Table of Contents
Водно-болотные угодья как регуляторы природных вод в Юго-Восточной Азии
По низменным поймам дельты Меконга, торфяным болотам Борнео и мангровым побережьям Филиппин водно-болотные угодья выполняют сложный гидрологический балансирующий акт, который поддерживает жизнь сотен миллионов людей. Эти экосистемы не являются пассивными ландшафтами - они являются активными гидрологическими двигателями, которые опосредуют время, качество и количество пресной воды, движущейся через региональные системы. Понимание того, как водно-болотные угодья поддерживают водные циклы в Юго-Восточной Азии, имеет важное значение для водной безопасности, снижения риска бедствий и адаптации к климату в одном из самых быстро развивающихся регионов на Земле.
Юго-Восточная Азия содержит некоторые из самых обширных и экологически значимых водно-болотных угодий в мире. Регион содержит приблизительно 50 миллионов гектаров водно-болотных угодий, включая торфяники, мангровые заросли, пресноводные болота и пойменные леса. Эти системы регулируют поток воды через международные границы, поддерживают рыболовство, которое обеспечивает белок для миллионов, и буферные прибрежные сообщества против штормовых нагонов. Их роль в водном цикле выходит далеко за рамки простого хранения - они влияют на модели испарения, скорости подпитки грунтовых вод и сроки выпуска воды, которая поддерживает потоки сухого сезона в основных речных системах.
Гидрологические функции экосистем водно-болотных угодий
Хранение воды и затухание наводнений
Водно-болотные угодья функционируют как естественные резервуары, которые захватывают и хранят осадки, поверхностный сток и паводковые воды. Во время сезона муссонов - когда Юго-Восточная Азия получает 70-90 процентов своих ежегодных осадков - водно-болотные угодья поглощают избыточную воду и уменьшают пиковые потоки наводнений. Озеро и пойменная система Тонле в Камбодже иллюстрирует эту функцию. Во время муссона река Меконг обращает поток в Тонле-Сап, расширяя озеро от примерно 2600 квадратных километров до более чем 15 000 квадратных километров. Этот сезонный импульс наводнения хранит огромные объемы воды, которые постепенно высвобождаются в сухой сезон, поддерживая потоки в дельте Меконга и поддерживая выращивание риса, рыболовство и внутренние запасы воды.
В торфяных болотных лесах Индонезии и Малайзии вода хранится в их толстых органических слоях, которые могут быть глубиной в несколько метров. Эти торфяные слои действуют как гигантские губки, удерживая до 90 процентов их объема в качестве воды. Во время сильных осадков они поглощают стоки и медленно выделяют их в течение недель и месяцев. Этот буферный эффект снижает тяжесть наводнений в районах ниже по течению и поддерживает базовые потоки в сухие периоды. Исследования из Центрального Калимантана показывают, что неповрежденные торфяные болотные леса могут задерживать пики наводнений на 5 до 10 дней по сравнению с деградировавшими или осушенными торфяниками, обеспечивая критическое время для систем предупреждения о наводнениях и реагирования.
Подзарядка грунтовых вод и техническое обслуживание базисных потоков
Водно-болотные угодья облегчают подпитку грунтовых вод, позволяя воде медленно проникать в глубинные водоносные горизонты. Плотные корневые системы водно-болотной растительности создают пути для движения воды, в то время как богатые органическими веществами почвы сохраняют влагу и способствуют перколяции. В бассейне Нижнего Меконга поймы водно-болотных угодий вносят значительный вклад в подпитку аллювиальных водоносных горизонтов, которые поставляют питьевую воду и ирригацию для десятков миллионов людей. В сухой сезон эти водоносные горизонты постепенно сбрасываются в реки и ручьи, поддерживая базовые потоки, которые поддерживают судоходность водных путей и функционирование экосистем.
Мангровые леса вдоль берегов Таиланда, Вьетнама и Мьянмы также способствуют динамике грунтовых вод. Их обширные корневые системы улавливают отложения и органическое вещество, создавая слои почвы, которые хранят пресноводные линзы над солеными грунтовыми водами. Эти пресноводные линзы имеют решающее значение для прибрежных сообществ, которые полагаются на мелководные скважины для питьевой воды. Когда мангровые леса очищаются, потеря этой пресноводной буферной способности часто приводит к проникновению соленой воды в прибрежные водоносные горизонты, ухудшая качество воды и делая колодцы непригодными для использования.
Улучшение качества воды за счет естественной фильтрации
Водно-болотные угодья являются одними из самых эффективных природных систем очистки воды на планете. По мере того, как вода течет через водно-болотные угодья и почвы, набор физических, химических и биологических процессов удаляет загрязняющие вещества, питательные вещества и отложения. Отложенные твердые вещества попадают в ловушку растительных стеблей и корней , в то время как бактерии и микроорганизмы разрушают органические загрязнители. Водно-болотные растения поглощают избыток азота и фосфора — питательные вещества, которые в противном случае вызывали бы цветение водорослей и истощение кислорода в реках, озерах и прибрежных водах.
В Юго-Восточной Азии, где быстрая индустриализация и интенсификации сельского хозяйства привели к широкому загрязнению воды, водно-болотные угодья обеспечивают критическую экосистемную услугу. Мангровые заросли в Одише — хотя и не в Юго-Восточной Азии — предлагают модель: аналогичные мангровые системы в дельте Меконга и Дельта Махакама в Индонезии фильтруют сток сельскохозяйственных культур с рисовых полей и плантаций пальмового масла, прежде чем он достигнет прибрежных вод. Один гектар мангровых водно-болотных угодий может удалить до 150 килограммов азота в год и улавливать несколько тонн осадка, предотвращая задушение коралловых рифов и русла морских трав.
Построенные водно-болотные угодья все чаще используются в качестве недорогих решений для очистки сточных вод в Юго-Восточной Азии. В Бангкок, Таиланд , построенный Bang Pu водно-болотный угодье обрабатывает муниципальные сточные воды из окружающих общин, достигая эффективности удаления от 70 до 90 процентов для биохимического спроса на кислород и общего количества взвешенных твердых веществ. Эти инженерные системы имитируют гидрологические и биологические процессы естественных водно-болотных угодий, обеспечивая децентрализованную обработку, которая является доступной и энергоэффективной.
Эвапотраспирация и региональные схемы осадков
Водно-болотные угодья не являются пассивными резервуарами — они активно циркулируют водой обратно в атмосферу через испарение. Сочетание испарения с открытых водных поверхностей и транспирации с водно-болотной растительности возвращает в атмосферу значительные объемы водяного пара, влияя на местные и региональные модели осадков. В влажных тропиках Юго-Восточной Азии испарение водно-болотных угодий способствует влаге, которая питает муссоновые системы и поддерживает режимы осадков.
Больнистые леса на Суматре и Борнео имеют скорость эвапотранспирации, которая является одной из самых высоких среди любых наземных экосистем, выпуская 1500-2000 миллиметров воды в год обратно в атмосферу. Этот водяной пар транспортируется преобладающими ветрами и способствует осадкам по всему региону. Исследования с использованием изотопных трассеров показали, что значительная часть осадков во внутренних районах Юго-Восточной Азии происходит от эвапотранспирации из прибрежных и низменных водно-болотных угодий. Когда водно-болотные угодья осушаются или превращаются в другие виды землепользования, эта влагопереработка нарушается, потенциально уменьшая количество осадков и усугубляя условия засухи.
Мангровые леса также играют роль в регулировании прибрежного микроклимата. Их плотные навесы создают пограничный слой, который улавливает влагу и снижает скорость ветра, повышая местную влажность и смягчая экстремальные температуры. Этот микроклиматический эффект поддерживает рост прилегающих сельскохозяйственных угодий и поддерживает условия, благоприятные для естественной регенерации прибрежной растительности.
Взаимодействие углерода и воды в водно-болотных угодьях Юго-Восточной Азии
Углеродный цикл и водный цикл тесно связаны в водно-болотных экосистемах. Те же условия, которые позволяют водно-болотным угодьям хранить и регулировать воду - заболоченные почвы, медленные темпы разложения и высокое накопление органических веществ - также позволяют им секвестрировать углерод со скоростью, намного превышающей скорость наземных лесов. Питленды в Юго-Восточной Азии хранят приблизительно 69 миллиардов тонн углерода , что делает их одними из крупнейших наземных углеродных резервуаров на Земле. Это хранение углерода поддерживается только до тех пор, пока уровень воды остается высоким, а торф остается насыщенным.
Когда водно-болотные угодья сливаются для сельского хозяйства, развития плантаций или инфраструктуры, стол с водой падает и кислород поступает в торф. Это инициирует быстрое разложение органического вещества, высвобождая углекислый газ и закись азота в атмосферу. Осушенные торфяники в Индонезии и Малайзии выделяют примерно 500 миллионов тонн углекислого газа ежегодно, что эквивалентно общим выбросам нескольких промышленно развитых стран. Пожары на осушенных торфяниках, которые происходят почти исключительно в сухие периоды, когда торф высыхает, выделяют еще больше углерода, наряду с токсичной дымкой, которая вызывает респираторные заболевания в Юго-Восточной Азии.
Взаимосвязь между гидрологией и хранением углерода создает обратную связь: дренаж водно-болотных угодий снижает емкость для хранения воды, что усугубляет риск засухи и пожара, что приводит к дальнейшим выбросам углерода, что способствует изменению климата, что изменяет характер осадков и увеличивает вероятность сильных засух. Восстановление гидрологии водно-болотных угодий — путем блокирования дренажных каналов и повышения уровня воды — является наиболее эффективной стратегией для прекращения потерь углерода и реактивации накопления торфа. Агентство по восстановлению торфяников в Индонезии заблокировало более 3000 дренажных каналов с 2016 года, пересчитав более 800 000 гектаров деградировавших торфяников и сократив выбросы огня на целых 80 процентов в некоторых районах.
Угрозы для функций водно-болотного цикла
Конверсия и дренаж землепользования
Наиболее прямой угрозой для водно-болотных угодий в Юго-Восточной Азии является физическое преобразование в другие виды землепользования. С 1990 года Индонезия потеряла более 40 процентов своего первоначального лесного покрова торфяного болота , в первую очередь из-за дренажа для плантаций масличных пальм и целлюлозы. В Малайзии за тот же период мангровые леса сократились на 20-30%, что обусловлено преобразованием в водоемы аквакультуры и развитием инфраструктуры. Дельта Меконга потеряла более половины своих естественных пойменных водно-болотных угодий из-за интенсификации риса и расширения городов.
Дренаж для сельского хозяйства фундаментально изменяет гидрологию водно-болотных угодий. Каналы снижают уровень воды, увеличивают скорость дренажа и сокращают продолжительность затопления. Это снижает емкость хранения воды, увеличивает пики наводнений в районах ниже по течению и устраняет поток базы сухого сезона, который поддерживает водные экосистемы. В дренированных торфяниках оседание - физическое уплотнение и окисление торфа - заставляет поверхности земли опускаться на 2 до 5 сантиметров в год , что в конечном итоге приводит к полной потере торфяного слоя и преобразованию ландшафта из раковины углерода в источник углерода.
Развитие инфраструктуры и гидрологическая фрагментация
Плоды, дамбы, насыпи и дороги фрагментируют гидрологическую связь водно-болотных угодий, нарушая естественные режимы потока, которые поддерживают структуру и функцию водно-болотных угодий. В бассейне реки Меконг в настоящее время более 130 гидроэлектростанций либо завершены, либо находятся в стадии строительства, с гораздо большим количеством запланированных. Эти плотины захватывают отложения и изменяют время импульсов наводнения, которые поддерживают систему Тонле Сап и водно-болотные угодья дельты Меконга. Снижение нагрузки на отложения вызвало ускорение темпов эрозии дельты, при этом некоторые районы теряют от 20 до 30 метров береговой линии в год .
Урбанизация и строительство дорог разбивают водно-болотные угодья на более мелкие изолированные участки, которые теряют свою гидрологическую функцию. В дельте Чао Прайя в Таиланде с 1960 года городская экспансия сократила площадь водно-болотных угодий более чем на 60 процентов, способствуя увеличению ущерба от наводнений в Бангкоке и снижению доступности воды в сухой сезон в окружающем сельскохозяйственном регионе. Потеря связи с водно-болотными угодьями также уменьшает перемещение водных видов, влияя на рыболовство и биоразнообразие.
Изменение климата влияет на гидрологию водно-болотных угодий
Изменение климата изменяет гидрологические режимы, от которых зависят водно-болотные угодья. Повышение уровня моря угрожает низменным прибрежным водно-болотным угодьям — мангровым зарослям, приливным болотам и дельтаическим поймам. Дельта Меконга, где проживает 17 миллионов человек , испытывает относительное повышение уровня моря на 2-4 сантиметра в десятилетие из-за сочетания глобального повышения уровня моря и оседания суши от добычи подземных вод. Если уровень моря повысится на 50 сантиметров к 2050 году — сценарий, соответствующий текущим прогнозам — большие площади водно-болотных угодий дельты будут постоянно затоплены или преобразованы в открытую воду.
Изменение структуры осадков также влияет на циклы водно-болотных угодий. Прогнозы для материковой части Юго-Восточной Азии предполагают, что сезон муссонов может стать более интенсивным, с более тяжелыми событиями осадков, разделенными более длительными сухими периодами. Это увеличит роль водно-болотных угодий, буферизирующих наводнения, но только если они останутся нетронутыми и здоровыми. Деградированные водно-болотные угодья с уменьшенной емкостью хранения не смогут поглощать увеличение количества осадков, что приведет к более серьезным наводнениям. Более длительные сухие периоды уменьшат доступность воды в сухой сезон в реках и грунтовых водах, подчеркивая сообщества, которые зависят от водно-болотных угодий для водоснабжения в сухой сезон.
Более высокие температуры увеличивают испарение и скорость испарения, потенциально высыхая водно-болотные угодья в критические периоды. Для торфяников это создает порочный круг: более высокие температуры высыхают торф, увеличивая риск пожара и ускоряя высвобождение углерода, что приводит к дальнейшему потеплению. Пожары в торфяниках в Индонезии в течение лет Эль-Ниньо — когда температуры повышены и осадки подавлены — становятся все более серьезными, с пожарами 2015 года, высвобождающими приблизительно 1,6 миллиарда тонн углекислого газа , больше, чем ежедневные выбросы всей экономики Соединенных Штатов.
Стратегии сохранения и восстановления для поддержания водного цикла
Защищенные водно-болотные угодья и комплексное управление водными ресурсами
Определение водно-болотных угодий как охраняемых районов является основополагающей стратегией для сохранения их функций водного цикла. Юго-Восточная Азия добилась значительного прогресса в этом отношении: Рамсарская конвенция о водно-болотных угодьях перечисляет 250 водно-болотных угодий международного значения по всему региону, охватывая более 20 миллионов гектаров.Биосферный заповедник Тонле Сап в Камбодже, Национальный парк Касур в Индонезии и Као Сам Рой Йот Водно-болотные угодья в Таиланде являются примерами, где статус охраняемых районов помог поддерживать гидрологические режимы и функцию экосистем.
Однако одних только охраняемых районов недостаточно. Водно-болотные угодья связаны со всеми речными бассейнами и прибрежными системами, что требует комплексных подходов, которые рассматривают использование земельных ресурсов вверх по течению, добычу воды и развитие инфраструктуры. Интегрированное управление водными ресурсами (IWRM) Рамки, которые включают сохранение водно-болотных угодий в качестве явной цели, реализуются в Комиссии по реке Меконг и Ассоциация стран Юго-Восточной Азии (АСЕАН) Водное сотрудничество Инициативы. Эти рамки признают, что поддержание гидрологии водно-болотных угодий имеет важное значение для безопасности воды, производства продовольствия и снижения риска бедствий через национальные границы.
Гидрологическая реконструкция деградировавших водно-болотных угодий
Восстановление деградированных водно-болотных угодий может восстановить многие из их функций водного цикла. Наиболее распространенные восстановительные вмешательства сосредоточены на переналадке — поднятии таблиц воды до уровней, которые поддерживают водно-болотную растительность и накопление торфа. В торфяниках это включает блокирование дренажных каналов, строительство контрольных плотин и в некоторых случаях перекачку воды из соседних водных путей в торфяники. Проект восстановления Центрального Калимантана торфяников продемонстрировал, что переналадка может снизить риск пожара на 70-90%, восстановить гидрологию торфяников и реактивировать поглощение углерода в течение 3 до 5 лет вмешательства.
Проекты по восстановлению мангровых зарослей в Юго-Восточной Азии, включая крупномасштабные усилия в дельте Меконга Вьетнама и , показали, что пересадка мангровых зарослей может восстановить функции защиты прибрежных районов и восстановить емкость для хранения пресной воды в течение 10-15 лет. Эти проекты подчеркивают важность восстановления природных гидрологических условий, включая приливные потоки и пресноводные ресурсы, а не просто посадку деревьев. Успешное восстановление мангровых зарослей требует устранения коренных причин деградации, таких как отказ от креветочного пруда или отвод пресной воды вверх по течению.
Управление водно-болотными угодьями на уровне общин
Местные общины являются основными распорядителями ресурсов водно-болотных угодий в большей части Юго-Восточной Азии. Подходы к управлению на уровне общин, которые признают местные права и знания, доказали свою эффективность в поддержании циклов водно-болотных угодий при одновременной поддержке средств к существованию. Программа сохранения и устойчивого использования водно-болотных угодий в Маконге работала с рыболовными общинами в нижнем бассейне Меконга для создания рыболовных зон на уровне общин и планов управления водно-болотными угодьями на уровне деревень , которые уравновешивают использование воды, сохранение и средства к существованию.
В Индонезии в сотрудничестве с Агентством по восстановлению торфяников были созданы пожарные бригады и патрульные отряды на уровне деревень. Эти общинные группы контролируют уровень воды, поддерживают структуры блоков каналов и внедряют контролируемые методы горения, которые предотвращают крупномасштабные торфяные пожары. Этому подходу приписывают снижение уровня пожаров в целевых деревнях на целых 60 процентов при одновременном улучшении доступности воды в сухой сезон для сельского хозяйства и бытового использования.
Политика и экономические инструменты сохранения водно-болотных угодий
Эффективное сохранение требует поддерживающей политики и экономических стимулов. Платежи за экосистемные услуги (PES) схемы, которые компенсируют землевладельцам за поддержание гидрологических функций водно-болотных угодий, пилотируются в нескольких странах Юго-Восточной Азии. Программа «Зеленые водные кредиты» в реках Сесан и Срепок — притоки Меконга, протекающие через Камбоджу и Вьетнам — платит фермерам нагорья за поддержание лесного покрова и буферов водно-болотных угодий, которые регулируют поток воды и уменьшают нагрузку на осадки ниже по течению.
Национальные стратегии, которые придают приоритетное значение сохранению водно-болотных угодий в рамках планирования развития, имеют важное значение. Мораторий Индонезии на новые разрешения на преобразование торфяников , установленный в 2011 году и усиленный в 2016 году, замедлил темпы потери торфяников и сосредоточил внимание на восстановлении. Решение Вьетнама 120/2013/QD-TTg , которое предписывает охрану 100 000 гектаров прибрежных мангровых лесов к 2030 году, обеспечивает основу политики для сохранения и восстановления мангровых лесов. Эти политики, при эффективном применении, создают нормативные условия, необходимые для поддержания функций цикла водно-болотных угодий в ландшафтном масштабе.
Роль водно-болотных угодий в трансграничном управлении водными ресурсами
Основные речные системы Юго-Восточной Азии — Меконг, Салвин, Иравади, Красная река и Капуас — все зависят от водно-болотных угодий, которые пересекают национальные границы. Комиссия по реке Меконг признала, что сохранение водно-болотных угодий является неотъемлемой частью трансграничного управления водными ресурсами, и ее [FLT: 2] Процедуры уведомления, предварительных консультаций и соглашения [FLT: 3] требуют от государств-членов учитывать влияние предлагаемых разработок на гидрологию водно-болотных угодий. [FLT: 4] Соглашение АСЕАН о трансграничном загрязнении дымом [FLT: 5] — при сосредоточении на качестве огня и воздуха — имеет прямые последствия для гидрологии водно-болотных угодий, поскольку торфяные пожары являются основным источником дымки и напрямую связаны с глубиной водного стола.
Водно-болотные угодья также играют роль в региональной адаптации к изменению климата. Рабочая группа АСЕАН по изменению климата определила природные решения, включая восстановление и сохранение водно-болотных угодий, в качестве приоритетных стратегий адаптации к гидрометеорологическим опасностям. Поддержание циклов водно-болотных угодий снижает уязвимость к наводнениям и засухам, поддерживает производительность сельского хозяйства и защищает инфраструктуру — выгоды, которые все чаще признаются в национальных Вклады, определяемые на национальном уровне (FLT:3]) в соответствии с Парижское соглашение .
Вывод: Комплексные подходы к обеспечению безопасности в водном цикле
Водно-болотные угодья Юго-Восточной Азии — это гораздо больше, чем пассивные ландшафты — это активные гидрологические системы, которые регулируют сроки, качество и количество воды в одном из самых динамичных и густонаселенных регионов мира. От торфяных куполов Борнео до мангровых зарослей дельты Меконга эти экосистемы обеспечивают хранение воды, затухание наводнений, подзарядку подземных вод, очистку воды и утилизацию влаги в масштабах, которые непосредственно влияют на жизнь и средства к существованию сотен миллионов людей. Угрозы, с которыми они сталкиваются — преобразование земель, дренаж, фрагментация инфраструктуры и изменение климата — ускоряются, и последствия их потери будут ощущаться во всем регионе.
Для охраны и восстановления гидрологической функции водно-болотных угодий требуются комплексные подходы, сочетающие в себе охраняемые районы, восстановление ландшафта, участие общин и поддерживающую политику. Для этого необходимо признать, что водно-болотные циклы не отделены от водных систем человека — они являются основой, от которой зависит водная безопасность в Юго-Восточной Азии. Доказательства очевидны: водно-болотные угодья поддерживают водные циклы, которые поддерживают жизнь, сельское хозяйство и экономическое развитие во всем регионе. Их сохранение не является роскошью — это необходимость для безопасного для воды будущего в Юго-Восточной Азии.
Для дальнейшего чтения по гидрологии водно-болотных угодий, Рамсарская конвенция о водно-болотных угодьях предоставляет всесторонние ресурсы по функциям и управлению водно-болотными угодьями.Глобальная торфяниковая инициатива предлагает подробную информацию по гидрологии и восстановлению торфяников, в то время как Комиссия по реке Меконг публикует данные и анализ по гидрологическим функциям водно-болотных угодий бассейна МеконгаСтокгольмский международный институт водных ресурсов (] и Международный институт управления водными ресурсами (IWMI) поддерживают исследовательские программы по роли водно-болотных угодий в региональных водных циклах и устойчивости к изменению климата.