濕地生態(tài)與水環(huán)境ppt

濕地生態(tài)修復理論和技術(shù)李秋華2009年4月一濕地概述二濕地污染與環(huán)境效應三濕地修復基本理論四濕地修復的技術(shù)與措施

一濕地概述1）濕地的定義及特點

★濕地是地球上一種重要的生態(tài)系統(tǒng)。它處于陸地生態(tài)系統(tǒng)（如森林和草地）與水生生態(tài)系統(tǒng)（如深水湖和海洋）之間。換言之，濕地是陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶，（Ecotone）。濕地結(jié)合了陸地生態(tài)系統(tǒng)的屬性，但又不同于二者。

1）濕地的定義及特點

★根據(jù)Ramsar公約，濕地是沼澤、泥炭地或水陸地。它可以是天然的或人工的，具有臨時的或永久的水源，其水質(zhì)可以是淡水的、半咸水的或咸水的。濕地也包括低潮時不超過6m的水域(Batt

etal，1989)1）濕地的定義及特點★1971年2月2日在伊朗Ramsar簽定，1983年修改完善。我國1992年7月1日參加?！稘竦毓s》共有12個條款，總的原則是呼吁世界各國通過國家行動和加強國際合作改善全球范圍內(nèi)的濕地保護和合理利用工作。

盤錦濕地生態(tài)系統(tǒng)野外觀測站1）濕地的定義及特點★濕地的水文條件是濕地屬性的決定性因子。濕地與陸生系統(tǒng)的分界在土壤分飽和范圍的邊緣；而與深水系統(tǒng)的交界一般定為水深2m約相當于挺水植物可以生長范圍邊界?！锼膩碓矗ㄈ缃邓乇韽搅?，地下水，潮汐和泛濫河流），水深，水流方式，以及淹水的持續(xù)期和頻率決定了濕地的多樣性。2）濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成★無機環(huán)境太陽輻射能；溫度、水分、空氣、巖石、土壤和各種營養(yǎng)元素等物理、化學環(huán)境條件；以及生物物質(zhì)代謝的原料如CO2、H2O、O2、N2和無機鹽類等，它們構(gòu)成生物生長、發(fā)育的能量與物質(zhì)基礎(chǔ)，又稱為生命支持系統(tǒng)。

生態(tài)系統(tǒng)的核心，可以分為三大類群★生產(chǎn)者綠色植物、化能合成細菌★消費者★分解者2）濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成3）濕地的分類按照《39號通告》①內(nèi)陸淡水濕地；②內(nèi)陸咸水濕地；海岸淡水濕地；海岸咸水濕地。按《濕地公約》①淡水濕地；②咸水濕地；人工濕地；4）中國濕地分布東北濕地內(nèi)蒙古濕地青藏濕地西南濕地華中濕地華南濕地華北濕地西北濕地東北地區(qū)濕地鏡泊湖長白山天池華北地區(qū)濕地白洋淀南四湖南四湖華中地區(qū)濕地洪湖洪澤湖大閘蟹千島湖西南地區(qū)濕地麗江撫仙湖瀘沽湖華南地區(qū)濕地臺灣日月潭內(nèi)蒙古濕地草原上的珍珠呼倫湖科爾沁濕地呼倫貝爾草原西北地區(qū)濕地月牙泉喀納斯湖青藏地區(qū)濕地納木錯羊卓雍湖首批被列入的７塊國際重要濕地1、扎龍自然保護區(qū)

位于黑龍江省齊齊哈爾市，面積約210000公頃。區(qū)內(nèi)濕地主要有湖泊、沼澤、濕草甸3種類型，蘆葦沼澤面積最大。保護區(qū)內(nèi)有高等植物67科468種、魚類9科46種、鳥類48科260多種，而鶴類是本區(qū)的主要保護對象，由以丹頂鶴、白枕鶴為主。1黑龍江扎龍自然保護區(qū)2、向海自然保護區(qū)位于吉林省西部的通榆縣境內(nèi)，面積約105,467公頃，區(qū)內(nèi)有有3條河流、22個湖泊以及數(shù)以百計的泡沼和大面積的沼澤。保護區(qū)內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鳥類253種；獸類30多種；兩棲爬行動物8種；魚類30多種；野生植物600余種。本區(qū)內(nèi)有6種鶴，其中3種在此繁殖；東方白鸛在區(qū)內(nèi)營巢繁殖。該保護區(qū)以鶴類、白鸛和蒙古黃榆等為主要保護對象。吉林向海自然保護區(qū)鶴舞向海3、東寨港自然保護區(qū)

位于海南省瓊山縣，面積3337.6公頃，主要保護對象是以紅樹林為主的北熱帶邊緣河口港灣和海岸灘涂生態(tài)系統(tǒng)及越冬鳥類棲息地。東寨港有紅樹林植物26種，半紅樹林和紅樹林伴生植物40種，占中國紅樹林植物種類的90％；該地棲息的鳥類有159種，其中列為中澳保護候鳥協(xié)定的鳥類有35種（名錄共有81種），列入中日保護候鳥協(xié)定的有75種。東寨港是許多國際性遷徙水禽的重要停歇地和連接不同生物區(qū)界鳥類的重要環(huán)節(jié)。海南東寨港紅樹林自然保護區(qū)4、青海鳥島自然保護區(qū)位于青海省的青海湖，海拔3200米，面積695200公頃。青海湖及環(huán)湖地區(qū)的鳥類有162種，其中以水禽為主，主要的4種大型水鳥魚鷗約9000多只，鸕鶿近5000只，斑頭雁12100余只、棕頭鷗21300多只。此外，遷徙途徑此區(qū)停歇的水禽有近20種，數(shù)量達7萬多只。該區(qū)是黑頸鶴的棲息、繁殖區(qū)，春季約有20多只在此棲居，少數(shù)參加繁殖。冬季有大天鵝在此越冬，數(shù)量最多時達1540多只。此外，該區(qū)還有大量鷸類和一些猛禽的繁殖種群。青海鳥島自然保護區(qū)5、湖南東洞庭湖自然保護區(qū)位于湖南省東北部，總面積19萬公頃。本區(qū)有維管束植物159科1186種、魚類23科114種、鳥類41科158種，其中有國家重點保護的鳥類32種。東洞庭湖自然保護區(qū)是候鳥重要的越冬地，每年約有1000萬只候鳥在此越冬。湖南東洞庭湖自然保護區(qū)6、鄱陽湖自然保護區(qū)

位于江西省北部，面積22,400公頃。該湖區(qū)受修河水系和贛江水系影響，枯水期保護區(qū)水落灘出，形成草洲河灘與9個獨立的湖泊；豐水期9個湖泊融為一體，形成鄱陽湖水一片汪洋。該地是遷徙水禽及其重要的越冬地，保護區(qū)共有鳥類近250種，其中水禽108種，主要水禽有白鶴、白鸛、天鵝和多種雁鴨類。湖泊中有122種魚類，其中不乏商用魚類。據(jù)1998年冬觀測，有越冬候鳥近10萬只，其中白鶴1500多只、白枕鶴1000多只、小天鵝2000多只、白琵鷺2000多只、雁鴨類各3萬多只。江西鄱陽湖自然保護區(qū)7、米埔和后海灣國際重要濕地位于香港西北部，總面積1,500公頃。濕地區(qū)內(nèi)主要有魚/蝦池塘、潮間帶灘涂（包括咸水灘涂）、紅樹林潮間帶灘涂等3種濕地類型。濕地區(qū)內(nèi)高等植物約190種、魚類約40種、鳥類約280種。主要保護對象為鳥類及其棲息地。香港米埔濕地青海湖鳥島三江平原沼澤長江中下游稻田河流海南紅樹林洞庭湖濕地中國濕地分布5）國內(nèi)濕地研究現(xiàn)狀①灘涂濕地的資源、環(huán)境及演變等基礎(chǔ)科學的研究；（楊世倫，李從先等）②濕地生態(tài)農(nóng)業(yè)的研究；（仇榮亮，吳飛天等）③灘涂濕地開發(fā)的政治、經(jīng)濟政策與開發(fā)機制，及一體化的海岸帶綜合管理模式研究；（王資生，王曉東等）5）國內(nèi)濕地研究現(xiàn)狀④濕地生物多樣性的保護、恢復與自然保護區(qū)的建立與管理；（李少梅，徐海根等）⑤濕地開發(fā)與資源、環(huán)境保護相互均衡機制研究；（黃靜偉和洪家珍，曹慧等）⑥濕地的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益評估；（張明祥，嚴承高等）⑦關(guān)于濕地植被的研究。（李英年，倪志英）6）人工濕地

人工濕地是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)類似自然沼澤地，但由人工建造和監(jiān)督控制，是一種人為地將石砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。

6）人工濕地☆主要組成部分：人工基質(zhì)、水生植物、微生物

人工濕地對污水的凈化是基質(zhì)、水生植物和微生物共同作用的結(jié)果。6）人工濕地在人工濕地中急待解決的問題主要表現(xiàn)？①人工濕地對有機物、磷素、氮素等污染物去除機理需進一步研究；②人工濕地基質(zhì)對濕地除去污染物效果需進一步研究；③人工濕地的運行和管理需進一步研究二濕地污染與環(huán)境效應污染源主要包括：無機污染和有機污染無機污染：大氣污染的臭氧和二氧化碳，N，S氧化物和重金屬及放射性元素等。有機污染：城市污水、食品工業(yè)和造紙工業(yè)等排放含有大量有機物的廢水造成的污染。1）污染物在濕地中的遷移轉(zhuǎn)化★P的遷移1）污染物在濕地中的遷移轉(zhuǎn)化★P的形態(tài)1）污染物在濕地中的遷移轉(zhuǎn)化2）濕地污染的危害與影響★水體富營養(yǎng)化★濕地景觀類型喪失★濕地生物多樣性減少3我國濕地污染現(xiàn)狀與濕地退化濱海濕地，據(jù)初步估算，累計喪失面積已占我國總濱海濕地面積的50%。我國紅樹林總面積已不足1.5萬公頃，比上世紀50年代減少73%；我國珊瑚礁分布面積減少80%3我國濕地污染現(xiàn)狀與濕地退化我國濕地污染更為嚴重，遼河、海河、黃河、淮河、長江、珠江、松花江七大水系有63.1%的河段水體遭到污染，全國有2/3的湖泊水體不同程度出現(xiàn)富營養(yǎng)化；沿海近53.4%變成Ⅲ~Ⅳ的水體，赤潮發(fā)生的頻率增加。

洞庭湖

(1)產(chǎn)出功能:(2)調(diào)節(jié)功能:(3)生態(tài)功能:(4)降解功能:(5)其他功能:

產(chǎn)生人類需要的糧食、藥材、工業(yè)原料（動植物、礦產(chǎn)、水產(chǎn)）、生活資源。調(diào)節(jié)氣候，調(diào)蓄洪水保護生物多樣性，維持生態(tài)平衡。凈化水中污染物質(zhì)美化環(huán)境、旅游、航運、各種動物的棲息地洞庭湖的功能:洪水一大片，枯水幾條線洞庭湖的面積有什么變化？引起變化的原因是哪些？原因?qū)Σ咦匀辉蛉藶樵蛭：ν颂镞€湖，平垸行洪,移民建鎮(zhèn)泥沙淤積，湖面減小

圍湖造田,湖面減少禁止長江中上游天然林的砍伐,植樹造林,保持水土,減少泥沙淤積(1)調(diào)蓄洪水的能力下降,洪澇災害頻繁(2)影響航運(3)破壞生物多樣性50年代的洞庭湖區(qū)90年代的洞庭湖區(qū)1洞庭湖區(qū)萎縮的原因泥沙淤積、圍湖造田。人多地少，圍湖墾田能擴大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量２圍湖造田對湖區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的主要影響。好處：增加糧食，帶來經(jīng)濟效益負面影響：帶來洪澇災害和環(huán)境惡化50年代和90年代的洞庭湖區(qū)圖探究：三濕地修復基本理論1濕地修復概述詞語英文用詞涵義濕地恢復Wetlandrestoration一個濕地在被人類活動擾動或者改變了的條件下，返回先前的存在狀態(tài)。濕地重建Wetlandcreation一個較高的臺地或者其他非濕地區(qū)通過人類活動而建造濕地。濕地修復Wetlandrehabilitation濕地生態(tài)系統(tǒng)部分或者全部結(jié)構(gòu)或功能的修復。濕地改善Wetlandenhancement通過人類活動增加已有濕地的功能。2濕地修復的理論依據(jù)1）來源于恢復生態(tài)學2）恢復生態(tài)學：研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建技術(shù)與方法、生態(tài)學過程和機理的科學（余作岳等，1996）3）生態(tài)恢復：是根據(jù)生態(tài)學原理，通過一定的生物、生態(tài)以及工程技術(shù)與方法，人為地改變和切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及外界的物質(zhì)、能量和信息流動過程和時空次序，是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學潛力盡快成功地恢復到一定或原有乃至更高的水平。2濕地修復的理論依據(jù)在把握恢復生態(tài)學的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點，同時考慮到濕地污染的特征，從生態(tài)學、水文學、濕地科學及系統(tǒng)學等方綜合著手，濕地污染修復還主要包括如下的基礎(chǔ)理論：2濕地修復的理論依據(jù)★

水體自凈理論實質(zhì)上是指水體的物理、化學和生物3個方面。★生態(tài)恢復工程技術(shù)理論是在恢復生態(tài)學的指導下，按照生態(tài)恢復的目的所采取的恢復手段。技術(shù)上分生物技術(shù)和工程技術(shù)。2濕地修復的理論依據(jù)★自設(shè)計理論該理論認為，只要給定足夠的時間，隨著時間的進程，濕地將根據(jù)環(huán)境條件合理地組織自己并會最終改變其組分。（Mitsch）自設(shè)計理論將濕地修復放在生態(tài)系統(tǒng)層次考慮，不考慮缺乏種子庫的情況，其恢復的是環(huán)境決定群落。而設(shè)計理論把濕地修復在個體或種群的層次上進行考慮，恢復的可能是多種結(jié)果。2濕地修復的理論依據(jù)★生態(tài)演替理論演替理論對濕地生態(tài)系統(tǒng)修復指導意義在于：①對非濕地生態(tài)系統(tǒng)來講，可以人為地創(chuàng)造條件改變其演化頂極使之向濕地生態(tài)方向演化。②對現(xiàn)有濕地生態(tài)系統(tǒng)的人為干擾要有一定的限制，否則就會引起濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化。2濕地修復的理論依據(jù)★擾動理論擾動直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的形成、發(fā)育和演變過程。擾動分為自然擾動和人為擾動。擾動理論指導濕地修復，①需要查清濕地生態(tài)系統(tǒng)受到外來擾動的類型和作用形式，辨識其屬于正向還是負向擾動；②利用正向擾動的作用促進濕地生態(tài)系統(tǒng)演替發(fā)育，抵御和消除負向擾動，以修復濕地生態(tài)系統(tǒng)。2濕地修復的理論依據(jù)★系統(tǒng)理論

系統(tǒng)思想就是要求從整體上認識濕地的修復。濕地水環(huán)境、濕地土壤和濕地植物均屬于濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，當然要對濕地水環(huán)境、土壤和植物進行物理、化學和生物等方面進行單獨修復，但是必須濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體性和功能的整合性。3濕地修復的基本原則①依據(jù)濕地生態(tài)過程（水文、生物地球化學、生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)、物種適應等）規(guī)律，恢復和重建具有組織、自我維持及自我設(shè)計的濕地生態(tài)系統(tǒng)。②充分利用自然能源，如太陽能、水能和水中的營養(yǎng)物質(zhì)等，盡量減少人為輸入和管理強度。③濕地生態(tài)系統(tǒng)那個抵御自然災害（洪水、干旱、風暴、種群異動等）的擾動，并能從各種擾動中迅速自我恢復。④濕地生態(tài)系統(tǒng)具有多種功能，提供多種效益，其中可以有1~2個主要目標。3濕地修復的基本原則⑤濕地是介于高地和水體的過渡帶，要考慮它的生態(tài)交錯帶特點，同時，在濕地周邊考慮建設(shè)緩沖帶，防止高地環(huán)境和徑流的影響。⑥注重生態(tài)系統(tǒng)的功能，而不是形式的恢復與重建。3濕地修復的基本原則⑦外來物種入侵和生物死亡是恢復與重建過程中常見的現(xiàn)象，應注意修復過程的監(jiān)測，消除外來物種的入侵。⑧濕地修復是一個長期的工程。

除上述原則外還要考慮地域性和生態(tài)學的原則。4濕地修復的目標1）恢復諸如廢棄礦地這樣極度退化的生境；2）提高退化土地上的生產(chǎn)力；3）在被保護的景觀內(nèi)去除干擾以加強保護；4）對現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)進行合理利用和保護、維護其服務(wù)功能。4濕地修復的目標穩(wěn)定狀態(tài)原始生態(tài)系統(tǒng)改進恢復修復退化退化生態(tài)系統(tǒng)惡化生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)功能退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的不同選擇途徑5濕地修復的技術(shù)與措施1）濕地修復技術(shù)①物理修復技術(shù)主要有土壤滲濾法和調(diào)水沖洗法土壤滲濾法：土壤的多植物根系及水流流速較緩，將各種污染物質(zhì)截留在濕地生態(tài)系統(tǒng)中