人工湿地的特点及生态意义

人工湿地的特点及生态意义

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是重要的生存环境和自然界最富有生物多样性的生态景观之一。其价值主要体现在物质循环、生物多样性维护、水量平衡、休闲旅游和环境演变信息等方面。人工湿地是以污水处理为目标的人为模拟“自然湿地”建造的系统，有着建造和运行费用便宜、易管理、有效可靠、可降低污染负荷、直接和间接提供效益等优势。

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1 湿地的特点

湿地是地球上水陆相互作用而构成的独特的生态系统，是重要的生存环境及自然界最富生物多样性的生态景观之一。在抵御洪水、调节径流，改善气候，控制污染污染，美化环境、维护区域生态平衡等方面有其它系统所不能替代的作用，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”、“文明的发源地”和“物种的基因库”。所以，在世界自然保护大纲中，海洋、湿地和森林是全球三大生态系统。因为湿地学属于一门自身科学体系有待进一步完善的学科，湿地科学定义还众说纷纭，目前已统计到的定义近60种。

在世界各个自然地带都分布有湿地。初步统计显示，在世界陆地面积中，湿地约占6.4%的比例。我国拥有亚洲最大的湿地面积，在世界上排名第四，甚至囊括了国际湿地公约中的所有湿地种类，同时世界唯一的青藏高原湿地也分布于我国。因为湿地涵盖了水陆两类生态系统的部分特点，所以具备社会价值和经济价值，且生态功能也呈现多样化。目前，湿地已成为人类赖以生存及发展的自然资源宝库。所以，很多科研机构开始注重湿地的开发和研究。

2 湿地的功能

湿地是地球上广泛分布的陆地生态系统之一，由于其生态结构的复杂性和生态功能的多样化，它支承着独具特色的物种和较高的自然生产力，为人类生活和社会生产提供极为丰富的自然资源。对湿地价值的认识首先是从水禽栖息地开始的。由于其本身的脆弱性和人类干扰的强劲，其面积和生态功能都在下降。因而，湿地的保护引起普遍的关注，湿地便成为唯一有其国际性保护公约的生态系统。

生态学所强调的“整体性”原则，使得保护学家从珍稀、濒危水禽的个体生态和种群生态水平上将视野拓宽到生态系统的水平上，重视水禽栖息地的保护和湿地生态系统的综合研究。湿地物种减少和致危最重要、最直接的原因是湿地大面积损失和生境破碎化。造成这种恶果的原因除了自然因素（如气候变干）外，更主要的是人类的强度干扰。现在，湿地那些无法用金钱来衡量的价值都得到广泛的注意。随着对这类生态系统的呼声日渐提高，对湿地的生态系统水平的研究也逐渐加强。

湿地具有水陆过渡性，环境要素湿地中的交汇及耦合作用就渐渐复杂化，它从各个角度反馈给自然环境。总而言之，湿地的功能包括社会功能及自然功能两点。

气候调节、水量平衡、生物多样性维护和物质循环等体现了湿地的自然功能。湿地生态系统物质循环的特殊性是有机质和很多元素由生物循环不断进入地质循环，沼泽生态系统中这种的循环最突出。目前不断增加的温室气体导致了全球变暖问题的产生，而这种湿地生态系统的作用就会发挥越来越关键的作用。湿地生态系统是能使CO2固定在地层中，而在地球上的各种生态系统中这样的系统不多，虽然湿地会将一定量的甲烷等温室气体释放在大气中，但显然其对碳的固定作用不可或缺。对生物多样性的维护就体现了其生物功能。因为湿地具有水陆过渡性，所以它是很多生物繁衍栖息的场所。由于湿地环境比较特殊，在此栖息的生物种群也比较独特，比如一些特殊的食虫植物，如狸藻、毛膏菜和猪笼草等；还有必须在湿地环境中才能生存的珍稀濒危水禽，如大鸨、丹顶鹤和天鹅等。此外，湿地还能调节水量分布，以利于水量平衡，这在所有地球生态系统中是独一无二的，因为湿地的蓄水能力很强，能够调节河川径流。

环境演变、资源以及人们的休闲旅游，都体现出湿地的社会功能。因为湿地生态系统拥有多样化的自然资源，这就使得其成为多数区域重要的农业、渔业和牧业的基地，同时也为社会发展提供基本的条件，而大河流域之所以能成为世界古代文明的发祥地，该流域的湿地生态系统起到了至关重要的作用。同时，人类对湿地生态系统的破坏和干扰，从地球上有人类文明之后就一直存在，随着人类文明的发展，这种干扰也在不断增加。湿地面积在社会经济发展的过程中不断减少，而湿地风光旖旎，在其环境中生存的动物种群也比较独特，在发展旅游的过程中其发挥着重要的作用。从湿地对积水环境的调节作用来看，水中的颗粒物质及有机质逐渐沉淀，构成了类型多样的沉積物。而对于沉积的过程，沉积物会随时记录下不断变化的周边环境而逐步成为标志性的信息载体，尤其是泥炭，其积累速率较快，全球平均年积累速率达1mm/a，因此以厚层泥炭作为信息载体来研究过去环境变化具有高分辨率的特点。

3 人工湿地的优势

近些年，人工湿地逐渐发展为生物——生态治污技术，能对不同类型的工业废水进行处理，后又逐步发展为雨水处理，并得到了推广和应用。目前，这项人工湿地已被用来改善大型水体的水质。其原理是利用自然生态系统中物理、生物、化学三方面的作用来净化污水。人工湿地生态系统是在一片洼地中，这片洼地的长宽比一定，且底面存在坡度，由填料、土壤混合构成填料床，在填料床的表面流动，或在填料床的缝隙中污水能够曲折地流动。种植于填料床表面水生植物，易于成活，还能增强处理性能，从而构成一个特殊的动植物生态系统，达到净化污水的目的。

人工湿地这个“自然系统”是为人工模拟“自然湿地”处理污水而构建的，它是人为地在长宽比一定，且地面存在坡度的洼地中，根据相应比例将构成基质混合成填料床，然后有针对性的种植植物的污水处理生态系统。对于“自然系统”中有

机物微生物的降解，植物可以为其提供基质，种植的植物的生长周期一般较长，具有较强的抗水性，且美观，易于成活。另外，蒲草、芦苇水生植物还具有一定的经济价值。人工湿地对污水的净化是人工基质、水生植物和微生物这个复合生态系统的物理、生物、化学三方面作用的共同结果，通过植物吸收及过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解等方式将废水中的重金属和悬浮物、磷、氮、有机物等去除，其中自然化学作用及微生物的比例为90％，水生植物约占7％~10％的比例。这个特有的动植物生态系统能很好的净化污水，还可以利用水分及营养物质的生物地球化学循环，促进绿色植物生长及增产，从而实现废水的资源化。

综上，人工湿地有着下列优势：①节省了一部分建造及运行费用；②便于管理及维护；③能进行污水处理；④减小对污染负荷及水力的冲击；⑤产生直接或间接的效益，如教育、娱乐、建材、野生动物栖息、造纸原料、畜产、绿化和水产等。

参考文献：

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