【科技日報】保護“地球之腎”他們開出“中國藥方”
群鳥在閩江河口濕地海面上翱翔。新華社記者 魏培全攝
中華攀雀在河北省唐山市豐南區沿海濕地育雛。新華社記者 楊世堯攝
游客在江蘇省揚州市江都區淥洋湖濕地公園的水上森林乘船游覽。新華社發(孟德龍攝)
西南林業大學濕地學院岳海濤團隊在若爾蓋開展泥炭沼澤調查。 受訪者供圖
【深瞳工作室出品】
采 寫：本報記者 楊 侖
策 劃：趙英淑 滕繼濮 林莉君
《中國沼澤志》(第二版)總結凝練了近年來國內外沼澤學研究領域的最新成果，摸清了我國主要沼澤的“家底”，為后續濕地的保護恢復、綜合利用等工作提供了強有力的科學支撐。
置身莫莫格濕地中，舉目可見天空碧藍如洗，四顧則是白鶴起舞、百鳥翔集，葦海搖曳間生機盎然。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，多年來曾有“八百里瀚海”之稱。從歷史上蠻荒富饒的沼澤，到后來遭受人類活動干擾退化，再到通過人工保護重現濕地的綠意盎然，莫莫格濕地的變化恰是我國許多沼澤濕地的縮影。
我國濕地面積位居世界第四、亞洲第一，《濕地公約》劃分的42類濕地在我國均有分布。剛剛過去的8月15日，我國迎來首個全國生態日。如今，保護自然生態系統的理念已經深入人心。
濕地被喻為“地球之腎”，與森林、海洋并稱為全球三大生態系統。同時，濕地也是全球范圍內退化、喪失速度最快的生態系統。要保護濕地這一“地球之腎”，我們該做些什么?
今年7月，由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)牽頭，匯聚全國12家單位、數百名科研人員多年研究的《中國沼澤志》(第二版)正式出版。它總結凝練了近年來國內外沼澤學研究領域的最新成果，摸清了我國主要沼澤的“家底”，為后續濕地的保護恢復、綜合利用等工作提供了強有力的科學支撐。
濕地與我們的故事，或許才剛剛開始。
發布最新研究成果，揭開沼澤神秘面紗
人類對濕地的科學研究較晚——直至18世紀，歐洲才有國家開始進行泥炭沼澤的考察與研究;1885年，俄國教授開始在大學里講授沼澤學課程。而我國沼澤研究起步則更晚。1958年，中國科學院長春地理研究所(東北地理所前身)成立，這是國內最早研究沼澤的機構之一。建所至今，東北地理所致力于沼澤研究，并于1999年出版了《中國沼澤志》。
如今，距離上一次的調查已經過去30多年。時移世易，由于氣候變化和人類活動的干擾，我國沼澤分布和結構功能已發生了顯著變化。
“在我國，沼澤是濕地的主要類型和核心形態，是最富有生物多樣性的生態系統和生物最重要的生存環境之一。”東北地理所所長、中國生態學學會濕地生態專業委員會主任姜明說。
歷經數年艱苦的考察，科研人員對面積4公頃以上的沼澤進行了詳細調查，這幾乎囊括了我國所有的沼澤。翻開這部厚厚的著作，每一片沼澤的范圍與面積、地質地貌、氣候、水資源與水環境、沼澤土壤、沼澤植被、沼澤動物、受威脅和保護管理狀況等均一目了然。
“新版的《中國沼澤志》揭開了沼澤的神秘面紗。從結果中，我們既看到了令人欣喜的一面，也發現不少令人擔心的問題。”姜明告訴科技日報記者。
黨的十八大以來，我國開展了大量濕地保護與修復計劃，“長江大保護”“黃河流域高質量發展”上升為國家戰略，恢復和提升濕地生態系統功能在我國受到前所未有的關注和重視。目前，我國濕地退化和消失的勢頭得到有效遏制，生物多樣性有所提升。在三江國家級自然保護區，東方白鸛種群數量進入快速恢復期，繁殖數量由2000年的8只，增加到2021年的192只，恢復到20世紀70年代最繁盛期的水平;植物方面，紅樹林面積恢復成效明顯，總面積基本恢復到1980年的水平。
另一方面，科研人員也觀測到了令人憂心的變化：我國三江平原的沼澤濕地累積喪失率高達80%;若爾蓋高原泥炭沼澤由于放牧排水，同20世紀80年代數據比較，81%的泥炭沼澤有機碳含量在減少;與1999年第一次調查結果相比，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，帶來的是水文調蓄功能、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。“其中有些沼澤植物尚未被人類認識，還沒來得及為人類作出貢獻，就已經在地球上消失了。”在《中國沼澤志》(第二版)的序言中，中國科學院院士陳宜瑜這樣寫道。
空天地“聯合作戰”，支撐濕地保護決策
沼澤濕地如此重要，但摸清其“家底”卻并不容易。
我國科研人員采用遙感衛星、無人機、地面調查隊這一“空、天、地”相結合的辦法，為全國655片沼澤繪制了一份詳細的電子檔案。
作為“地面部隊”的一員，東北地理所高級工程師劉波負責對沼澤進行詳細的科學考察，調查沼澤植被物種多樣性和生物量。
提起沼澤，人們會聯想到紅軍爬雪山過草地時的艱辛，也有可能聯想到一望無際的草甸子、令人感嘆亙古原野的蒼茫。“有些沼澤上面是草，中間是水，下面是泥，有些地塊明明可以安全站人，一兩步外卻能沒過人的頭頂。”劉波告訴記者。
有著同樣體會的，還有西南林業大學濕地學院的張昆博士。負責四川片區的張昆，踏上了紅軍曾經踏足的沼澤——若爾蓋。“我們的任務是取得水、植物、泥炭的樣本。在這一過程中，我自己就曾陷進去過。”張昆回憶道，當沼澤緩緩吞噬著雙腳、小腿時，無力感與恐懼迅速塞滿心中。這時需要在他人的幫助下才能得以脫身。
深入沼澤后，取樣工作才剛剛開始。科研人員需要向下打鉆，完整地采集沼澤土壤樣本帶回實驗室。“由于帶不了大型設備，我們在四川阿壩紅原的日干喬沼澤就曾用人力獲得9.9米長的泥炭柱芯，相當于三層樓高。等到返回安全點時，大家累得連抬腿上車這個動作都無法完成。”張昆說。
為節省人力、物力，東北地理所研究員劉寶江研究利用探地雷達設備探測泥炭資源。“探地雷達向地下發射電磁波，當遇到泥炭和背景土壤的分界面時，由于泥炭和背景土壤的電磁特性不同，就會反射回來一部分電磁波，然后再利用我們研發的專用軟件對反射回來的雷達波進行數據分析，進而提取到泥炭厚度和埋藏深度等信息。”他告訴記者，這種辦法在保證探測精度的同時，可以大面積、快速地獲得泥炭的分布和泥炭儲量。
有了實地調查取回的樣品數據，太空中的“眼睛”——遙感衛星開始展現威力。東北地理所研究員毛德華利用這些土壤樣品，結合濕地分布數據，利用人工智能學習的算法，實現了濕地土壤有機碳密度的空間預測，并對濕地土壤碳儲量進行了準確核算。這一結果極具價值——它能夠為履行《濕地公約》和全球氣候變化談判提供科學依據，助力我國實現“雙碳”目標。
“擁有空天地一體化監測系統后，我們還能夠監測濕地的植物長勢、水文條件，相當于為保護區提供了一個預警系統。”毛德華說。
與30多年前的調查相比，此次科研工作者們的裝備更加精良，結果也更為精確。“此外，我們還拓展了沼澤定義的內涵和外延，對沼澤濕地水文情勢、泥炭特性、植物資源等都有了更深入的認知。”姜明說。
“垂危”濕地成候鳥樂園，人與自然和諧共生
濕地生態環境脆弱人盡皆知，那么，濕地能否在人為干預下，恢復生態功能?毛德華通過影像數據給出了肯定的回答。
“從全國尺度來看，近十幾年來，我國濕地的面積開始增加，這與國家持續開展濕地保護工作是息息相關的。”毛德華告訴記者，“濕地損失的速率在減緩，總面積在增加，紅樹林等指標性物種的種群在持續擴大。”
走進福建閩江河口濕地國家級自然保護區，蒙蒙細雨中，只見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”喂魚，黑翅長腳鷸在淺水區“遛娃”。
“這一片原來是我的養殖場。”濕地管護員林發金所指之處，如今水草豐茂。隨著濕地退養行動的開展，林發金響應號召，成為福州市長樂區潭頭鎮克鳳村第一個退養戶。20多年來，福州市叫停不合理項目、劃定管控紅線，并密集推出一系列保護與治理舉措，實現了生態“失地”重回濕地的蝶變，讓曾經日漸退化、一度“垂危”的濕地，重新成為候鳥的樂園。
隨著生態文明建設全面推進，許多濕地都重新煥發了勃勃生機。位于吉林省松原市乾安縣的大布蘇湖沼澤，與此前調查結果相比，面積擴大了約1.9倍;莫莫格、向海等濕地成為候鳥們遷飛路線上的幸福家園。
“在保護好生態環境的前提下，開展合理的濕地農業利用，形成同市場需求相適應、與資源環境承載力相匹配的現代農業生產結構和區域布局，將對提升碳水化合物、蛋白質供給的多樣性和產量發揮積極作用。”東北地理所、中國科學院松嫩平原西部鹽堿濕地生態研究站站長文波龍博士說。
濕地合理利用是《濕地公約》的核心理念，也是濕地保護工作的延續和可持續支撐。
驅車向吉林省白城市東南方向駛去，蘆葦茂密、鷗鳥翔集的牛心套保國家濕地公園的出現讓人眼前一亮。不同于周遭裸露的白色鹽堿地，綠色是牛心套保國家濕地公園的主色調。
中國科學院松嫩平原西部鹽堿濕地生態研究站就建在這里。文波龍攻讀博士時師從濕地生態學家、中國工程院院士劉興土。2002年，劉興土帶隊來到牛心套保調研，發現當地生態脆弱、濕地退化嚴重，周邊社區經濟發展滯后，為了恢復濕地生態系統、提高居民生活質量，劉興土率領團隊開始扎根于此，努力為松嫩平原西部探索一個濕地可持續發展的模式。
針對當地的實際情況，科研人員針對性地研發了蘇打鹽堿蘆葦濕地恢復及高產培育技術，揭示了蘆葦生長的需水關鍵過程，建立了退化蘇打鹽堿蘆葦濕地水文調控措施、堿斑地蘆葦快速恢復技術體系。
為進一步實現濕地恢復工程的可持續，以及發揮濕地的產品供給功能，劉興土和團隊首創蘇打鹽堿化濕地葦—蟹(魚)—稻復合生態模式。經過幾代科研人的持續努力，鹽堿濕地的恢復與合理利用技術體系不斷完善。
目前，在牛心套保濕地，蘆葦、籽蓮、稻穗、群魚、河蟹與水鳥構成了一幅和諧共生的畫面。文波龍告訴記者，通過濕地的合理利用，濕地保護能力得到增強，濕地水文特征穩定維持，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，在經濟、社會效益之外，生態效益也明顯提升。
精準施策，助推濕地保護工作更上層樓
在全球范圍內，濕地保護都是一個具有挑戰性的課題。我國是全球沼澤濕地面積最大的國家之一，且地域遼闊，地貌類型千差萬別，地理環境復雜，氣候條件多樣，沼澤資源分布廣泛且具有顯著的區域差異。
“這就意味著我們對濕地的保護必須建立在科學的基礎上，針對不同地域、不同類型濕地，針對性施策，開出保護濕地的‘中國藥方’。”姜明說。
找到了“病理”，才能對癥下藥。
對于沼澤而言，人類活動是最大的干擾因素之一，最典型的當屬泥炭沼澤。泥炭又名草炭或泥煤，是沼澤植物千百年來不完全分解、堆積而形成的特殊有機物，可以被視為煤的原始形態。泥炭沼澤是最為典型和重要的濕地類型，其單位面積碳儲量最大，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，我國仍存在泥炭非法盜采現象，盜采行為不僅造成泥炭質量下降和資源浪費，還會遺留許多礦坑，給后續的土地整理復墾留下隱患。而盜采的原因，竟然僅僅是作為種植作物的基質。
“泥炭沼澤中有一種典型的植被泥炭蘚，泥炭蘚在碳匯、過濾淡水及調蓄洪水等方面極具價值，且廣泛應用于醫藥保健、污染監測和園藝產業。”劉波說，“然而，泥炭蘚生長速度慢，每年每平方米積累的干物質只有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。”
針對泥炭沼澤保護問題，《中華人民共和國濕地保護法》第三十五條規定：泥炭沼澤濕地所在地縣級以上地方人民政府應當制定泥炭沼澤濕地保護專項規劃，采取有效措施保護泥炭沼澤濕地;符合重要濕地標準的泥炭沼澤濕地，應當列入重要濕地名錄;禁止在泥炭沼澤濕地開采泥炭或者擅自開采地下水;禁止將泥炭沼澤濕地蓄水向外排放，因防災減災需要的除外。
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濕地保護公益訴訟專題研討會，并發布了一批濕地保護公益訴訟典型案例，其中就包括四川省檢察機關督促保護若爾蓋高寒泥炭沼澤濕地案。
根據調查結果，科研人員還提出了保護泥炭資源的對策，包括科學界定泥炭保護開發界限、加強泥炭替代產品研發、加強泥炭基礎研究等。
除了人類活動干擾因素外，氣候也被視為干擾濕地的重要因素。“極端干旱或者短時間強降水，都會對濕地造成較大壓力。”東北地理所副研究員薛振山告訴記者。水量豐沛與否，對植物的生長與固碳能力會產生何種影響……這些問題，都需要科學家繼續探索。
生態系統的保護關系到中華民族永續發展的大計。在姜明看來，圍繞著濕地，我們仍然有許多認知空白亟待填補。
記者注意到，在新版《中國沼澤志》中，科研人員將全國劃分為5個沼澤分布區和17個沼澤區，并沒有按照傳統以行政單位來劃分。“濕地是一個整體，為有效整體保護松嫩平原典型濕地生態系統，迫切需要打破原有保護地屬地格局，建立跨流域、綜合性的國家公園。”姜明說。
此外，隨著濕地保護工作的深入，對專業人才的渴求也更加迫切。姜明告訴記者，相對來說，濕地的學科建設目前依然較為薄弱，起步晚、學科成熟度不高。直到去年，西南林業大學濕地學院才開始招收第一批濕地保護專業的本科生。
“我們希望能夠盡快建設國家級平臺，吸引更多人才投身濕地科學研究，凝練科研方向，匯聚科研力量，在推動學科發展的同時，為保護工作更上層樓打下堅實的基礎。”姜明說。
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