作為“地球之腎”和“生物基因庫”,濕地的生態系統環境變化引起了國內外的高度重視。通過多年調查,青島海洋所濱海濕地團隊掌握了第一手野外觀測數據,肯定了我國濱海濕地巨大的儲碳空間和固碳能力,并開發了具有自主知識產權的10多項關鍵技術。濕地的調查與研究不僅能有效改善濱海濕地的生態環境,而且還能產生很好的社會效益和經濟效益。
因濕地破壞而導致的全球生態環境問題,不僅是一個科學問題,更是政治、經濟社會發展中的焦點問題。
特別是在我國,過去幾十年,我國海岸帶地區生態系統的結構發生了很大變化,對鹽沼濕地生態系統的健康產生了深刻影響。
2018年7月,國務院印發了《關于加強濱海濕地保護 嚴格管控圍填海的通知》(國發〔2018〕24號)》,要求統一濕地技術標準,對包括濱海濕地在內的全國濕地進行逐地塊調查,對濕地保護、利用、權屬、生態狀況及功能等進行準確評價和分析,并建立動態監測系統,進一步加強圍填海情況監測,及時掌握濱海濕地及自然岸線的動態變化。
2018年12月20日,自然資源部、國家發展和改革委員會發布關于貫徹落實《國務院關于加強濱海濕地保護 嚴格管控圍填海的通知》的實施意見(自然資規〔2018〕5號),要求沿海各地深入貫徹習近平生態文明思想,堅決落實黨中央、國務院重要決策部署,切實加強圍填海管控。
近年來,自然資源部中國地質調查局青島海洋地質研究所(以下簡稱“青島海洋所”)長期致力于濱海濕地生態系統綜合地質調查與研究工作。通過國際合作,青島海洋所濱海濕地團隊先后開展了《黃河三角洲濱海濕地生態系統綜合地質調查與評價》《遼河三角洲海岸帶綜合地質調查與監測》《濱海濕地生態系統固碳能力的探測與評價》《江蘇濱海濕地多圈層交互帶綜合地質調查》等
項目,卓有成效地執行了黃河三角洲、遼河三角洲、江蘇鹽城濱海濕地生態系統的地質調查研究工作,取得了大量第一手資料,同時獲得多項具有國內領先水平的成果,部分成果具有世界先進水平。
保護濱海濕地刻不容緩
濕地與森林 、海洋一起并稱為全球三大生態系統類型,被譽為“地球之腎”。濕地廣泛分布于世界各地,是地球上最富生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生存環境之一。
濱海濕地是海岸帶地區最重要的生存環境和生態系統。它是分布于陸地生態系統與水生生態系統之間的具有獨特水文、土壤、植被與生態特征的生態系統,具有穩定環境、保護物種基因及生產可再生資源的功能,被譽為“生物基因庫”,是影響地球生態平衡的重要條件。
青島海洋所濱海濕地重點實驗室主任葉思源向記者介紹稱,濱海濕地分布于經濟發達區的特殊地理位置,對緩解經濟發達區溫室氣體的排放、近海水生系統的環境清潔、保護海岸的穩定以及抵抗沿海風暴潮的襲擊等方面具有更為重要的意義。另外,濱海濕地在地貌單元上通常處于對氣候變化響應最為敏感、對全球變化最脆弱、經濟發展最快和人類活動最強烈的地帶。
記者了解到,濱海濕地(含沿海灘涂、河口、淺海、紅樹林、珊瑚礁等)是近海生物重要棲息繁殖地和鳥類遷徙中轉站,是珍貴的濕地資源,具有重要的生態功能。由于長期以來的大規模圍填海活動,近年來濱海濕地大面積減少,自然岸線銳減,對海洋和陸地生態系統造成損害。
“濱海濕地調查是海岸帶生態環境地質調查的關鍵,也是推進生態文明建設、保護海岸帶生態環境的關鍵。”葉思源介紹稱,濕地已成為地理、生態、環境保護、氣候、水資源和生物多樣性等諸多領域研究的熱點和前沿科學,對濱海濕地的調查和研究具有重要科學價值。
她進一步解釋稱,目前服務沿海生態地質環境保護和優化國土空間開發建設布局,也要求提高濱海濕地調查力度,需要地質資源環境信息支撐。低碳經濟的發展及濱海濕地藍碳固碳,急需加強濱海濕地固碳的調查研究。沿海重大工程規劃布局和建設,需要全面提升濕地區域地質安全保障水平。
國家高度重視濕地保護
濕地生態系統環境的變化已經引起了國內外的高度重視。
需要正視的是,與發達國家相比,我國在濱海濕地領域的調查和研究還有一定差距。我國濕地研究是從上世紀60年代對沼澤研究開始的,急需在借鑒國外先進經驗的基礎上,形成適合于我國實際的濕地研究的科學體系和開發治理有效模式。
黃河三角洲在我國濱海濕地研究中具有特殊的地位,已成為近年來濱海濕地研究的熱點地區。2005年,中國地質調查局啟動了“黃河三角洲濱海濕地系統綜合地質調查與評價”項目。
2010年,青島海洋所組織了“美國濱海濕地可持續發展與全球變化學術前沿青島夏季講習班”,10多名歐美頂尖濕地科學家齊聚青島,交流濕地調查研究的經驗、方法,拓寬研究思路,幫助濕地團隊建立了立足于國際前沿的學科發展平臺。
2012年,中國地質調查局濱海濕地生物地質重點實驗室掛牌成立。實驗室以“濱海濕地地質、環境、生態、資源”為特色,圍繞國際濱海濕地生物地質科學技術發展前沿和熱點,突出國家中長期國民經濟建設和開發管理需求,集中力量開展濱海濕地基礎地質與沉積環境演化、地表過程與生態地質遙感、水動力環境、生物地球化學過程、生態系統固碳功能評價、生態環境地質監測以及生態修復技術等調查和研究,為地質調查事業長遠發展提供知識儲備、技術儲備和專業技術人才儲備,引領中國地質調查局濱海濕地研究走向國際先進水平。
2016年,中國地質調查局濱海濕地生物地質重點實驗室在江蘇常熟成功承辦了第十屆國際濕地大會的“全球變化和環境因子對濱海濕地服務功能的影響”分會。來自歐美國家的23位學者齊聚江蘇常熟,圍繞濱海濕地地質學、生物學、生態學、生物地球化學等多個學科展開研討。
多項斐然成果轉化應用
“通過多年調查,我們掌握了第一手野外觀測數據,肯定了我國濱海濕地巨大的儲碳空間和固碳能力。”葉思源介紹說。
據介紹,近年來青島海洋所濱海濕地團隊圍繞科技創新和成果應用轉化,開發了具有自主知識產權的10多項關鍵技術,開創性地將自主研發的濱海濕地生態功能探測技術應用于濕地資源調查評價,獲得國內外專家高度評價。項目組連續獲得了“土壤未擾動沉積物柱樣采集”“濕地地表高程監測儀”“浮游植物反應釜及采用該反應釜的連續培養恒化裝置”“利用碳-14示蹤技術測定海洋初級生產力現場模擬培養裝置”和“黑白瓶溶解氧法現場模擬測海洋初級生產力裝置”等多項國家發明專利,為相關研究提供科學支撐。
尤為一提的是,項目組首次評估了我國濱海濕地土壤碳埋藏通量,填補了我國在全球碳收支平衡研究中濱海濕地土壤固碳方面的空白;首次提出了我國濱海濕地在沒有外來物質供應時,其有機質自身的加積速率可與全球海平面上升保持同步,為我國濕地保護與管理提供了依據。他們利用分批培養與連續培養技術,解決了困擾科學界半個多世紀的碳-14示蹤技術測定海洋初級生產力的爭議問題。
記者了解到,這一團隊提出并主導實施濱海濕地生態系統全球監測網大科學計劃,該監測體系橫跨亞、歐、美三大洲,可同時開展不同緯度帶、不同生境、不同歷史演化階段地質體對比研究,每天可以獲得46個環境參數66240個數據,并基于大數據分析和挖掘,創新了濱海濕地水生系統演化和碳循環理論。他們還編制完成全國8個國際重要濱海濕地生境演變圖,探索創新了“從地質自然演化角度”確定濕地類型分類標準,發現北方鹽沼自然濕地面積在1995~2015年期間平均減少49%,南方紅樹林濕地減少40%。沿海地區的養殖業極速擴張侵占了大面積的濕地,引起濕地水文過程、土壤質量等生境發生變化,是導致濕地退化的根本原因,對濕地不同的地質單元提出了保護與修復治理的針對性對策建議,為濱海濕地自然資源保護和空間規劃用途管制提供了科學支撐。
同時,他們推動濱海濕地生態地質三位一體調查評價,成功研發了地表高程監測系統和水域初級生產力探測裝置,創新提出了溫室氣體測量、土壤固碳評估、海域靜力觸探原位觀測技術,形成了水、土、氣、生各圈層生態要素探測體系。
“在江蘇鹽城、美國密西西比河三角洲、西班牙埃布羅三角洲濕地等地得到了成功實踐。”葉思源介紹說,團隊研制的設備為濱海濕地生態功能監測提供了新的技術方法和調查手段,并且獲得多項具有國內領先水平的成果,部分成果處于世界先進水平。
開啟濕地綠色利用新征程
濕地的調查與研究不僅能有效改善濱海濕地的生態環境,而且還能產生很好的社會效益和經濟效益。
據了解,青島海洋所濱海濕地團隊在遼寧盤錦和山東萊蕪建成兩個全球蘆葦同質園,從全球范圍內選取91個蘆葦基因種,經過種植對比實驗,優選出耐鹽性高、生物量大、抗病能力強的品種。與此同時,在兩個面積為100畝的蘆葦和翅堿蓬示范區開展修復實踐,通過水文調節、改變土壤基質、優選種子源等多手段結合,初步形成人為干預條件下的濱海濕地修復關鍵技術,并在遼寧省盤錦地區推廣使用,修復蘆葦和翅堿蓬濕地3萬畝,給當地的旅游產業、蘆葦造紙產業帶來巨大的經濟價值。以遼河三角洲蘆葦造紙的濕地生態系統智慧管理為案例,他們提出了“開發性保護”的新理念和濕地植被蘆葦纖維生長新技術,通過濕地植物資源開發,帶動當地就業與工業經濟發展,支撐服務全國正在開展的“退耕還濕”活動,開辟了濕地資源綠色利用新途徑,為地方經濟建設和科技扶貧帶來了可觀的經濟效益,并為國家開發利用和保護濕地資源提供了新思路。
此外,項目組在黃河三角洲重新規劃了景點設置,黃河三角洲濱海濕地自然保護區的游客人數逐年上升,門票收入增幅約16%,除了迎來濕地的“第二春”,還帶動了生態旅游,推動了當地經濟發展。
“目前,我們建設了國內領先,國際先進的有關碳循環研究的野外觀測基地。”葉思源介紹說,通過國際合作,團隊在遼河三角洲建設了較為完善的碳循環研究的野外觀察基地,包括溫室氣體監測、土壤環境因子監測、孔隙水化學監測、濕地地下水水位水質監測等,特別是利用RSET技術對濕地有機質加積速率的監測在我國還屬首次。這些監測為豐富全球碳循環評價數據庫提供了重要保障,也為我國政府在國際環境中的談判提供了科學數據。
據她介紹,將利用5~10年時間匯聚國際一流濱海濕地多學科創新人才和團隊,培養具有國際視野和杰出創新能力的領軍人才和國際一流專業團隊,打造一支人員精干、高素質、高水平、裝備精良的具有較高水平和國際影響的科研隊伍,創新一套國際化運行機制與管理體制,將圍繞國際濱海濕地科技前沿熱點和我國濱海濕地資源、環境、災害等地質問題,致力于濱海濕地前沿領域國際合作調查和研究,主導實施全球典型濱海濕地地質演化及生態環境效應對比研究大科學計劃。
“依靠科技進步和創新,我們將在解決全球變化和生態環境效應等一些關鍵問題上獲得充足發展,引領國際濱海濕地領域研究。”她最后表示。