湿地(原书第5版)/生命科学名著

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第1部分 绪论
　　第1章 湿地利用与湿地科学
　　世界各地几乎都有湿地分布。湿地有时被称为“地球之肾”或者“自然超市”，以引起人们对湿地所提供的重要生态系统服务和栖息地价值的关注。尽管几个世纪以来，许多文明在湿地中繁衍生息甚至依赖湿地生存，然而 20世纪80年代以前，正如许多西方文学所描述的那样，湿地的近代史充满了对湿地的误解和恐惧。发达国家及发展中国家的湿地一直在以惊人的速度被破坏。现在随着湿地的众多效益得到认可，湿地保护已经常态化。世界上许多地方的湿地如今都得到了保护和恢复，而由于人类的发展，少数地区的湿地仍然在逐渐枯竭。
　　湿地的一些特性并没有包括在当前的陆地和水域生态学范式中。可以肯定的是，湿地科学作为一门独特的学科，涵盖了众多领域，包括陆地和水域生态学、化学、水文学与工程学。湿地管理是对湿地科学的应用，需要权衡湿地的科学价值与法律、制度和经济利益的关系。随着公众对湿地生态服务意识的提升，公众对于湿地保护、大学湿地科学课程设置、科学期刊上湿地相关论文的兴趣也随之增长。
　　湿地是地球上昀重要的生态系统之一。在这个宏大的生态系统中，它将石炭纪形成的沼泽环境保存下来，从而为我们当今社会提供了许多赖以生存的化石燃料。在更近的生物和人类时期，湿地作为多种化学、生物及遗传物质的“源”、“汇”和“转换器”具有重要的价值。虽然早在一个世纪以前人们就意识到了湿地对鱼类和野生动物保护的价值，但昀近又发现了一些其他的效益。
　　在湿地所具有的众多服务功能中，其一便是接纳来自自然及人类产生的废水。废水通过湿地自身净化后，再进入循环过程，所以有时湿地被称为“地球之肾”。同时湿地能够涵养水源、稳定供水，从而减轻洪水和干旱的影响。人们还发现，湿地可以清洁被污染的水域、保护海岸线并补给地下水。
　　湿地也被称为“自然超市”。湿地维系着食物链和丰富的生物多样性，同时湿地在陆地景观中扮演着重要的角色，为各种各样的植物和动物提供独特的生境。由于我们已经开始关注整个星球的健康状况，湿地也被称为全球尺度上的碳“汇”和“气候稳定器”。
　　目前，湿地的这些价值已经在全世界范围内得到认可。因此，人们开始保护湿地，制定相关法律法规，编制湿地管理计划。可是，在此之前的时间里，我们曾经对湿地进行了排水、挖掘及填埋。从 19世纪中叶开始，没有哪个国家像美国那样迅速有效地开展湿地保护行动。在世界上一些地区，对湿地的破坏仍在继续。
　　湿地保护已经引发全世界环保主义者和环保组织的共鸣，一部分原因是湿地已经成为人类浪费水资源的综合指示器，另一部分原因是相对于经济“进步”，湿地的丧失在地域上更容易辨识。科学家、工程师、律师和监管人员发现，为了理解、保护甚至重建这些脆弱的生态系统，他们也要成为湿地生态和湿地管理方面的专家。本书希望对湿地专家及那些想更好地了解这些独特生态系统的结构和功能的人有所帮助。本书是一本关于湿地的书——湿地如何工作及我们如何管理湿地。
　　人类历史与湿地
　　在全球范围内，人类对湿地的影响无法估量，除非对发达地区及严重污染地区进行观测。在这些地区，人类对湿地的影响程度已经从显著变为非常严重。然而，在人类历史长河中，湿地环境对于人类文明的发展和延续的重要性毋庸置疑。自早期文明以来，许多“文明”都学会了与湿地和谐相处，并从周围的湿地中获得经济利益，而也有一些“文明”则迅速地耗尽了这片土地。古巴比伦人、古埃及人和如今在墨西哥的阿兹特克人开发了涉及湿地的专门水资源输送系统。世界上的主要城市，如美国的芝加哥和华盛顿（哥伦比亚特区）、新西兰的基督城（克赖斯特彻奇）和法国的巴黎，这些城市的一部分都曾经是湿地。许多大型机场（如波士顿机场、新奥尔良机场和纽约肯尼迪机场等）的所在地也曾经都是湿地。
　　虽然进行全球范围内的概括有时会产生误导，但是东方国家不会将宝贵的湿地彻底耗尽。然而西方国家则正相反，虽然这些国家以一种严格的方式在水域景观的管理上下功夫，但还是会将宝贵的湿地彻底耗尽。杜根（Dugan，1993）将《水利文明》（Hydraulic Civilizations）（起源于欧洲）和《水生文明》（Aquatic Civilizations）（起源于亚洲）进行了有趣的对比，前者通过使用护堤、大坝、水泵和排水管来控制水流量，部分原因是只有特定的季节水量才足够充沛。而后者则更好地适应了其周围水源充足的河漫滩和三角洲，并利用像洪水这样的自然脉动进行调节。正是因为前者采取控制自然而不是与之相适应的方法，并且这种方法在今天仍然占据了主导地位，导致了世界范围内湿地的巨大损失。
　　湿地已经并将继续成为世界上许多人类文明的一部分。Coles和Coles（1989）提到了居住在湿地附近的人们，他们的文明与他们作为“湿地人”（wetlander）有关。
　　湿地文明的可持续发展
　　这里介绍了一些原始的湿地文明。伊拉克南部的沼地阿拉伯人（Marsh Arabs）（图1.1）和法国南部罗讷河三角洲的卡马尔格人（ Camarguais）（图1.2）是其中的两个古老文明的创造者，这些文明与湿地环境持续和谐地生活了几个世纪。在北美洲，美国路易斯安那州的卡津人（Cajuns）和几个美洲原住民部落已经与湿地和睦共处了数百年。路易斯安那州的卡津人是阿卡迪亚（Acadia）（现在的加拿大新斯科舍省）的法国殖民者的后裔，他们被英格兰人赶出了新斯科舍（Nova Scotia），在18世纪后半叶迁到了路易斯安那三角洲。他们的社会和文化在河口湿地（图1.3）中蓬勃发展。几个世纪以来，来自美国威斯康星州和明尼苏达州的齐佩瓦族一直在湖泊、溪流沿岸（littoral）地区播种与收获水生菰（Zizania aquatica）（图1.4）。他们有一句谚语：“野生水稻就像银行里的钱。”
　　图1.1 现在的伊拉克南部的沼地阿拉伯人在沼泽地人工岛屿上居住了几个世纪，这些岛屿位于美索不达米亚的底格里斯河和幼发拉底河的交汇处。这些在 20世纪 90年代被萨达姆 侯赛因下令排干的沼泽现正在慢慢恢复
　　图1.2 法国南部的卡马尔格地区位于罗讷河三角洲，是欧洲历史上重要的湿地区域，自中世纪以来，卡马尔格人就一直居住在这里（Tom Nebbia拍摄，经许可转载）
　　图1.3 位于路易斯安那海岸阿查法拉亚沼泽地里的卡津人的一个营地（照片由美国路易斯安那州杜兰大学图书馆提供，经许可转载）
　　图1.4 独木舟里的人正在用杆子制作的“脱粒器”将水生菰（Zizania aquatica）“脱粒”。齐佩瓦族部落（Chippewa，Ojibwe）和其他部落已经在美国明尼苏达州克罗温县的米湖（Rice Lake，Crow Wing County）上这样作业了几百年（John Overland拍摄，经许可转载）
　　几个美洲原住民部落在诸如佛罗里达大沼泽地这样的大型湿地上居住甚至不断壮大。这些原住民部落包括古老的卡卢萨人（Calusa），他们拥有一种基于河口渔业而非农业的文化。卡卢萨人的消失主要是由欧洲移民所带来的疾病造成的。19世纪，塞米诺尔人（Seminoles）中的一个部落——米科萨基人（Miccosukee），在塞米诺尔印第安人和美国人的战争中被美国军队追击，他们从未屈服，一直南迁至大沼泽地。米科萨基人适应了住在遍布大沼泽地的吊床式帐篷里，他们靠捕鱼、打猎及收获当地果实为生（图1.5）。佛罗里达的一份报纸近期引用了米科萨基部落成员Michael Frank的一段话，这段话让人感受到了长期生活在佛罗里达大沼泽地里的心酸和希望：
　　我们所接受的教导是永远不要离开大沼泽地。如果你离开了，你将失去自己的文化，失去自己的语言，失去自己的生活方式。
　　——Michael Frank
　　正如William E. Gibson所说：“米科萨基人警告说，污染正在毁灭大沼泽地”。《南佛罗里达太阳哨兵报》，2013年8月10日
　　图1.5 米科萨基原住民适应了住在吊床式帐篷里，这些帐篷遍布大沼泽地，他们靠捕鱼、打猎及收获野果为生（W. J. Mitsch拍摄的佛罗里达大沼泽地里米科萨基印第安村庄的全景）
　　文学作品中的湿地
　　所有这些重要的文明都依赖于湿地，更不用说一处景观的美感了——水和土地常常构成引人注目的景色。所以有人可能认为人类会更加尊重湿地，然而情况并非总是如此。在大部分西方文学和历史中，湿地由于几乎没有经济价值而被披上邪恶和令人恐惧的外衣。例如，在《神曲》（Divine Comedy）中，但丁将上层地狱中冥河的一个沼泽描绘为愤怒之人昀后的安息之地：
　　于是，我们就沿着那可怕水池的宽阔弧线绕了一圈，
　　在潮湿的沼泽和干旱的岸边之间，
　　仍然盯着那些吞下犯规者的沼泽。
　　几个世纪后，1732年卡尔 林奈（Carl Linnaeus）穿越了拉普兰泥炭沼泽，他把这一地区与前面提到的地狱的冥河进行了比较：
　　不久之后，就开始出现了泥炭沼泽，主要是在水下；我们必须要经过数英里才能穿过；想想就很痛苦，每迈一步水都要没过我们的膝盖。拉普人的这片土地几乎就像那冥河一样。从来