1、湖泊濕地保護及修復探究進展顏雄摘要：本文分析了當前湖泊濕地面臨的水質污染、面積萎縮、生物多樣性下降、生物入侵嚴重、研究手段單一、 方向模糊、教育滯后、法制不完善、管理混亂等問題，并從 湖泊濕地功能性出發，提煉出湖泊濕地保護與修復的八大原 則。此外，分別從物理措施、化學措施、生物措施三個方面, 綜述了國內外濕地修復研究進展，最后提出制定湖泊濕地保護總體框架、全盤規劃、側重與生態水工結合、完善市場運作機制等保護對策。并從生態監測、系統調控、退化診斷、 評價機制、科學規劃、深化研究、強化管理等方面予以展望, 以期促進對湖泊濕地研究和湖泊濕地保護與修復學科的整 體發展。關鍵詞：湖泊濕地；濕地保護；濕地

2、修復；研究進展中圖分類號：s157： tv213. 4文獻標識號：a文章編號:1001-4942 (2017) 05-0151-08research progress on protection and restoration ofurban wetlandsyan xiong, wei xianliang, wei qianhe, wang chen, peng errui(college of hydraulic engineering , yunnan agricultural university， kunming 650201, china)abstractin this paper

3、, we analyzed the problems faced by lake wetlands, such as water pollution, area, shrinkage , biodiversity loss , serious biological invasion ， single research method , ambiguous direction, lagging education, imperfect legal system and management chaos start from the functionality of lake wetlands,

4、eight major principles concerning lake wetlands protection and restoration were put forward. in addition , the research progress of wetland restoration both at home and abroad was also summarized from three aspects of physical measures, chemical measures and biological measures. in the end, we raise

5、d the overall framework of lake wetlands protection and overall planning , focusing on integration with eco-hydraulics, market operation mechanism and other protective countermeasures with the purpose to promote the research on lake wetlands, and the overall development of the subject of wetlands pr

6、otection and restoration, the future was expected from ecology monitoring , system regulation , degradation diagnosis , evaluation mechanism , scientific planning , deepening research , strengthening management and other aspects.keywordslake wetlands ； wetland protection ； wetland restoration； resea

7、rch progress竦毓約中的濕地定義："陸地上所有的水體、 濕地內水深超過6 m的水域和低潮時水深不超過6 m的海 濱” 1。照此定義，濕地應包括湖泊、沼澤、水庫、池塘、 水田、蓄滯洪區、濕草甸、河流河口三角洲以及低潮時水深 淺于6 m的海域部位，其中湖泊濕地包括永久性淡水湖、咸 水湖、內陸鹽湖和季節性淡水湖、咸水湖2。湖泊濕地作為一種重要的自然資源，發揮著供水、灌溉、 調洪、養殖、畜牧、航運、旅游、維護生物和遺傳多樣性、 降解污染、凈化水質和控制侵蝕等多種功能，在維持區域生 態平衡和促進區域社會經濟發展中發揮著重要作用3。然 而近20年來，人們在開發利用湖泊資源的過程中，忽視

8、了 對湖泊的有效保護和管理，致使出現了以下新情況：湖泊濕 地的水體污染加劇、富營養化嚴重；生物入侵嚴重、多樣性 下降；大規模圍墾種植、面積萎縮等，這些現象使湖泊濕地 生態系統逐漸喪失其功能，造成了嚴重的環境問題。因此， 采取積極有效的措施，促進湖泊濕地生態環境保護與生態功 能恢復，已是當務之急。從19世紀起國外學者就開始了對湖泊濕地的保護與修 復研究工作，而我國在2006年也制定了全國濕地保護工 程規劃，明確了濕地保護工作的指導原則、任務目標、建 設布局和重點工程，但湖泊濕地的保護和修復工作在上述規 劃中并沒有被突出強調，也沒有引起相關專家學者的足夠重 視。1湖泊濕地面臨的主要問題通過歸納前人

9、的一些研究成果，本研究對湖泊濕地生態 系統有了相對比較全面的功能界定，其最主要的功能在于其 生態功能和社會功能（見表1）。 近幾十年來，人們 對湖泊濕地功能缺乏了解，保護意識淡薄，在短期利益驅動 下，違背自然規律，不合理開發，使濕地功能受到嚴重干擾 和破壞。1.1水質污染，富營養化日趨嚴重雖然國家對保護環境逐年重視，環境治理力度也不斷增 加，但是治理速度遠遠跟不上水體污染的步伐。2014年我國 污廢水排放總量達716. 2億噸8,在監測的28個重點湖泊 中，滿足ii類水質要求的只有1個，而其中滇池、巢湖和太 湖等均處于不同程度富營養化狀態9。陳小鋒等10對中 國典型湖泊的富營養化情況進行調研，

10、表明近30年是我國 湖泊富營養化的高速發展階段。1.2面積萎縮，生態功能衰退湖泊濕地面積萎縮，導致濕地生態系統的調蓄洪水、水體凈化等各項功能逐漸喪失。近30年來，我國面積大于1.0 km2的新生湖泊有60個，但原面積大于1. 0 km2的湖泊卻消 失了 243個llo2000-2010年全國最大面積超過1 000 km2 的湖泊共有12個，但其中6個在萎縮，鄱陽湖萎縮速率最 快，為54. 76 km2/a12,其中東北地區，湖泊面積由12 234. 02 km2 銳減至 11 307. 58 km213o1.3生物多樣性下降，資源銳減湖泊濕地中水陸交錯的自然生態系統，是各種動植物的 棲息地，然

11、而人類對湖泊濕地的無序開發，造成生境和物種 群落多樣性下降、生物資源退化，尤其是造成珍稀動物資源 面臨瀕危和滅絕的危險。例如：1998 2003年期間，洪澤湖 底棲生物原有76種，減至50種，魚類減少29種；鳥類原 有194種，減至146種，其中ii類重點保護鳥類減少14種 14。鄱陽湖由于圍墾和排水開墾等原因，魚類、越冬候鳥 等生物的生境大量減少，導致生物多樣性嚴重破壞15。1.4生物入侵嚴重在湖泊濕地生態系統中，盲目引進外來物種，致使本地 物種瀕危的現象，已成為21世紀全球性環境問題16 o例 如，在水生生態系統中，最為突出的入侵物種有鳳眼蓮17 和水花生18,目前它們已經對濕地和水生生態

12、系統造成了 極大危害，特別是滇池濕地受鳳眼蓮之害，治理難度大。在 陸生生態系統中，紫莖澤蘭19、豚草20和大米草21的 入侵，嚴重影響了當地物種的生長，其中大米草在東南沿海局部地區對當地生物多樣性造成破壞。薇甘菊22在浙江、廣東大面積入侵農田，暴發成災。另一方面，引進外來魚類對土著魚類也造成危害23。綜上所述，隨意引入外來物種, 其后果在短期內是不可預見的。1.5研究手段較單一，研究方向不清晰目前大部分濕地恢復研究主要圍繞局部濕地格局恢復 和調整的模式，缺乏對流域尺度格局與水生態過程的系統研 究24,很難建立對濕地進行整體性水生態過程恢復和調控 的機制。另一方面，n、p和cod主要源于生活污水

13、、工業廢 水、農田施肥和水產養殖業及畜牧業等25, 26；而在沒有 做到控源截污的前提下，只是片面強調通過采用生態恢復措 施來凈化湖泊濕地水環境27,竟然一度成為湖泊富營養化 治理的主流方向。16宣傳教育滯后，法制體系不完善，管理混亂目前我國濕地合理利用與保護的宣傳、教育工作嚴重滯后于現階段資源保護形勢和經濟發展的要求，且其強度和輻 射范圍均不夠，人們對濕地的保護意識和對濕地價值的全面 認識尚有所欠缺28。此外，目前我國沒有專門針對湖泊濕 地規范利用與保護的法律、法規。已有的相關法律、法規中 有關湖泊濕地規范利用和保護的條款較為分散、不成體系、 不夠全面，并且各法條間相互交叉、重復的情況并存，

14、很難 發揮其實質效能29。最后，湖泊濕地開發利用及保護管理 牽涉面廣、涉及部門多，尚未完全形成良好的內部協調機制, 且管理手段和方法滯后30。2湖泊濕地保護與修復的研究進展2.1濕地修復原則生態效益與經濟效益相統一原則。即湖泊濕地的效益 是綜合性的31, 32。目前國外的生態功能一經濟效益綜合 評價缺乏定量方法，采取描述或d形表示兩種形式，我國 董哲仁等33提出經濟效益和生態功能綜合評價矩陣方法， 建立了一種數學表達方法，實現湖泊濕地功能和效益綜合評 價的定量化；風險最小和效益最優原則34 o在湖泊濕地 修復規劃中權衡方案，對被恢復湖泊濕地進行全面的綜合分 析、論證，在考慮生態、經濟、社會效益

15、最大化的同時，兼 顧風險和投資；整體性原則。湖泊濕地恢復不僅應促進退 化濕地構成要素的原位恢復，還應重視恢復濕地所處集水區 域內的橫向水文聯系、與所處流域上下游之間的縱向水文聯 系以及地下水和地表水系統的垂直方向的水文聯系；地域 性原則。制定湖泊濕地修復計劃前，應全面掌握濕地類型、 氣候條件、地理條件、經濟基礎等修復區的相關信息。充分 分析修復計劃對湖泊區域經濟和生態價值的影響，突出地域 性特征，最大可能維持地帶性植被，減少對當地生物群落的 破壞；還需尊重當地傳統鄉土文明，保護自然生態環境的成 分，維持地域性的生態平衡351；穩定性原則。保護和修 復湖泊濕地應重視系統內部各組成要素之間和系統環

16、境之 間的協調及統一程度、生物群落的組成、群落功能和結構的 完整；可行性原則。在湖泊濕地保護與恢復工程實施前， 應考慮項目的環境可行性和經濟可行性；優先性和稀缺性 原則。湖泊濕地保護與修復項目需突出針對性，應優先保護 瀕臨滅絕物種的生物棲息和地稀缺濕地36；景觀和美學 原則。李春暉等37人將水質、生態和景觀定為濕地修復的 三大目標，闡明恢復濕地景觀和添增美學效果的重要性。2. 2修復技術與進展總結國內外湖泊濕地修復的研究成果，湖泊濕地修復技 術可分為物理措施、化學措施和生物措施三大類共13種（見 表2）,且這些技術已在國內外湖泊濕地修復工程中得到廣泛 應用。2. 2. 1物理措施劉華麗等38分

17、別從外源污染、沉水植 物、作業區域和深度3個方面，研究了對沉積物疏浚技術效 果的關鍵影響因素；張杰等39基于dem和土地利用土地覆 蓋的適宜性分析為濕地恢復提供了理論依據；張修峰等40 通過使用stella軟件，構建了三濕地水體tp變化生態 模型并成功的進行了模擬研究，結果表明對底泥不同程度的 疏浚，會影響對水質改善效果；萬玉文41通過采用柱形管 槽靜態的模擬塘堰濕地，模擬了不同水深處理下的底泥氮磷 釋放對上覆水水質的影響，結果表明水流的擾動會導致底泥 中磷的釋放加速；夏紅霞等42利用頁巖空心磚構建自動增 氧型濕地系統，增強了系統內部供氧能力和濕地系統的除氮 能力；潘繼征等43研發了人工增氧復

18、合型濕地工藝，其對 不同水力負荷和污染負荷都展現出了較強的緩沖調節能力 和很高的凈化效果；黃等44利用遙感技術對濕地恢復 及生態調水進行實時動態監測，及時掌握宏觀地表下的快速 變化，也為長期的區域生態效應評價提供技術支持；董張玉 等45結合gis/rs,對濕地恢復潛力從地貌條件、河流及道 路密度、景觀結構因子、濕度指數、耕地生產力五方面進行 空間分析，明確了東北地區濕地修復的優先、次優先區域， 并利用景觀指數、作物生產與濕地協調發展指數驗證恢復效 果。國外學者也做了相關研究，kowalski等46通過采用便 攜式圍堰技術，恢復了伊利湖湖濱濕地挺水植被；tian等47 在密西西比一俄亥俄一密蘇里

19、河盆地進行濕地水文恢復，其 中的“牛輒”設計，有效降低了水體中可溶性活性磷、硝態 氮、總磷和總氮的含量；zedler48對有關濕地恢復理論做 了全面的總結，認為濕地恢復應遵循生態位理論、島嶼生物 地理學理論、種群理論和營養級理論；malso n等49通過田 間和溫室試驗，利用苔聲配子體片段進行濕地恢復。2. 2.2化學措施黃潔慧等50提出采用“徑流雨水匯集、滲 流、預處理+河水造流生化預處理+主湖造流生化+構建全湖 生物多樣性”的全生態組合技術，應用于湖泊中；鄭駿宇等 51采用化學強化一復合人工濕地組合工藝，對濕地的大量 顆粒懸浮物和水體中的cod、bod5和tp的去除效果明顯； 徐軼等52針

20、對海新河污染特點，采用絮凝沉淀結合人工濕 地技術進行修復，效果良好；張帥等53探討了生物水處理 系統和加載絮凝沉淀技術相結合的研究方法；李曉威等54 通過試驗確定了最佳絮凝效果時間，并且推算出絮凝劑與泥 漿絕對濃度的函數關系，以及泥漿與絮凝劑的最佳配比。按 照得出的函數關系配比絮凝劑，可以縮短絮凝時間，提高脫 水和施工效率。李星等55通過研究復合除藻劑，表明了其 對藻類具有很好的去除效果；劉愛民等56研究了鏈霉菌 wh63的抑藻效應，效果明顯；周全等57研究了藻存量削減 和磷營養控制兩種方法，均能在水華形成的早期對小型富營 養化水體藍藻水華起到阻遏作用；李靜會等58通過進行化 學除藻劑治理藍藻

21、水華的試驗研究，結果表明，除藻劑除抑 藍藻效果顯著；王正興等59利用國外新型除藻劑一去藻 247,研究滇池水藻類污染的治理，并通過線性回歸方程來 擬合水體中葉綠素a和總磷的相關性。2. 2.3生物措施吳國旭等60研究表明，生物接觸氧化 工藝可以實現降解有機物，并利用類似曝氣池的曝氣方法提 供氧氣，同時起到混合攪拌的效果；李少華等61采用調水 補水、生物調控等技術對滄州濕地水環境修復；李靜62提 出水解酸化一人工濕地處理技術；馬秋莎等63通過利用長鏈烷炷的微生物降解作用，對濕地進行研究；鄧志強等64 通過植物刈割、水生動物強化法、優勢植物篩選、微生物強 化技術等途徑，解決了人工浮床技術凈化能力差

22、和適用范圍 有限的缺陷；朱鳴鶴等65通過研究潮灘植物中翅堿蓬對重 金屬累計效應，發現銅、鋅、鉛、鎘4種重金屬在不同潮灘中均有明顯的累計效應；王曙光等66用真菌生產生物菌肥，不僅能增加農作物產量，還減少了源污染對濕地水體的污染；吳迪等67在上海青浦大蓮湖濕地修復示范工程 中，采用改變土地利用模式、水系改造和植被配置等技術, 使濕地生境結構和生物多樣性組成都分得到改善；張明祥等68根據研究區的水文條件、土地利用現狀、海拔和受威脅程度的不同，通過研究結果可知在黃河鄭州段的二灘、嫩灘 和部分老灘區域均可以采用溪流型、蓄水型、多塘型濕地恢 復模式；董凱凱等69在黃河三角洲蘆葦濕地，通過比較退 化區與淡水

23、恢復區的土壤ph值、鹽分、全氮、鞍態氮、硝 態氮、有機碳的含量變化，闡明了濕地恢復對土壤碳氮含量 的影響；王國棟等70采用溫室萌發法，對天然濕地、不同 開墾年限濕地種子庫的規模和結構進行了研究，詳細地闡述 了濕地種子庫的特征及其在植被恢復中的潛力；中國科學院 通過研究固定化增殖氮循環細菌群sbr法，對富營養化湖泊 進行水質凈化，實現總氮量和c0d下降了 75%,氨氮量下降 了 91.5%71。黃磊等72研究了空心菜和菖蒲等植物在凈 化微污染潛流人工濕地中對n、p的不同去除效果； tuncsiper73對水平潛流式、自由水表流式、表面流式的 人工濕地進行研究，發現此三種形式的濕地系統對nh4+-

24、n 的平均去除率為49%52%,其中表面流式濕地系統的平均去 除率為58%,水平潛流式人工濕地對tp的平均去除率為60%, 效果明顯。2. 3湖泊濕地保護對策研究2. 3. 1制定湖泊濕地保護總體框架，明確功能定位，分 類型、分層次保護根據湖泊濕地所處范圍內的自然環境特點 和社會經濟層次，制定湖泊濕地保護目標和總體框架，確定 不同區域、類型湖泊濕地保護的路徑和側重點；在此基礎上, 明確湖泊濕地的功能定位及其保護對象、目標和范圍，繼而 整治與其功能定位不相符且不合理的開發行為，逐步恢復其 被破壞功能，保證其生態功能的完整性和系統健康；劃分重 要開發利用區、緩沖區、保護區等，分層次進行有效保護，

25、從而引導和規范湖泊濕地資源的可持續利用，并且維護和提 升湖泊濕地的主導功能。2. 3.2從流域整體性角度，進行全面濕地修復規劃湖泊 往往與池塘、渠道、河流等部分組成復雜的濕地水生態系統, 各部分間互相影響，相互制約88。因此，對湖泊濕地修復 規劃，應從流域的層面上進行整體性考量3, 89 o近10年 來，國際上學者突出濕地生態系統整體恢復和調控思想，從 大尺度上考慮毗鄰集水區域和湖泊濕地所處整個流域的生 態系統結構和功能完整性90。長江中游的“重建江湖聯 系，恢復濕地生命網絡”和鄱陽湖的''山江湖”等示范項 目，即是在流域尺度上的濕地保護與修復的研究911； “萊 茵河行動計劃

26、”濕地修復項目就是以流域尺度為出發點，進 行水生態過程和水環境修復，取得顯著效果92。hermoso 等93研究表明濕地恢復過程中，地下水深度變化對土壤和 植被類型影響很大，濕地恢復除應強調流域之間連接性的修 復外，還應考慮到地下水與地表水之間的水文聯系。2. 3. 3湖泊濕地修護側重與生態水工結合20世紀90年 代開始，美國在南佛羅里達大沼澤區域的濕地恢復項目，應 用生態水工學，將人工直線型重新恢復曲線型河道，減緩了 區域內雨季水體的排泄速率，實現了大沼澤竦厝態需水 補給94。日韓等國提出“與自然親近工程”的修復理念， 如采用新型生態材料建造人工島，為動物提供棲息地95。 在湖泊濕地修復工程

27、中，結合生態水工學原理，在一定程度 上保持其原有自然生態水文過程，在滿足安全的條件下，改 善濕地的生態功能，采用有益于濕地生態系統及生物多樣性 保護的施工規范和標準，作為湖泊濕地修復重要思路之一 96 o2. 3.4完善湖泊濕地修復市場運作機制美國20世紀90 年代基于“無凈損失”濕地恢復與保護政策發展了 “濕地銀行”等濕地恢復市場機制97。“濕地銀行”商業化的市 場運作模式，使土地開發與濕地保護形成一種良性互動；美 國密西西比河流域濕地恢復提出一種'氮農業”的運作模 式，鼓勵農民恢復建立濕地以降低輸入海灣的氮負荷，其中 政府向個人提供補貼，用于恢復可儲蓄洪水的濕地，且建立 了 “氮農

28、業”交易市場，促進各方參與交易，最后評估得到 去除1噸氮的濕地相當于2 500美元的補貼價值90。該市 場機制在減輕農業從業者對政府補助依賴的同時，還減少了 這些區域的農業非點源污染，及增強了防洪安全。3研究展望3. 1加強湖泊濕地生態系統監測與調控結合3s技術，收集其生態特征的變化指標，建立信息 數據庫，及時動態掌握其環境狀況，針對性的采取科學的保 護與修復措施，實施調控。3. 2建立湖泊濕地退化診斷與評價機制研究湖泊濕地結構和功能的退化過程，探求其驅動因子 和關鍵過程，辨析湖泊濕地退化機制和模式。將實體模型與 數值模擬相結合，剖析水循環過程對濕地演變的作用機制， 模擬湖泊濕地生態系統的結構

29、、特征、規模對人類活動的響 應，建立湖泊濕地評價機制。3. 3科學規劃，恢復河湖連通性基于河湖水系在水文和水環境等方面的復雜性，目前對 河湖水系連通及其區域系統間相互影響還缺乏充分認識，迫 切需要針對自然因素和人類活動因素造成的連通性削弱或 中斷問題以及河湖水系間連通性方面的戰略需求，開展河湖 水系間生態連通規劃關鍵技術研究，在基礎理論、工程體系、 仿真平臺及效果評估等方面創新研究，構建河湖濕地水系間 生b連通規劃技術體系。3. 4建立湖泊濕地生態經濟的可持續管理模式可持續管理模式具體措施如下：加強濕地旅游管理；加 大宣傳教育力度，普及濕地及其保護的知識、法律法規，強 化民眾的濕地生態憂患和保

30、護意識；進行濕地立法，及完善 地方法律法規，使濕地保護或開發利用進入有序和法制狀 態；制定湖泊濕地經濟發展規劃時，突出生態經濟可持續發 展。3. 5加強國際交流與合作，深化濕地科學研究加強濕地的基礎和應用技術研究，及時掌握國內外濕地 修復學術動態，總結并推廣開發利用及保護的成功經驗；擴 大合作領域，建立國際交流機制，開展多課題、多學科綜合 研究。參考文獻：1 姜文來，袁軍濕地m.北京：氣象出版社，2004.2 李玉鳳，劉紅玉.濕地分類和濕地景觀分類研究進展 j.濕地科學,2014, 12 (1)： 102-108.3 戴小琳，傅鐵湖泊濕地修復工程應注意的問題及對 策措施j人民長江,2011,

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