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【中國科學報】為沼澤濕地做一次全面體檢

2020-01-02 中國科學報 韓揚眉
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科研人員在進行泥炭資源調查。

  上世紀中葉,東北地區三江平原分布著大面積沼澤等“荒蕪之地”,那里棲息繁衍著眾多的野生動物及珍稀水鳥,生物多樣性豐富;還具有重要的水源涵養、調節氣候等功能。

  曾經,這里是“棒打狍子瓢舀魚,野雞飛進飯鍋里”的自然生態美景。

  然而,隨著人類活動加劇,包括三江平原在內的我國沼澤濕地處于不斷退化、功能喪失的境地。雖然近年來退化趨勢有所放緩,但質量下降、功能不足,尤其是資源本底不清楚的問題依然突出。由此,摸清沼澤濕地資源“家底”,查明沼澤濕地變化趨勢,對我國沼澤濕地保護與恢復具有重要的意義。

  在科技部國家科技基礎性工作專項“中國沼澤濕地資源及其主要生態環境效益綜合調查”項目的支持下,以中國科學院東北地理與農業生態研究所(以下簡稱東北地理所)副所長、研究員,濕地生態學家姜明為首席科學家的科研團隊,開展了我國沼澤濕地資源系統調查。調查涉及全國440片沼澤濕地的植物、水和泥炭資源及其生態效益狀況,基本查清了我國沼澤濕地的“家底”,為我國濕地保護及其科學管理提供了重要的數據基礎。

  全面“摸底” 科學決策

  數十年來,隨著耕地占用、水利截流、泥炭開采等人類活動的影響,沼澤濕地不斷發生著變化。

  然而,沼澤濕地及其資源具體變化如何?目前生態效益怎么樣?如何提高沼澤濕地功能?在姜明看來,是時候用先進的技術尋找更為科學定量化的答案了。

  2013年7月,由東北地理所牽頭的“中國沼澤濕地資源及其主要生態環境效益綜合調查”項目正式啟動,來自東北師范大學、北京林業大學、國家林業和草原局調查規劃設計院等12家單位百余名科研人員參與其中。項目在2018年年底順利結題,在2019年年底順利通過驗收。

  項目利用中高分辨率遙感影像,調查得出我國沼澤濕地總面積為2455.6萬公頃,主要分布在我國東北及西南地區,并集成匯總了15項科學數據集、3個專題圖、3類標本資源數據集,制定了5份沼澤濕地調查技術規范。

  與以往不同的是,這次調查打破了傳統的行政界限,主要依據自然地理水熱分異及地貌單元,在溫帶濕潤半濕潤區、熱帶亞熱帶濕潤區、西南高原區、濱海沼澤區、溫帶干旱半干旱區等全國五大沼澤濕地區,系統調查了沼澤濕地植物、水和泥炭資源及生態環境效益。

  姜明表示,“這是更符合自然規律、有利于保護管理的調查原則?!?/p>

  基于此,調查獲得不少新發現。例如,屬于沼澤典型分布區的松嫩平原從南到北分布著保護區、濕地公園、地質公園等30多個保護單元,且分別歸屬3個?。▍^),人為地把完整的嫩江流域“割裂”,無法真正實現科學保護及管理。

  姜明舉例說,沼澤濕地是水禽賴以生存的重要繁殖地、棲息地、越冬地和遷徙途中的“中轉站”,“水禽才不管濕地屬于哪一個保護單元、哪個省份。濕地保護地被人為分隔、過度利用,造成生境破碎化,遷飛水禽實際可利用范圍被嚴重壓縮,保護地區域限制和水禽遷飛自由性之間的矛盾凸顯”。

  根據調查,姜明團隊撰寫了“建立松嫩平原珍稀水禽國家公園”的咨詢報告。他們建議,盡快打破原有保護地屬地格局,建立以跨流域、具有區域性與綜合性的濕地類型為主的國家公園。相關咨詢報告獲批后,松嫩平原珍稀水禽國家公園的規劃建設正在積極推進中。

  除此之外,在對泥炭資源的調查中,研究人員發現泥炭地人為干擾嚴重、面積銳減。泥炭是濕地中蘊藏的一種歷經數千年形成的天然資源,也是我國重要戰略資源。一旦破壞,其恢復年限非常漫長,甚至不可恢復。

  “若爾蓋高原泥炭沼澤35年間(1977年至2013年)減少了32%,多退化為沙地和草甸,同時64%以上泥炭地存在放牧現象。多處泥炭地非法盜采仍然嚴重?!苯髡f。為此,他撰寫了《開展泥炭地資源搶救性保護及恢復的建議》咨詢報告,提出諸多有效解決方案,已被中辦及國家相關部門采納。

  要素周詳 “立體”診斷

  本次沼澤濕地遙感調查最小斑塊面積為4公頃,能夠更全面地反映我國沼澤濕地狀況。在沼澤濕地遙感調查基礎上,科研人員記錄了植物物種組成、初級生產力等植物調查數據,泥炭厚度、有機碳含量、容重等泥炭信息數據,以及水深、沼澤面積、總氮、總磷等水資源水環境數據,并由此建立了沼澤濕地資源數據庫與共享平臺。

  長期以來,自然資源調查監測工作單向進行,導致調查監測在對象、范圍、內容等方面存在重復交叉且調查結果相互矛盾等問題,而現有濕地調查也僅是對濕地進行制圖。

  “地球表面覆蓋的所有生態系統是一個整體,山水林田湖草各個生態系統應作為一個生命共同體進行系統治理和調查?!表椖俊斑b感調查與數據平臺”課題負責人、東北地理所研究員張樹文告訴《中國科學報》。

  該項目在2013年立項之初,便確立了國土資源全要素“一體化成圖”理念,并采用衛星遙感、無人機觀測和地面勘察相結合的手段,以東北地區為例開展“一體化成圖”工作,提高了沼澤濕地解譯精度,科學分析了沼澤濕地動態變化。

  “一體化成圖”讓人們了解了過去數十年里濕地“從哪里來,到哪里去”,為濕地恢復、保護提供了空間參考數據。

  更重要的是,這也為國土資源調查提供了先期性工作。2017年,自然資源部在最新修訂版的《土地利用現狀分類》中新增了濕地大類。

  為了能快速、大面積地勘測泥炭資源,節省人力、物力和財力,研究人員利用混合物半經驗介電模型,最終獲取了專用于勘測泥炭資源的無線電無損探測技術(GPR)指標,并配合矢量網絡分析儀和天線搭建的探測泥炭電磁特性設備,研制了一臺專用于泥炭資源探測的設備,在泥炭深度測定、繪制泥炭地的詳細分布圖等方面具有速度快、耗時少、精度高等優點,這對于我國乃至世界泥炭資源的勘探工作具有重要意義。

  有了全要素數據,才能對濕地進行“健康診斷”。

  研究人員選取濕地水環境、土壤、生物、景觀及社會等五類共13個指標,構建了濕地生態系統評價指標體系。

  基于該體系,研究人員分析了我國部分具有沼澤濕地類型的國際重要濕地的總體健康狀況?!皻夂蜃兓?、外來物種入侵、資源過度利用和濕地周邊干擾等因素,成為威脅濕地生態系統健康的主要因素。沼澤濕地生態健康總體狀況仍有很大提升空間?!苯髡f。

  物種告急 建庫保存

  為沼澤濕地做“體檢”時,在物種資源調查方面也有諸多新成果。研究人員調查了濕地高等植物1025種,根據我國紅色植物名錄,其中20余種面臨極危、瀕危、近危狀態。

  “這是不完全統計,還有一些尚未確定其保護等級,形勢不容樂觀?!表椖拷M成員、東北地理所高級工程師劉波告訴《中國科學報》。

  此外,研究人員還在全國范圍內采集植物標本1000余號,收集植物彩色圖片1000余幅,作為植物實體標本的補充,極大豐富了我國濕地植物標本館藏。

  收獲頗豐,但探秘沼澤濕地之旅并非坦途。

  5年來,共計2萬余人參與項目野外工作,團隊成員的足跡遍布人跡罕至的高原、草地、森林……一待就是兩三個月。高原高寒缺氧、遭遇泥石流、背負厚重儀器在沼澤地采樣、隔著厚厚迷彩服被蚊蟲咬傷等幾乎是家常便飯。

  有一次,調查隊伍在吉林長白山無人區內進行泥炭沼澤碳庫調查時險些越過邊境,最終有驚無險。

  “大家克服了困難,超額完成了任務,獲得了沼澤濕地第一手數據?!边@些數據在姜明和團隊成員眼里都成為了寶貴財富。

  最近一段時間,來找姜明的人絡繹不絕。這些人大多來自國家、地方資源與環境保護部門,希望能從姜明這里得到濕地保護和管理的“理想方案”。

  “濕地大部分已經納入了保護區進行有效管護,但保護區外的濕地仍然面臨威脅。我們的生態環境到了必須要保護的時候?!闭莆盏臄祿截S富,姜明越感到后續工作任重道遠。

  下一步,姜明希望建設中國沼澤濕地的植物種質資源庫,將寶貴的植物種質資源永久保存。

 ?。ㄔd于《中國科學報》 2020-01-02 第1版 要聞)
打印 責任編輯:侯茜

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