,捕捉到了突發事件的發生年代。同位素示蹤技術在濕地生態過程的研究,揭示了長期不能獲得的某些生態過程的機理。數學方法與計算機技術應用濕地過程研究,建立了很多有科學價值的數學模型,深化了機理研究。網絡技術加快了信息交流,縮短了空間的距離,實現不同區域同步對比。地理學、生態學、環境科學等學科的研究方法與技術不斷地引入濕地學,使濕地學方法論不斷完善,克服了濕地研究在深入、綜合、定量和預測等方面的障礙。(楊永興)