APP下载

湿地退化原因分析及修复方法概述

2021-01-16江丹丹山来才

山东水利 2021年9期
关键词:底泥生境基底

江丹丹,山来才,王 辉

(1.水发规划设计有限公司,山东 济南 250100;2.嘉祥县水务局,山东 嘉祥 370829)

湿地是分布在陆域与水域之间的过渡地带,所处的独特水文、气候、土壤等环境条件为动植物提供了特殊的生存环境。另外,湿地在维持生态平衡、保护生物多样性、净化水质、调节气候等方面也具有不可替代的作用。但是由于人口数量的增加和气候的变化,有的湿地被大量垦殖,湿地生境丧失、面积减少、景观破碎化加剧,导致湿地功能退化甚至消失,湿地生物多样性衰减,大大降低了湿地的生态功能,影响了区域环境,因此湿地的保护和恢复迫在眉睫。

自20 世纪70 年代,西方发达国家已开展了关于湿地保护与恢复的相关研究。美国主要研究河流湿地和湖泊湿地的污染和富营养化,加拿大和瑞典则聚焦于扩大沼泽湿地和湖泊湿地的面积,恢复贫营养沼泽[1]。我国对湿地恢复的研究起步较晚,研究主要侧重于河流湿地与湖泊湿地的污染和富营养化,与美国研究方向大体一致。本文分析了湿地破坏的原因,总结了湿地修复的方法,希望能为湿地修复提供理论支撑。

1 湿地退化的原因

1.1 自然因素对湿地退化的影响

1)气候变化。气候变化主要影响水体地球化学过程,由于湿地生态系统的特殊性,对气候的变化较其他生态系统更为敏感。国内外的研究者就气候变化与湿地之间的关系研究较多,普遍认为气候变化与湿地之间是相互作用、相互影响的。董瑜从水文、土壤、生物3 个方面综述了气候变化对湿地的影响,认为气候变化是导致湿地生态系统面积较少、功能退化的主要影响因素[2]。

2)海面变化。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告明确指出,全球气候变化以变暖为主。因此,未来我国沿海平面仍会保持逐渐上升的趋势。海面上升可能会淹没一些低洼沿海地区,使水体中沉积物增多,当沉积物沉积速率低于海面上升速率时,滨海湿地将会被海水淹没,面积减少。滨海湿地是生态脆弱区,当滨海湿地被淹没后,湿地生态系统将会发生较大的改变,最终造成湿地退化。

3)海岸侵蚀。柯昶系统地分析了黄河三角洲海岸侵蚀的影响因素,结果表明黄河三角洲自20世纪90 年代末便呈现总体侵蚀的趋势,且难以逆转[3]。海岸侵蚀导致海岸地带土地营养流失,造成土壤盐碱化,破坏海岸生物赖以生存的环境,导致滨海湿地资源逐步退化,使湿地对风暴潮的缓冲作用下降,进而造成海岸线生态环境严重恶化。

4)泥沙淤积。泥沙淤积多见于湖泊、水库和河道等区域。泥沙长期淤积促使湿地地表增高的同时也带来了丰富的营养,对植物的生长具有促进作用,而植物的生长能够固定土壤,进而会促进泥沙的持续积累。周而复始,泥沙淤积与植物生长陷入恶性循环,湿地生物多样性锐减,水资源调蓄功能降低,湿地退化程度越来越严重。

1.2 人为因素对湿地退化的影响

1)围垦。围垦活动是沿海地区缓解土地资源短缺,扩大社会生存发展的有效手段。赵晖以江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区的芦苇湿地和江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区的碱蓬及互花米草湿地为研究对象,主要探讨了自然湿地和被围垦湿地的氮循环特征,结果表明围垦湿地能够通过改变滨海湿地的基底性质,进而影响植物的生长[4]。另外,湿地围垦也会破坏植被赖以生存的基底,造成植被的直接消亡,严重影响湿地正常的生态环境。

2)湿地生物资源开发过度。湿地资源的过度开发主要体现在湿地生物资源上,典型代表为水产生物的养殖与捕捞。由于生物更替具有周期性,合理捕捞会促进生物资源的更替繁殖,若捕捞过度将会打破生物的更替和繁殖周期,导致湿地生态失去平衡。对虾曾是渤海颇具特色的海洋捕捞产品,但因过度捕捞等方面的原因,渤海地区的野生对虾资源已明显衰退。

3)石油开发。石油开发对湿地的影响可分为直接和间接两类,直接影响主要为开发过程中污染物排放、机械和人类活动对湿地动植物的影响,间接影响主要指石油开发过程影响湿地的水文地质条件。另外石油在水面容易扩散,阻断空气进入,产生的原油和油气废物会改变湿地周围水质状况,从而间接对微生物活性及群落结构产生影响[5]。

4)环境污染。目前许多天然湿地已成为工农业废水、养殖废水和生活污水的承泄区,大量未经处理的废水直接向湿地排放,不仅使湿地水源污染,水质恶化,而且还会破坏湿地生态平衡,对湿地生物多样性造成严重危害。潍坊市农田施用的化肥在灌溉期通过灌溉退水的形式进入湿地,富含无机氮、无机磷的养殖废水持续排入莱州湾南岸滨海湿地,大量营养盐类污染物的输入会导致富营养化的发生,在沿岸地区还可能会诱发赤潮等[6]。

2 湿地修复方法

2.1 湿地生境修复技术

湿地生境修复的总体目标是在生态学理论的指导下,通过采取生态工程措施对受损的生境进行恢复和重建,提高生境的稳定性,使其结构和功能恢复到生态平衡状态。

1)湿地基底恢复技术。湿地基底是湿地植被生长的基础,基底不稳定就不能保证生态系统的演替,不利于植被的生长,因此湿地基底在维持湿地生态平衡方面发挥着重要作用。湿地基底损坏程度受湿地地域条件的影响,可以选择湿地底泥清淤、湿地基底生境改造、湿地及上游水土流失控制等技术对湿地基底进行修复。一是湿地清淤技术。湿地底泥是湿地植物的直接支撑者,其结构和肥力能够直接影响湿地植物生长的质量,但底泥量累积过多会导致底泥淤积。我国河湖滨海湿地众多,湿地底泥淤积问题十分严重。对河湖湿地清淤底泥,尤其是淤长型海岸的湿地,不但可用于修复受损的湿地岸带,还能够维护湿地的稳定,促进湿地生态系统的恢复[7]。二是湿地基底生境改造技术。湿地基底生境改造技术是以生物恢复为目标,通过人为设计营造适宜生物生长的环境条件,改善湿地的土壤环境和植被覆盖率,提高湿地生境稳定性。符文超等选取滇西北高原典型退化湿地剑湖为研究对象,对永丰河入湖河口退化湿地进行基底、植被修复,污染水体配置合适的植物,同时根据水质变化调整植物种植种类,修复两年后,湿地景观格局得到优化调整,水质状况明显改善[8]。三是湿地及上游水土流失控制技术。河岸带、海岸带等是位于湿地与陆域生态系统之间的过渡性地带,对土壤侵蚀起到缓冲作用,能够稳定湿地。滨岸带生态修复是控制水体富营养化的重要手段,加强滨岸带的生态修复不但能够控制湿地及上游水土流失的发生,还能够过滤污染物,提高水体自净能力。

2)湿地水文恢复技术。湿地水文条件控制着湿地植被的分布与演替,可以直接影响湿地生态环境的理化性质及营养物质的输入、输出。湿地水文条件的变化将会引起湿地类型、过程和功能的变化,可以说湿地水文恢复是湿地恢复的关键。水文恢复主要通过筑坝(抬高水位)、修建引水渠、改造地形等工程措施来实现。例如,20 世纪40 至70 年代,嫩江大堤、团结堤和西堤的修建阻断了大安古河道湿地与嫩江之间的水力联系,导致大安古河道湿地逐渐萎缩,为了恢复湿地的生态功能,引入月亮泡水库水源恢复地表径流,湿地水体得到了更新,最终达到修复目标[1]。

3)湿地水污染控制技术。湿地水污染控制技术是采用物理或化学的方法,从源头上减少水体恶化、富营养化等的现状,可有效改善湿地水体质量状况。湿地水污染控制技术由外源和内源两方面的技术构成,湿地水污染控制外源技术可通过构建人工湿地来阻断、截留污染物。湿地水污染控制内源技术是通过物理过程(引水稀释、机械清淤等)、化学过程(投加氧化剂、除磷剂等)和生物过程(栽培植物、引入微生物、生态拦截、人工浮岛等)对受污染水体进行处理,提高水体的净化能力。

4)湿地土壤恢复技术。湿地土壤质量能够反映湿地陆生生态系统的健康状况,进而影响湿地的生态系统结构和功能。退化湿地的土壤恢复主要是利用生物、生态手段控制土壤污染,修复土壤功能。土壤恢复技术包含土壤污染控制和土壤肥力恢复两种。针对土壤肥力下降的盐碱化土壤,可使用沸石、石膏等其他盐碱改良剂进行土壤修复,以提高土壤肥力,维持土壤能量流动和物质循环。

2.2 湿地生物修复技术

湿地生物修复技术是利用生物体的新陈代谢功能分解污染物的治理技术。常见的生物修复技术有微生物修复、植物修复、动物修复及三者之间的联合修复技术。庄铁诚等的研究结果表明土壤微生物对湿地土壤污染物具有较好的降解作用[9]。

2.3 湿地生态系统结构和功能修复技术

湿地生态系统结构是功能的基础,功能是结构的表现,二者相辅相成。湿地生态系统结构和功能的破坏,会打破原有生态系统的平衡,使生态系统固有的结构和功能退化,表现为物种组成简单、生物多样性降低、生产力下降、抗逆性减弱、稳定性降低等。湿地生态系统结构和功能修复技术是通过生态系统自调控和人为调控协同作用,恢复生态系统的合理结构,主要包括生态系统总体设计和生态系统构建与集成技术两种。在湿地生态系统设计时,要对结构和功能进行优化调整,尽可能恢复湿地生物群落,搭配栽种合适植物,适当放养水生动物,控制水体富营养化,修复受损生境,形成结构合理的生态系统。

3 结 语

湿地是水、陆生态系统之间相互作用而形成的自然综合体,能够在一定程度上抵御自然灾害、净化水体、调节气候,常被称为“生命摇篮”“地球之肾”。近年来,受自然干扰和人类活动的双重影响,湿地遭受重创,逐渐退化、消亡。本文从自然和人为因素两方面综述了湿地退化的原因,并对退化湿地修复技术进行了总结。但湿地恢复是一个长期艰难的过程,因此迫切需要从保护湿地生态系统稳定性入手,加强湿地保护宣传教育,建立全面系统的湿地保护法律条例,采取相应措施减少对湿地的破坏,对已经受到破坏的湿地进行进一步修复,全面推动我国湿地环境的健康发展。

猜你喜欢

底泥生境基底
《我要我们在一起》主打现实基底 务必更接地气
基于钙镁盐的底泥高效脱水固化方案
关于新型底泥渗水砖可能性和实用性的探究
不同影响因素对鄱阳湖流域生境质量变化特征分析
河道疏浚底泥堆土镉污染修复技术分析
大跨度多孔箱涵顶进过程基底摩阻力研究
基于MSPA-InVEST模型的北京中心城区绿色空间生境网络优化
枣树适应干旱生境研究进展
河道底泥脱水固化处理处置技术的研究
a-C基底对WSx 薄膜组织结构及摩擦学性能的影响