湖泊与湿地论文_湖泊湿地生态学论文

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城市湿地恢复关键技术研究

内容摘要：先简要阐述了城市湿地的定义、特征及其功能，同时揭示了我国城市湿地的现状。在我国的城市化发展过程中，城市湿地面积大幅度减少，严重制约着城市的可持续发展，保护湿地，对城市湿地进行恢复刻不容缓。本文主要从湿地生境、湿地生物、湿地生态系统结构与功能方面,系统地分析了城市湿地生态恢复的关键技术。并以实例说明了其在城市湿地恢复中的应用。

关键词：城市湿地 恢复 技术

Research on urban wetlands restoration technology

Abstract: A brief introduction about urban wetlands is made at first , then reveal the situation of China’s urban wetlands.With the development of urban civilization , the area of urban wetlands has significantly reduced , which also have a bad effect on the sustainable development of city.This paper researches the everglade biogeocenose modified with wetland remediation and guided by bionomics, analyses the main questions about wetland and environment.Cases of using the main technology of urban wetland remediation is also analyzed.Key word: urban wetlandrestorationtechnology

1引言

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。城市湿地对于城市来说更是有举足轻重的意义，直接关系着城市的发展。其对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展也具有十分重要的作用。城市湿地的恢复，需要理论的指导和技术的创新。与发达国家相比，我国城市湿地恢复技术的研究起步较晚，也借鉴了不少国外湿地恢复的经验，我们要因地制宜，结合本区域湿地实际情况，选择最为合理的恢复方案。

2城市湿地概述

2.1城市湿地定义及其特征

分布于城市（镇）地域内的各类湿地为城市湿地。城市湿地可分为自然湿地和人工湿地。随着城市基础设施的扩建，城区为数不多的城市湿地的生态学属性发生了变化，形成了其独有的特征。主要特征表现为：自然属性弱化，人文属性突出。景观结构破碎化严重，水文结构减弱。生物多样性降低。城市湿地与非城市湿地相比，生态系统结构相对简单，生物多样性降低，稳定性下降。功能多元化同时社会服务功能增强。

2.2城市湿地功能

城市湿地的重要功能和价值是人类社会发展和城市文明进步的物质和环境基础。其功能主要有：保护生物多样性、改善城市环境、调蓄洪水、补充地下水、休闲娱乐、美学价值、科研教育及经济效益。

2.3我国城市湿地现状

（1）湿地面积逐年减少

随着城市化的发展，城市湿地面积不断减少，究其根本原因，是由于城市水土资源的紧张造成的。据统计，上海市的淡水河流、湖泊河面率，在上世纪80年代初为11.10%，近期降低到8.40%,减少了2.7个百分点，也即20年来城市水面积减少了约1/4[5]。此外，水体污染导致的富营养化问题也加剧了水体老化、湿地退化的严峻局势。

（2）具有显著的人工性

人工湿地是城市湿地的一个重要组成部分，如北京市湿地总面积5万公顷，人工湿地就占到了1.5万公顷[6]。此外，人类在自然湿地中也进行着大量人工水利活动，包括对河岸带进行硬化处理，在河流上游修建水库等。人们的这些改造活动使天然河道变得人工化、渠道化，并且割裂了流域内相互贯通的天然河湖水系，使水路不畅，在便利人类生产、生活的同时也给水生态系统带来严重危害，从长远来说弊大于利。

(3)缺乏生物多样性

水利工程以及城市其它工程项目，强烈地改变了地表水文状况，对城市景观造成破坏，更严重的是损坏了流域自然水系，水路受阻或水量减少，影响到河流中生物的发育环境，导致很多天然水体生态系统严重褪化，丧失了其生物多样性的基本特性。此外，城市人工湿地的设计，几乎很少考虑生物多样性因素，更多情况只是当作水利工程进行。

(4)水污染现象严重

城市湿地生态系统组成单一，结构不完整，稳定性较差，对污染物质的消纳能力低。而现实的情况是，由于我国多数城市的下水道建设严重滞后，大量的工业废水、生活污水、农田退水和雨水径流未经处理直接排入河道、湖泊等地表水体，污染负荷极大超出水体自净能力，导致水生态系统物质转化失衡，诱发水质污染问题。

3城市湿地恢复关键技术

3.1湿地恢复的概念

湿地恢复，是指受损的湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程，也包括通过生态技术或生态工程对退化湿地或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。包括提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地，增加湖泊的深度和广度以扩大湖的容积，增加鱼的产量，增强调蓄洪水的功能，迁移湖泊河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质，恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地，同时也有助于水质恢复。目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河缘湿地的恢复上。

3.2城市湿地生态恢复技术

3.2.1城市湿地生境恢复技术。

湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施,提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复 包括以下三类：

（1）湿地的基底恢复：通过采取工程措施,维护基底的稳定性,稳定湿地面积,并对湿地的地形、地貌进行改造。基底恢复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。

(2)湿地水状况恢复：包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。水文条件的恢复通常是通过筑坝、修建引水渠等水利工程措施来实现。湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。

其中，污水处理技术包括物理处理技术、化学处理技术、氧化塘技术。目前应用较为广泛的有植物恢复技术及动物与微生物修复技术。植物恢复技术是利用植物及其共生生物体系消除水体中的污染物的环境污染治理技术；动物与微生物修复技术则是通过动物（包括周从动物、底栖动物和鱼类）以及微生物直接分解污染物，防治水体中有害藻类。

水体富营养化修复技术有环境技术和生态技术。环境技术是用水处理技术消除进入水体中的P、N和有机污染物等。生态技术则是通过改善生态环境和周围环境，减少不利化因素（P、N和有集污染物）和生物因素。

(3)湿地土壤恢复：包括土壤污染控制技术、土壤肥力恢复技术等。根据湿地生境类型低洼积水的特点，采取由针对性的整地措施，如通过坡面整地、推土做垄等利于排水的整地措施，改善绿色植物生长的水分条件，并结合挖排水沟等措施来加强灌排水管理及加快土壤的脱盐过程。

3.2.2湿地生物恢复技术。

生物修复(bioremediation)技术是利用微生物、植物及其他生物, 将环境中的危险性污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质的工程技术系统。

湿地生物恢复技术主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。

在物种选育方面，植物是城市湿地生态工程中最主要的生物净化材料,它能直接吸收利用污水中的营养物质,对水质的净化有一定作用。目前,在人工湿地植物种类应用方面,国内外均以水生植物类型为主,尤其是挺水植物。由于不同植物种类在营养吸收能力、根系深度、氧气释放量、生物量和抗逆性等方面存在差异,所以它们在人工湿地中的净化作用并不相同。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类,还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类,尽可能的做到一项投入多处收益。

用于城市湿地系统的植物种类应具备以下特征:①有生态接受性,例如,不能对周围的自然生态系统的生态和遗传整体性产生显著的杂草威胁和疾病灾害;②对当地的气候和病虫害具有耐受性;③对污染物和高度富营养化水具有耐受性;④在湿地环境,能够繁殖、建群、扩展和生长;⑤有较高的污染物去除能力,能直接吸收和贮存,或者通过促进微生物的转化作用发挥间接作用

3.2.3生态系统结构与功能恢复技术。

主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点。退化湿地生态系统恢复,在很大程度上,需要依靠各级政府和相关部门重视,切实加强对湿地保护管理工作的组织领导,强化湿地污染源的综合整治与管理,通过部门间的联合,加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量,控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响,大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排

放标准达标排放,有条件的地区应推广养殖废水土地处理。

3.3城市湿地恢复技术应用实例——以西溪国家湿地公园为例

西溪湿地位于杭州城西，占地面积约6O km。西溪和西泠、西湖并称“三西”，素有“副西湖”之美誉。近年来，随着杭州城市扩张及房地产开发等人为因素，西溪湿地的景观格局发生了显著变化，建设用地和农用地对整个湿地的控制作用不断增强，使得湿地空间日益缩小。为此，在规划建设中充分利用了生态恢复原理，尽量保护和恢复湿地的生态原貌，充分发挥其“城市绿肾”的作用，实现湿地的可持续利用。

应用一：湿地生境恢复技术

在西溪国家湿地公园中,大部分水系为高河堤与深水域,生态保护价值较低,导致湿地的许多功能丧失。但浅水池塘比深水池塘更适合野生生物栖息。因此,在湿地景观规划中,选择了具有典型湿地特征的浅水沼泽。不仅营造优良的湿地景观,而且为白鹭等野生动物提供了良好的栖息地。

在西溪湿地中,堤岸大多比较陡直,从生态角度而言,不仅湿地环境比较单一,而且不利于生物多样性的营建,故而将一定陡坡改成缓坡,增加了水陆过渡带,形成了浅岸,允许不同植被带的植物群落逐渐过渡,更有利于昆虫和无脊椎动物群落生长。同时在湿地内配置了大量枯木，虽然枯木自身没有生命力,但其可以为生物提供一定形式的栖息地,对于野生动物的生存非常有利。

应用二：湿地生物恢复技术： 因地制宜配置植物。

西溪湿地的植物景观营造充分尊重原有地形、地貌,并结合当地的历史文化要求,所选植物主要是西溪湿地乡土植物,以柳树为例,主要栽植旱柳和河柳。对西溪国家湿地公园河道两侧的植物形态以保留保护为主,有少量因视线通透、交通通达要求而需要修整岸线,沿袭河岸原有植物群落布局及种植方式进行植物配置,并结合所处环境、地域特征、地势条件,营造了形态多样且具有西溪地域特征的植物生态群落,如芦竹群落、芦苇群落、早园竹群落、水蓼群落、芒尖苔草群落等。在生态恢复进程中,关注群落中的优势种,抓住关键,依照自然规律配置主要植物,从而带动整个生态系统的恢复。实验证明,在生态恢复进程中,生态系统各阶段的优势种对演替起主导作用。

应用三：生态系统结构与功能恢复技术：

在西溪国家湿地公园的规划建设中,为了确保原有生态系统得到有效保护,同时恢复遭到人为破坏的自然生态系统,在西溪湿地开辟层次丰富的生态保护区。其中,生态保护培育区主要保护现有的池塘、湖泊、林地、植被,拆除拆迁区内的居民和企业,创造良好的生态环境,形成各类生物的栖息地,强调科研性。湿地自然景观保护区按照湿地生态群落,以当地原生的生物群落为主,调整配置植物,从生态系统的生物多样性、稳定性等角度配置物种群落,展示西溪特色湿地景观。