原创 EHS资讯EHS资讯 2022-05-06 14:04
EHS创刊于2015年3月，由中国生态学学会与美国生态学会联合创建，中国生态学学会和中国科学院生态环境研究中心共同主办，是一本开放获取具有国际化水准的生态学专业高级学术期刊。
导 读
农业活动、基础设施建设和城市扩张等人类活动扰乱了滨海湿地的形态和生物地球化学循环，导致湿地生态系统服务退化。然而，关于湿地对这种胁迫的响应机制还了解甚少，因此很难找到合适的湿地保护策略。秘鲁湿地资源丰富，沿海岸线就有92处，但仅有13处被列入《拉姆萨尔公约》作为优先保护区。这些湿地不仅提供了多种生态系统服务和价值，同时也作为太平洋鸟类迁徙过程中的中转站和繁殖地。秘鲁滨海湿地呈现出景观多样性的同时也面临着类似的威胁和压力，而且每个湿地生态系统对压力的响应也是不同的。
来自秘鲁天主教大学的Tania V. Rojas、Karin Bartl和Jorge D. Abad等学者，基于实地调研数据结合GIS工具，采用因果关系模型分析了秘鲁额济纳湿地面临的主要威胁和压力，以及这些因素对湿地生态系统服务功能的影响。结果表明，河流在确定湿地景观和功能方面起着重要作用，水利设施和农业活动干扰了水生生境的生物多样性，土地利用影响了湿地生态系统的支持和调节服务。研究成果以“Assessment of the potential responses of ecosystem services to anthropogenic threats in the Eten wetland, Peru”为题，发表在国际期刊Ecosystem Health and Sustainability（2021，7（1），1942224）上。
研究方法
基于水文地貌和环境特征评估额济纳湿地的环境影响（图1）。首先，对额济纳湿地进行水文地貌分类，根据类别确定预期的生态系统服务；其次，结合开源工具和现场测量进行环境表征，以确定湿地状态；第三，应用 DPSIR模型来评估生态系统服务中的影响和响应。评估结果为分析环境变化和生态系统服务响应的因果关系提供了基础信息。
图1 额济纳湿地环境影响评估流程
主要结论
1.人类活动对生态系统服务的影响
DPSIR模型结果确定了影响湿地生态系统服务的三个主要威胁因素：农业、畜牧业和耕作活动；防洪堤坝和水利基础设施；人口增长与快速城市化。
防洪堤坝和水利基础设施导致泛洪区生态系统功能的降低。河流丧失横向迁移能力会减少河水向河漫滩侵入，从而导致土壤干燥；此外，泛洪区内水文连通性降低也导致水流截留营养物质的能力降低。
土地利用的变化及城市化扰乱了自然景观和地貌，从而影响了湿地生态系统的支持和调节服务，例如地下水补给和水文调节。土地利用时间变化分析显示，从1949年到2014年，农业土地面积快速增长（图2）。60年间，农业活动增加了62%。2014年到2016年，耕地面积减少了20%以上。从1949年到2009年，城市土地面积翻了一番。农业的粗放式发展、畜牧业的发展以及城市的扩张破坏了湿地的植被，改变了土地利用类型。
底栖大型无脊椎动物在食物网中发挥着重要作用，河岸为其提供了交错带栖息地，但大型无脊椎动物对水流、泥沙浓度和营养物输送的变化非常敏感。根据雷克河物种类型及分布可以对水质变化进行评估（图3），发现河流上游的种群丰富度和香农-维纳指数大于河流下游，表明水利设施和农业活动减少了水生栖息地，破坏了生物多样性，城市化也会对水生生物产生负面影响。
图2 1949—2019年额济纳湿地土地利用和河流形态变化
图3 额济纳湿地下游和上游大型无脊椎动物群落相对丰度
2.可持续生态系统管理和保护计划的适用性
环境下生态系统的响应可能不同，因此，了解滨海湿地的自然过程和功能有助于评估生态系统服务及其脆弱性和响应能力。基于以上研究结果，本文提出了一种评估环境对生态系统服务影响的方法，同时提供了一种对湿地生态系统的影响和现状进行分析的决策工具，为从事湿地恢复、管理或保护工作的国家和国际组织提供快速诊断和决策支持数据。
首先，表征滨海湿地的类型很重要，因为它决定了所描述景观的地貌环境。本文中雷克河与额济纳湿地的横向连通性这一水文地貌特征，突出了雷克河在群落分布和营养物质运输中的关键作用，而洼地和湖泊湿地等其他类型的滨海湿地，则可能会受到降水和地下水等其他因素的影响，地貌特征和生态系统功能都会有所不同。一旦确定了滨海湿地的类型和特征，就可以定义它的潜在生态系统服务。
第二，通过环境特征评估滨海湿地组成部分的状态。通过评估地貌特征的变化，确定水、土壤、空气、植物和动物群落的质量，进一步通过因果关系来确定滨海湿地的主要威胁和压力。
第三，DPSIR 框架概述了威胁和压力如何干扰湿地生态系统服务以及产生的影响。根据这些信息，决策者可以确定优先保护项目、制定法规并采取措施。该框架可以根据需要多次应用，以评估行动和响应的实施情况。
