湿地的生态修复

湿地的生态修复1、 引言2、湿地生态系统的种类及特点及修复理论基础3、湿地生态修复理论基础4、湿地生态修复的原则与目标5、湿地生态修复技术湿地生态修复环境工程072 毕顺超摘要：湿地是分布于陆地生态系统和水域生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源（泥炭、海盐 等）、交通和旅游等资源，是地球上最具生产力的生态系统之一。湿地的物理、化学和生物 组成部分交互作用，在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、保护生物多样性等方面 具有其他系统不可替代的环境功能和生态效益，被称为“地球之肾”，对人类的影响巨大。 我国湿地面积广大，居世界第三，如何有效的利用湿地以及湿地的生态修复就显得非常重要， 本文就湿地的特征、种类以及湿地生态修复的基本理论、原则、目标和方法进行阐述。关键词：湿地；生态修复；理论基础；修复技术；正文一、引言湿地是分布于陆地生态系统和水域生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征 的生态系统。按拉姆萨尔（Ramsar）公约，湿地的定义为：“天然或人工、长久或暂时性的沼 泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过 6m的水域疽湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源（泥炭、海盐等）、交通和 旅游等资源，是地球上最具生产力的生态系统之一。湿地的物理、化学和生物组成部分交互 作用，在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、保护生物多样性等方面具有其他系统 不可替代的环境功能和生态效益，被称为“地球之肾。我国湿地面积约2.5X107平方米，仅次于加拿大和俄罗斯，居世界第三位。但是，由 于人口膨胀以及工业化、城市化、农业现代化的发展，湿地生态系统遭受了来自人类社会的 巨大压力。主要表现为城市污染物的排放（废水、垃圾）、农业面源污染、湿地盲目开垦、滥 捕滥捞、水资源不合理利用等，其结果造成河流断流、泥沙淤积、湖泊萎缩、污染严重、生 物多样性减少。湿地己经成为全球最受威胁的生态系统之一，对湿地进行生态修复迫在眉睫。生态修复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能 力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以 人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展；主要指致力 于那些在自然突变和人类活动活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。湿地修复，一方面指受损湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程，另一方面指通过 生态技术或生态工程对退化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、化学和生物学过程，使其发挥应有的作用。具体包括提高地下水位来养护沼泽， 改善水由栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增强调蓄功能；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；恢复泛溢平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供 野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也有助于水质修复。二、湿地生态系统的种类及特点及修复理论基础2. 1湿地的分类2.1.1自然形成的湿地自然湿地是多种多样的：（a） “湿原”是指在泥炭地中形成的草原。湿原中靠雨水和 雪水滋润的称为“高层湿原”，高层湿原中有多样的水苔生长繁茂，好氧性植物发育。湿原 中靠地下水滋润的称为“低层湿原。低层湿原较高层湿原养分丰富，芦苇、蓑草类生长繁 茂。介于两者之间的称为“中间湿原，沼茅类是代表性发育种。但是并非高层湿原都在高 处，低层湿原都分布在低地，有时一个湿原可同时兼有三种类型。（b） “涌水湿地是由涌 水等地下水滋润，是没有形成泥炭层的湿地。泥炭湿原只分布在气候凉爽的地域，而涌水湿 地是分布在气候温暖的地域，形成毛毡苔类的特有植被。此外，还有雪、河流、湖沼等淡水 滋润的多种多样的湿地。（C）在海岸和近海的河口处，有些湿地在满潮时被海水或半咸水所 淹没，在干潮时水又退去。在这种特殊环境条件的湿地中，生长着好盐性和耐盐性植物。在 河口的盐性湿地中，生长着七面草等盐性植物。在干潮时露出大量滩涂，成为很多鸟类的觅 食和休息的场地。红树林是热带和亚热带海岸较发育的长绿阔叶林，分布在日本九州以南的 地区。2.1. 2人工湿地许多湿地是被人类消灭，或变成了人工湿地。随着水田的扩大，低湿地变成了水田，形 成了特有的生物相。与此相关的还有休耕田、弃耕水田、池塘等，在湿地调查实施要领中， 把废盐田、湿性牧场等也列入了人工湿地之内。盐田在各国沿海都有分布，但是在第二次世 界大战后，由于制盐工厂化生产的兴起，盐田多被废弃。有些废弃盐田中盐生植物发育，但 是在被围垦或住宅开发之后，盐生植物大量消失。在河岸的草原，由于受洪水的影响，不适 合农业，可以作为牧场。作为牧场和草场的湿性牧场，是芦苇、荻草（稻科）的重要繁育场 地。2.1.3农村的湿地水田是面积较大的人工湿地，他与水渠、水源地的山林等，共同构成了多样动植物的栖 息场地。因此以农村水田为中心的湿地保护及生态修复也是十分重要的。包括：水田、池塘 和废弃的田地。2.2湿地生态系统特点湿地生态系统与其他生态系统相比，具有以下特点：2.2. 1脆弱性水是建立和维持湿地及其过程特有类型的最重要决定因子，水文流动是营养物质进入湿 地的主要渠道，是湿地初级生产力的决定因素，因此，湿地对水资源具有很强的依赖性。由 于水文状况易受自然及人为活动干扰，所以湿地生态系统也极易受到破坏，且受破坏后难以 恢复，表现出很强的脆弱性。2.2.2过渡性湿地同时具有陆生和水生生态系统的地带性分布特点，表现出水陆相兼的过渡性分布规 律。2.2.3结构和功能的独特性湿地一般由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物等生物因子以及与其紧密相关的阳光、 水分、土壤等非生物因子构成。湿地水陆交界的边缘效应使湿地具有独特的资源优势和生态 环境特征，为多样的动、植物群落提供了适宜的生境，具有较高的生产力和丰富多样的生物 多样性。2.2.4较强的自净和自我恢复能力湿地通过水生植物和微生物的作用以及化学、生物过程，吸收、固定、转化土壤和水中 的营养物质的含量，降解有毒和污染的物质，净化水体。因此，湿地具有较强的自净和自我 恢复能力。三、湿地生态修复的理论基础湿地修复，一方面指受损湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程，另一方面指通过 生态技术或生态工程对退化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、化学和生物学过程，使其发挥应有的作用。具体包括提高地下水位来养护沼泽， 改善水由栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增强调蓄功能；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；恢复泛溢平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供 野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也有助于水质修复。湿地的生态修复取决于湿地生态特征的变化。湿地生态特征变化是指湿地生态过程及功 能的削弱或失衡，包括湿地面积变化、湿地水文条件改变、湿地水质改变、外来物种入侵、 湿地生物多样性减少、生态调节功能减弱等。湿地生态修复的基本思路是根据地带性规律、生态演替及生态位原理选择适宜的先锋植 物种，构造种群和生态系统，实行土壤、植被与生物同步分级修复，逐步使生态系统恢复到 一定的功能水平。湿地水文条件是湿地最重要的决定因素，它不仅直接影响湿地生态环境的 理化性质及营养物质的输入输出，而且也是最终选择湿地生物群落的主要因素之一，可以说 没有水也就不存在湿地。因此在对湿地进行生态修复时，应重点考虑水文条件的修复。四、湿地生态恢复的原则与目标1、湿地生态恢复的原则1.1地域性原则我国湿地分布广，涵盖了从寒温带到热带，从沿海到内陆，从平原到高原山区各种类 型的湿地。因此应根据地理位置、气候特点、湿地类型、功能要求、经济基础等因素，制定 适当的湿地生态恢复策略、指标体系和技术途径。1.2生态学原则生态学原则主要包括生态演替规律、生物多样性原则、生态位原则等。生态学原则要 求根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行恢复，并根据生态位和生物多样性原理构 建生态系统结构和生物群落，使物质循环和能量转化处于最大利用和最优循环状态，达到水 文、土壤、植被、生物同步和谐演进。1.3最小风险和最大效益原则国内外的实践证明，退化湿地系统的生态恢复是一项技术复杂、时间漫长、耗资巨大 的工作。由于生态系统的复杂性和某些环境要素的突变性，加之人们对生态过程及其内部运 行机制认识的局限性，人们往往不可能对生态恢复的后果以及最终生态演替方向进行准确的 估计和把握，因此，在某种意义上，退化生态系统的恢复具有一定的风险性。这就要求对被 恢复对象进行系统综合的分析、论证，将风险降到最低程度，同时，还应尽力做到在最小风 险、最小投资的情况下获得最大效益。在考虑生态效益的同时，还应考虑经济和社会效益， 以实现生态、经济、社会效益相统一。2、湿地生态恢复的目标湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术，逐步恢复退化湿地生 态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统的自我持续状态。但对于不同的退化湿地生态 系统，其侧重点和要求也会有所不同。总体而言，湿地生态恢复的基本目标和要求如下：(1) 实现生态系统地表基底的稳定性。地表基底是生态系统发育和存在的载体，基底不 稳定就不可能保证生态系统的演替与发展。这一点应引起足够重视，因为中国湿地所面临的 主要威胁大都属于改变系统基底类型的，在很大程度上加剧了我国湿地的不可逆演替。(2) 恢复湿地良好的水状况，一是恢复湿地的水文条件；二是通过污染控制，改善湿地 的水环境质量。(3) 恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力。(4) 增加物种组成和生物多样性。(5) 实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持能力。(6) 恢复湿地景观，增加视觉和美学享受。(7) 实现区域社会、经济的可持续发展。湿地生态系统的恢复要求生态、经济和社会因 素相平衡。因此，对生态恢复工程除考虑其生态学的合理性外，还应考虑公众的要求和政策 的合理性。五、湿地生态修复技术根据湿地的构成和生态系统特征，湿地的生态恢复可概括为：湿地生境恢复、湿地生 物恢复和湿地生态系统结构与功能恢复。相应地，湿地的生态恢复技术也可以划分为3大类： 湿地生境恢复技术、湿地生物恢复技术、湿地生态系统结构和功能恢复技术。1、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 包括湿地基底恢复、湿地水状况恢复和湿地土壤恢复等。(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及上游水土流失控制技术、湿地基底改造技术 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(抬高水位)、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。需要强调的是，由于水文过程的连续性，必 须加强河流上游的生态建设，严格控制湿地水源的水质。(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。2、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。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。目前急需针对不同类 型的退化湿地生态系统，对湿地生态恢复的实用技术(如退化湿地生态系统恢复关键技术， 湿地生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技术，物种与生物多样性的恢复与维持 技术等)进行研究。六、湿地生态恢复方案确定湿地生态恢复工程一般都是耗资巨大的复杂工程，如美国佛罗里达州大沼泽地重建项目，总 投资为6.85亿美元。因此在确定湿地生态恢复方案之前，应对功能设计、操作程序、风险 评价、指标体系、恢复技术等进行系统全面的研究和具体规划。Henry等对湿地生态恢复工程提出如下3点要求：1、加强对生态恢复合理性的论证；2、确定精确适当的恢复目标和恢复成功与否的判定指标；3、监测恢复前后生态系统的变化情况，并与参考生态系统进行比较。湿地生态恢复方案的确定一般包括以下步骤：(1) 确定被恢复对象及其系统边界；(2) 湿地生态系统退化成因分析，识别退化主导因子、退化过程、退化类型、退化阶段与强 度等；(3) 确定生态恢复目标；(4) 生态恢复技术的分析与选择；(5) 建立优化模型，进行生态规划与风险评价，提出具体实施方案；(6) 方案自然-社会-经济-技术可行性分析；(7) 实地实验、示范与推广等。在对多方案进行优化比较时，通常采用生态经济系统能值分析法，通过建立生态模型，模拟 分析系统中的能流、物质流、信息流、货币流等，对生态工程在能量、环境、经济上进行综 合评判和决策。该法已被Ton等成功地用于美国佛罗里达州钢城湾湿地恢复工程方案的优选。案例：北京王平镇河道湿地生态修复科技示范工程门头沟区王平镇河道湿地生态修复工程被列为北京市级生态修复示范工程，于2006 年9月动工，一期工程总投资额近1000万元，规划区总面积26万多平方米，当年11月底 竣工。河道湿地生态修复工程将包括河道淤积物清理、防渗处理、水生植物种植、生态护岸、 水体净化、景观建设等6大类40余小项治理工程。该工程具有行洪、景观双重效果。该工程严格按照边施工边抽样检测的步骤进行，按照当地壤土与黄土4： 6，膨润土与 混合土(当地壤土与黄土)1： 9的配比方法进行施工。该工程恢复了河流生态系统健康状态和功能，形成具有生境多样、生物群落复杂、生 物链完善、系统稳定、能自我组织和自我协调的良性循环系统。形成融生态修复、景观旅游、 技术展示、科普教育于一体的河道湿地生态修复技术示范，为永定河绿色生态走廊建设提供 技术支撑。水生植物种植、生态护岸、水体净化、景观建设等工程2007年春季进行。现已该区域形成融生态修复、景观旅游、技术展示、科普教育于一体的河道湿地生态 修复技术示范，为永定河绿色生态走廊建设提供技术支撑。湿地的重要性已经越来越被人们所重视，保护湿地刻不容缓，同时，湿地的生态修复 也应引起足够的重视。我国的湿地面积大、污染严重，生态修复就更为重要。湿地的生态修 复不仅需要政府的大力支持与投入，还需要科技知识的进步。我们作为社会的新动力，应该 更为努力，把我们的是借鉴的更好更美。参考文献:(1)(2)(3)周启星；魏树；张倩茹安树青百度百科生态修复湿地生态修复中国环境科学出版社中国化工出版社