保護(hù)“地球之腎” 他們開(kāi)出“中國(guó)藥方”

2023-08-31 14:32:59 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào) 點(diǎn)擊數(shù):

深瞳工作室出品

科技日?qǐng)?bào)記者 楊侖?策劃?趙英淑?滕繼濮?林莉君

群鳥(niǎo)在閩江河口濕地海面上翱翔。新華社記者 魏培全攝

置身莫莫格濕地中,舉目可見(jiàn)天空碧藍(lán)如洗,四顧則是白鶴起舞、百鳥(niǎo)翔集,葦海搖曳間生機(jī)盎然。天畔的晚霞,漸漸由絢麗歸于平淡,恬靜悠閑。

游客們很難想象,這片濕地所在的吉林省白城市,多年來(lái)曾有“八百里瀚?!敝Q。從歷史上蠻荒富饒的沼澤,到后來(lái)遭受人類活動(dòng)干擾退化,再到通過(guò)人工保護(hù)重現(xiàn)濕地的綠意盎然,莫莫格濕地的變化恰是我國(guó)許多沼澤濕地的縮影。

我國(guó)濕地面積位居世界第四、亞洲第一,《濕地公約》劃分的42類濕地在我國(guó)均有分布。剛剛過(guò)去的8月15日,我國(guó)迎來(lái)首個(gè)全國(guó)生態(tài)日。如今,保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)的理念已經(jīng)深入人心。

濕地被喻為“地球之腎”,與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí),濕地也是全球范圍內(nèi)退化、喪失速度最快的生態(tài)系統(tǒng)。要保護(hù)濕地這一“地球之腎”,我們?cè)撟鲂┦裁矗?/p>

今年7月,由中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡(jiǎn)稱東北地理所)牽頭,匯聚全國(guó)12家單位、數(shù)百名科研人員多年研究的《中國(guó)沼澤志》(第二版)正式出版。它總結(jié)凝練了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外沼澤學(xué)研究領(lǐng)域的最新成果,摸清了我國(guó)主要沼澤的“家底”,為后續(xù)濕地的保護(hù)恢復(fù)、綜合利用等工作提供了強(qiáng)有力的科學(xué)支撐。

濕地與我們的故事,或許才剛剛開(kāi)始。

中華攀雀在河北省唐山市豐南區(qū)沿海濕地育雛。新華社記者 楊世堯攝

發(fā)布最新研究成果,揭開(kāi)沼澤神秘面紗

人類對(duì)濕地的科學(xué)研究較晚——直至18世紀(jì),歐洲才有國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行泥炭沼澤的考察與研究;1885年,俄國(guó)教授開(kāi)始在大學(xué)里講授沼澤學(xué)課程。而我國(guó)沼澤研究起步則更晚。1958年,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春地理研究所(東北地理所前身)成立,這是國(guó)內(nèi)最早研究沼澤的機(jī)構(gòu)之一。建所至今,東北地理所致力于沼澤研究,并于1999年出版了《中國(guó)沼澤志》。

如今,距離上一次的調(diào)查已經(jīng)過(guò)去30多年。時(shí)移世易,由于氣候變化和人類活動(dòng)的干擾,我國(guó)沼澤分布和結(jié)構(gòu)功能已發(fā)生了顯著變化。

“在我國(guó),沼澤是濕地的主要類型和核心形態(tài),是最富有生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)和生物最重要的生存環(huán)境之一?!睎|北地理所所長(zhǎng)、中國(guó)生態(tài)學(xué)學(xué)會(huì)濕地生態(tài)專業(yè)委員會(huì)主任姜明說(shuō)。

歷經(jīng)數(shù)年艱苦的考察,科研人員對(duì)面積4公頃以上的沼澤進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查,這幾乎囊括了我國(guó)所有的沼澤。翻開(kāi)這部厚厚的著作,每一片沼澤的范圍與面積、地質(zhì)地貌、氣候、水資源與水環(huán)境、沼澤土壤、沼澤植被、沼澤動(dòng)物、受威脅和保護(hù)管理狀況等均一目了然。

“新版的《中國(guó)沼澤志》揭開(kāi)了沼澤的神秘面紗。從結(jié)果中,我們既看到了令人欣喜的一面,也發(fā)現(xiàn)不少令人擔(dān)心的問(wèn)題?!苯鞲嬖V科技日?qǐng)?bào)記者。

黨的十八大以來(lái),我國(guó)開(kāi)展了大量濕地保護(hù)與修復(fù)計(jì)劃,“長(zhǎng)江大保護(hù)”“黃河流域高質(zhì)量發(fā)展”上升為國(guó)家戰(zhàn)略,恢復(fù)和提升濕地生態(tài)系統(tǒng)功能在我國(guó)受到前所未有的關(guān)注和重視。目前,我國(guó)濕地退化和消失的勢(shì)頭得到有效遏制,生物多樣性有所提升。在三江國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),東方白鸛種群數(shù)量進(jìn)入快速恢復(fù)期,繁殖數(shù)量由2000年的8只,增加到2021年的192只,恢復(fù)到20世紀(jì)70年代最繁盛期的水平;植物方面,紅樹(shù)林面積恢復(fù)成效明顯,總面積基本恢復(fù)到1980年的水平。

另一方面,科研人員也觀測(cè)到了令人憂心的變化:我國(guó)三江平原的沼澤濕地累積喪失率高達(dá)80%;若爾蓋高原泥炭沼澤由于放牧排水,同20世紀(jì)80年代數(shù)據(jù)比較,81%的泥炭沼澤有機(jī)碳含量在減少;與1999年第一次調(diào)查結(jié)果相比,華北一片沼澤濕地面積大幅減少99%……

沼澤濕地的大面積喪失,帶來(lái)的是水文調(diào)蓄功能、碳匯功能的下降和生物多樣性降低等后果。

僅以植物為例,部分沼澤植物如鹽樺、東方水韭等已處于滅絕、極危的狀態(tài)?!捌渲杏行┱訚芍参锷形幢蝗祟愓J(rèn)識(shí),還沒(méi)來(lái)得及為人類作出貢獻(xiàn),就已經(jīng)在地球上消失了。”在《中國(guó)沼澤志》(第二版)的序言中,中國(guó)科學(xué)院院士陳宜瑜這樣寫道。

游客在江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)淥洋湖濕地公園的水上森林乘船游覽。新華社發(fā)(孟德龍攝)

空天地“聯(lián)合作戰(zhàn)”,支撐濕地保護(hù)決策

沼澤濕地如此重要,但摸清其“家底”卻并不容易。

我國(guó)科研人員采用遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、地面調(diào)查隊(duì)這一“空、天、地”相結(jié)合的辦法,為全國(guó)655片沼澤繪制了一份詳細(xì)的電子檔案。

作為“地面部隊(duì)”的一員,東北地理所高級(jí)工程師劉波負(fù)責(zé)對(duì)沼澤進(jìn)行詳細(xì)的科學(xué)考察,調(diào)查沼澤植被物種多樣性和生物量。

提起沼澤,人們會(huì)聯(lián)想到紅軍爬雪山過(guò)草地時(shí)的艱辛,也有可能聯(lián)想到一望無(wú)際的草甸子、令人感嘆亙古原野的蒼茫?!坝行┱訚缮厦媸遣?,中間是水,下面是泥,有些地塊明明可以安全站人,一兩步外卻能沒(méi)過(guò)人的頭頂?!眲⒉ǜ嬖V記者。

有著同樣體會(huì)的,還有西南林業(yè)大學(xué)濕地學(xué)院的張昆博士。負(fù)責(zé)四川片區(qū)的張昆,踏上了紅軍曾經(jīng)踏足的沼澤——若爾蓋?!拔覀兊娜蝿?wù)是取得水、植物、泥炭的樣本。在這一過(guò)程中,我自己就曾陷進(jìn)去過(guò)。”張昆回憶道,當(dāng)沼澤緩緩?fù)淌芍p腳、小腿時(shí),無(wú)力感與恐懼迅速塞滿心中。這時(shí)需要在他人的幫助下才能得以脫身。

深入沼澤后,取樣工作才剛剛開(kāi)始??蒲腥藛T需要向下打鉆,完整地采集沼澤土壤樣本帶回實(shí)驗(yàn)室?!坝捎趲Р涣舜笮驮O(shè)備,我們?cè)谒拇ò渭t原的日干喬沼澤就曾用人力獲得9.9米長(zhǎng)的泥炭柱芯,相當(dāng)于三層樓高。等到返回安全點(diǎn)時(shí),大家累得連抬腿上車這個(gè)動(dòng)作都無(wú)法完成?!睆埨フf(shuō)。

為節(jié)省人力、物力,東北地理所研究員劉寶江研究利用探地雷達(dá)設(shè)備探測(cè)泥炭資源。“探地雷達(dá)向地下發(fā)射電磁波,當(dāng)遇到泥炭和背景土壤的分界面時(shí),由于泥炭和背景土壤的電磁特性不同,就會(huì)反射回來(lái)一部分電磁波,然后再利用我們研發(fā)的專用軟件對(duì)反射回來(lái)的雷達(dá)波進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,進(jìn)而提取到泥炭厚度和埋藏深度等信息?!彼嬖V記者,這種辦法在保證探測(cè)精度的同時(shí),可以大面積、快速地獲得泥炭的分布和泥炭?jī)?chǔ)量。

有了實(shí)地調(diào)查取回的樣品數(shù)據(jù),太空中的“眼睛”——遙感衛(wèi)星開(kāi)始展現(xiàn)威力。東北地理所研究員毛德華利用這些土壤樣品,結(jié)合濕地分布數(shù)據(jù),利用人工智能學(xué)習(xí)的算法,實(shí)現(xiàn)了濕地土壤有機(jī)碳密度的空間預(yù)測(cè),并對(duì)濕地土壤碳儲(chǔ)量進(jìn)行了準(zhǔn)確核算。這一結(jié)果極具價(jià)值——它能夠?yàn)槁男小稘竦毓s》和全球氣候變化談判提供科學(xué)依據(jù),助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

“擁有空天地一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后,我們還能夠監(jiān)測(cè)濕地的植物長(zhǎng)勢(shì)、水文條件,相當(dāng)于為保護(hù)區(qū)提供了一個(gè)預(yù)警系統(tǒng)?!泵氯A說(shuō)。

與30多年前的調(diào)查相比,此次科研工作者們的裝備更加精良,結(jié)果也更為精確?!按送?,我們還拓展了沼澤定義的內(nèi)涵和外延,對(duì)沼澤濕地水文情勢(shì)、泥炭特性、植物資源等都有了更深入的認(rèn)知?!苯髡f(shuō)。

西南林業(yè)大學(xué)濕地學(xué)院岳海濤團(tuán)隊(duì)在若爾蓋開(kāi)展泥炭沼澤調(diào)查。 受訪者供圖

“垂?!睗竦爻珊蝤B(niǎo)樂(lè)園,人與自然和諧共生

濕地生態(tài)環(huán)境脆弱人盡皆知,那么,濕地能否在人為干預(yù)下,恢復(fù)生態(tài)功能?毛德華通過(guò)影像數(shù)據(jù)給出了肯定的回答。

“從全國(guó)尺度來(lái)看,近十幾年來(lái),我國(guó)濕地的面積開(kāi)始增加,這與國(guó)家持續(xù)開(kāi)展?jié)竦乇Wo(hù)工作是息息相關(guān)的?!泵氯A告訴記者,“濕地?fù)p失的速率在減緩,總面積在增加,紅樹(shù)林等指標(biāo)性物種的種群在持續(xù)擴(kuò)大?!?/p>

走進(jìn)福建閩江河口濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),蒙蒙細(xì)雨中,只見(jiàn)黑臉琵鷺在綠意盎然的濕地上空飛舞,中華鳳頭燕鷗追著“心上鳥(niǎo)”喂魚,黑翅長(zhǎng)腳鷸在淺水區(qū)“遛娃”。

“這一片原來(lái)是我的養(yǎng)殖場(chǎng)?!睗竦毓茏o(hù)員林發(fā)金所指之處,如今水草豐茂。隨著濕地退養(yǎng)行動(dòng)的開(kāi)展,林發(fā)金響應(yīng)號(hào)召,成為福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)潭頭鎮(zhèn)克鳳村第一個(gè)退養(yǎng)戶。20多年來(lái),福州市叫停不合理項(xiàng)目、劃定管控紅線,并密集推出一系列保護(hù)與治理舉措,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)“失地”重回濕地的蝶變,讓曾經(jīng)日漸退化、一度“垂?!钡臐竦兀匦鲁蔀楹蝤B(niǎo)的樂(lè)園。

隨著生態(tài)文明建設(shè)全面推進(jìn),許多濕地都重新煥發(fā)了勃勃生機(jī)。位于吉林省松原市乾安縣的大布蘇湖沼澤,與此前調(diào)查結(jié)果相比,面積擴(kuò)大了約1.9倍;莫莫格、向海等濕地成為候鳥(niǎo)們遷飛路線上的幸福家園。

“在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的前提下,開(kāi)展合理的濕地農(nóng)業(yè)利用,形成同市場(chǎng)需求相適應(yīng)、與資源環(huán)境承載力相匹配的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局,將對(duì)提升碳水化合物、蛋白質(zhì)供給的多樣性和產(chǎn)量發(fā)揮積極作用?!睎|北地理所、中國(guó)科學(xué)院松嫩平原西部鹽堿濕地生態(tài)研究站站長(zhǎng)文波龍博士說(shuō)。

濕地合理利用是《濕地公約》的核心理念,也是濕地保護(hù)工作的延續(xù)和可持續(xù)支撐。

驅(qū)車向吉林省白城市東南方向駛?cè)ィJ葦茂密、鷗鳥(niǎo)翔集的牛心套保國(guó)家濕地公園的出現(xiàn)讓人眼前一亮。不同于周遭裸露的白色鹽堿地,綠色是牛心套保國(guó)家濕地公園的主色調(diào)。

中國(guó)科學(xué)院松嫩平原西部鹽堿濕地生態(tài)研究站就建在這里。文波龍攻讀博士時(shí)師從濕地生態(tài)學(xué)家、中國(guó)工程院院士劉興土。2002年,劉興土帶隊(duì)來(lái)到牛心套保調(diào)研,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)脆弱、濕地退化嚴(yán)重,周邊社區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后,為了恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)、提高居民生活質(zhì)量,劉興土率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始扎根于此,努力為松嫩平原西部探索一個(gè)濕地可持續(xù)發(fā)展的模式。

針對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,科研人員針對(duì)性地研發(fā)了蘇打鹽堿蘆葦濕地恢復(fù)及高產(chǎn)培育技術(shù),揭示了蘆葦生長(zhǎng)的需水關(guān)鍵過(guò)程,建立了退化蘇打鹽堿蘆葦濕地水文調(diào)控措施、堿斑地蘆葦快速恢復(fù)技術(shù)體系。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)濕地恢復(fù)工程的可持續(xù),以及發(fā)揮濕地的產(chǎn)品供給功能,劉興土和團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)蘇打鹽堿化濕地葦—蟹(魚)—稻復(fù)合生態(tài)模式。經(jīng)過(guò)幾代科研人的持續(xù)努力,鹽堿濕地的恢復(fù)與合理利用技術(shù)體系不斷完善。

目前,在牛心套保濕地,蘆葦、籽蓮、稻穗、群魚、河蟹與水鳥(niǎo)構(gòu)成了一幅和諧共生的畫面。文波龍告訴記者,通過(guò)濕地的合理利用,濕地保護(hù)能力得到增強(qiáng),濕地水文特征穩(wěn)定維持,水體、土壤的鹽堿程度下降,植被蓋度和生物量提高,生物多樣性增加,在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益之外,生態(tài)效益也明顯提升。

精準(zhǔn)施策,助推濕地保護(hù)工作更上層樓

在全球范圍內(nèi),濕地保護(hù)都是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。我國(guó)是全球沼澤濕地面積最大的國(guó)家之一,且地域遼闊,地貌類型千差萬(wàn)別,地理環(huán)境復(fù)雜,氣候條件多樣,沼澤資源分布廣泛且具有顯著的區(qū)域差異。

“這就意味著我們對(duì)濕地的保護(hù)必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同地域、不同類型濕地,針對(duì)性施策,開(kāi)出保護(hù)濕地的‘中國(guó)藥方’?!苯髡f(shuō)。

找到了“病理”,才能對(duì)癥下藥。

對(duì)于沼澤而言,人類活動(dòng)是最大的干擾因素之一,最典型的當(dāng)屬泥炭沼澤。泥炭又名草炭或泥煤,是沼澤植物千百年來(lái)不完全分解、堆積而形成的特殊有機(jī)物,可以被視為煤的原始形態(tài)。泥炭沼澤是最為典型和重要的濕地類型,其單位面積碳儲(chǔ)量最大,碳密度是全球平均土壤碳密度的3—6倍,是全球減緩大氣二氧化碳濃度升高的最重要的碳匯之一。

目前,我國(guó)仍存在泥炭非法盜采現(xiàn)象,盜采行為不僅造成泥炭質(zhì)量下降和資源浪費(fèi),還會(huì)遺留許多礦坑,給后續(xù)的土地整理復(fù)墾留下隱患。而盜采的原因,竟然僅僅是作為種植作物的基質(zhì)。

“泥炭沼澤中有一種典型的植被泥炭蘚,泥炭蘚在碳匯、過(guò)濾淡水及調(diào)蓄洪水等方面極具價(jià)值,且廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥保健、污染監(jiān)測(cè)和園藝產(chǎn)業(yè)。”劉波說(shuō),“然而,泥炭蘚生長(zhǎng)速度慢,每年每平方米積累的干物質(zhì)只有20克左右,僅能增加1毫米泥炭地厚度,因此易于破壞、難以恢復(fù)?!?/p>

針對(duì)泥炭沼澤保護(hù)問(wèn)題,《中華人民共和國(guó)濕地保護(hù)法》第三十五條規(guī)定:泥炭沼澤濕地所在地縣級(jí)以上地方人民政府應(yīng)當(dāng)制定泥炭沼澤濕地保護(hù)專項(xiàng)規(guī)劃,采取有效措施保護(hù)泥炭沼澤濕地;符合重要濕地標(biāo)準(zhǔn)的泥炭沼澤濕地,應(yīng)當(dāng)列入重要濕地名錄;禁止在泥炭沼澤濕地開(kāi)采泥炭或者擅自開(kāi)采地下水;禁止將泥炭沼澤濕地蓄水向外排放,因防災(zāi)減災(zāi)需要的除外。

今年初,四川省阿壩州公安局公布了打擊盜挖泥炭的典型案例,已有3案13人因非法采挖泥炭被依法追究刑事責(zé)任。

6月,最高人民檢察院在四川省阿壩藏族羌族自治州召開(kāi)濕地保護(hù)公益訴訟專題研討會(huì),并發(fā)布了一批濕地保護(hù)公益訴訟典型案例,其中就包括四川省檢察機(jī)關(guān)督促保護(hù)若爾蓋高寒泥炭沼澤濕地案。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果,科研人員還提出了保護(hù)泥炭資源的對(duì)策,包括科學(xué)界定泥炭保護(hù)開(kāi)發(fā)界限、加強(qiáng)泥炭替代產(chǎn)品研發(fā)、加強(qiáng)泥炭基礎(chǔ)研究等。

除了人類活動(dòng)干擾因素外,氣候也被視為干擾濕地的重要因素?!皹O端干旱或者短時(shí)間強(qiáng)降水,都會(huì)對(duì)濕地造成較大壓力?!睎|北地理所副研究員薛振山告訴記者。水量豐沛與否,對(duì)植物的生長(zhǎng)與固碳能力會(huì)產(chǎn)生何種影響……這些問(wèn)題,都需要科學(xué)家繼續(xù)探索。

生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)關(guān)系到中華民族永續(xù)發(fā)展的大計(jì)。在姜明看來(lái),圍繞著濕地,我們?nèi)匀挥性S多認(rèn)知空白亟待填補(bǔ)。

記者注意到,在新版《中國(guó)沼澤志》中,科研人員將全國(guó)劃分為5個(gè)沼澤分布區(qū)和17個(gè)沼澤區(qū),并沒(méi)有按照傳統(tǒng)以行政單位來(lái)劃分?!皾竦厥且粋€(gè)整體,為有效整體保護(hù)松嫩平原典型濕地生態(tài)系統(tǒng),迫切需要打破原有保護(hù)地屬地格局,建立跨流域、綜合性的國(guó)家公園。”姜明說(shuō)。

此外,隨著濕地保護(hù)工作的深入,對(duì)專業(yè)人才的渴求也更加迫切。姜明告訴記者,相對(duì)來(lái)說(shuō),濕地的學(xué)科建設(shè)目前依然較為薄弱,起步晚、學(xué)科成熟度不高。直到去年,西南林業(yè)大學(xué)濕地學(xué)院才開(kāi)始招收第一批濕地保護(hù)專業(yè)的本科生。

“我們希望能夠盡快建設(shè)國(guó)家級(jí)平臺(tái),吸引更多人才投身濕地科學(xué)研究,凝練科研方向,匯聚科研力量,在推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的同時(shí),為保護(hù)工作更上層樓打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?!苯髡f(shuō)。

責(zé)任編輯:王倩

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