张淑霞，周虹霞，陈静

(云南省环境科学研究院，云南昆明650034)

湖滨湿地恢复方案研究综述

张淑霞，周虹霞，陈静

(云南省环境科学研究院，云南昆明650034)

在查阅国内外湖滨湿地恢复资料的基础上，以恢复湿地水质净化和野生动物栖息地功能为双重目的，整理形成了适用于我国富营养湖泊湖滨湿地的恢复方案，从恢复湿地的设计、恢复的前期处理、恢复过程中的植物种植与管理、恢复后的维护管理和生态监测等5个阶段进行了恢复技术的综述与探讨。

湖泊水陆生态交错带;湿地恢复方案;野生动物栖息地

1 湖滨带的功能与退化原因

湖滨带又被称为湖泊水陆生态交错带，是连接湖泊水域生态系统与陆地生态系统的功能过渡区，其空间范围主要取决于周期性水位涨落时湖滨干湿交替变化的空间结构［1］。按地形条件可划分为河口型、堤防型、滩地型(湖滨湿地)和陡岸型(如岩岸和砾石型)等类型［2］。湖滨带水深、底质类型、风浪和水位等环境因素的多样化使多种水生植物在湖滨湿地得以生长，包括湿生乔木、湿生灌草、挺水植物、沉水植物、浮叶植物等。这些水生植物不仅增加了湖泊的生物多样性，也为其它生物提供了赖以生存的栖息环境，因此使湖泊的生物多样性得以大量增加［3］。除了为生物提供栖息地外，湖滨带还具有净化水质、消浪护岸和供人类文化娱乐的功能［4］。湖滨生物栖息地被破坏后，会使湖滨带食物网的物质循环和能量流动发生改变，进而可能改变全湖生态系统［5］。因此，湖滨带湿地的恢复是整个富营养湖泊生态修复中必不可少的重要组成部分［6］。

对世界上的大部分湖泊来说，对湖滨带干扰最严重的因素为湖泊水位的人工控制、防浪堤的修建、休闲娱乐活动、富营养化和淤积，这些干扰导致了湖滨带植物的退化［4］。湖滨带对于湖岸线的改变、水位、水位变化形式等人类活动因素十分敏感。当湖泊的水位被人为控制用以发电和蓄洪后，水位频度和幅度的非自然波动可能导致湖滨带自然植被的丧失，以及随后的湖岸侵蚀。例如，水位的人为控制已经被认为是最显著的影响北美大湖(Great Lakes)湖滨植物生长的人为因素［7］;春季人工高水位控制使日本琵琶湖水生植物发芽率显著降低，是该湖泊水生植被衰退的主要原因［8］。湖泊水位的严重下降则使湖岸挺水植物彻底消失，从而也减少了大型底栖无脊椎动物和鱼类的栖息地，或者一些鱼类的产卵场消失，或者产下的鱼卵被晒干。

2 湖滨湿地恢复的进展情况

湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复和重建，再现干扰前的结构和功能，以及相应的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用;包括低位沼泽、湖泊、河缘、河流和红树林等湿地类型的恢复［9］。自20世纪90年代以来，世界上的湖滨湿地恢复研究集中在美国、欧洲、日本、中国等国家和地区开展，鉴于湖滨湿地恢复的重要意义，在全球淡水富营养湖泊中湿地恢复工程实施的数量也逐年增加。中国近年来也实施了广泛的湿地恢复工程，在太湖、巢湖、滇池、武汉东湖、洱海等湖泊进行了大量湖滨湿地恢复的实践［10～18］，形成了较为系统的湖滨湿地生态修复技术体系［2，19］。但是我国已开展的湖滨湿地恢复研究，多以净化污水为主要目的，并没有强调湖滨湿地生物栖息地的功能;而仅仅关注单一目的的生态恢复可能与生物多样性保护发生冲突［20］。美国环境保护署(Environmental Protection Agency，U.S.)、鱼类与野生动物服务组织(U.S.Fish and Wildlife Service)等多部门在2000年发布了以水质净化和野生动物栖息地恢复为双重目的的湿地恢复导则［21］，目前国内尚未见有相关的恢复导则发布，也未见有相关的综述报道。

成功恢复湖滨湿地水生植物群落非常困难。由于湿地植物的恢复受到风浪、水位、水质、繁殖潜力、种植时间等多种因素的共同影响，导致湿地植物的恢复在富营养湖泊中较难进行，多数湖滨湿地植被恢复工程并不能最终建立起能够持续稳定生长的群落［22］。例如Vanderbosch＆Galatowitsch(2010)［23］对美国明尼苏达州的Minneapolis市已恢复1～6a的5个湖泊湖滨湿地植被恢复情况进行评估，发现湖滨种植的挺水植物中有80%是没有恢复成功的。在我国太湖开展的湖滨湿地的恢复研究中，发现由于沉水植物受到水体透明度的影响，直接在重污染水体中栽种很难成活，往往要在示范工程区内改善水质后才能成活［11，24］。

鉴于湿地植被恢复的重要性和困难性，本文在查阅国内外湖滨湿地恢复资料的基础上，以恢复湿地水质净化和野生动物栖息地为双重目的，整理形成了适用于我国富营养湖泊湖滨湿地的恢复方案，从恢复湿地的设计、恢复的前期处理、恢复过程中的植物种植与管理、恢复后的维护管理和生态监测等5个阶段进行了恢复技术的综述和探讨，以期为我国富营养湖泊开展湖滨湿地恢复提供基础资料。

3 湖滨湿地恢复方案

3.1 湖滨带恢复湿地的设计原则

3.1.1 湿地边缘最大化原则

湿地边缘应为蜿蜒状，避免使用直线的边缘，因为更多的边缘部分将有利于恢复湿地生态系统的稳定［25～26］。

3.1.2 恢复湿地的生境异质性原则

湿地恢复应尽可能多地在不同的水深和坡度下恢复多种本地水生植物，为野生动物提供栖息的小岛，因为空间异质性高的生态系统通常具有丰富的生物多样性，食物链更加丰富，从而生态系统也更加稳定［5］。例如在退鱼塘过程中，保留部分土埂作为水鸟的栖息地，在拆除防浪堤过程中保留部分碎石供底栖动物附着。

3.1.3 邻近已有湿地原则

恢复湿地最好与天然残留湿地相邻，这样可以为水生动物提供更广阔的栖息地;在陆向辐射带通常需要设置缓冲带，可以在缓冲带内种植耐湿乔木［21］。

3.1.4 便于管理原则

使用多个间隔区，在小范围内及时发现并解决问题，可以控制问题的扩大化，例如可以防止外来种在湿地内的扩散，同时也方便维护管理人员进出湿地［21］。

3.2 湖滨带恢复的前期处理

3.2.1 水质恢复

水质恢复是湖滨带恢复的难点，应在控制外源污染物流入的前提下，在具体实施区域根据具体情况配套相应的水质原位净化技术，如人工增氧技术、微生物强化技术、浮床植物技术［27］等。在水质较差的湖泊中直接恢复沉水植物风险较大，种植的水生植物夏季生长旺季时容易受到大量蓝藻生物的负面影响，因此需要设立必要的围隔设施进行挡藻，改善水底光照条件，围隔还可以有效阻拦草食性鱼类和人类进入对恢复湿地造成的干扰［11，24，28］。

3.2.2 基底恢复

基底修复应尽可能使原来陡峭易侵蚀的湖岸区平缓化，可以使用水下围埝和清洁底泥吹填造滩技术［10，12］，以适合水生植物的生长。日本琵琶湖湖滨带湿地成功恢复的经验表明，在条件允许的情况下，可以将包含种子库的恢复湖泊底泥均匀平铺于人造基底之上;另外，采取必要的消浪措施，例如柴笼或抵挡风浪的阻隔等，保护恢复植物免受风浪的物理损伤也至关重要［29～30］。

3.2.3 水文条件恢复

恢复地的微地形条件通过水位条件对恢复湿地中的植物群落组成具有显著的选择作用［29］。多数湖滨带湿地水文条件的恢复只能依赖于全湖水位的调控进行，因此在同一湖泊的多个地点同时实施湖滨湿地恢复工程时，应预先通过数值模拟确定全湖水位的调节可能对不同恢复地点湿地植物生长产生的不同影响，为不同位点的恢复植物的选取提供依据。

3.3 湖滨带恢复过程中的植物种植与管理

3.3.1 植物的选择

湖滨带湿地恢复过程强烈推荐使用本地物种，应限制使用外来物种。虽然有研究人员认为可以使用外来物种，因为部分外来物种具有本地物种所不具有的优势，例如可以忍受高湿度土壤和周期性的洪水［31］。但是，基于外来入侵物种的易扩散性及其扩散后会对本地生态系统造成的结构及功能上的负面影响，控制外来物种的传播，消除外来物种对本地物种的威胁是至关重要的［32］。因此，在湖滨带湿地恢复中，应尽量使用本地植物进行植被恢复。

恢复植物的选择标准是:

(1)针对特定的生境(如土壤类型、洪水频率及持续时间、淹水深度等)选择适宜的本地物种:可以先通过栽种实验，选择出适宜的物种，然后再进行大规模种植。

(2)容易存活，并且可以快速繁殖形成较大的覆盖度以发挥湿地净化作用，并适当抵制其他杂草入侵和鱼类、水禽的一般强度取食。

一般情况下具体恢复植物物种的选择应分湖而异，需根据恢复湖泊的原有水生植物及其现存情况，湖泊的水文、气候和土壤条件来配置恢复物种，这里只提一些我国南方湖滨湿地恢复工程中常用的本地物种供参考(表1)。

表1 我国南方湖滨湿地恢复工程中常用的本地物种

3.3.2 植物的种植过程

在恢复湿地植被的过程中，应注意以下事项:

(1)控制杂草和害虫。在植物恢复的初期，应避免把有害植物的种子或者残体随着植物繁殖体一起带入湿地。要尽量让恢复植物在短时间内快速建立种群，在种植之前和种植过程中及时控制杂草和害虫。

(2)优化种植时间和生长条件。植物种植时间和水深是影响恢复植物存活率的重要因素［22］。湿地植物恢复最好在春季或初夏，这样可以保证植物有较长的生长期，而较长的生长期增加植物存活的几率。使用的表层土应该不含原有的植物繁殖残体，不含过多的粘土或砂子，能够满足种植要求［36］。

(3)恢复湿地植物的种植。恢复植物的繁殖体应提前预定好，并且在接近种植期时运达。繁殖体应该按照繁殖体提供方的建议进行小心保存。水位线在种植期应该接近土壤层。种植密度亦应根据具体植物种类的不同进行设置。种植过程中要避免干燥对植物造成的损伤。可以首先在小范围，例如5m×5m的范围内准确标识植株种植点位，作为样板为剩余的区域提供参考。恢复植物的成功存活取决于恢复使用的土壤类型、种植者的技术，因此建议进行初试后，再大规模种植。植株应该种植在土壤较深的位置，而且应该适当固定以防止水位上涨时被连根拔起。

3.4 湖滨带恢复后的维护与管理

3.4.1 水位的管理

种植植物后，应尽快将湿地水位适当升高，这样可以优化湿地植物的生长条件从而抑制陆生杂草的生长，但应该注意水面不能淹没植物的嫩芽，水位可以随着植物的生长适当抬升。如果没有足够的水来供应植物生长，可以每隔5至10d进行漫灌以保持土壤湿润。如果植物生长稳定，经过一个完整的生长季节后，可以将水位进一步抬升。一般经过两个生长季节后，湿地土壤中的水分可以使植物在短期干旱的情况下存活。即使严重的干旱也只能使其地上部分死亡，一旦条件恢复，植物可以再次生长。恢复后，在每年春季水生植物发芽期间应该避免高水位淹没植物的嫩芽，以保证恢复植物顺利萌发［37］，也可以使用盆栽植物(容器苗)，便于与水位变化保持一致［30］。水位波动对于形成并维持湖滨水生植物群落来说尤其重要［38］。因此，如果条件允许，最好恢复湖泊的自然水位涨落体系。尽管对于特定的水体来说水位波动幅度具有特异性，Hill等［39］认为对湖岸线植被来说最理想的年度水位波动幅度应该是1～2m。

3.4.2 杂草和虫害的管理

最好及时发现杂草，并尽早清除，而不是等到它们长成很大种群再清除。在恢复的前4～6个月内，应该每15d进行1次检查，第二年生长季节时可以每3个月进行1次清除，随后每年进行2～3次检查。

水生植物在生长过程中容易受到真菌入侵或者蚜虫、蛾虫等害虫的危害［40～41］，表现出腐烂、花叶畸形、叶斑等症状，将严重影响水生植物的正常生长。防治方法包括:①避免引入带病植株;②种植不要过于拥挤，保证良好的通风光照条件;③密切监测植株生长情况，及时清除病株，消除病原，一旦预防虫害失败后，应根据不同致病昆虫的生理特性，及时采用药剂喷杀、物理清除虫卵或黑光灯诱捕的方法控制虫害。

3.4.3 水禽和牲畜的管理

如果大量的草食性水禽存在或被吸引到恢复湿地中，将会对新种植的植物造成严重的损伤。这些水禽一般会将植物连根拔起，选择嫩芽或者根上的芽苞食用。如果水禽的数量很大，而且没有及时阻止，它们会在几天内将所有的水草拔光。尽管不能保证将它们全部驱除干净，但在最初恢复的敏感期应尽量控制湿地内的水禽数量，等敏感期过后，湿地植物的生长对水禽的取食活动将不太敏感。可以根据鸟种的不同选择相应的装置以防止它们进入湿地。在湿地边缘种植硬叶植物例如亚麻，或者安装栅栏或篱笆，可以防止人或牲畜进入。

3.4.4 恢复湿地的维护管理

在湿地恢复初期应该每14d进行1次检查，以及时发现杂草、动物取食破坏、淤泥淤积等问题。也应该注意长势不好的植株，及时采取相应措施补救，在每年春季进行1次检查，并及时补种空白区域。每年秋季在不严重影响水生动物栖息地的前提下，对水生植物进行适当收割。如果在缓冲区内发现杂草，应该及时清除以防止它们向湿地内扩散。还应该对损毁的栅栏进行及时修补来防止牲畜进入。对于有围隔的恢复湿地，还应该及时检查围隔破损情况，及时修复或更换破损围隔。

3.5 恢复湿地的生态监测

对恢复湿地进行恢复前后的生态监测，能够使管理者知道何时生态系统已经转换成自我维持状态或者已达到什么程度，恢复的趋势过程是否有效。如果通过监测发现恢复后的生态系统状态与希望中的状态不相吻合或不能达到生态恢复的目的，就需要及时予以诊断并采取相应措施［21］。

3.5.1 对照湿地的选择

通过对对照湿地的同步监测，可以如实反映恢复湿地本身所发生的变化，评估恢复湿地的成效。对照湿地最好为附近的自然或已恢复湿地，但是在湿地类型、等级、大小、植被覆盖、水环境等方面都与恢复湿地较为相似，如果可能的话，应该选择多块对照湿地。

3.5.2 监测方案

根据具体的湿地恢复目的，可以定点长期监测恢复湿地的化学、物理和生物要素的状况。监测的内容包括:水质，底泥性质，温度，水文，浮游生物、水生植物生长趋势，大型底栖无脊椎动物、鱼群、野生动物对恢复湿地的利用情况。同时也应对有害昆虫进行监测，必要时使用杀虫剂，防止其过度破坏水生植物。应在植物种植之前就对恢复湿地和对照湿地进行1次本底监测，在恢复过程中及恢复后都应进行持续不间断的监测，必须准确和高频进行恢复后前2～3a的监测，在后续的5～10a或更长的时期里，继续低频监测，直到系统进入自然循环状态［9］。

4 结语

本文仅为我国富营养湖泊湖滨带湿地的恢复提出通用性方案，由于每个湖泊所处地的气候、海拔等生境条件均不同，因此，具体恢复方案应根据每个项目的具体情况来具体制定。此外，在湖滨带高度退化的富营养湖泊实现湖滨湿地的完全恢复概率较低，只有配套开展不同层次的湖泊修复工作，大幅削减湖中营养盐含量才能获得湖滨恢复湿地的最大生态效益［26］。很多湖滨修复工作的科研基础也较弱，难以对相应湖滨修复工程的实施起到支撑的作用，因此急需开展湖滨恢复植物生长动态与水位变化的定量关系、水生植被的空间结构及时间更替的优化设计、适宜湿地恢复地点的系统选择与择优、恢复湿地的水动力数值模拟等研究。

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A Review on Restoration of the Littoral Wetlands

ZHANG Shu－xia，ZHOU Hong－xia，CHEN Jing
(Yunnan Institute of Environmental Sciences，Kunming Yunnan 650034 China)

Based on the literature review of the littoral wetland restoration，for the dual purposes of water purification of the wetland and the rehabilitation of the wildlife habitat，an applicable scheme is formed for the littoral wetland restoration of the eutrophic lakes in China.A summary and discussion of the restoration technique is given，illustrating the five different stages，such as design，pre－treatment，planting and management of the plants，maintenance after restoration，as well as the ecological monitoring.

lake aquatic－terrestrial ecotone;wetland restoration scheme;wildlife habitat

X52

A

1673－9655(2012)02－0046－06

2011－11－25