《实用生态工程学》第十一章 湿地生态工程

第十一章

湿地生态工程

湿地生态系统是水陆交汇的生态系统，与其他生态系统迥异。由于人类干扰，湿地面积锐减，湿地的恢复与保护日益重要。无论对湿地是开发利用、保护管理，还是恢复与重建，都必须遵循湿地的自然生态过程。这一过程包括湿地的水文过程、生物地球化学过程、生态系统动态过程、物种适应过程、湿地生物定居过程及自身演替过程，即湿地有其自身发展、演化的规律。人类对湿地过程只能起到加速或延缓的作用，但不能改变其发展的方向。因此，只有在尊重湿地自然生态过程的前提下，对湿地实施生态工程建设，才能将湿地恢复为一个具有自我组织、自我协调、自我保护的湿地生态系统。11.1湿地概述

11.1.1湿地的定义目前，对湿地的认识尚不统一，按照《湿地公约》的定义，湿地系指其天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水的水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。这一湿地定义不仅包括沼泽、泥炭、盐沼和红树林，还包括湖泊、河流、盐碱地以及水深不及6m的滨海水域，也包括人工湿地，如农田、鱼虾池、水库和运河等。

11.1.2湿地类型

湿地可分为咸水湿地、淡水湿地和人工湿地三大类型（表11.1）。

11.1.3湿地的功能

1．生态功能湿地被誉为“地球之肾”，是具有多种生态功能和效应的独特生态系统，其生态功能具体表现为：（1）保护生物和遗传多样性（2）减缓径流和蓄洪防旱（3）固定CO2、调节区域气候（4）降解污染物、净化水质（5）防浪固岸、保卫国土安全

2．社会经济功能（1）重要的水源地（2）提供丰富的动植物资源（3）提供丰富的工业原料（4）提供能源和水运条件（5）美学功能（6）教育与科研价值11.1.4湿地存在的共性问题目前湿地存在的共性问题为：

1．湿地面积萎缩大连市湿地面积仍在萎缩

2．生物多样性降低3．湿地污染三江平原湿地面积已大幅缩减

11.2湿地生态工程设计

湿地生态工程设计的主要内容包含对没有被破坏湿地的保护管理，对已经被污染湿地的治理和对已退化湿地的恢复与重建。

11.2.1．湿地的恢复与重建所谓湿地恢复，一方面指受损湿地通过保护，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湿地或消失的湿地进行恢复与重建，再现干扰前的结构和功能。目前的湿地恢复主要集中在沼泽、湖泊、河滩及河缘湿地。

1．湿地恢复与重建的目标一般情况下，未被干扰的湿地多为湿生林地、湿生草甸、沼泽地或开放的水体，究竟将退化湿地恢复为哪一种状态应从两方面考虑：一是湿地的原生状态，即未被干扰之前的湿地类型；二是要根据目前社会和经济发展对湿地的需求。湿地恢复是一项艰巨的生态与技术工程，其恢复的目标在于：（1）水环境的恢复，以保证湿地生态系统的正常演替与发展；（2）恢复与重建湿地植被和土壤，恢复湿地生态系统正常的生物循环和能量转化；（3）恢复或提高湿地的生物多样性，发挥其多种生态服务功能，提高其生产力；（4）减少或控制对湿地的污染；（5）恢复与重建湿地景观，增加其美学效果。总之，恢复与重建退化湿地的目标就是再现可自我持续、自我稳定、与周围环境和谐共生的湿地生态系统。

2．湿地恢复与重建的设计模式对已退化湿地生态系统的恢复与重建，通常采用两种模式（图11．1）：当湿地生态系统受损害没有超负荷并且是可逆的情况下，干扰和压力被解除后，恢复可在自然过程中发生。如过度放牧引起草甸草场退化，在进行围栏保护后，几年之后草甸草场即可恢复。另一种是超负荷的不可逆退化，仅依靠自然过程是不能使湿地生态系统恢复到初始状态的，必须施以人力与自然力结合的生态工程措施才能促其迅速恢复。

3．湿地恢复与重建的设计策略湿地退化和受损的主要原因是人类活动的干扰，其实质是系统结构的紊乱和功能的减弱与破坏，而外在表现则是生物多样性的下降或丧失以及自然景观的衰退。湿地恢复和重建应按生态演替原理，缓解或消除人为干扰造成的压力，赋之适宜的管理方式，才能使湿地得以恢复与重建。不同的湿地类型，恢复与重建的指标体系及相应策略不同（表11.2）。

4．湿地恢复与重建的设计程序湿地生态系统恢复与重建的技术设计流程包括地点的选择、现状调查，系统诊断与评价、恢复工程的设计方案，工程评价与改进、工程实施（图11.2）。

5．湿地恢复与重建的具体措施（1）河流湿地恢复与重建的措施

1）污染物总量控制2）植物修复（2）湖泊湿地的生态恢复与重建措施

1）修建截污工程2）湖水的置换

3）底泥处理4）化学措施

5）生物措施（3）盐碱湿地的生态恢复与重建措施

1）工程措施2）生物措施（4）红树林海岸湿地的恢复与重建措施

11.2.2湿地保护

1.建立湿地自然保护区设立湿地自然保护区是保护湿地和湿地生物多样性最有效的措施。湿地自然保护区一般划分为核心区，缓冲区和实验区三个功能区（图11.3）。核心区是自然保护区最为重要的区域，是湿地生态系统保存最完好的地段，也是珍稀濒危物种的集中分布区，此区人为干扰最少。缓冲区位于核心区的外围，其面积比核心区要大，但其对物种的生存和繁衍比核心区的不安全因素要高。它对核心区有较大的缓冲作用，是自然保护区与周围地区联系的纽带。缓冲区外围还要划出相当面积作为实验区，用作发展湿地特有的生物资源的场地；也可作为野生动植物的繁育基地；实验区还可根据当地经济发展需要，建立各种类型的人工生态系统，为本区域的生物多样性恢复进行示范。

2.还湿工程在湿地区，减少人类活动对湿地的干扰，也是保护湿地和湿地生物多样性的有效的措施之一。其主要方式有两种，一是“单退”，“退人不退耕”；二是“双退”，“退人又退耕”。加之建立保护栅栏和铁丝网等措施，可有效的保护湿地。

3.推动湿地保护立法

20世纪90年代以后，我国政府及民间组织积极开展湿地保护工作。2000年11月8日正式发布了《中国湿地保护行动计划》，2004年2月国家林业局公布了《全国湿地保护工程规划》。我国应根据实际情况，按照《湿地公约》的规定和要求，制定符合我国国情的湿地保护法，将湿地资源的保护和管理纳入法制轨道。

4.利用3S技术，建立实时湿地地理信息系统利用RS、GIS、GPS等先进技术手段，建立湿地数据库，在地理信息系统平台的支撑下，有效地控制和监测点源和面源污染，对湿地变化进行动态监