目录一、沼泽概述二、沼泽形成与类型三、沼泽的水文特征四、沼泽的沉积作用五、沼泽地的功能六、沼泽的分布七、沼泽的利用与改造一、沼泽概述•沼泽的定义•沼泽的基本特征•湿地的定义•世界湿地日的由来、背景•沼泽(marsh或swamp):地表经常过湿或具有停滞的或微弱流动的水分,其上生长着沼泽植物,并有泥炭的形成和积累。沼泽的概念•沼泽是地表过度湿润,其上长有湿生植物,并有泥炭堆积的地段。•所谓泥炭,就是植物残体在水中缺氧的条件下,弱分解或几乎没有分解,逐年积累而形成的物质。•沼泽是地表土壤层水过饱和的地段。它是一种特殊的自然综合体,具有三个基本特征:•(1)地表经常过湿或有薄层积水;•(2)其上生长湿生植物或沼生植物;•(3)有泥炭积累或无泥炭积累,但有潜育层存在。•沼泽排水差,潜水面位于地表。湿地的定义•湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区,还包括在低潮时水深不超过6米的水域。沼泽是重要的湿地之一。•湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统,在世界各地分布广泛。湿地生态系统中生存着大量动植物,很多湿地被列为自然保护区。世界湿地日•为了提高人们保护湿地的意识,1996年3月《湿地公约》常务委员会第19次会议决定,从1997年起,将每年的2月2日定为“世界湿地日”。每年开展纪念活动,每年有一个主题。•1997年世界湿地日的主题:湿地是生命之源(Wetlands:aSourceofLife)•1998年世界湿地日的主题:湿地之水,水之湿地(WaterforWetlands,WetlandsforWater)•1999年世界湿地日的主题:人与湿地,息息相关(PeopleandWetlands:theVitalLink)•2000年世界湿地日的主题:珍惜我们共同的国际重要湿地(CelebratingOurWetlandsofInternationalImportance)•2001年世界湿地日的主题:湿地世界——有待探索的世界(WetlandsWorld-AWorldtoDiscover)•2002年世界湿地日的主题:湿地:水、生命和文化(Wetlands:Water,Life,andCulture)•2003年世界湿地日的主题:没有湿地-就没有水(NoWetlands-NoWater)•2004年世界湿地日的主题:从高山到海洋,湿地在为人类服务(FromtheMountainstotheSea,WetlandsatWorkforUs)•2005年世界湿地日的主题:湿地生物多样性和文化多样性(CultureandBiologicalDiversitiesofWetlands)•2006年世界湿地日的主题:湿地与减贫(WetlandasaToolinPovertyAlleviation)•2007年世界湿地日的主题:湿地与鱼类(WetlandsandFisheries)•2008年世界湿地日的主题:健康的湿地,健康的人类(HealthyWetland,HealthyPeople)•2009年世界湿地日的主题:从上游到下游,湿地连着你和我(Upstream-Downstream:Wetlandsconnectusall)•2010年世界湿地日的主题:湿地、生物多样性与气候变化•2011年世界湿地日的主题:湿地与森林•2012年世界湿地日的主题:湿地与旅游•2013年世界湿地日的主题:湿地与水资源••沼泽的形成沼泽的形成••沼泽的成因沼泽的成因••沼泽的类型沼泽的类型二、沼泽的形成与类型••沼泽的形成沼泽的形成•形成沼泽的三个条件•沼泽的形成:水体化沼泽、陆地化沼泽•湿地演化★沼泽的形成•沼泽的形成和发展,一般是在温湿和冷湿气候、平坦和低洼的地形条件下,有利于它的形成和发展。•形成沼泽的三个条件:①湿润的地表。地表有一部分洼地蓄水;②要有沼泽植物生长,这是在第一条件下形成的;③要有泥炭堆积,泥炭就是死亡的植物体,在缺氧的条件下,不能得到充分分解,长期堆积而成。沼泽的形成沼泽的形成方式沼泽的形成方式11、水体沼泽化:、水体沼泽化:主要是指海滨沼泽主要是指海滨沼泽化、湖泊沼泽化和河化、湖泊沼泽化和河流沼泽化。流沼泽化。22、陆地沼泽化:、陆地沼泽化:森林沼泽化和草甸沼森林沼泽化和草甸沼泽化。泽化。若尔盖高原上的江错湖湖滨沼泽沼泽的形成(从非沼泽地演变为沼泽地)低位沼泽低位沼泽中位沼泽中位沼泽高位沼泽高位沼泽★沼泽的成因•1.湖泊的沼泽化•2.陆地沼泽化•①河流的河漫滩、阶地、泛滥平原、三角洲等地因汛期被水淹没或泉水溢流而长期滞水沼泽化;•②滨海地区海水浸漫滞水而沼泽化。沼泽的形成过程•(l)水体沼泽化过程•湖泊沼泽化•河流沼泽化。•(2)陆地沼泽化过程•森林沼泽化•草甸沼泽化湖泊沼泽化过程有可分为浅湖沼泽化和深湖沼泽化过程•浅湖沼泽化过程,是由水生植物或湿生植物的不断生长与死亡,沉入湖底的植物残体的堆积,变成泥炭,再加上泥沙的淤积,使湖面逐渐缩小,水深变浅,水生植物和湿生植物也不断地从湖岸向湖心发展,昀后整个湖泊就变成了沼泽。•深湖沼泽化过程是由于水中生长长根茎的漂浮植物,其根茎交织在一起,形成“浮毯”,浮毯可与湖岸相连。由风或水流带入湖中的植物种子便在浮毯上生长起来。以后由于植物的不断生长与死亡,植物残体便累积在浮毯层上形成泥炭。当浮毯层发展到一定厚度时,浮毯层下部的植物残体在重力作用下,渐渐沉入湖底形成下部泥炭层。随着时间的推移,由于上、下部泥炭层的扩大加厚,和湖底的填高,净水层逐渐减小,昀后两者相连,湖泊就全部转化为沼泽。••河流沼泽化过程,常发生在水浅、流速小的河段,其形成过程同浅湖沼泽化相似。森林沼泽化过程,往往是由于森林的自然演替、采伐和火烧之后而形成的(迹地演化而成)。•在寒带和寒温带茂密的针叶林区,由于森林阻挡了阳光和风,枯枝落叶层覆盖了地面,减少了地面蒸发,枯枝落叶层又拦蓄了部分地面径流,如遇土壤底层为不易透水的岩石或沉积层,就会使土壤过湿,引起森林退化,使适合这种环境的草类、藓类植物生长,从而森林逐渐演变成沼泽。此外,森林采伐和火烧,可使土壤表层变紧,减少了水分蒸腾,使土壤表层过湿,为沼泽植物生长发育创造了条件,因而在采伐和火烧迹地上容易引起沼泽化。森林沼泽化景观•草甸沼泽化过程,常发生在地势低平、排水不畅的地方。疏丛草逐渐被密丛草所代替,植物残体在水不易流通的环境里,因分解不充分而转化为泥炭,草甸植被逐渐为沼泽植被所代替,草甸转化为沼泽。草甸沼泽化景观★沼泽的分类及类型•沼泽的发育过程分类•外部形态特征分类•有无泥炭形成与积累分类•湿地类型★沼泽的类型1、按沼泽的发育过程分类:•富养沼泽--草本沼泽:地表水和地下水供给充分,泥炭灰分含量超过18%,植物需要的养分充分,莎草科植物占优势;•中养沼泽--苔草泥炭藓沼泽:泥炭层发育隆起,地下水无法供给,只依靠降水,植物需要的营养贫乏,泥炭灰分含量低于4%,以泥炭藓等贫营养植物为主;•贫养沼泽--泥炭藓沼泽:介于上述两者之间。•2、按沼泽的外部形态特征分类•低位沼泽•中位沼泽•高位沼泽低位沼泽•也称富营养型沼泽,它是沼泽发育的初级阶段。沼泽表面低洼,经常成为地表径流和地下水汇集的所在。水源补给主要是地下水,随着水流带采大量矿物质,营养较为丰富,灰分含量较高。•主要特征:沼泽表面呈浅碟形;泥炭层不太厚;由于地表水和地下水补给丰富,水文状况尚未发生显著变化;沼泽植物以嗜养分植物为主(如莎草、芦苇等)。中位沼泽•也叫过渡型沼泽或中营养型沼泽。它是沼泽发育的过渡阶段。由雨水与地表水混合补给,营养状态中等。有富养沼泽植物,也有贫养沼泽植物。•主要特征:由于泥炭层的日益增厚,沼泽表层变得平坦;水分运动状况发生了改变;沼泽植物以中养分植物为主。高位沼泽•也称贫营养型沼泽,它是沼泽发育的高级阶段。随着沼泽的发展,泥炭藓增长,泥炭层增厚,沼泽中部隆起,高于周围,故称为高位沼泽或隆起沼泽。水源补给仅靠大气降水。灰分含量低,营养贫乏,故名。•特点:由于泥炭的不断累积,泥炭层较厚;沼泽表面中部凸起;沼泽中水文状况发生了显著的变化;沼泽植物以需养分少的为主(如水藓、羊胡子草等)。必须注意的是:这里的低位沼泽、中位沼泽、高位沼泽,不是以其所处地形高低命名,而是以其外部形态等特征命名的。3、根据有无泥炭形成与积累分类分为泥炭沼泽和潜育沼泽两类泥炭沼泽潜育沼泽沼泽泥炭•中国主要位于中纬度地带,冷湿地区较少,所以泥炭沼泽分布仅约3.52万km2,泥炭层也较薄,一般约几十厘米,有机质含量多为50-70%。主要分布在东北地区。•潜育沼泽分布较广,约有7.48万km2。分布于东部广大平原和滨海地区。潜育沼泽土层严重潜育化,多有较厚的草根层,但无泥炭积累,土壤表层有机质含量在10%左右。湿地分类•高原湿地•海滨湿地•内陆淡水•内陆盐碱•泥炭湿地•湿地生物三、沼泽的水文特征•(l)沼泽水的存在形式是以重力水、毛管水、薄膜水等形式存在于泥炭和草根层中。•(2)沼泽水量平衡—径流与蒸发•(3)沼泽水的运动—径流•(4)沼泽的温度、冻结和解冻•(5)沼泽水质特征沼泽的水文特征•沼泽的含水性•沼泽的透水性•沼泽的蒸发•沼泽径流•若把沼泽看作不稳定的土地和不可航行的水,虽则不科学,却很中肯。这正着重指出了土地和水相互渗透的性质,表明沼泽是介于陆地和水体间的自然体。沼泽中经常含有大量的水,占89%-94%,甚至更多,而泥炭只占5%-10%。沼泽是良好的蓄水体。(2)沼泽水量平衡•蒸发量大、径流量小是沼泽水量平衡的突出特点。•沼泽地区地表径流量很少,大部分水量为沼泽吸收,消耗于蒸发。据研究,沼泽水量支出部分,径流量约占25%,而蒸发量却占75%。所以沼泽地区径流模数是很小的。•在多年变化中,蒸发量变化小,径流量变化相对较大。•沼泽蒸发量的大小与沼泽类型、气候条件及沼泽蓄水的多少有关。潜育沼泽、低位沼泽蒸发量较大,沼泽蓄水多时,蒸发量与辐射平衡值呈正相关。在夏季,当沼泽前期蓄水量基本耗尽时,沼泽蒸发量与降水量也呈正相关。(3)沼泽水的运动•沼泽径流可分为沼泽地表径流和泥炭层径流。•在沼泽发育的初级阶段,沼泽地表径流一般呈微弱流动状态。低位沼泽区受沼泽表面微地形的影响,一部分在湿洼地中呈明流流动,另一部分水通过草丘成渗透流,且流线网成向心状;在高位沼泽区,由于沼泽体中部表面凸起,因而形成辐射状流线网。•泥炭层径流是一种渗透流,呈层流状态,可用达西定律(见“地下水/土壤水的饱和流与非饱和流”部分)描述。(4)沼泽的温度、冻结和解冻•表面有积水或表层水饱和的沼泽,其表面温度及日变幅都小于一般地面;•地表无积水而近于干燥的泥炭沼泽和干涸的潜育沼泽则接近于一般地面。•沼泽温度日变化波及的垂直深度一般均很小。(4)沼泽的温度、冻结和解冻•高纬地区的沼泽有冻结现象。•当潜水位到过沼泽表面时,冻结过程开始较晚,冻结慢、深度小;•当表层有机物质近于干燥时,冷却快、冻结早,但下层冻结很迟缓,冻结深度也小。•同理,春天解冻迟、化透时间晚。例如,三江平原,7月间正值盛夏,沼泽表面温度可高于20℃,但有的沼泽表面以下仍有冻层存在。(5)沼泽水质特征•沼泽水富含有机质和悬浮物,生物化学作用强烈。•水体混浊、呈黄褐色。因有机酸和铁锰含量较高,沼泽水面常出现红色。•沼泽水矿化度较低,除干旱区的盐沼和海滨沼泽外,一般不超过500mg/L;•水的硬度很低;•pH值3.5-7.5呈酸性和中性反应,以弱酸性反应居多;•腐植质的含量从几毫克至上百毫克(mg/L)不等。四、沼泽的沉积作用•沼泽的沉积作用以生物沉积作用为主。•植物死亡→煤植物尸体被埋藏菌解作用还原环境腐殖质分解、H、O挥发泥炭(59%)压实、脱水、胶结、碳化褐煤(69%)脱腐殖酸烟煤(82%)温压作用无烟煤(95%)泥炭化作用成煤作用沼泽的生物沉积作用•沼泽地区生长大量嗜湿性植物,死亡后尸体堆积,它们在沼泽水、上覆植物尸体和泥沙的掩覆下,处于氧气不足的环境中,进行缓慢的氧化和细菌分解,放出CO2及CH4等气体,有机堆积物的含碳量相对增加。随着水中氧气的损耗和腐植酸的增加,细菌无法继续生存