第八章 湿地恢复与重建

1、第八章 湿地生态修复与重建第一节 湿地功能退化退化指生态系统的组成、结构、动态及其对环境改善功能等方面都与自然生态系统有明细不同，并且在大多数情况下，均比不上自然生态系统。湿地退化主要从功能方面定义：湿地退化指由于人类活动影响使湿地只能提供最小的功能和价值的变化，主要人类活动包括排水、筑堤、挖掘、污染物排放、植被破坏或物种引入。退化原因：自然灾害和人类活动。湿地功能退化还有时空尺度：不同时空尺度湿地所处的状态不同。湿地功能退化的表征指标和方法：计算湿地功能指数，是计算湿地生态需水量和各功能所需水量的基础，避免了主观性。湿地功能退化类型：环境功能退化；生态功能退化；资源功能退化湿地当前存在的问题

2、 面积萎缩 生物多样性降低 湿地水资源的不合理利用 湿地污染 泥沙淤积日益严重 海岸侵蚀不断扩展1. 1. 湿地污染湿地污染中国中国湿地面临的威胁湿地面临的威胁目前，我国湿地污染仍然比较严重。例如：太湖是全国第三大淡水湖，太湖流域是我国的城市密集区和经济核心区。该区土地面积和人口不足全国的0.4%和3%，而创造了占全国13%的GDP和20%的税收。虽经多年治理，但由于工业化、城市化高速发展，污染物绝对排放量不断增加，面源污染尚未得到有效遏制，加上渔业养殖规模与强度过大，水质仍在进一步恶化，富营养化十分严重。太湖的入湖总氮、总磷变化太湖的入湖总氮、总磷变化年份入湖TN（t）入湖TP（t）1987

3、198726020260201327132720022002446004460018901890曾经的三江平原湿地开垦曾经的三江平原湿地开垦浙江温州的滩涂开发浙江温州的滩涂开发2. 2. 湿地开垦和改造湿地开垦和改造开垦和改造是造成我国湿地丧失的主要原因，特别是在沿海地区、长江中下游湖区、东北沼泽湿地区。3. 3. 生物资源过度利用生物资源过度利用我国湿地生物资源的过度利用现象十分严重，致使一些物种甚至趋于濒危边缘，特别是在沿海地区、长江中下游湖区、东北沼泽湿地区。 黄河流域的水土流失黄河流域的水土流失4. 4. 水土流失和泥沙淤积水土流失和泥沙淤积水土流失和泥沙淤积导致湿地面积不断减小，功能

4、衰退，洪涝灾害加剧。四川若尔盖湿排水四川若尔盖湿排水广西桂林的水坝广西桂林的水坝5. 5. 水资源不合理利用水资源不合理利用水资源的不合理利用主要表现为在湿地上游建设水利工程，水资源的不合理利用主要表现为在湿地上游建设水利工程，截留水源，以及注重工农业生产和生活用水，而不关注生截留水源，以及注重工农业生产和生活用水，而不关注生态用水。态用水。江汉平原湖群的“瘦身”中国湿地中国湿地退化现状退化现状1、湿地面积急剧减少、湿地面积急剧减少我国湿地变化的现实（沼泽） 据专家的测算，黑据专家的测算，黑龙江三江平原自龙江三江平原自5050年年代开发以来，已有代开发以来，已有8787的湿地丧失。的湿地丧失。

5、万公顷万公顷我国湿地变化的现实红树林公顷公顷2、不同的自然湿地类型面临不同的威胁、不同的自然湿地类型面临不同的威胁湖泊湿地：多因素湖泊湿地：多因素河流湿地：开垦改造与调水河流湿地：开垦改造与调水 近海与海岸湿地：开垦、污染、资源过度利用近海与海岸湿地：开垦、污染、资源过度利用沼泽湿地：开垦、生物和水资源过度利用沼泽湿地：开垦、生物和水资源过度利用 生物多样性减少生物多样性减少 洪湖洪湖鱼类101 72 60 3、湿地生物多样性丰富，但衰退明显、湿地生物多样性丰富，但衰退明显 4、湿地大量丧失直接导致淡水存蓄量减少，加剧水资源危机。、湿地大量丧失直接导致淡水存蓄量减少，加剧水资源危机。洞庭湖，损

6、失库容洞庭湖，损失库容119亿亿m3鄱阳湖，损失库容鄱阳湖，损失库容80亿亿m3黑龙江三江平原湿地面积骤减，致使生态环境恶化，黑龙江三江平原湿地面积骤减，致使生态环境恶化，87亿亿m3地表水随之流失。地表水随之流失。第二节 湿地生态恢复湿地生态恢复指通过生态技术或者生态工程对退化或者消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前湿地的结构和功能。手段：提高地下水位来养护湿地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质。湿地生态恢复理论 自我设计与相对设计理论：自我设计，只要有足够的时间，湿地将根据环境条件合理地组织内在结构并会最终改变其组分。相对设计理论，通过适当的工程措

7、施和植物重建，以加快湿地的恢复或重建过程。 演替理论：生态恢复要求尽量不打断自然生态演替序列，避免逆行演替，使生态系统走正常演化道路，即进展演替。水文特性的变化对其演替的方向具有决定性的意义。 入侵理论：演替的发生即基于较高演替阶段的物种对前一阶段物种的入侵。退化后的湿地恢复要依赖于植物的建群和扩散能力以及适应生境的面积与数量。 河流理论：沿着河流不同宽度或长度其结构与功能会发生变化。在源头或近岸边，生物多样性较高，在河中间或中游因生境异质性高，生物多样性最高，在下游因生境缺少变化而生物多样性最低。 洪水脉冲理论：洪水冲积湿地的生物和物理功能依赖于江河进入湿地的水的动态。 边缘效应理论和中度干

8、扰假说：边缘效应理论，两种生境交汇的地方由于异质性高而导致物种多样性高。 中度干扰假说 （Connell），在适度干扰的地方物种丰富高，生态系统保留高生产力、高多样性等演替早期特征。 但中度干扰的强 、频率、持续时间难确定。第三节 湿地生态修复湿地生态修复的目标：根据不同地域条件，不同的社会文化经济背景，修复目标也不同，如果有多个目标，必须确定一个主要目标。 实现生态系统地表基底的稳定性 恢复湿地良好的水状况 恢复植被和土壤，保证一定的植被概率和土壤肥力 增加物种组成和生物多样性 恢复湿地景观，增加视觉和美学享受 湿地生态修复的原则湿地生态修复的几个重要原则 地理学原则 生态学原则 可行性原则

9、 最小风险和最大效益原则 稀缺性和优先性原则 美学原则湿地生态修复和重建的原则(Odum和Gosselink)湿地生态修复的方法 自然恢复方法：湿地恢复的过程就是消除导致湿地退化或丧失的威胁因素，从而通过自然过程恢复湿地的功能和价值。 通常自然恢复方法的成功依赖于以下几个因素：稳定的能够取的水源、最大限度地接近湿地动植物种源地。被动恢复的优势在于低成本以及恢复的湿地与周围景观的协调一致。 人工促进恢复方法：人工促进自然恢复涉及到自然干预，即人类直接控制湿地恢复的过程，以恢复、新建或改进湿地生态系统。当一个湿地严重退化，或者只有通过湿地建造和最大程度的改进才能完成预定的目标时，人工促进恢复方法是

10、一个最佳的恢复模式。人工促进恢复方法的设计、监督、建设和花费都是比较可观的。 根据湿地类型、恢复目标以及退化程度的不同，湿地恢复实施过程中的恢复措施也不相同，典型的湿地恢复的实施措施可分为土壤基质的恢复、植被恢复、栖息地保护与生境改善、湿地生态水管理、湖泊富营养化治理、有害生物防控、火生态控制，共七个方面。 不同类型湿地的生态修复（1）海岸带湿地生态系统面临的主要问题： 赤潮危害浮游生物，赤潮藻 红树林破坏 （4万减少到1.5万平方公里） 渔业资源下降生物栖息地退化，过度渔业 海水养殖过度饵料、排泄物和病菌 化肥农药污染多氯联苯，有机磷 工业和生活污染印染废水、重金属废水和强酸性废水 海岸工程

11、建设、围海造田和海水入侵 固体垃圾污染海岸带湿地生态系统恢复技术： 人工河流水系的重新设计 人工鱼礁生物恢复和护滩技术 海岸带湿地的生物恢复技术，保持陆地径流的合理方式，严禁滥伐及矿物开采，保证营养物的稳定输入。（2）河滨湿地生态系统退化机制： 河流水文特征的改变（水流大小） 筑坝、修建水库和引水分洪（沉积物传输，途径阻断，生境破坏） 河道沟渠化 外来物种的入侵 流域尺度的干扰恢复技术： 通过疏浚河道与河漫滩地的自然化，增加水流的持续性，防止侵蚀或沉积物的进入。 通过切断污染源以及加强非点源污染净化使河流水质得以修复。（3）湖泊湿地生态系统受到的干扰： 气候变暖 入湖污染点面污染，养殖围湖垦殖

12、 水利工程影响湖泊受水 过度捕捞鱼类资源的衰竭 外来种入侵水葫芦恢复技术： 营养盐输入的顶端控制 ：（1）恢复或重建环湖湿地保护带 （2）恢复或重建入湖河流的河口湿地系统 （3）用水处理技术消除进入湖泊水体中的N、P和有机污染物等； 湖泊生态系统的底端治理：清除底泥 湖岸带生态建设：湖滨湿地恢复以及湖岸绿化（4）森林湿地生态系统受到的干扰： 森林采伐、火烧、气候变化生态修复：水文和土壤保持原样的地区，种植合适的树木生态重建：水文和土壤破坏的地区，改造整个湿地环境。湿地恢复的综合评价 湿地恢复不但包括生态要素的恢复，也包含生态系统的恢复。生态要素包括土壤、水体、动物、植物和微生物，生态系统则包括

13、不同层次、不同尺度规模、不同类型的生态系统。因此，需要对湿地恢复进行综合性评价，以确定其是否达到预期目标，被损害的湿地是否恢复到或接近于它退化前的自然状态。湿地恢复的流程 对湿地退化状况的调查及评价 确定湿地恢复区域 湿地恢复区域的本底调查 确定湿地恢复的目标 使用参照地点 选择恢复方法 实施湿地恢复工作 湿地恢复的监测 湿地恢复的长期管理 湿地生态恢复的主要指标要求 水文指标：水深及水周期，水持续时间，水的入流负荷 化学指标：化学去除效率及负荷率，沉积作用 基质指标：有机质含量，土壤结构 生物指标：植被组成，溶解氧第四节 人工湿地的营造人工湿地的起源与发展 20世纪50年代德国的马普研究所，

14、湿地净化废水。 1972年，根区理论 20世纪70年代湿地净水广泛使用 目前，工程湿地处理技术被用来处理各类水体，包括生活污水、工业无水、垃圾渗出液、农业废水等工程湿地的类型按水流方式划分 表流湿地：投资少、操作简单、运行费用低，但是占地面积大，水力负荷低，去污能力有限，受到气候影响较大，北方地区冬季表面会结冰，夏季会滋生蚊蝇，散发臭味。 潜流湿地：又可以分为水平潜流湿地和垂直潜流湿地。前者适用于生活污水处理，后者适用于处理氨氮含量较高的废水。 潜流湿地由三部分组成：基质、植物和布水系统。按植物类型划分 浮水大型植物系统：可有效去除氮磷及重金属污染 挺水大型植物系统：有利于多种微生物繁殖，便于多种途径的污染物降解 沉水大型植物系统：处于试验阶段 有林湿地系统：表面流工程湿地按废水类型划分 城镇废水人工处理湿地 尾矿排出液人工处理湿地 城市雨水和面源污染人工处理湿地 垃圾渗出液人工处理湿地 农业废水人工处理湿地人工湿地的净化机理：包括物理化学和生物过程 对有机物的去除：截流作用，吸收降解 对氮磷的去除：微生物去除，植物吸收，离子交换人工湿地设计需要考虑的因素 流域原理：既要考虑其在流域中的作用，也要考虑其在该地区更广的生态系统背景中的作用 水文学：积水期和深度变化；季节和年际波动；水力负荷速率；持留时间 集水区地形学 化学负载 基质/土