湿地生态系统

湿地生态系统

wetlandecosystem

若盖尔湿地湿地概述

湿地是地球上一种重要的生态系统。它处于陆地生态系统（如森林和草地）与水生生态系统（如深水湖和海洋）之间。湿地是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带。与森林、海洋生态系统一起构成了全球三大生态系统。湿地定义狭义定义：陆地与水域之间的过渡地带广义定义：不问其为天然或人为，长久或暂时的沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、河流、湖泊、水库、稻田等水域（《湿地公约》定义）按照广义定义湿地覆盖地球表面仅有6％，却为地球上20％的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，因此享有“地球之肾”的美誉。中国湿地面积占世界湿地的10％，位居亚洲第一位，世界第四位。在中国境内，从寒温带到热带、从沿海到内陆、从平原到高原山区都有湿地分布，一个地区内常常有多种湿地类型，一种湿地类型又常常分布于多个地区。中国东部地区河流湿地较多，东北以沼泽湿地为主，长江中下游和青藏高原主要是湖泊湿地，海南到福建北部沿海地区则分布着独特的红树林，热带、亚热带人工湿地。湿地的作用：1、湿地是重要的水源地

湿地之水,除了江河、溪沟的水流外,湖泊、水库、池塘的蓄水,都是生产、生活用水的重要来源。据估算,我国仅湖泊淡水贮量即达225亿立方米,占淡水总贮量的8%。某些湿地通过渗透还可以补充地下蓄水层的水源,对维持周围地下水的水位,保证持续供水具有重要作用。2、湿地是生态环境的优化器

大面积的湿地,通过蒸腾作用能够产生大量水蒸气,不仅可以提高周围地区空气湿度,减少土壤水分丧失,还可诱发降雨,增加地表和地下水资源。湿地还可以通过水生植物的作用,以及化学、生物过程,吸收、固定、转化土壤和水中营养物质含量,降解有毒和污染物质,净化水体,消减环境污染的重要作用。3、湿地是重要的物产和能源基地

广阔多样的湿地,蓄藏有丰富的淡水、动植物、矿产及能源等自然资源,可以为社会生产提供水产、禽蛋、莲藕等多种食品,以及工业原材料、矿产品等。湿地水能资源丰富,可以发展水电、水运,增加电力和交能运输能力。许多湿地自然环境独特,风光秀丽,也不乏人文景观,是人们旅游、度假、疗养的理想佳地,发展旅游业大有可为。此外,湿地还是进行科学研究、教学实习、科普宣传的重要场所。黄河枯水期40%的水量及丰水期26%的水量来自若盖尔湿地

联合国环境署2002年公布的数据显示每公顷的湿地能创造1.4万美元的价值，是热带雨林的7倍，农田生态系统的160倍。美国佛罗里达州，废水流经一片柏树沼泽后98%的N，97%的P被净化。此外湿地还有个强大的固C功能固定二氧化碳、调节区域气候湿地由于其特殊的生态特性，在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，衍生物活动弱，土壤吸收和释放二氧化碳十分缓慢，形成了富含有机物质的湿地土壤和沼炭层，起到了固定碳的作用，如湿地遭到破坏，固碳功能消失，湿地将由“碳汇”变成“碳源”，对气候产生重大影响人工湿地人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。湿地构成

绝大多数人工湿地由五部分构成：①基质，具有透水性，如土壤、砂、砾石；②水体（在基质表面上或下流动的水）；③植物，适于在饱和水和厌氧基质中生长，如芦苇；④无脊椎或脊椎动物；⑤好氧或厌氧微生物种群。人工湿地系统人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水或综合式。

人工湿地工艺流程及组合形式设计净化废水的机理

人工湿地是由基质、水体、植物、动物和微生物组成的生态系统。生活在土壤中的微生物（细菌和真菌）在有机物的去除中起主要作用，湿地植物的根系将氧气带入周围的土壤，但远离根部的环境处于厌氧，形成处理环境的变化带，这就加强了人工湿地去除复杂污染物的能力。大部分有机物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污染物如重金属、硫、磷等依赖于土壤和植物的作用。通俗地说，人工湿地对废水的处理综合了物理、化学、生物的三种作用。实地系统成熟后，填料表面和植物根系将因大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时，大量SS被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。

功能

人工湿地是利用与自然生态系统相似的物理、化学、生物的三重协同作用来实现对污水的净化技术。

物理作用过滤和沉淀除去含有C、N、P的有机及无机颗粒物和悬浮固体微生物作用

氧化－还原反应吸收降解植物作用气体运输作用植物吸收根系有利于微生物繁殖

化学作用吸附和絮凝可溶性的有机化合物阴离子（PO43-

）和阳离子（重金属阳离子）挥发作用挥发性有机物(VOC)特点人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。分类人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：（1）自由水面人工湿地处理系统；（2）人工潜流湿地处理系统。（3）垂直水流型人工湿地处理系统。水平潜流式人工合成湿地

人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。

水平潜流湿地系统表面流湿地

向湿地表面布水，维持一定的水层厚度，一般为10~30cm，这时水力负荷可达200m3/（hm2.d）。水流呈推流式前进，整个湿地表面形成一层地表水流，流至终端而岀流，完成整个净化过程。

表面流湿地系统垂直流湿地

垂直流湿地实质上是水平潜流湿地与渗滤型土地处理系统相结合的一种新型湿地。渗滤湿地采取地表布水，污水经过水平渗滤，汇入集水暗管或集水沟岀流。通过地表与地下渗滤过程中发生的物理、化学和生物反应使污水得到净化。

垂直流湿地系统人工湿地的优点

人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点:①建造和运行费用便宜;②易于维护,技术含量低;③可进行有效可靠的废水处理;④可缓冲对水力和污染负荷的冲击;⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。人工湿地的缺点①占地面积大;②易受病虫害影响；③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。另外，据已有数据,当上下表面植物密度增大时,人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2~3个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。

人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的