科普小课堂 | 湿地知识
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湿地，作为地球上独特的生态系统，不仅在维持生物多样性、调节气候、净化水质等方面发挥着重要作用，更是许多珍稀物种的栖息地。本文将为您详细介绍湿地的定义、功能、特点以及人工湿地的类型，并探讨湿地保护的重要性和具体措施。
湿地生态系统属于水域生态系统。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。
湿地这一概念在狭义上一般被认为是陆地与水域之间的过渡地带；广义上则被定为地球上除海洋（水深6米以上）外的所有大面积水体。《国际湿地公约》对湿地的定义是广义定义。按照广义定义湿地覆盖地球表面仅有6%，却为地球上20%的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，因此享有“地球之肾”的美誉。
湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地水生植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统，很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地，因此湿地被称为“鸟类的乐园”。湿地有强大的生态净化作用，因而又有“地球之肾”的美名。
湿地的定义有多种，目前国际上公认的湿地定义是《湿地公约》作出的。湿地是指不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6米的水域。
湿地包括多种类型，珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。湿地广泛分布于世界各地，是地球上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。
湿地生态系统同其他任何生态系统相比，初级生产力较高。据报道，湿地生态系统每年平均生产蛋白质9 g/m2，是陆地生态系统的3.5倍。
湿地具有综合效益，它既具有调蓄水源、调节气候、净化水质、保存物种、提供野生动物栖息地等基本生态效益，也具有为工业、农业、能源、医疗业等提供大量生产原料的经济效益，同时还有作为物种研究和教育基地、提供旅游等社会效益。
湿地生态系统脆弱性表现的特殊形态之一是易变性，当水量减少以至干涸时，湿地生态系统演替为陆地生态系统，当水量增加时，该系统又演化为湿地生态系统，水文决定了系统的状态。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地类型按照进出水布水的方式的不同，一般将人工湿地分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。
表面流人工湿地基本特征主要是污水在土的上层流动， 水面与空气直接接触。部分物质被阻挡截留，大部分的有机物是由生物的生物膜降解去除。研究表明，这种类型的人工湿地比较适合处理污染物浓度不太高的污水。表面流人工湿地对各类污染物的去除率都较好，效果比较稳定。此外，污水中的营养元素以及被分解的有机污染物为植物和微生物的生长提供了营养物质，增加了物种的丰富度。表面流人工湿地的设计简单，所需投资少，运行过程的成本低；但负荷低，去污能力也有限。受自然气候条件的影响大，占地面积大，污水直接暴露地表会产生臭味。
潜流人工湿地的进水方式是由上而下进水，污水均匀进入填料床底部，在湿地内部进行反应，反应过后的出水经过出水管排出。所以潜流湿地系统可以充分利用到植物根系以及富集在基质表面的生物膜。根据水流向的不同，潜流人工湿地又能分为两种：水平潜流和垂直潜流。垂直潜流人工湿地系统的水在填料床间基本呈从上到下的垂直流动方式，水流流过填料后均匀分布在出水端底部，而后被排出系统。对COD、TN的去除率比水平人工湿地要高，而且抗负荷冲击能力强，投资成本少、运行费用低。但是相对于水平潜流人工湿地，垂直潜流人工湿地去除有机物的能力不好，而且垂直潜流人工湿地设备要求高，运行流程复杂。总的来说，潜流人工湿地受气候影响比较小，建造的成本较高，基质也很容易堵塞，从而造成表面上水流停滞，对系统的长期运行并不利。
潮汐流人工湿地是由英国伯明翰大学所提出的，其原理是利用运行过程中床体先饱和后排干的过程，将新鲜的空气带入填料中。从而达到提高湿地填料中的氧传输量以及氧利用率的目的。当水被排出湿地的时候，残留的有机污染物此时急需消耗大量的氧，由于水的排空，空气中的氧被微生物利用进而提供了其溶解氧的来源。之后进水，进一步反应，交替循环进行。充分利用了大气中的氧气，提高了氧传递速率。进一步提高了人工湿地系统对于污染物的去除效果。目前的进水排水方式主要有间歇进水、瞬间排水，通过优化排空和进水时间比例来进一步提高污染物质的去除效果。但是，经过一段时间的运行，微生物不断累积阻塞床体，进而阻碍了水和空气在湿地中的流动，从而降低了处理效率。
建立湿地保护区，保护好现存的自然湿地。对已经围垦的湿地逐步退田还湿。采取工程措施，恢复已退化的湿地。保护生物多样性，控制非法捕杀行为，合理种植保水植物，保证微生物种群的正常代谢。保护水源，避免其被污染主要是不能超过湿地对污染物的承受负荷。适当补水，保持湿地的正常水环境特别是在结冰期和枯水期。开发湿地的景观价值和生态价值这样才能让更多的人关注湿地、湿地。加快湿地自然保护区的建设速度。创造有利于湿地资源保护的法制条件。摸清家底，建立湿地资源信息库。理顺关系，协调管理，综合治理。积极引导湿地周边群众参与湿地管理。
湿地恢复的过程就是消除导致湿地退化或丧失的威胁因素，从而通过自然过程恢复湿地的功能和价值通常自然恢复方法的成功依赖于以下几个因素：稳定的能够获取的水源、最大限度地接近湿地动植物种源地被动恢复的优势在于低成本以及恢复的湿地与周围景观的协调一致。
人工促进自然恢复涉及到自然干预，即人类直接控制湿地恢复的过程，以恢复、新建或改进湿地生态系统当一个湿地严重退化，或者只有通过湿地建造和最大程度的改进才能完成预定的目标时，人工促进恢复方法是一个最佳的恢复模式人工促进恢复方法的设计、监督、建设和花费都是可观的。