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惠州潼湖湿地保护与管理现状、存在的问题及解决途径1

2021-07-19陈一萌许尔琪于竹筱

惠州学院学报 2021年3期
关键词:水体污染

陈一萌,汪 浩,许尔琪,于竹筱,4

(1.惠州学院 地理与旅游学院;2.惠州学院 体育学院,广东 惠州 516007;3.中国科学院 地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101;4.中国科学院大学 资源与环境学院,北京 100049)

潼湖流域湿地位于粤港澳大湾区的核心区域惠州,是广东省最大的内陆淡水湿地.在广东省东江下游的丘陵平原地带,流域南北两侧发育有中低山、丘陵,北临东江,区内水系属珠江水系.交通便利,地理位置十分优越[1](图1).属南亚热带湿润季风气候,光照充足、降水充沛.湿地主要类型包括:湖泊、河流、库塘(养鱼池和水库)及稻田,现湿地总面积约为2 654.8 hm2.

图1 潼湖湿地流域示意图

近年来,受经济利益驱使,由于工业化和城镇化的推进,湿地流域成为工农业废水和生活污水的承泄区,致使湿地面积萎缩、生物多样性锐减、水土污染严重、生态服务功能和环境功能几近丧失,严重影响了当地居民的生活环境质量、潼湖国家湿地公园、潼湖生态智慧区的建设和地区经济的可持续发展[2-4],因而湿地的保育恢复和管理迫在眉睫.本文针对潼湖湿地的保护及管理现状、存在的问题提出一些切实可行的保育恢复和管护措施及建议,期望对潼湖湿地生态服务功能的恢复保育建设、环境景观和生物多样性的培育、生态智慧小镇的建设、粤港澳大湾区湿地的恢复保育建设和可持续发展有所借鉴.

1 湿地现状

1.1 生物多样性现状

依据《广东植物志》的鉴定:即主要根据研究区涵盖的范围,植物自然形态结构特征的异同和亲缘关系.潼湖湿地现共有维管植物64科155属203种[5].湿地植物群落可分为陆生植物群落和水生植物群落两类[6].其特点如下[7]:

陆生植物群落中旱生植物在本区分布最为广泛,大多为常见的杂草,分布在堤岸、路边、荒地及农田,只在保护区宝塔山边残留着极少数的天然植被,是陆上植被的主要组成部分.主要由潺槁树Litsea glutinosa、山菅兰Dianella ensifolia、笔管榕Ficus superba var.japonica等组成的稀疏次生林,面积极小.湿生植物主要分布于湖滩、河滩、沟渠河涌的边缘,群落面积不大.主要有铺地黍Panicum repens、水龙Ludwigia adscendens、高秆莎草Cyperus exaltatus等;水生植物群落中浮水植物在本区分布面积较大,主要有蕹菜Ipomoea aquatica、空心莲子草Alternanthera philoxeroides等.挺水植物主要有高秆莎草Cyperus exaltatus、象草Pennisetum purpureum,主要分布在河湖滩地周边,数量和面积较小.由于长期人为干扰,湿地天然植被几乎破坏殆尽.而频繁的交通和耕作活动带来许多外来植物,如入侵植物薇甘菊Mikania micrantha、凤眼莲Eichhornia crassipes(又称水葫芦、水浮莲)、飞扬草Euphorbia hirta等.

据初步的分季节、分区域实地调查和不完全统计,依据其形态特征和生活习性.湿地内现共有鸟类7目23科81种[8],与2005年到2013年8年间,以季节为单位,采用样点法和样线法记录到的鸟类18目58科299种相比[9],湿地的鸟类种群减少非常严重.每年有近百种鸟类在此停歇栖息.其中有国家Ⅱ级保护动物褐翅鸦鹃Centropus sinensis和虎纹蛙Rana tigrina2种,省级重点保护动物10种如苍鹭Ardea cinerea、大白鹭Casmerodius albus、中白鹭Mesophoyx intermedia等;常见鱼类30多种如草鱼、鳊鱼、三角鲂、赤眼鳟、鲤、鲫等,另有爬行类、两栖类、水生等野生动物资源.

1.2 水土资源现状

潼湖流域作为惠州市主要的工农业分布区,集聚了大量人口和工业企业,由于人类活动的加强,造成严重的水体污染,流域河道和主湖区水质恶化严重.主要水污染指标有化学需氧量(COD)、铵态氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧(DO)和生化需氧量(BOD)等,但流域内各乡镇污染负荷和各污染源的贡献率存在明显的空间差异.潼湖位于流域下游,汇集了全流域污染负荷,水体富营养化程度最高[10].

土壤化学成分分析结果显示:无论是金属元素锌(Zn)、铜(Cu)、汞(Hg)、钴(Co)等,还是非金属元素砷(As)、硼(B)、硒(Se)等的含量均超过Ⅲ级环境土质量标准,且湿地水质分析结果与土壤分析成果呈现高度的一致性,土壤元素含量受湿地水体元素含量影响显著,土壤污染与水体污染相关性很大[11].

1.3 湿地的建设与管理现状

自2005年至今惠州市政府连续根据实际情况和发展需要,在各部门的配合下,投入近百亿治理潼湖流域.具体如禁止污染项目进入周边乡镇;关停近千家砖厂、2000多家养猪场、100多家重污染企业;在陈江、沥林、潼湖、潼侨4镇等处建设20多座污水处理厂及其配套管网,禁止居民生活污水排入湿地等举措,减少了湿地及其流域的污染;通过引鸟工程,在湖内种植水草、芦苇、红树林,堤外种植竹类、高大乔木等植物,人工清除有害植物水浮莲、薇甘菊等,将通向潼湖湿地的泥沙地铺设为水泥公路改善交通等措施使生物多样性得到一定程度的恢复重建①;投资近570多万建设基本达到能抵御10年一遇洪涝灾害的防洪大堤,排涝站及相应的设施设备,疏通河道沟渠等,基本上达到防洪减灾、防止内涝、排蓄正常防汛抗洪和抗旱减灾.

1.4 湿地管理机构的建设现状

目前,还没有一个专门的部门对潼湖湿地进行统一管理,湿地的保护管理是在各级政府部门的统一协调下的多部门单要素管理的格局.如湿地资源的恢复重建由惠州市林业局负责、地方污水处理厂的布局建设由惠州市环保局负责、湿地内万亩养殖池塘的建设由惠州市海洋局负责、潼湖围达标加固工程由惠州市水务局负责、而惠州潼湖湿地生态智慧区的发展规划建设则由惠州市住房和城乡建设规划局负责等等.

2 存在的主要问题

2.1 湿地面积萎缩,蓄洪能力减弱

据相关资料统计,历史上潼湖长度约22 km,平均宽约7 km,面积达155 km2.20世纪50年代,随着潼湖一期二期的整治、观洞水库的建成,治理水患的同时使其面积由建国初期的100 km2萎缩为66 km2.1966年部队进驻潼湖,开始对积水洼地进行围塘围湖造田,使湿地面积大幅减少,湖面逐渐演变成为现在的小型湖泊、鱼塘和稻田相间的格局[12].现潼湖湿地面积仅2654.8 hm2,不到20世纪初的五分之一.

20世纪70年代以前的潼湖湿地,湖面水体广阔水天一色,物种丰富,每年有大量的珍稀候鸟在此栖息觅食,犹如天堂在人间.农业的全面开发是潼湖湿地环境演变史上划时代的事件,特别是70年代以后周边居民凭借湿地优越的自然条件,大面积的围湖造地,许多大大小小的湖泊、滩涂被围垦成为农田,许多天然的湿生和水生植物被清除,为了农田的防洪和灌溉自然水道被改变,入湖水道被沟渠化,潼湖断块周边大小水库的兴建,加剧了地表水体的消失和洪泛.但由于防洪大堤大都属于均匀土质型,整体堤防体系未能达到防御20年乃至百年一遇洪涝灾害,和排洪河道沟渠有许多其深度和宽度均不达标,其抗旱蓄洪防涝能力较弱,内涝水体直接抽至东江,加速水体湿地面积萎缩.大部分水面长满了水浮莲,给防汛抗洪排涝造成隐患,生态景观功能严重下降.再者周边大量工矿企业和养殖企业密布,这些企业的兴建和围垦占据了大量的湿地面积,不合理大规模的开垦、利用和对湿地的改造,造成湿地面积锐减.

2.2 生物多样性降低,外来物种入侵形势严峻

潼湖湿地由于面积的缩减、水体土壤的严重污染等长期人为因素的干扰,严重制约和影响了湿地动植物的演替,天然植被几乎破坏殆尽,鱼类虾类和鸟类的数量大为减少,与惠州境内具有相似气候地貌类型的象头山国家级自然保护区相比较,潼湖湿地的生物种类只有象头山的16.7%(惠州象头山国家级自然保护区动植物种类总数2014种,而潼湖湿地只有337种),湿地水体水质土壤生态植被的恢复修复工作亟待解决[13].

主要污染物氮(N)、磷(P)等有机质的大量存在,频繁的交通和耕作活动,给当地带来了许多外来植物如:原产南美洲的薇甘菊Mikania micrantha在湿地路旁、荒地、河滩河堤和个别河道防护林处大量分布,某些地段甚至呈连片分布,其覆盖之处几乎没有其他植物生长,影响植被的正常演替与生长,严重影响周围动物的栖息和保护环境;凤眼莲Eichhornia crassipes(又称水葫芦、水浮莲)广泛分布在各类水域,形成厚实的垫状植被覆盖于水面造成河道堵塞,水生生态系统被严重破坏、生物多样性降低、生活和农业用水水质被污染等;另外,还有一些常见的外来植物如含羞草Mimosa pudica、胜红蓟Ageratum conyzoides、假臭草Eupatorium catarium等.这些外来入侵植物的存在,对当地生态环境和人们的生产活动带来了不良影响,成为潼湖湿地范围内较难清除的杂草和隐患.

2.3 水土污染严重,环境生态效益功能退化

据张福林[14]和何珊儒等[15]的研究:潼湖湿地地表水从20世纪70年代以来,水质开始出现污染并从90年代开始加剧,湿地内地表水水体浑浊呈浅黄色,可见黄色沉淀物,微臭.湖泊湿地、鱼塘湿地地表水体PH值多>7属偏碱性水,而河流(溪)湿地水体PH值<5属偏酸性水,总硬度(以CaCO3计)变化大;绝大多数水质元素未达Ⅲ类环境水水质标准,其中镉(Cd)、贡(Hg)、铬(Cr)、铅(Pb)等重金属元素的含量均超过地表环境水水质Ⅴ类标准,河溪流湿地水体中铜(Cu)的含量严重超标;有机物的综合指标BOD、COD均显著偏高,而DO则显著偏低,湿地内有机物成分高分解强烈,致使水体发臭;TP(总磷)、TN(总氮)严重超国际标准,水体富营养化,从而使维管浮水植物发育,这些结果表明潼湖湿地目前处于重污染状态.

湿地流域内主要的土壤类型有:赤壤土、石质土、湖沼泽型水稻土.土壤化学成分分析结果显示:PH值多为6-9,无论是金属元素锌(Zn)、铜(Cu)、汞(Hg)、钴(Co)等,还是非金属元素砷(As)、硼(B)、硒(Se)等的含量均超过Ⅲ级环境土质量标准,无法满足保护区国家土壤的环境质量标准要求.土壤污染的主要原因是:人为过量排入有毒有害物质,从而制约着各种价态离子或络离子从各种结合态中的释放、迁移和转化,进而造成天然地球化学元素的迁移能力下降加剧污染.湿地地表水体水质分析结果和土壤分析结果的对比分析看,二者有较高的一致性.

2.4 管理体系和机制不完善

潼湖湿地的管理目前比较复杂.湿地的管护和培育都是在惠州市政府的倡导下进行的,没有一个统一的管护和监管部门.多部门的管护体系看似分工明确,但由于管护的目标和利益各不相同,形成各自为政,各行其是,甚至会导致各个部门间的矛盾和纠纷,并存在相互推诿的现象,管护效率低下.缺乏响应国家和广东省出台的湿地管护的地方级层次的立法条文和保护工程实施规范,湿地的恢复重建简单粗放等.总之,多资源构成的湿地生态系统外加错综复杂的交叉和关联域,成为当前潼湖湿地管护和合理利用、可持续发展的制约因素.

3 解决问题的途径

3.1 稳定湿地面积,保障洪蓄环境生态功能

目前潼湖湿地面积只有2 654.8 hm2,是20世纪70年代以前湿地面积的1/5,湿地主要有湖泊、滩涂、河流、小溪、鱼塘、菜地和耕地组成,树木较少,存在较多的人工湿地(如耕地、池塘、水库),是惠州重要的水产养殖和果菜基地,也是重要的农工矿企业基地.近似于东西向的潼湖湿地南北高中间低对东江水系有巨大的调蓄和控制作用,应采取“退田还湖还塘,清淤蓄洪”等措施,协调好工农业开发和城市经济发展与湿地环境保护的关系,控制湿地开发面积,增大蓄洪能力,减轻危害.主要措施有:(1)兴修水利设施加固增高加宽已有坝堤和建设大型防洪涝大堤并更新防洪涝设施设备;疏通河道沟渠,连塘成湖连渠成河,提高潼湖湿地的调洪蓄洪能力;开发建设湿地生态公园和水利生态旅游,最大限度地维持湿地的自然生态过程和生态环境功能,形成不受丰水期和枯水期影响的可控性湿地[8,16-18].(2)退田/塘还湖、植树造林.退耕再造较大面积的滩地,打破由于开山取土植被的破坏导致砂石、泥水流入形成的“悬湖”,阻止对湿地的继续破坏.连接小块的基塘和沟渠,形成大基塘和较大的河流,便于减少人为因素的影响和进行管理,形成“稻-苇-鱼”与“桑基鱼塘”的生物栖息地格局,再现潼湖历史上“千顷湖面”的盛景,发挥其生态环境经济功能.(3)采取各种措施和法制手段,严厉制止一些抱有侥幸心理的人以各种借口继续围垦占用湿地,强化监督[19].

3.2 改善改造湿地水土污染环境

湿地污染不仅是中国湿地面临的主要威胁之一,同样也是潼湖湿地面临的严重威胁.采用点源、面源污染物的控制,先进的技术对水体水质、土壤进行修复可改善并恢复湿地环境.主要措施有:(1)实行严格的企业准入制度,关停、搬迁清理整治周边高污染的企业,严禁城镇居民生活污水、农业种植污染和工业污染物排入湿地,切断污染源.在湿地入水口安置生物膜,如土壤、卵石、碎石等[20],种植钠污能力较强的挺水植物形成条带,建立生态屏障,割断和减少污染源输入.(2)在湿地外围和入水口建设大小型污水处理厂,对于周边排入湿地的各类水体须经过污水处理后再排入湿地,和在湿地出水口再进行污水处理形成良性的水体进出循环系统.(3)培养专业技术人才,改进生产技术,开展绿色种养殖业,使经济发展和湿地生态环境同步健康发展.(4)对于已经污染的水土,采用底泥修复和引水换水等方法减轻污染.利用已经建成的水闸或可增加该设施,用人工调控的方式,在枯水期采用底泥疏浚的方式解决水体水质内源污染部分,重塑湖底(将东北南部的底泥作为改良剂进行挖泥并置换);周期性从东江引水、换水,稀释水中营养盐和有机物的浓度,改善水质,减轻污染等.

3.3 恢复湿地植被,清除外来入侵植物,建立健康稳定的生态系统

营造多样化生境的是维持生态系统健康稳定发展的关键所在,目前这也是潼湖湿地最为紧迫的任务.(1)通过建立健全预警防御监测体系、用机械打捞和滤网拦截等物理清除方式、化学除草剂杀灭或控制、用田野菟丝子Cuscuta campestris寄生控制和群落改造控制相结合的方式彻底清除对潼湖湿地植被的生长造成严重危害的入侵植物薇甘菊Mikania micrantha、凤眼莲Eichhornia crassipes、空心莲子草Alternanthera philoxeroides(C.Martius)Grisebach[21-22]等,从而增加植被和水体的透光度,提高其含氧量,由此提高其他水生植物的存活率,进一步净化水体,为各种动植物营造良好的生存栖息地.(2)科学引种挺水沉水植物,如在大堤外围的山地丘陵种植乡土阔叶树种、竹子等,同时保留一些灌木丛,以增加生境的多样性,为鸟类和鱼类的保护提供良好的环境,如在湿地边缘营造草甸环境,适当种植如苔草、开芦、灯芯草等;并在近湖区营造一定面积的浅滩和光滩,在浅滩上种植芦苇、茭笋、香茅等水生植物,吸引鸟类前来觅食;而在光滩上部种植植物,饲养一些藻类、贝类等,成为水禽等鸟类觅食、休息的场所等.这些措施的实施,必将给湿地内的生物多样性提供更大的繁衍空间,从而达到保护和改善湿地环境,吸引各类适宜性水鸟鱼类栖息,以提升湿地的生物多样性,使其健康稳定地持续发展.

3.4 建立湿地监测体系,加强其价值体系和健康可持续发展研究

湿地的监测是了解湿地生态变化的窗口,通过监测可以认识湿地生态系统的现状及其演化规律,为调整湿地的开发利用、保护管理提供科学依据和决策支持.如利用3S(GIS、GPS和RS)技术建立实时动态的监测管理系统[23],对湿地资源和环境变化进行跟踪调查;湿地多功能水质自动观测仪(YSI)、湿地自动水样采样器、湿地自动气候观测站等使湿地环境的长期连续的监测成为可能.这些同步多样化的湿地监测数据,是湿地资源进一步开发利用、湿地恢复和重建、湿地生态系统健康发展和保护的依据;同时,网络技术的全球化加快了信息的交流,缩短了地域研究的距离,可实现不同区域,不同学科间研究方法和技术的同步对比研究和技术方法措施的交流,可克服湿地研究在深入、综合、定量和预测等方面的局限;加强湿地生物多样性育种种植研究,加强湿地环境功能和生态效益研究,尝试开展湿地的有偿使用和建立补偿金制度的探索研究[24],加强湿地环境效益、生态效益和经济效益的量化研究[25-26],加强如何保持湿地生态系统健康稳定的发展研究,加强湿地生境防护措施和湿地环境评价研究等.

3.5 健全和完善相关的湿地保护管理部门制度

根据国家和上级部门的法律进一步强化湿地保护的法律监督和管理,并尽快建立相应的统一的保护管理部门和地方性湿地保护的法律法规.各类开发利用湿地的项目都必须持有特定管理部门进行环境影响评价,并严格按照法律程序进行管理,加大执法力度,把湿地的开发利用控制在湿地生态系统健康可持续稳定发展的合理容量范围内;加大宣传力度提高公众湿地保护意识和对湿地生态环境经济社会效益的认识,让其积极参与,积极监督,开展有偿性湿地利用保护和监督的机制,达到全民保护湿地的境界;建立统一协调的管理监督开发利用部门,避免相互推诿,出现监管不到位的死角,使湿地健康有序地持续发展.

注释:

①参见《南方都市报》,2018年10月31日报道.

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