водно-болотные угодьяWetland

Возвышенность, водно-болотные угодья и озерные зоны
Пресноводный болотный лес в Бангладеш
Торфяные болота представляют собой пресноводные водно-болотные угодья, которые развиваются на участках со стоячей водой и низким плодородием почвы.
Водно-болотные угодья горы Полли в Британской Колумбии, Канада
Водно-болотные угодья бывают разных размеров, типов и местоположений. По часовой стрелке сверху слева: нагорье, водно-болотные угодья и озерные зоны; Пресноводный болотный лес в Бангладеш ; Пресноводный рогоз ( Typha ) болотный, который развивается при стоячей воде и высоком плодородии почвы; Торфяные болота — пресноводные водно-болотные угодья, развивающиеся на участках со стоячей водой и низким плодородием почвы .

Водно-болотные угодья , или просто водно-болотные угодья , представляют собой отдельную экосистему , которая затопляется или насыщается водой либо постоянно (в течение многих лет или десятилетий), либо сезонно (в течение недель или месяцев). В результате затопления преобладают бескислородные ( бескислородные ) процессы, особенно в почвах. Основным фактором, отличающим водно-болотные угодья от наземных форм суши или водоемов, является характерная растительность водных растений , адаптированная к уникальным бескислородным влажным почвам . Водно-болотные угодья считаются одними из самых биологически разнообразных из всех экосистем, служащих домом для широкого круга видов растений и животных. Методы оценки функций водно-болотных угодий, экологического здоровья водно-болотных угодий и общего состояния водно-болотных угодий были разработаны для многих регионов мира. Эти методы способствовали сохранению водно-болотных угодий отчасти за счет повышения осведомленности общественности о функциях, которые выполняют некоторые водно-болотные угодья.

Водно-болотные угодья естественным образом встречаются на всех континентах . Вода на заболоченных территориях бывает пресной , солоноватой или соленой . Основные типы водно-болотных угодий классифицируются на основе преобладающих растений и/или источника воды. Например, болота — это водно-болотные угодья, на которых преобладает надводная растительность, такая как тростник , рогоз и осока ; в болотах преобладает древесная растительность, такая как деревья и кустарники (хотя в тростниковых болотах в Европе преобладают тростники, а не деревья). Примеры водно-болотных угодий, классифицированных по источникам воды, включают приливные водно-болотные угодья ( океанские приливы ), эстуарии (смешанные приливные и речные воды), поймы (избыток воды из переполненных рек или озер), родники , просачивания и болота ( выход грунтовых вод на поверхность). , а также болота и весенние пруды ( дождевые или талые воды ). Некоторые водно-болотные угодья имеют несколько типов растений и питаются несколькими источниками воды, что затрудняет их классификацию. Крупнейшие в мире водно-болотные угодья включают бассейн реки Амазонки , Западно-Сибирскую равнину , Пантанал в Южной Америке и Сундарбаны в дельте ГангаБрахмапутры .

Водно-болотные угодья выполняют ряд функций, приносящих пользу людям. Они называются экосистемными услугами и включают очистку воды , пополнение запасов грунтовых вод , стабилизацию береговой линии и защиту от штормов, хранение воды и борьбу с наводнениями , переработку углерода ( фиксация углерода , разложение и секвестрация ), другие питательные вещества и загрязнители , а также поддержку растений и животных. Водно-болотные угодья являются резервуарами биоразнообразия и обеспечивают продукцию водно-болотных угодий. Согласно Оценке экосистем тысячелетия ООН , водно-болотные угодья больше подвержены деградации окружающей среды , чем любая другая экосистема на Земле. Водно-болотные угодья могут быть важными источниками и поглотителями углерода, в зависимости от конкретных водно-болотных угодий, и, таким образом, будут играть важную роль в изменении климата , и их необходимо учитывать при попытках смягчить последствия изменения климата. Однако некоторые водно-болотные угодья являются значительным источником выбросов метана , а некоторые также являются источниками выбросов закиси азота . Водно-болотные угодья проектируются и строятся для очистки городских и промышленных сточных вод , а также для отвода ливневых стоков. Созданные водно-болотные угодья также могут играть роль в городском дизайне, чувствительном к воде .

Определения и терминология

Болота часто встречаются в заболоченных местах, как здесь, в лугах Нью-Джерси в Линдхерсте , штат Нью-Джерси, США.

Технические определения

Упрощенное определение водно-болотных угодий - это «участок земли, обычно насыщенный водой». Точнее, водно-болотные угодья - это районы, где «вода покрывает почву или присутствует либо на поверхности почвы, либо вблизи нее в течение всего года или в течение различных периодов времени в течение года, в том числе в течение вегетационного периода». Участок земли, на котором образуются лужи с водой после ливня, не обязательно будет считаться «болотным угодьем», даже если земля влажная. Водно-болотные угодья обладают уникальными характеристиками: они, как правило, отличаются от других водоемов или форм рельефа уровнем воды и типами растений , которые в них обитают. В частности, водно-болотные угодья характеризуются наличием уровня грунтовых вод , который стоит на поверхности земли или вблизи нее в течение достаточно длительного периода времени каждый год, чтобы поддерживать водные растения .

Более краткое определение — сообщество, состоящее из гидратированной почвы и гидрофитов .

Водно-болотные угодья также были описаны как экотоны , обеспечивающие переход между сушей и водоемами. Водно-болотные угодья существуют «... на границе между истинно наземными экосистемами и водными системами, что делает их по своей сути отличными друг от друга, но в то же время сильно зависящими от них обоих».

При принятии экологических решений существуют подмножества определений, которые согласовываются для принятия нормативных и политических решений.

Согласно Рамсарскому международному договору об охране водно-болотных угодий , водно-болотные угодья определяются следующим образом:

  • Статья 1.1: «... водно-болотные угодья представляют собой участки болот, топей , торфяников или водоемов, естественных или искусственных, постоянных или временных, со стоячей или проточной водой, пресной , солоноватой или соленой , включая участки морских вод глубиной которая во время отлива не превышает шести метров».
  • Статья 2.1: «[Водно-болотные угодья] могут включать прибрежные и прибрежные зоны, прилегающие к водно-болотным угодьям, а также острова или водоемы с глубиной более шести метров во время отлива, лежащие в пределах водно- болотных угодий».

Экологическое определение водно-болотных угодий - это «экосистема, которая возникает, когда затопление водой приводит к образованию почв, в которых преобладают анаэробные и аэробные процессы, что, в свою очередь, заставляет биоту, особенно укоренившиеся растения, адаптироваться к затоплению».

Иногда требуется точное юридическое определение водно-болотных угодий. Определение, используемое для регулирования правительством Соединенных Штатов, звучит так: «Термин «болотные угодья» означает те районы, которые затапливаются или насыщаются поверхностными или грунтовыми водами с такой частотой и продолжительностью, которые поддерживают, и которые при нормальных обстоятельствах действительно поддерживают распространение растительность, обычно приспособленная к жизни в условиях насыщенной почвы. Водно-болотные угодья обычно включали болота, болота, трясины и подобные области».

Для каждого из этих и других определений, независимо от цели, делается акцент на гидрологии (мелководья, заболоченные почвы). Характеристики почвы, а также растения и животные, контролируемые гидрологией водно-болотных угодий, часто являются дополнительными компонентами определений.

Типы

Восход солнца на болоте Виру, Эстония

Водно-болотные угодья могут быть приливными (затопляемыми приливами) и неприливными. Вода в болотах бывает пресная , солоноватая или соленая . Существует четыре основных типа водно-болотных угодий — болото , топь , трясина и трясина (болота и болота являются типами торфяников или топей ). Некоторые специалисты также признают водно-болотные угодья и водные экосистемы дополнительными типами водно-болотных угодий. Подтипы включают мангровые леса , карры , покосины , поймы , торфяники , весенние бассейны , раковины и многие другие.

Следующие три группы используются в Австралии для классификации водно-болотных угодий по типу: водно-болотные угодья морской и прибрежной зоны, внутренние водно-болотные угодья и искусственные водно-болотные угодья. В США наиболее известными классификациями являются система классификации Cowardin и система гидрогеоморфной классификации (HGM). Система Cowardin включает пять основных типов водно-болотных угодий: морские (связанные с океаном); эстуарные (смешанные океанические и речные); речные (в пределах русел рек); озерный (связанный с озером); и болотные (внутренние неприливные местообитания).

Торфяники

Торфяники представляют собой уникальный вид водно-болотных угодий, где буйный рост растений и медленное разложение мертвых растений (в бескислородных условиях) приводит к накоплению органического торфа; болота, топи и болота - разные названия торфяников.

Названия водно-болотных угодий

Варианты названий систем водно-болотных угодий:

Некоторые водно-болотные угодья имеют локализованные названия, уникальные для региона, такие как выбоины прерий на северной равнине Северной Америки, покосины , заливы Каролины и заливы на юго-востоке США, малины в Аргентине, средиземноморские сезонные пруды в Европе и Калифорнии, турлоу в Ирландии, биллабонги в Австралии. , среди многих других.

Места

По температурной зоне

Водно-болотные угодья контрастируют с жарким и засушливым ландшафтом вокруг Миддл-Спрингс, национального заповедника дикой природы Фиш-Спрингс , штат Юта.

Водно-болотные угодья встречаются по всему миру в разном климате. Температуры сильно различаются в зависимости от расположения водно-болотных угодий. Многие водно-болотные угодья мира находятся в умеренных зонах , на полпути между Северным или Южным полюсами и экватором. В этих зонах лето теплое, а зима холодная, но температуры не экстремальные. В водно-болотных угодьях субтропической зоны, например, вдоль Мексиканского залива , средняя температура может составлять 11 ° C (52 ° F). Водно-болотные угодья в тропиках большую часть года подвергаются гораздо более высоким температурам. Температура водно-болотных угодий на Аравийском полуострове может превышать 50 ° C (122 ° F), поэтому эти места обитания будут подвергаться быстрому испарению. В северо-восточной Сибири с полярным климатом температура водно-болотных угодий может опускаться до -50 °C (-58 °F). Торфяники в арктических и субарктических регионах изолируют вечную мерзлоту , тем самым задерживая или предотвращая ее таяние в течение лета, а также вызывая ее образование.

По количеству осадков

Количество осадков, выпадающих на водно-болотных угодьях, сильно различается в зависимости от их площади. Водно-болотные угодья в Уэльсе , Шотландии и западной Ирландии обычно получают около 1500 мм (59 дюймов) в год. В некоторых местах Юго-Восточной Азии , где идут проливные дожди, они могут достигать 10 000 мм (390 дюймов). В некоторых более засушливых регионах существуют водно-болотные угодья, где ежегодно выпадает всего 180 мм (7,1 дюйма) осадков.

Временная вариация:

В некоторых сегментах может возникать поверхностный поток, а в других сегментах - подземный.

Процессы

Водно-болотные угодья сильно различаются из-за местных и региональных различий в топографии , гидрологии , растительности и других факторов, включая участие человека. Другие важные факторы включают плодородие, естественные нарушения, конкуренцию, травоядность , захоронение и засоленность. При накоплении торфа возникают болота и топи .

Гидрология

Наиболее важным фактором, создающим водно-болотные угодья, является гидрология или затопление . Продолжительность затопления или длительное насыщение почвы грунтовыми водами определяет, будет ли образующееся заболоченное место иметь водную, болотную или болотную растительность . Другие важные факторы включают плодородие почвы, естественные нарушения, конкуренцию, травоядность , захоронение и засоление. При скоплении торфа с отмерших растений образуются болота и топи .

Гидрология водно-болотных угодий связана с пространственной и временной дисперсией, потоком и физико-химическими характеристиками поверхностных и подземных вод. Источниками гидрологических стоков в водно-болотные угодья являются преимущественно атмосферные осадки , поверхностные воды (соленые или пресные) и подземные воды . Вода вытекает из водно-болотных угодий за счет эвапотранспирации , поверхностных течений и приливов и оттока подземных вод. Гидродинамика (движение воды через водно-болотное угодье и из него) влияет на гидропериоды (временные колебания уровня воды), контролируя водный баланс и запасы воды в пределах водно-болотного угодья.

Характеристики ландшафта контролируют гидрологию водно-болотных угодий и химический состав воды. Концентрации О 2 и СО 2 в воде зависят от температуры , атмосферного давления и перемешивания с воздухом (от ветра или водяных потоков). Химический состав воды на водно-болотных угодьях определяется рН , соленостью , питательными веществами, электропроводностью , составом почвы, жесткостью и источниками воды. Химический состав воды варьируется в зависимости от ландшафта и климатических регионов. Водно-болотные угодья, как правило, минеротрофные (воды содержат растворенные вещества из почв), за исключением омбротрофных болот, которые питаются только водой из осадков.

Поскольку болота получают большую часть воды из атмосферы , их вода обычно имеет низкий минеральный ионный состав. Напротив, водно-болотные угодья, питаемые грунтовыми водами или приливами, имеют более высокую концентрацию растворенных питательных веществ и минералов.

Болотные торфяники получают воду как из атмосферных осадков, так и из подземных вод в различных количествах, поэтому их химический состав воды колеблется от кислого с низким содержанием растворенных минералов до щелочного с высоким накоплением кальция и магния .

Роль солености

Соленость оказывает сильное влияние на химический состав воды водно-болотных угодий, особенно в прибрежных водно-болотных угодьях и в засушливых и полузасушливых регионах с большим дефицитом осадков. Естественная соленость регулируется взаимодействием грунтовых и поверхностных вод, на которое может влиять деятельность человека.

Земля

Углерод является основным питательным веществом, циркулирующим в водно-болотных угодьях. Большинство питательных веществ, таких как сера , фосфор , углерод и азот , находятся в почве водно-болотных угодий. Анаэробное и аэробное дыхание в почве влияет на круговорот питательных веществ углерода, водорода, кислорода и азота, а также на растворимость фосфора, что способствует химическим изменениям в ее воде. Водно-болотные угодья с низким pH и солевой проводимостью могут отражать присутствие кислых сульфатов , а водно-болотные угодья со средним уровнем солености могут находиться под сильным влиянием кальция или магния. Биогеохимические процессы на водно-болотных угодьях определяются почвами с низким окислительно-восстановительным потенциалом. Почвы водно-болотных угодий идентифицируются редоксиморфными пятнами (часто из-за ржавчины оксида железа) или низкой интенсивностью цветности , что определяется цветовой системой Манселла .

Химия воды

Из-за низкого содержания растворенного кислорода (DO) и относительно низкого баланса питательных веществ в среде водно-болотных угодий большинство водно-болотных угодий очень восприимчивы к изменениям химического состава воды. Ключевые факторы, которые оцениваются для определения качества воды, включают:

Эти химические факторы могут использоваться для количественной оценки нарушений водно-болотных угодий и часто предоставляют информацию о том, питаются ли водно-болотные угодья осадками, поверхностными или подземными водами из-за различных характеристик ионов различных источников воды. Водно-болотные угодья способны влиять на химический состав воды в ручьях или водоемах, которые взаимодействуют с ними, и могут перерабатывать ионы, образующиеся в результате загрязнения воды, такого как кислые шахтные стоки или городские стоки .,

Биота

Биота водно-болотной системы включает ее растения ( флору ) и животных ( фауну ) и микробы (бактерии , грибы). Важнейшим фактором, влияющим на биоту, является гидропериод, или продолжительность половодья. Другими важными факторами являются плодородие и соленость воды или почвы. Химический состав воды, поступающей в водно-болотные угодья, зависит от источника воды, геологического материала, через который она протекает, и питательных веществ, выбрасываемых из органического вещества в почвах и растениях на возвышенностях. Биота может варьироваться в пределах водно-болотных угодий в зависимости от сезона или в зависимости от режимов паводков.

Влажная заболоченная местность в Пенсильвании перед дождем.

Флора

Бутон водяного лотоса ( Nelumbo nucifera ) , водное растение.

Есть четыре основные группы гидрофитов , которые встречаются в системах водно-болотных угодий по всему миру.

Затопленная растительность водно-болотных угодий может расти в условиях соленой и пресной воды. Некоторые виды имеют подводные цветы, в то время как другие имеют длинные стебли, позволяющие цветам достигать поверхности. Подводные виды служат источником пищи для местной фауны, средой обитания для беспозвоночных, а также обладают способностью к фильтрации. Примеры включают морские водоросли и морскую траву .

Плавающие водные растения или плавающая растительность обычно небольшого размера, как в подсемействе Lemnoideae (ряски). Над поверхностью воды возвышается надводная растительность, такая как рогоз ( виды Typha ), осока ( виды Carex ) и стрела обыкновенная ( Peltandra virginica ).

Когда деревья и кустарники составляют большую часть растительного покрова в насыщенных почвах, такие участки в большинстве случаев называют болотами . Сухопутная граница болот частично определяется уровнем воды. На это могут повлиять плотины. В некоторых болотах может доминировать один вид, например болота серебристого клена вокруг Великих озер . Другие, например, в бассейне Амазонки , имеют большое количество различных видов деревьев. Другие примеры включают кипарис ( Taxodium ) и мангровые болота.

Фауна

Многие виды лягушек живут в заболоченных местах, а другие посещают их каждый год, чтобы отложить яйца.
Щелкающие черепахи — один из многих видов черепах, обитающих в заболоченных местах.

Многие виды рыб сильно зависят от экосистем водно-болотных угодий. Семьдесят пять процентов коммерческих запасов рыбы и моллюсков в Соединенных Штатах зависят исключительно от эстуариев , чтобы выжить. Тропическим видам рыб мангровые заросли необходимы для критически важных рыбоводных и питомниковых площадок, а система коралловых рифов — для питания.

Земноводные, такие как лягушки и саламандры, нуждаются как в наземных, так и в водных средах обитания для размножения и питания. Поскольку земноводные часто населяют депрессивные водно-болотные угодья, такие как выбоины прерий и заливы Каролины, связь между этими изолированными водно-болотными угодьями является важным фактором контроля региональных популяций. В то время как головастики питаются водорослями, взрослые лягушки питаются насекомыми. Лягушек иногда используют в качестве индикатора здоровья экосистемы , потому что их тонкая кожа позволяет поглощать питательные вещества и токсины из окружающей среды, что приводит к увеличению скорости вымирания в неблагоприятных и загрязненных условиях окружающей среды.

Рептилии, такие как змеи , ящерицы , черепахи , аллигаторы и крокодилы , распространены в заболоченных местах некоторых регионов. В пресноводных водно-болотных угодьях юго-востока США распространены аллигаторы, а в Южной Флориде встречается пресноводный вид крокодилов. Эверглейдс во Флориде — единственное место в мире, где сосуществуют крокодилы и аллигаторы. Морской крокодил обитает в эстуариях и мангровых зарослях, его можно увидеть вдоль восточного побережья Австралии. Щелкающие черепахи — один из многих видов черепах, обитающих в заболоченных местах.

Птицы , особенно водоплавающие и болотные птицы , широко используют водно-болотные угодья.

Млекопитающие водно-болотных угодий включают многочисленные мелкие и средние виды, такие как полевки , летучие мыши , ондатры и утконосы , в дополнение к крупным травоядным и высшим видам хищников, таким как бобр , нутрия , болотный кролик , флоридская пантера и лось . Водно-болотные угодья привлекают многих млекопитающих из-за обилия семян, ягод и другой растительности в качестве пищи для травоядных, а также обильных популяций беспозвоночных, мелких рептилий и земноводных в качестве добычи для хищников.

К беспозвоночным водно-болотных угодий относятся водные насекомые (такие как стрекозы, водные жуки и жуки, мошки, комары), ракообразные (такие как крабы, раки, креветки, микроракообразные), моллюски (такие как моллюски, мидии, улитки) и черви (такие как полихеты, олигохеты, пиявки) среди прочих. Беспозвоночные составляют более половины известных видов животных на водно-болотных угодьях и считаются основным связующим звеном в пищевой сети между растениями и высшими животными (такими как рыбы и птицы). Низкое содержание кислорода в воде водно-болотных угодий и их частые затопления и высыхания (ежедневно в приливно-отливных водно-болотных угодьях, сезонно во временных прудах и поймах) не позволяют многим беспозвоночным заселить водно-болотные угодья, и поэтому фауна беспозвоночных водно-болотных угодий часто менее разнообразна, чем некоторые другие виды местообитаний. (например, ручьи, коралловые рифы и леса). Некоторые беспозвоночные водно-болотных угодий процветают в местах обитания, где нет хищных рыб. Многие насекомые населяют водно-болотные угодья только в виде водных неполовозрелых особей (нимфы, личинки), а летающие взрослые особи населяют горные места обитания, возвращаясь в водно-болотные угодья, чтобы отложить яйца. Например, обыкновенная журчалка Syritta pipiens населяет водно-болотные угодья в виде личинок (личинок), живущих во влажной, гниющей органике; затем эти насекомые посещают наземные цветы как взрослые мухи.

водоросли

Водоросли — это разнообразные растительные организмы, которые могут различаться по размеру, цвету и форме. Водоросли естественным образом встречаются в таких местах обитания, как внутренние озера, приливные зоны и влажная почва, и служат источником пищи для многих животных, включая некоторых беспозвоночных, рыб, черепах и лягушек. Различают несколько групп водорослей:

  • Фитопланктон – это микроскопические свободно плавающие водоросли. Эти водоросли настолько крошечные, что в среднем 50 из них, выстроенные в ряд, будут иметь размер всего один миллиметр. Фитопланктон является основой пищевой сети во многих водоемах и отвечает за большую часть первичной продукции с использованием фотосинтеза для фиксации углерода. Нитевидные водоросли представляют собой длинные нити клеток водорослей, которые могут образовывать плавающие маты. Перифитон (или эпифитон) — это водоросли, которые растут в виде поверхностных биопленок на растениях, древесине и других субстратах.
  • Водоросли хара и нителла — прямостоячие водоросли, которые выглядят как погруженные в воду растения с корнями.

Нарушения и воздействие человека

Водно-болотные угодья, функции и услуги, которые они обеспечивают, а также их флора и фауна, могут быть затронуты несколькими типами нарушений. Нарушения (иногда называемые стрессорами или изменениями) могут быть связанными с человеком или естественными, прямыми или косвенными, обратимыми или нет, изолированными или кумулятивными. Возмущения превышают уровни или модели, обычно встречающиеся на водно-болотных угодьях определенного класса в конкретном регионе. К основным нарушениям водно-болотных угодий относятся:

Нарушения могут быть дополнительно классифицированы следующим образом:

  • Незначительное нарушение: стресс, поддерживающий целостность экосистемы.
  • Умеренное нарушение: целостность экосистемы нарушена, но со временем она может восстановиться без посторонней помощи.
  • Нарушение или серьезное нарушение: для восстановления экосистемы может потребоваться вмешательство человека.

Вот лишь некоторые из многих источников этих нарушений:

Частично они могут проявляться как:

  • Нехватка воды
  • Воздействие на исчезающие виды
  • Нарушение нерестилищ диких животных
  • Дисбаланс в осадочной нагрузке и фильтрации питательных веществ

Утрата биоразнообразия происходит в системах водно-болотных угодий из-за изменений в землепользовании, разрушения среды обитания, загрязнения, эксплуатации ресурсов и инвазивных видов. К уязвимым, исчезающим и исчезающим видам относятся 17 % водоплавающих птиц, 38 % пресноводных млекопитающих, 33 % пресноводных рыб, 26 % пресноводных амфибий, 72 % пресноводных черепах, 86 % морских черепах, 43 % крокодилов. и 27% видов, строящих коралловые рифы. Интродуцированные водные растения в различных системах водно-болотных угодий могут иметь большое воздействие. Интродукция водного гиацинта , местного растения из Южной Америки, в озеро Виктория в Восточной Африке, а также ряска в неместные районы Квинсленда, Австралия, охватила целые системы водно-болотных угодий, подавляя среду обитания и уменьшая разнообразие местных растений и животных. Во многом это связано с феноменальной скоростью роста растений и их способностью плавать и разрастаться по всей поверхности воды.

Преобразование в сушу

Из-за своей продуктивности водно-болотные угодья часто превращаются в засушливые земли с дамбами и дренами и используются в сельскохозяйственных целях. Строительство дамб и плотин имеет негативные последствия для отдельных водно-болотных угодий и целых водоразделов. Их близость к озерам и рекам означает, что они часто используются для поселения людей. После того, как поселения построены и защищены дамбами, поселения становятся уязвимыми для оседания земли и постоянно возрастающего риска наводнений. Дельта реки Миссисипи вокруг Нового Орлеана, штат Луизиана, является хорошо известным примером; Дельта Дуная в Европе - другое.

Экосистемные услуги

В зависимости от географического и топографического положения водно-болотного угодья выполняемые им функции могут поддерживать несколько экосистемных услуг , ценностей или преимуществ. Оценка экосистем на пороге тысячелетия Организации Объединенных Наций и Рамсарская конвенция описывают водно-болотные угодья в целом как имеющие биосферное и общественное значение в следующих областях:

Согласно Рамсарской конвенции:

Экономическая ценность экосистемных услуг, предоставляемых обществу нетронутыми, естественным образом функционирующими водно-болотными угодьями, часто намного превышает предполагаемые выгоды от преобразования их в «более ценное» интенсивное землепользование, особенно в связи с тем, что прибыль от неустойчивого использования часто достается относительно небольшому числу людей или корпорации, а не разделяется обществом в целом.

Если не указано иное, информация об экосистемных услугах основана на следующей серии ссылок.

Чтобы заменить эти экосистемные услуги водно-болотных угодий , необходимо будет потратить огромные суммы денег на водоочистные сооружения, плотины, дамбы и другую жесткую инфраструктуру, а многие услуги заменить невозможно.

Водохранилища и защита от наводнений

Поймы и бессточные водно-болотные угодья могут выполнять функции водохранилищ и защиты от наводнений.

Водно-болотная система пойм образована крупными реками ниже по течению от их истоков . «Поймы крупных рек действуют как естественные водохранилища, позволяя избыточной воде растекаться по обширной территории, что снижает ее глубину и скорость. не стекает прямо с земли в водотоки. Это может помочь предотвратить внезапные разрушительные наводнения ниже по течению». Известные речные системы, образующие широкие поймы, включают реку Нил , внутреннюю дельту реки Нигер, пойму реки Замбези, внутреннюю дельту реки Окаванго, пойму реки Кафуэ, пойму озера Бангвеулу (Африка), реку Миссисипи (США ) . , река Амазонка (Южная Америка), река Янцзы (Китай), река Дунай (Центральная Европа) и река Мюррей-Дарлинг (Австралия).

Осушение поймы или строительные работы, которые сужают коридоры поймы (например, строительство дамб ) , снижают способность связанных систем река-пойма контролировать ущерб от наводнений. Это связано с тем, что модифицированные и менее обширные системы должны по-прежнему справляться с тем же количеством осадков, в результате чего пики паводков становятся выше или глубже, а паводковые воды движутся быстрее.

Технические разработки в области управления водными ресурсами в прошлом веке привели к деградации пойменных водно-болотных угодий за счет строительства искусственных насыпей, таких как дамбы , насыпи, дамбы , плотины , плотины и дамбы . Вся вода концентрируется в основном канале, и воды, которые исторически медленно распространялись по большой мелководной территории, концентрируются. Утрата заболоченных пойм приводит к более сильным и разрушительным наводнениям. Катастрофическое воздействие человека на поймы реки Миссисипи проявилось в гибели нескольких сотен человек во время прорыва дамбы в Новом Орлеане, вызванного ураганом Катрина . Искусственные насыпи вдоль поймы реки Янцзы привели к тому, что основное русло реки стало подвержено более частым и разрушительным наводнениям. Некоторые из этих событий включают потерю прибрежной растительности , потерю 30% растительного покрова во всем бассейне реки, удвоение процента земель, затронутых эрозией почвы, и снижение емкости водохранилища из-за накопления заиления в пойме . озера.

Пополнение подземных вод

Пополнение подземных вод может быть достигнуто, например, за счет болот , болот , подземных карстовых и пещерных гидрологических систем.

Поверхностные воды, видимые на водно-болотных угодьях, представляют собой лишь часть общего круговорота воды, который также включает атмосферные воды (осадки) и подземные воды . Многие водно-болотные угодья напрямую связаны с подземными водами, и они могут быть важным регулятором как количества, так и качества воды , находящейся под землей. Водно-болотные угодья, которые имеют проницаемый субстрат, такой как известняк , или встречаются в районах с сильно изменчивым и колеблющимся уровнем грунтовых вод, играют особенно важную роль в пополнении запасов подземных вод или подпитке их водой. Пористые субстраты позволяют воде фильтроваться через почву и нижележащие породы в водоносные горизонты , которые являются источником большей части питьевой воды в мире . Водно-болотные угодья также могут выступать в качестве областей подпитки, когда окружающий уровень грунтовых вод низкий, и в качестве зоны разгрузки, когда он высок. Карстовые (пещерные) системы являются уникальным примером этой системы и могут быть соединением подземных рек, находящихся под воздействием дождя и других форм осадков, с поверхностью.

Укрепление береговой линии и защита от штормов

Мангровые заросли , коралловые рифы , солончаки могут помочь в стабилизации береговой линии и защите от штормов.

Системы приливных и приливных водно-болотных угодий защищают и стабилизируют прибрежные зоны. Коралловые рифы служат защитным барьером для береговой линии. Мангровые заросли стабилизируют прибрежную зону изнутри и будут мигрировать вместе с береговой линией, чтобы оставаться рядом с границей воды. Основным природоохранным преимуществом этих систем против штормов и штормовых нагонов является способность снижать скорость и высоту волн и паводковых вод.

Ожидается, что число людей, которые живут и работают вблизи побережья, значительно вырастет в течение следующих пятидесяти лет. Прогнозируется, что из примерно 200 миллионов человек, которые в настоящее время проживают в низменных прибрежных районах, развитие городских прибрежных центров увеличит население в пять раз в течение 50 лет. Соединенное Королевство приступило к реализации концепции управляемой реорганизации прибрежных районов. Этот метод управления обеспечивает защиту береговой линии за счет восстановления естественных водно-болотных угодий, а не за счет прикладной инженерии. В Восточной Азии мелиорация прибрежных водно-болотных угодий привела к широкомасштабной трансформации прибрежной зоны, и до 65% прибрежных водно-болотных угодий было уничтожено в результате освоения прибрежных территорий. Один анализ с использованием воздействия ураганов по сравнению с защитой от штормов, обеспечиваемой естественным образом водно-болотными угодьями, прогнозирует стоимость этой услуги в размере 33 000 долларов США на гектар в год.

Очистка воды

Очистку воды могут обеспечить поймы, бессточно-болотные угодья, илистые отмели , пресноводные болота , солончаки , мангровые заросли.

Сохранение питательных веществ: водно-болотные угодья циркулируют как отложения, так и питательные вещества, иногда выступая в качестве буфера между наземными и водными экосистемами . Естественная функция растительности водно-болотных угодий заключается в поглощении, хранении и (для нитратов) удалении питательных веществ, содержащихся в сточных водах из окружающих ландшафтов. Во многих водно-болотных угодьях микробные процессы превращают растворимые питательные вещества в газообразную форму, например, денитрификация нитратов, которая затем перемещает нитраты в атмосферу в основном в виде безвредного газообразного азота.

Ловушки для отложений и тяжелых металлов: Осадки и поверхностный сток вызывают эрозию почвы , транспортируя взвешенные отложения в водные пути и через них. Эти отложения движутся к более крупным и значительным водным путям в результате естественного процесса, который перемещает воду в океаны. Все типы отложений, состоящих из глины, ила, песка или гравия и камня, могут быть перенесены в системы водно-болотных угодий в результате эрозии. Растительность водно-болотных угодий действует как физический барьер для медленного течения воды, а затем задерживает отложения как на короткие, так и на длительные периоды времени. Взвешенные отложения могут содержать тяжелые металлы, которые также задерживаются, когда отложения улавливаются водно-болотными угодьями. В некоторых случаях некоторые металлы поглощаются стеблями, корнями и листьями растений водно-болотных угодий. Например, многие плавающие виды растений, такие как водяной гиацинт ( Eichhornia crassipes ), ряска ( Lemna ) и водяной папоротник ( Azolla ), хранят железо и медь, содержащиеся в сточных водах ; эти растения также выделяют патогены . Быстрорастущие растения, укоренившиеся в почвах водно-болотных угодий, такие как рогоз ( Typha ) и тростник ( Phragmites ), также способствуют поглощению тяжелых металлов. Такие животные, как устрица , могут фильтровать более 200 литров (53 галлона США) воды в день, пасясь в поисках пищи, удаляя при этом питательные вещества, взвешенные отложения и химические загрязнители. С другой стороны, некоторые типы водно-болотных угодий способствуют мобилизации и биодоступности ртути (еще одного тяжелого металла), которая в своей метилртутной форме увеличивает риск биоаккумуляции в рыбе, важной для пищевых сетей животных и вылавливаемой для потребления человеком.

Емкость: способность систем водно-болотных угодий накапливать или удалять питательные вещества и улавливать отложения и связанные с ними металлы является высокоэффективной и действенной, но у каждой системы есть пороговое значение. Переизбыток поступления питательных веществ из стоков удобрений, сточных вод или неточечного загрязнения вызовет эвтрофикацию . Эрозия вверх по течению в результате обезлесения может привести к заболачиванию водно-болотных угодий, в результате чего они уменьшатся в размерах и вызовут значительную потерю биоразнообразия из-за чрезмерной нагрузки отложений. Сохранение высокого уровня металлов в отложениях является проблематичным, если отложения вновь станут взвешенными или уровни кислорода и pH изменятся в будущем. Способность растительности водно-болотных угодий накапливать тяжелые металлы зависит от содержания конкретных металлов, кислорода и рН отложений водно-болотных угодий и вышележащих вод, скорости течения воды (времени удержания), размера водно-болотных угодий, времени года, климата, типа растений и других факторов.

Способность водно-болотных угодий накапливать отложения, питательные вещества и металлы может быть уменьшена, если отложения уплотняются, например, транспортными средствами или тяжелой техникой, или регулярно вспахиваются. Неестественные изменения уровня воды и источников воды также могут повлиять на функцию очистки воды. Если функции очистки воды нарушены, избыточное количество питательных веществ попадает в водные пути и вызывает эвтрофикацию . Это вызывает особую озабоченность в прибрежных системах с умеренным климатом. Основными источниками прибрежной эвтрофикации являются промышленно производимый азот, который используется в качестве удобрения в сельскохозяйственной практике, а также стоки септических отходов. Азот является ограничивающим питательным веществом для процессов фотосинтеза в солевых системах, однако его избыток может привести к перепроизводству органического вещества, что затем приводит к гипоксическим и бескислородным зонам в толще воды. Без кислорода не могут выжить другие организмы, включая экономически важные виды рыб и моллюсков.

Очистки сточных вод

Созданные водно-болотные угодья сооружаются для очистки сточных вод.

Построено заболоченное место в экологическом поселении во Флинтенбрайте недалеко от Любека, Германия.

Созданное водно-болотное угодье представляет собой искусственное водно-болотное угодье для очистки сточных вод , бытовых сточных вод , ливневых стоков или промышленных сточных вод . Он также может быть разработан для рекультивации земель после добычи полезных ископаемых или в качестве шага по смягчению последствий для природных территорий, утраченных в результате освоения земель . Созданные водно-болотные угодья представляют собой искусственные системы, в которых используются естественные функции растительности , почвы и организмов для вторичной очистки сточных вод . Проект построенного водно-болотного угодья должен быть адаптирован в соответствии с типом очищаемых сточных вод. Созданные водно-болотные угодья использовались как в централизованных, так и в децентрализованных системах сточных вод . Первичная очистка рекомендуется при наличии большого количества взвешенных твердых частиц или растворимых органических веществ (измеряется как биохимическая потребность в кислороде и химическая потребность в кислороде ).

Подобно естественным водно-болотным угодьям, искусственные водно-болотные угодья также действуют как биофильтр и /или могут удалять из воды ряд загрязняющих веществ (таких как органические вещества, питательные вещества , патогены , тяжелые металлы ). Созданные водно-болотные угодья предназначены для удаления загрязнителей воды, таких как взвешенные твердые частицы, органические вещества и питательные вещества (азот и фосфор). Ожидается , что все типы патогенов (т. е. бактерии, вирусы, простейшие и гельминты ) будут в той или иной степени удалены на искусственных водно-болотных угодьях. Подповерхностные водно-болотные угодья обеспечивают большее удаление патогенов, чем поверхностные водно-болотные угодья.

Существует два основных типа искусственных водно-болотных угодий: подземный сток и поверхностный сток. Посаженная растительность играет важную роль в удалении загрязняющих веществ. Не менее важную роль играет фильтрующий слой, состоящий обычно из песка и гравия . Некоторые построенные водно-болотные угодья могут также служить средой обитания для местных и мигрирующих диких животных , хотя это не является их основной целью. Водно-болотные угодья, построенные с подземным потоком, предназначены для горизонтального или вертикального потока воды через гравийное и песчаное дно. Системы с вертикальным потоком требуют меньше места, чем системы с горизонтальным потоком.

Примером того, как естественные водно-болотные угодья используются для обеспечения некоторой степени очистки сточных вод, являются водно-болотные угодья Восточной Калькутты в Калькутте, Индия . Водно-болотные угодья занимают 125 квадратных километров (48 квадратных миль) и используются для очистки сточных вод Калькутты. Питательные вещества, содержащиеся в сточных водах, поддерживают рыбные фермы и сельское хозяйство.

Резервуары биоразнообразия

Богатое биоразнообразие систем водно-болотных угодий стало центром внимания Рамсарской конвенции и Всемирного фонда дикой природы . Воздействие сохранения биоразнообразия проявляется на местном уровне через создание рабочих мест, устойчивость и производительность сообщества. Хорошим примером является бассейн Нижнего Меконга, который проходит через Камбоджу, Лаос и Вьетнам и поддерживает более 55 миллионов человек.

Биоразнообразие речных бассейнов: в бассейне Амазонки обитает более 3000 видов пресноводных рыб. Рыбы, питающиеся опавшими плодами, например крупнотелая харацида Colossoma macropomum , проникают в поймы Амазонки во время ежегодных паводков, выделяя жизнеспособные семена, таким образом выступая в качестве важного агента расселения. Ключевой вид, который подвергается чрезмерному вылову, сом пирамутаба, Brachyplatystoma vaillantii , мигрирует более чем на 3300 км (2100 миль) от мест нагула у устья реки Амазонки до нерестилищ в притоках Анд, на высоте 400 м (1300 футов) над уровнем моря. уровне, распределяя семена растений по маршруту.

Продуктивные литоральные зоны: литоральные илистые отмели имеют уровень продуктивности, аналогичный уровню некоторых водно-болотных угодий, даже при небольшом количестве видов. Обилие беспозвоночных , обитающих в иле, является источником пищи для перелетных водоплавающих птиц .

Критическая среда обитания на стадии жизни: илистые отмели, солончаки, мангровые заросли и заросли морских водорослей отличаются высоким уровнем как видового богатства, так и продуктивности и являются домом для важных питомников многих промысловых рыбных запасов.

Генетическое разнообразие: популяции многих видов географически ограничены только одной или несколькими системами водно-болотных угодий, часто из-за длительного периода времени, когда водно-болотные угодья были физически изолированы от других водных источников. Например, количество эндемичных видов в дельте реки Селенга на озере Байкал в России классифицирует ее как точку биоразнообразия и одно из самых биоразнообразных водно-болотных угодий во всем мире.

Водно-болотные угодья

Заболоченные земли в заповеднике дикой природы Бродмур в Массачусетсе, США, февраль.

Продуктивность водно-болотных угодий связана с климатом, типом водно-болотных угодий и наличием питательных веществ. Низкий уровень воды и периодическое высыхание дна водно-болотных угодий во время засухи (фаза сухого болота) стимулирует пополнение растений из разнообразного банка семян и повышает продуктивность за счет мобилизации питательных веществ. Напротив, паводок во время наводнений (фаза озерных болот) вызывает оборот популяций растений и увеличивает открытую воду, но снижает общую продуктивность. От открытой воды до полного растительного покрова годовая чистая первичная продуктивность может варьироваться в 20 раз. Травы плодородных пойм, таких как Нил , могут быть высокопродуктивными, особенно такие растения, как Arundo donax (гигантский тростник), Cyperus papyrus (папирус), Phragmites (тростник) и Typha (рогоз).

Водно-болотные угодья естественным образом производят множество растительности и других экологических продуктов, которые можно собирать для личного и коммерческого использования. Жизненный цикл многих рыб полностью или частично проходит в системе водно-болотных угодий. Пресноводная и морская рыба является основным источником белка примерно для одного миллиарда человек и составляет 15% дополнительного потребления белка 3,5 миллиардами человек. Еще одним основным продуктом питания, найденным в системах водно-болотных угодий, является рис, популярное зерно, которое потребляется в размере одной пятой от общего количества калорий в мире. В Бангладеш, Камбодже и Вьетнаме, где преобладают рисовые поля, потребление риса достигает 70%. Некоторые местные растения водно-болотных угодий Карибского бассейна и Австралии собирают для получения лекарственных соединений; к ним относятся красные мангры ( Rhizophora mangle ), обладающие антибактериальными, ранозаживляющими, противоязвенными свойствами и антиоксидантными свойствами.

Азиатская пальма нипа ( сахар, уксус, алкоголь и корм) и сбор меда из мангровых зарослей вносят свой вклад в рацион человека и его доход. Прибрежные деревни Таиланда получают основную часть своего дохода от производства сахара, в то время как Куба ежегодно перемещает тысячи ульев, чтобы следить за сезонным цветением мангровых зарослей Авиценнии . Другие продукты, получаемые из мангровых зарослей, включают топливную древесину, соль (получаемую путем испарения морской воды), корма для животных, традиционные лекарства (например, из коры мангровых зарослей), волокна для текстиля, а также красители и дубильные вещества.

Чрезмерный вылов рыбы является серьезной проблемой для устойчивого использования водно-болотных угодий. Возникают опасения по поводу некоторых аспектов фермерского рыболовства, при котором используются естественные водно-болотные угодья и водные пути для добычи рыбы для потребления человеком. Аквакультура продолжает быстро развиваться во всем Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно в Китае, где находится 90% от общего числа аквакультурных ферм, что составляет 80% мировой стоимости. Некоторые аквакультуры уничтожили огромные площади водно-болотных угодий с помощью таких методов, как уничтожение мангровых зарослей индустрией выращивания креветок. Несмотря на то, что разрушительное воздействие крупномасштабного разведения креветок на прибрежную экосистему во многих азиатских странах уже давно широко признано, его оказалось трудно смягчить, поскольку другие возможности трудоустройства людей отсутствуют. Кроме того, растущий спрос на креветки во всем мире обеспечил большой и готовый рынок.

Дополнительные услуги и использование водно-болотных угодий

Некоторые типы водно-болотных угодий могут служить противопожарными полосами, которые помогают замедлить распространение небольших лесных пожаров. Более крупные системы водно-болотных угодий могут влиять на местный режим осадков. Некоторые системы бореальных водно-болотных угодий в верховьях водосбора могут способствовать продлению периода стока и поддержанию температуры воды в сообщающихся ниже по течению водах. Услуги опыления поддерживаются многими водно-болотными угодьями, которые могут быть единственной подходящей средой обитания для опыления насекомых, птиц и млекопитающих в высокоразвитых районах.

Сохранение

Туман поднимается над болотом Мукри недалеко от Мукри, Эстония . Болото имеет площадь 2147 га (5310 акров) и находится под охраной с 1992 года.

Водно-болотные угодья исторически подвергались большим усилиям по осушению для развития ( недвижимость или сельское хозяйство) и затоплению для создания рекреационных озер или выработки гидроэлектроэнергии . Некоторые из наиболее важных сельскохозяйственных районов мира были водно-болотными угодьями, которые были преобразованы в сельскохозяйственные угодья. С 1970-х годов больше внимания уделялось сохранению водно-болотных угодий для их естественных функций. С 1900 года от 65 до 70% водно-болотных угодий мира были потеряны. Чтобы сохранить водно-болотные угодья и поддерживать их функции, следует свести к минимуму изменения и нарушения, выходящие за пределы нормального диапазона изменчивости.

Баланс сохранения водно-болотных угодий с потребностями людей

Водно-болотные угодья являются жизненно важными экосистемами, которые улучшают условия жизни миллионов людей, живущих в них и вокруг них. Цели развития тысячелетия (ЦРТ) призвали различные сектора объединить усилия для защиты окружающей среды водно-болотных угодий в контексте устойчивого развития и повышения благосостояния людей. Исследования показали, что можно сохранить водно-болотные угодья, одновременно улучшая условия жизни людей, живущих среди них. В тематических исследованиях, проведенных в Малави и Замбии, изучалось, как дамбо — влажные травянистые долины или низины, где вода просачивается на поверхность, — можно устойчиво выращивать. Результаты проекта включали высокую урожайность сельскохозяйственных культур, разработку устойчивых методов ведения сельского хозяйства и стратегии управления водными ресурсами, которые обеспечивают достаточное количество воды для орошения.

Рамсарская конвенция

Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение, особенно в качестве местообитаний водоплавающих птиц , или Рамсарская конвенция , представляет собой международный договор , предназначенный для решения глобальных проблем, связанных с утратой и деградацией водно-болотных угодий. Основные цели договора заключаются в том, чтобы составить список водно-болотных угодий международного значения и способствовать их разумному использованию с конечной целью сохранения водно-болотных угодий мира. Методы включают ограничение доступа к некоторым водно-болотным угодьям, а также информирование общественности о том, как бороться с неверным представлением о том, что водно-болотные угодья — это пустоши. Конвенция тесно сотрудничает с пятью международными организациями-партнерами (МОП). Это: Birdlife International , МСОП , Международный институт управления водными ресурсами , Wetlands International и Всемирный фонд дикой природы . Партнеры предоставляют техническую экспертизу, помогают проводить или содействовать полевым исследованиям и оказывают финансовую поддержку. МОП также регулярно участвуют в качестве наблюдателей во всех заседаниях Конференции Сторон и Постоянного комитета и в качестве полноправных членов Научно-технической группы по оценке.

Реставрация

Экологи - реставраторы намерены вернуть водно-болотным угодьям их естественную траекторию, непосредственно помогая естественным процессам экосистемы. Эти прямые методы различаются в зависимости от степени физического манипулирования природной средой, и каждый из них связан с различными уровнями восстановления. Восстановление необходимо после нарушения или возмущения водно-болотного угодья. Возмущения включают экзогенные факторы, такие как наводнение или засуха. Другим внешним ущербом может быть антропогенное нарушение, вызванное сплошной вырубкой деревьев, добычей нефти и газа, нечетко установленной инфраструктурой, чрезмерным выпасом скота, необдуманными рекреационными мероприятиями, изменением водно-болотных угодий, включая дноуглубительные работы, осушение и засыпку, и др. негативные воздействия человека. Возмущение вызывает различные уровни стресса в окружающей среде в зависимости от типа и продолжительности нарушения. Не существует единого способа восстановления водно-болотных угодий, и требуемый уровень восстановления будет зависеть от уровня нарушения, хотя каждый метод восстановления требует подготовки и управления.

Уровни восстановления

Факторы, влияющие на выбранный подход, могут включать бюджет, временные ограничения, цели проекта, уровень беспокойства, ландшафтные и экологические ограничения, политические и административные планы и социально-экономические приоритеты.

Предписанная естественная или вспомогательная регенерация

Для этой стратегии нет биофизических манипуляций, и экосистеме остается восстанавливаться только на основе процесса сукцессии . Основное внимание уделяется устранению и предотвращению дальнейшего нарушения, и для этого типа восстановления требуются предварительные исследования, чтобы понять вероятность естественного восстановления водно-болотных угодий. Это, вероятно, будет первый метод подхода, поскольку он является наименее интрузивным и наименее дорогим, хотя могут потребоваться некоторые биофизические неинтрузивные манипуляции для повышения скорости преемственности до приемлемого уровня. Примеры методов включают предписанные ожоги на небольших участках, стимулирование микробиоты почвы и роста растений, специфичных для конкретного участка, с использованием зародышевой посадки, при которой растения расходятся от первоначального места посадки, а также поощрение разнообразия ниш или увеличение диапазона ниш для стимулирования использования различными видами. . Эти методы могут облегчить процветание естественных видов за счет устранения препятствий окружающей среды и могут ускорить процесс преемственности.

Частичная реконструкция

Для этой стратегии используется смесь естественной регенерации и искусственного контроля окружающей среды. Это может потребовать некоторых инженерных и более интенсивных биофизических манипуляций, включая рыхление почвы , агрохимическое применение гербицидов или инсектицидов, укладку мульчи , механическое рассеивание семян и крупномасштабную посадку деревьев. В этих условиях водно-болотные угодья повреждены и без помощи человека не восстановятся в течение приемлемого периода времени, установленного экологами. Используемые методы восстановления должны будут определяться для каждого участка отдельно, поскольку для каждого участка потребуется свой подход, основанный на уровне нарушения и местной динамике экосистемы.

Полная реконструкция

Этот самый дорогой и трудоемкий метод реконструкции требует инженерной и строительной реконструкции. Поскольку происходит перепроектирование всей экосистемы, важно учитывать естественную траекторию экосистемы и чтобы продвигаемые виды растений в конечном итоге вернули экосистему на ее естественную траекторию.

Аспекты изменения климата

Выбросы парниковых газов

В Юго-Восточной Азии торфяные леса и почвы осушаются, сжигаются, разрабатываются и подвергаются чрезмерному выпасу скота, что способствует изменению климата . В результате осушения торфа органический углерод, накопившийся за тысячи лет и обычно находящийся под водой, внезапно выходит на воздух. Торф разлагается и превращается в углекислый газ (CO 2 ), который затем выбрасывается в атмосферу. Торфяные пожары вызывают быстрое протекание того же процесса и, кроме того, создают огромные облака дыма, которые пересекают международные границы, что сейчас происходит почти ежегодно в Юго-Восточной Азии. В то время как торфяники составляют всего 3% площади суши в мире, их деградация приводит к 7% всех выбросов CO 2 .

Выбросы парниковых газов из водно-болотных угодий , вызывающих обеспокоенность, состоят в основном из выбросов метана и закиси азота . Водно-болотные угодья являются крупнейшим естественным источником атмосферного метана в мире и поэтому остаются серьезной проблемой в связи с изменением климата . Они выбрасывают в атмосферу примерно 167 Тг метана в год. На водно-болотные угодья приходится примерно 20 процентов атмосферного метана в виде выбросов из почв и растений. Водно- болотные угодья характеризуются заболоченными почвами и своеобразными сообществами видов растений и животных , которые эволюционировали и приспособились к постоянному присутствию воды . Такой высокий уровень водонасыщенности создает условия, способствующие образованию метана.

Большая часть метаногенеза или производства метана происходит в среде с низким содержанием кислорода . Поскольку микробы , живущие в теплой и влажной среде, потребляют кислород быстрее, чем он может диффундировать из атмосферы, водно-болотные угодья являются идеальной анаэробной средой для ферментации , а также активности метаногена . Однако уровни метаногенеза могут колебаться, поскольку они зависят от наличия кислорода , температуры почвы и состава почвы; более теплая, более анаэробная среда с почвой, богатой органическим веществом, обеспечила бы более эффективный метаногенез.

Некоторые водно-болотные угодья являются значительным источником выбросов метана, а некоторые также являются источниками выбросов закиси азота . Закись азота является парниковым газом с потенциалом глобального потепления в 300 раз больше, чем у двуокиси углерода, и является основным озоноразрушающим веществом, выбрасываемым в 21 веке.

Смягчение последствий изменения климата

Многие недавние исследования и обзоры положительно определили потенциал таких прибрежных экосистем « голубого углерода » для обеспечения естественного климатического решения двумя способами: путем сохранения, сокращения выбросов парниковых газов, возникающих в результате утраты и деградации таких местообитаний, и путем восстановления, увеличить дегазацию углекислого газа и его длительное хранение. Однако удаление CO 2 с помощью восстановления прибрежного голубого углерода имеет сомнительную экономическую эффективность, если рассматривать его только как действие по смягчению последствий изменения климата, либо для компенсации выбросов углерода , либо для включения в Определяемые на национальном уровне вклады .

Когда водно-болотные угодья восстанавливаются, они оказывают смягчающее воздействие благодаря своей способности поглощать углерод , превращая парниковый газ ( углекислый газ ) в твердый растительный материал в процессе фотосинтеза , а также благодаря своей способности накапливать и регулировать воду.

Водно-болотные угодья хранят примерно 44,6 миллиона тонн углерода в год во всем мире (оценка 2003 г.). В частности, в солончаках и мангровых болотах средняя скорость связывания углерода составляет 210 г CO 2 м -2 · год -1 , тогда как торфяники улавливают примерно 20–30 г CO 2 м -2 · год -1 .

Известно, что прибрежные водно-болотные угодья, такие как тропические мангровые заросли и некоторые солончаки умеренного пояса , являются поглотителями углерода, который в других случаях способствует изменению климата в газообразных формах (двуокись углерода и метан). Способность многих приливных водно-болотных угодий накапливать углерод и минимизировать поток метана из приливных отложений привела к спонсорству инициатив по синему углероду , направленных на усиление этих процессов.

Адаптация к изменению климата

Восстановление прибрежных экосистем синего углерода очень полезно для адаптации к изменению климата , защиты побережья, обеспечения продовольствием и сохранения биоразнообразия.

С середины 20-го века антропогенное изменение климата привело к наблюдаемым изменениям в глобальном круговороте воды . Потепление климата делает чрезвычайно влажные и очень засушливые явления более суровыми, вызывая более сильные наводнения и засухи. По этой причине некоторые из экосистемных услуг, которые обеспечивают водно-болотные угодья (например, хранение воды и борьба с наводнениями, пополнение запасов грунтовых вод, стабилизация береговой линии и защита от штормов), важны для мер по адаптации к изменению климата. Ожидается , что в большинстве частей мира и при всех сценариях выбросов изменчивость водного цикла и сопутствующие экстремальные явления будут расти быстрее, чем изменения средних значений.

оценка

Ценность водно-болотных угодий для местных сообществ обычно включает в себя сначала картирование водно-болотных угодий региона, затем оценку функций и экосистемных услуг, которые водно-болотные угодья обеспечивают по отдельности и в совокупности, и, наконец, оценку этой информации для определения приоритетов или ранжирования отдельных водно-болотных угодий или типов водно-болотных угодий для сохранения, управления и восстановления. , или развитие. В более долгосрочной перспективе требуется инвентаризация известных водно-болотных угодий и мониторинг репрезентативной выборки водно-болотных угодий для определения изменений, вызванных как естественными, так и антропогенными факторами.

Оценка

Методы быстрой оценки используются для оценки, ранжирования, оценки или классификации различных функций, экосистемных услуг , видов, сообществ, уровней нарушения и/или экологического состояния водно-болотных угодий или группы водно-болотных угодий. Это часто делается для того, чтобы приоритизировать определенные водно-болотные угодья для сохранения (избегания) или определить степень, в которой потеря или изменение функций водно-болотных угодий должны быть компенсированы, например, путем восстановления деградировавших водно-болотных угодий в других местах или обеспечения дополнительной защиты существующих водно-болотных угодий. Методы быстрой оценки также применяются до и после восстановления или изменения водно-болотных угодий, чтобы помочь отслеживать или прогнозировать последствия этих действий для различных функций водно-болотных угодий и предоставляемых ими услуг. Оценки обычно считаются «быстрыми», если они требуют только одного посещения водно-болотных угодий продолжительностью менее одного дня, что в некоторых случаях может включать интерпретацию аэрофотоснимков и анализ географической информационной системы (ГИС) существующих пространственных данных, но не подробный лабораторный анализ воды или биологических проб после визита.

Для достижения согласованности среди лиц, проводящих оценку, в экспресс-методах индикаторные переменные представляются в виде вопросов или контрольных списков в стандартизированных формах данных, и большинство методов стандартизируют процедуру подсчета или рейтинга, которая используется для объединения ответов на вопросы в оценки уровней определенных функций по отношению к уровни, оцененные в других водно-болотных угодьях («калибровочные участки»), оцененные ранее в регионе. Методы экспресс-оценки, отчасти потому, что они часто используют десятки индикаторов, относящихся к условиям вокруг водно-болотных угодий, а также в самих водно-болотных угодьях, направлены на получение оценок функций и услуг водно-болотных угодий, которые являются более точными и воспроизводимыми, чем простое описание типа класса водно-болотных угодий. Потребность в быстрой оценке водно-болотных угодий возникает в основном тогда, когда государственные органы устанавливают сроки принятия решений, затрагивающих водно-болотные угодья, или когда большое количество водно-болотных угодий нуждается в информации об их функциях или состоянии.

Инвентарь

Хотя разработка глобальной инвентаризации водно-болотных угодий оказалась большой и сложной задачей, многие усилия в более локальном масштабе оказались успешными. Текущие усилия основаны на имеющихся данных, но как классификация, так и пространственное разрешение иногда оказываются недостаточными для принятия решений по управлению окружающей средой на региональном или конкретном участке. В ландшафте трудно выделить небольшие, длинные и узкие водно-болотные угодья. Многие современные спутники дистанционного зондирования не имеют достаточного пространственного и спектрального разрешения для наблюдения за состоянием водно-болотных угодий, хотя мультиспектральные данные IKONOS и QuickBird могут обеспечивать улучшенное пространственное разрешение при достижении 4 м и выше. Большинство пикселей представляют собой просто смеси нескольких видов растений или типов растительности, и их трудно изолировать, что приводит к невозможности классифицировать растительность, определяющую водно-болотные угодья.

Мониторинг и картирование

За водно-болотными угодьями необходимо следить с течением времени, чтобы оценить, функционируют ли они на экологически устойчивом уровне или деградируют ли они. Деградированные водно-болотные угодья пострадают от потери качества воды, потери чувствительных видов и аномального функционирования почвенных геохимических процессов.

На практике многие естественные водно-болотные угодья трудно контролировать с земли, поскольку они довольно часто труднодоступны и могут потребовать контакта с опасными растениями и животными, а также с болезнями, переносимыми насекомыми или другими беспозвоночными. Таким образом, картографирование с использованием аэрофотоснимков является одним из эффективных инструментов мониторинга водно-болотных угодий, особенно больших водно-болотных угодий, а также может использоваться для мониторинга состояния многочисленных водно-болотных угодий по всему водоразделу или региону. Многие методы дистанционного зондирования могут использоваться для картирования водно-болотных угодий. Технология дистанционного зондирования позволяет получать своевременные цифровые данные на повторяющейся основе. Такой повторяющийся охват позволяет осуществлять сезонный и/или ежегодный мониторинг водно-болотных угодий, а также прилегающих к ним типов растительного покрова и землепользования. Использование цифровых данных обеспечивает стандартизированную процедуру сбора данных и возможность интеграции данных в географическую информационную систему .

Законодательство

Международные усилия

Национальные усилия

Соединенные Штаты

Каждая страна и регион, как правило, имеют собственное определение водно-болотных угодий для юридических целей. В Соединенных Штатах водно-болотные угодья определяются как «те районы, которые затапливаются или насыщаются поверхностными или грунтовыми водами с частотой и продолжительностью, достаточными для поддержания, и которые при нормальных обстоятельствах действительно поддерживают преобладание растительности, обычно приспособленной к жизни в условиях насыщенной почвы. . Водно-болотные угодья обычно включают болота, топи, трясины и подобные области». Это определение использовалось для обеспечения соблюдения Закона о чистой воде . Некоторые штаты США, такие как Массачусетс и Нью-Йорк , имеют отдельные определения, которые могут отличаться от федерального правительства.

В Кодексе Соединенных Штатов термин водно-болотные угодья определяется как «земли, которые (А) имеют преобладание влажных почв, (В) затапливаются или насыщаются поверхностными или грунтовыми водами с частотой и продолжительностью, достаточными для поддержания преобладания гидрофитной растительности, обычно приспособлены для жизни в насыщенных почвенных условиях и (С) в нормальных условиях поддерживают преобладание такой растительности». В связи с этими юридическими определениями ожидается, что «нормальные обстоятельства» будут иметь место во влажную часть вегетационного периода при нормальных климатических условиях (не необычно засушливых или необычно влажных) и при отсутствии значительных нарушений. Водно-болотные угодья нередко бывают сухими в течение длительных периодов вегетационного периода, но при нормальных условиях окружающей среды почвы будут пропитаны водой до поверхности или затоплены, создавая анаэробные условия, сохраняющиеся в течение влажного периода вегетационного периода.

Канада

  • Федеральная политика сохранения водно-болотных угодий
  • Другие отдельные провинциальные и территориальные политики

Примеры

К крупнейшим в мире водно-болотным угодьям относятся заболоченные леса бассейна реки Амазонки , торфяники Западно-Сибирской равнины , Пантанал в Южной Америке и Сундарбаны в дельте ГангаБрахмапутры .

Смотрите также

Рекомендации