《實用生態(tài)工程學》第十一章 濕地生態(tài)工程

第十一章

濕地生態(tài)工程

濕地生態(tài)系統(tǒng)是水陸交匯的生態(tài)系統(tǒng)，與其他生態(tài)系統(tǒng)迥異。由于人類干擾，濕地面積銳減，濕地的恢復與保護日益重要。無論對濕地是開發(fā)利用、保護管理，還是恢復與重建，都必須遵循濕地的自然生態(tài)過程。這一過程包括濕地的水文過程、生物地球化學過程、生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)過程、物種適應(yīng)過程、濕地生物定居過程及自身演替過程，即濕地有其自身發(fā)展、演化的規(guī)律。人類對濕地過程只能起到加速或延緩的作用，但不能改變其發(fā)展的方向。因此，只有在尊重濕地自然生態(tài)過程的前提下，對濕地實施生態(tài)工程建設(shè)，才能將濕地恢復為一個具有自我組織、自我協(xié)調(diào)、自我保護的濕地生態(tài)系統(tǒng)。11.1濕地概述

11.1.1濕地的定義目前，對濕地的認識尚不統(tǒng)一，按照《濕地公約》的定義，濕地系指其天然或人工、常久或暫時之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動、或為淡水、半咸水或咸水的水體，包括低潮時水深不超過6m的水域。這一濕地定義不僅包括沼澤、泥炭、鹽沼和紅樹林，還包括湖泊、河流、鹽堿地以及水深不及6m的濱海水域，也包括人工濕地，如農(nóng)田、魚蝦池、水庫和運河等。

11.1.2濕地類型

濕地可分為咸水濕地、淡水濕地和人工濕地三大類型（表11.1）。

11.1.3濕地的功能

1．生態(tài)功能濕地被譽為“地球之腎”，是具有多種生態(tài)功能和效應(yīng)的獨特生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)功能具體表現(xiàn)為：（1）保護生物和遺傳多樣性（2）減緩徑流和蓄洪防旱（3）固定CO2、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候（4）降解污染物、凈化水質(zhì)（5）防浪固岸、保衛(wèi)國土安全

2．社會經(jīng)濟功能（1）重要的水源地（2）提供豐富的動植物資源（3）提供豐富的工業(yè)原料（4）提供能源和水運條件（5）美學功能（6）教育與科研價值11.1.4濕地存在的共性問題目前濕地存在的共性問題為：

1．濕地面積萎縮大連市濕地面積仍在萎縮

2．生物多樣性降低3．濕地污染三江平原濕地面積已大幅縮減

11.2濕地生態(tài)工程設(shè)計

濕地生態(tài)工程設(shè)計的主要內(nèi)容包含對沒有被破壞濕地的保護管理，對已經(jīng)被污染濕地的治理和對已退化濕地的恢復與重建。

11.2.1．濕地的恢復與重建所謂濕地恢復，一方面指受損濕地通過保護，自然恢復的過程；另一方面指通過生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程對退化濕地或消失的濕地進行恢復與重建，再現(xiàn)干擾前的結(jié)構(gòu)和功能。目前的濕地恢復主要集中在沼澤、湖泊、河灘及河緣濕地。

1．濕地恢復與重建的目標一般情況下，未被干擾的濕地多為濕生林地、濕生草甸、沼澤地或開放的水體，究竟將退化濕地恢復為哪一種狀態(tài)應(yīng)從兩方面考慮：一是濕地的原生狀態(tài)，即未被干擾之前的濕地類型；二是要根據(jù)目前社會和經(jīng)濟發(fā)展對濕地的需求。濕地恢復是一項艱巨的生態(tài)與技術(shù)工程，其恢復的目標在于：（1）水環(huán)境的恢復，以保證濕地生態(tài)系統(tǒng)的正常演替與發(fā)展；（2）恢復與重建濕地植被和土壤，恢復濕地生態(tài)系統(tǒng)正常的生物循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化；（3）恢復或提高濕地的生物多樣性，發(fā)揮其多種生態(tài)服務(wù)功能，提高其生產(chǎn)力；（4）減少或控制對濕地的污染；（5）恢復與重建濕地景觀，增加其美學效果?？傊?，恢復與重建退化濕地的目標就是再現(xiàn)可自我持續(xù)、自我穩(wěn)定、與周圍環(huán)境和諧共生的濕地生態(tài)系統(tǒng)。

2．濕地恢復與重建的設(shè)計模式對已退化濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建，通常采用兩種模式（圖11．1）：當濕地生態(tài)系統(tǒng)受損害沒有超負荷并且是可逆的情況下，干擾和壓力被解除后，恢復可在自然過程中發(fā)生。如過度放牧引起草甸草場退化，在進行圍欄保護后，幾年之后草甸草場即可恢復。另一種是超負荷的不可逆退化，僅依靠自然過程是不能使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)的，必須施以人力與自然力結(jié)合的生態(tài)工程措施才能促其迅速恢復。

3．濕地恢復與重建的設(shè)計策略濕地退化和受損的主要原因是人類活動的干擾，其實質(zhì)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的紊亂和功能的減弱與破壞，而外在表現(xiàn)則是生物多樣性的下降或喪失以及自然景觀的衰退。濕地恢復和重建應(yīng)按生態(tài)演替原理，緩解或消除人為干擾造成的壓力，賦之適宜的管理方式，才能使?jié)竦氐靡曰謴团c重建。不同的濕地類型，恢復與重建的指標體系及相應(yīng)策略不同（表11.2）。

4．濕地恢復與重建的設(shè)計程序濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的技術(shù)設(shè)計流程包括地點的選擇、現(xiàn)狀調(diào)查，系統(tǒng)診斷與評價、恢復工程的設(shè)計方案，工程評價與改進、工程實施（圖11.2）。

5．濕地恢復與重建的具體措施（1）河流濕地恢復與重建的措施

1）污染物總量控制2）植物修復（2）湖泊濕地的生態(tài)恢復與重建措施

1）修建截污工程2）湖水的置換

3）底泥處理4）化學措施

5）生物措施（3）鹽堿濕地的生態(tài)恢復與重建措施

1）工程措施2）生物措施（4）紅樹林海岸濕地的恢復與重建措施

11.2.2濕地保護

1.建立濕地自然保護區(qū)設(shè)立濕地自然保護區(qū)是保護濕地和濕地生物多樣性最有效的措施。濕地自然保護區(qū)一般劃分為核心區(qū)，緩沖區(qū)和實驗區(qū)三個功能區(qū)（圖11.3）。核心區(qū)是自然保護區(qū)最為重要的區(qū)域，是濕地生態(tài)系統(tǒng)保存最完好的地段，也是珍稀瀕危物種的集中分布區(qū)，此區(qū)人為干擾最少。緩沖區(qū)位于核心區(qū)的外圍，其面積比核心區(qū)要大，但其對物種的生存和繁衍比核心區(qū)的不安全因素要高。它對核心區(qū)有較大的緩沖作用，是自然保護區(qū)與周圍地區(qū)聯(lián)系的紐帶。緩沖區(qū)外圍還要劃出相當面積作為實驗區(qū)，用作發(fā)展?jié)竦靥赜械纳镔Y源的場地；也可作為野生動植物的繁育基地；實驗區(qū)還可根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展需要，建立各種類型的人工生態(tài)系統(tǒng)，為本區(qū)域的生物多樣性恢復進行示范。

2.還濕工程在濕地區(qū)，減少人類活動對濕地的干擾，也是保護濕地和濕地生物多樣性的有效的措施之一。其主要方式有兩種，一是“單退”，“退人不退耕”；二是“雙退”，“退人又退耕”。加之建立保護柵欄和鐵絲網(wǎng)等措施，可有效的保護濕地。

3.推動濕地保護立法

20世紀90年代以后，我國政府及民間組織積極開展?jié)竦乇Ｗo工作。2000年11月8日正式發(fā)布了《中國濕地保護行動計劃》，2004年2月國家林業(yè)局公布了《全國濕地保護工程規(guī)劃》。我國應(yīng)根據(jù)實際情況，按照《濕地公約》的規(guī)定和要求，制定符合我國國情的濕地保護法，將濕地資源的保護和管理納入法制軌道。

4.利用3S技術(shù)，建立實時濕地地理信息系統(tǒng)利用RS、GIS、GPS等先進技術(shù)手段，建立濕地數(shù)據(jù)庫，在地理信息系統(tǒng)平臺的支撐下，有效地控制和監(jiān)測點源和面源污染，對濕地變化進行動態(tài)監(jiān)