濱海河口濕地的修復(fù)實(shí)踐研究

濱海河口濕地的修復(fù)實(shí)踐研究

濱海河口濕地是世界上最重要的濕地類型，在豐富和連接海洋和海洋生物多樣性和景觀結(jié)構(gòu)方面具有重要意義。然而，由于許多人生活在淡水和海水交匯處，每個(gè)河口的濕地都有人類活動(dòng)的痕跡，人類無(wú)節(jié)制的干擾會(huì)導(dǎo)致許多沿海濕地的不同程度破壞。許多重要的沿海濕地已經(jīng)退化或喪失，它們是棲息地的生物種類也迅速減少。沿海濕地的許多功能和功能很快消失。因此，沿海濕地的恢復(fù)是人類面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)對(duì)濱海濕地修復(fù)與重建的研究還基本處在理論階段,主要研究濕地植被系統(tǒng)和棲息地功能的修復(fù)等,除了紅樹(shù)林修復(fù)的研究成果比較好地應(yīng)用于實(shí)踐中,其他研究基本上處在理論研究階段,很少有成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).筆者在分析了濱海河口濕地,尤其是沿海養(yǎng)殖池———人工化療的濱海濕地基礎(chǔ)上從生態(tài)美學(xué)和形態(tài)美學(xué)二元修復(fù)模式理論以及植物介入療法理論來(lái)對(duì)濱海河口濕地進(jìn)行修復(fù)并引導(dǎo)自然做功達(dá)到一種自我維持的穩(wěn)定狀態(tài),并將該理論與膠州灣洋河口濕地實(shí)踐相結(jié)合,總結(jié)了適用于類似濱海濕地的修復(fù)方法,具有一定的開(kāi)創(chuàng)性和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義.1膠州灣洋河口濕地退化的概念1.1河流濕地的經(jīng)濟(jì)地位1971年在《濕地公約》中指出濱海濕地的定義:海岸濕地是指沿海岸線分布的低潮時(shí)水深不超過(guò)6m的濱海淺水區(qū)域到陸域受海洋影響的過(guò)飽和低地區(qū)域,水動(dòng)力條件主要為波浪、潮汐和海流等.河口濱海濕地往往位于河流三角洲地區(qū),區(qū)位優(yōu)越,具備豐富的水資源、油氣資源、港口資源和多樣化的濕地資源,經(jīng)濟(jì)地位非常重要;在珍稀動(dòng)物的保護(hù)、維護(hù)生物多樣性和海岸帶保護(hù)方面也起著關(guān)鍵作用,最近幾年已經(jīng)成為景觀生態(tài)學(xué)和保護(hù)生物學(xué)的研究熱點(diǎn),有了大量的研究成果.1.2目前，濱水濕地修復(fù)理論和技術(shù)的發(fā)展1.2.1自我設(shè)計(jì)理論和河流理論1)演替理論.演替是植被在受干擾后的修復(fù)過(guò)程.日本的宮脅昭教授利用演替理論改造保護(hù)林的土壤,利用當(dāng)?shù)卦鷺?shù)種育苗,在很短的時(shí)間內(nèi)建立適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻捻敇O群落類型,這種方法經(jīng)取得了顯著成效,已得到世界公認(rèn).2)自我設(shè)計(jì)理論.該理論認(rèn)為濕地有一定的自我修復(fù)功能,只要有足夠時(shí)間濕地將會(huì)合理地朝好的方向發(fā)展,合理地組織自己,加快其修復(fù)過(guò)程3)河流理論.河流長(zhǎng)度和寬度的不同位置,其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生變化.例如,在源頭或近岸邊,生物多樣性較高;在河中間由于生境異質(zhì)性高,生物多樣性最高;在下游由于缺乏變化,生物多樣性表現(xiàn)最低.濕地修復(fù)應(yīng)考慮其所處的位置,選擇最佳位置的濕地來(lái)進(jìn)行修復(fù).4)邊緣效應(yīng)理論.邊緣效應(yīng)理論認(rèn)為,兩種生境的邊緣地帶異質(zhì)性高會(huì)造成物種多樣性高,濕地位于陸地和水體之間,具有高生產(chǎn)力的土地和水體,適合各種生物的生存.1.2.2濕地修復(fù)的主要技術(shù)濕地修復(fù)指的是通過(guò)生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程對(duì)退化或消失的濕地修復(fù)或重建的過(guò)程,重現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和功能,發(fā)揮其應(yīng)有的作用.基于濕地修復(fù)研究的理論進(jìn)展,結(jié)合目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際上的研究項(xiàng)目,濕地修復(fù)可以概括為以下幾個(gè)技術(shù):污水處理技術(shù),包括物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、氧化塘技術(shù);土地處理技術(shù);沉積物抽取技術(shù);先鋒物種引入技術(shù);土壤種子庫(kù)引入技術(shù);生物技術(shù),包括生物操縱、生物控制和生物收獲等技術(shù);物種保護(hù)技術(shù)等.其中一些技術(shù)已經(jīng)建立了比較完整的理論體系.在許多濕地修復(fù)的實(shí)踐中,這些技術(shù)往往集成應(yīng)用,并取得了傲人的成績(jī).1.3沿海開(kāi)發(fā)能力和環(huán)境特征膠州灣濱海濕地的各項(xiàng)建設(shè)對(duì)有限用地資源的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致濕地明顯地退化,濱海濕地退化原因主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:1)圍墾.圍墾使膠州灣的天然濕地面積持續(xù)萎縮,使膠州灣海域面積、灘涂面積和納潮量逐漸減小,水體自凈能力減弱,同時(shí),鹽田、養(yǎng)殖池等的建設(shè)工程摧毀了大量的濕地植被2)污染物排放量逐年增多使水質(zhì)惡化.膠州灣沿海的快速發(fā)展和人口的迅速增加,工業(yè)和生活污水、養(yǎng)殖廢水、城市固體廢棄物等排入膠州灣,膠州灣濕地潮下帶無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷含量超標(biāo).3)河流入海徑流量減少.由于作為城市水源的水庫(kù)等水利工程的建設(shè),河流除汛期外大部分時(shí)間處于斷流狀態(tài),這就會(huì)導(dǎo)致海洋水動(dòng)力加大,引起濕地土壤含鹽量增加,蘆葦植物被其他鹽生植物取代4)海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使膠州灣海岸濕地景觀分維數(shù)下降.膠州灣沿岸景觀格局趨于簡(jiǎn)單化,景觀斑塊分維數(shù)下降.此外,由于氣候變化、海面升降致使膠州灣海岸濕地分布位置、景觀格局、物種多樣性發(fā)生變化.2濱海濕地的二元修復(fù)模式筆者在膠州灣濱海河口濕地修復(fù)中運(yùn)用了生態(tài)和形態(tài)的二元修復(fù)模式和植物介入療法理論.二元修復(fù)模式將生態(tài)美學(xué)和形態(tài)美學(xué)相互依存的關(guān)系運(yùn)用到濕地修復(fù)中來(lái),這種生態(tài)美學(xué)和形態(tài)美學(xué)是基于最原始的濕地的面貌,即自然界遭到破壞之前的濱海河口濕地的生態(tài)平衡狀態(tài)和自然線勢(shì)、自然駁岸等的美感形態(tài),尊重濕地的生態(tài)過(guò)程,建立一個(gè)具有自我組織、自我設(shè)計(jì)能力的濕地生態(tài)系統(tǒng),既要重視形態(tài)美感的修復(fù)也要尊重濕地的生態(tài)系統(tǒng)功能,通過(guò)這種生態(tài)和形態(tài)的修復(fù)設(shè)計(jì)引導(dǎo)該濱海濕地自然做功最終回歸到原來(lái)的面貌,達(dá)到最終的自然平衡狀態(tài).植物介入療法來(lái)源于醫(yī)學(xué)上的介入療法,在濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)中通過(guò)植入本土適應(yīng)能力較強(qiáng)、耐鹽堿并且有一定美觀價(jià)值的植物,在結(jié)合上述二元修復(fù)模式的基礎(chǔ)上加快濕地修復(fù)過(guò)程,最大限度地讓大自然發(fā)揮自我修復(fù)的作用.3二修復(fù)模式與洋口濕地修復(fù)工程的實(shí)踐研究據(jù)統(tǒng)計(jì),目前膠州灣生態(tài)濕地總面積34825.09hm3.1洋河口濕地現(xiàn)狀洋河口濕地處于洋河入?？趨^(qū)域,位于洋河與膠州灣交匯處,周邊多數(shù)為沖積出的灘涂后開(kāi)發(fā)為養(yǎng)殖池及鹽田,地勢(shì)西北低東南高,規(guī)劃范圍內(nèi)土壤含鹽量較高,適合耐鹽堿綠化樹(shù)種生存.洋河口濕地幾乎遍布養(yǎng)殖池(見(jiàn)圖2),濕地生態(tài)嚴(yán)重破壞.濕地內(nèi)道路狀況較差,基本為土路,道路系統(tǒng)有待提升.濕地內(nèi)綠化植被相對(duì)脆弱.岸線缺乏綠化,植被破壞嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境較差.濕地內(nèi)服務(wù)和休閑設(shè)施不完善.3.2自然濕地建設(shè)洋河口濕地的修復(fù)設(shè)計(jì)是以生態(tài)美學(xué)和形態(tài)美學(xué)并重的二元修復(fù)理論為依據(jù),并結(jié)合植物介入療法理念,將原有養(yǎng)殖池池壁打斷,以飄積線勢(shì)為原型進(jìn)行微地貌修復(fù)(見(jiàn)圖3),修復(fù)河口不同生境之間的聯(lián)系,使物質(zhì)和能量得以交換,水能在濕地內(nèi)自由流動(dòng),通過(guò)依托改造后的微地形營(yíng)造出不同面積的水中植物島,結(jié)合膠州灣未被人類干擾之前的植物群落的植被組成作為一種介入因子,類似醫(yī)學(xué)上的介入療法,對(duì)該濕地的植被進(jìn)行人工再干擾,對(duì)植物生態(tài)群落進(jìn)行修復(fù),形成水生、濕生、陸生等多樣化植被群落,并在不同水位下形成季節(jié)性變化,增加生境的異質(zhì)性,成為不同生物的棲息場(chǎng)所,最終使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡.另外,通過(guò)地形的重塑,使?jié)竦匦畲嬉欢ǖ乃?同時(shí)設(shè)置調(diào)水設(shè)施從大沽河流域引水,滿足濕地干旱季節(jié)水源補(bǔ)給需要.3.2.1潮上濕地植物的種植設(shè)計(jì)對(duì)于膠州灣濱海濕地的植物修復(fù)設(shè)計(jì)筆者參考醫(yī)學(xué)上的介入療法,采用本土水生、耐鹽堿、形態(tài)優(yōu)美、生態(tài)效益較好的植物群落進(jìn)行“靶向”設(shè)計(jì),使?jié)竦匦迯?fù)到穩(wěn)定植物群落,達(dá)到最終的生態(tài)平衡.膠州灣濕地的生態(tài)類群主要有鹽生植物、水生植物和沙生植物等.據(jù)資料統(tǒng)計(jì),未遭到破壞前的膠州灣濱海濕地的植被主要有河口和三角洲濕地的蘆葦、香蒲,潮上帶濕地中咸水沼澤的鹽生堿蓬、堿蓬、鹽角草、大米草等,微咸水沼澤的結(jié)縷草、白茅、獐毛、檉柳等.選擇濕地植被種植時(shí)將該類原始本土植物進(jìn)行植入設(shè)計(jì)并以自然野趣為主題,挺水、浮水、沉水水生植物協(xié)調(diào)搭配,進(jìn)行一定比例的配植并考慮形態(tài)、葉色、花色等相互協(xié)調(diào)的自然景觀構(gòu)圖,滿足生態(tài)美學(xué)和形態(tài)美學(xué)的需要.用自然美學(xué)原則組織其色彩、線條、姿態(tài)等,創(chuàng)造出豐富的水岸立面景色和水體空間景觀的倒影.既保證濕地植物生境的多樣性,又能營(yíng)造出不同季相及林相變化的濕地植物景觀修復(fù)設(shè)計(jì)時(shí)要分步驟進(jìn)行,應(yīng)先植入當(dāng)?shù)啬望}堿、生長(zhǎng)較健康、抗污能力強(qiáng)、凈化效果較好的水生植物和對(duì)未來(lái)水生生物群落發(fā)展有庇護(hù)作用的先鋒本土植物,如膠州灣濱海濕地的蘆葦、香蒲、美人蕉等,同時(shí)綜合挺水、浮水、沉水等植物類別的搭配,形成適合挺水植物生長(zhǎng)的淺水區(qū)和適合喬木生長(zhǎng)的植物島,待濕地生態(tài)系統(tǒng)得到足夠的修復(fù)之后再進(jìn)一步按步驟進(jìn)行其他部分的改造,以水杉、旱柳、怪柳、紫穗槐為主配以蘆葦、蒲葦、狼尾草、二月蘭等當(dāng)?shù)氐乇恢参?與水生植物自然搭配形成或開(kāi)放或封閉的多重空間,并最終實(shí)現(xiàn)生境類型最大化的目標(biāo)(見(jiàn)表1).3.2.2駁岸及地形空間改造駁岸是濕地水體與堤岸多重功能的連接體,能夠充分保證河岸和河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,如滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位、增強(qiáng)水體自凈等駁岸處于水域和陸地結(jié)合處,處于兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)和景觀元素的邊緣帶,有著更活躍的能量物質(zhì)流、物種以及生產(chǎn)力,在洋河口濕地的修復(fù)中充分利用了這種邊緣效應(yīng)使之形成一個(gè)水陸復(fù)合型生物共生的生態(tài)系統(tǒng),而且盡量保持河岸的自然彎曲,使其收放有致,設(shè)計(jì)時(shí)使河岸形成囊狀結(jié)構(gòu),既能滿足蓄水、防洪的要求,也能使河岸的平面形態(tài)更具有變化使之符合自然線勢(shì).駁岸的標(biāo)高為5m(見(jiàn)圖4、圖5),滿足千年一遇的洪水水位,范圍內(nèi)只設(shè)計(jì)一條環(huán)形木棧道,寬度為3m,堤心石護(hù)坡表面做自然礁石,配以濕地植物,體現(xiàn)自然氣息.充分利用原有地形,經(jīng)過(guò)對(duì)地形的局部塑造形成溝、塘、坎等自然地貌.3.2.3養(yǎng)殖池的自然加固工程,在原有池內(nèi)進(jìn)行整理,修復(fù)河口濕地的微地貌有助于河口地區(qū)物質(zhì)和能量的交換,使河口濕地的生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡.筆者在洋河口濕地修復(fù)中對(duì)微地貌的修復(fù)考慮如下:在清淤土方工程進(jìn)行的同時(shí),將原來(lái)的池壁打斷使水體能夠自由流動(dòng),修復(fù)養(yǎng)殖池的自然土堤,進(jìn)行自然加固;對(duì)于一些比較陡峭的堤岸(往往不利于生物多樣性的形成)應(yīng)改成緩坡,增加水陸過(guò)渡帶的寬度,為濕地生物營(yíng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境.通過(guò)依托養(yǎng)殖池微地形改造,營(yíng)造出不同面積的水中植物島,結(jié)合植被修復(fù)形成水生、濕生、陸生等多樣化植被群落,并在不同水位下形成季節(jié)性變化,從而增加生境的異質(zhì)性,成為不同生物的棲息場(chǎng)所.3.2.4生態(tài)凈化功能的實(shí)現(xiàn)水體的流動(dòng)性是保證濕地修復(fù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)保障,因此,在膠州灣濱海濕地的水體修復(fù)中首先要保證水體的流動(dòng)性.可借用水體營(yíng)造自然的線勢(shì),利用石頭、水生植物、土壤、河岸等營(yíng)造自然溪流,充分發(fā)揮水的流動(dòng)性.水流在石頭、植物中穿梭,打破單調(diào)平靜的水面,形成涓涓細(xì)流的水體,同時(shí)也進(jìn)行了底泥疏浚,在滿足水體的流動(dòng)性的同時(shí),要對(duì)原來(lái)的水系進(jìn)行水質(zhì)的修復(fù).可用生物凈化的方法,修復(fù)周邊與水體中的植被,植入膠州灣本土水生植物中對(duì)水中污染物具有吸附作用的植物,如蘆葦、水芹等,等水質(zhì)達(dá)到一定的要求后引入昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類、魚(yú)類等動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng),通過(guò)魚(yú)類進(jìn)一步凈化水體,還原水體生物多樣性,形成具有自我更新能力的濕地生態(tài)群落.3.2.5增設(shè)觀物點(diǎn)濕地范圍內(nèi)只設(shè)計(jì)一條環(huán)形木棧道,寬度為3m,下部架空,做到生態(tài)效益最大化.由于濕地地勢(shì)較平,在濕地中心處和靠近河口位置,沿木棧道設(shè)置高的觀景平臺(tái),豐富景觀層次;將濕地生態(tài)系統(tǒng)較為完整的區(qū)域設(shè)置為重點(diǎn)保護(hù)區(qū),內(nèi)部不設(shè)地面通道,在遠(yuǎn)離鳥(niǎo)類至少100m的距離設(shè)置觀鳥(niǎo)塔.在開(kāi)放區(qū)興建人工設(shè)施時(shí),以確保原有生態(tài)系統(tǒng)的完整性和最小干擾為前提.3.3蔥蔥的、清浚見(jiàn)底的湖心島現(xiàn)在的洋河口濕地有著一望無(wú)垠的蘆葦蕩、千回百轉(zhuǎn)收放有致的自然岸線、云霧繚繞的上空、一眼望去的蔥蔥郁郁、享受著美食的翠鳥(niǎo)、清澈見(jiàn)底的水體、若隱若現(xiàn)的高大的樹(shù)、形態(tài)各異高低錯(cuò)落的湖心島,葦花瑟瑟寧?kù)o的湖面上有一二小舟在蕩漾,這樣的美是之前的養(yǎng)殖池?zé)o法比擬的.4態(tài)二元修復(fù)模式膠州灣濱海濕地不僅僅是青島海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要后備力量,也是膠州灣沿線人居環(huán)境不可或缺的重要組成部分,將遭到破壞的膠州灣濱海濕地進(jìn)行修復(fù)迫在眉睫,筆者針對(duì)此提出濱海濕地形態(tài)與生態(tài)二元修復(fù)模式:1)對(duì)于遭到破壞的濱海濕地不