杨文英王晓斌王玲吕玉奎蒲廷松
丘区河流性湿地保护与恢复工程:以重庆濑溪河国家湿地公园为例
杨文英1王晓斌2王玲1吕玉奎1蒲廷松1
(1 重庆市荣昌区林业科学技术推广站,重庆 404300,2 重庆市荣昌区岚峰林场,重庆 404303)
濑溪河国家湿地公园位于重庆市荣昌区,地处西南地区腹心地带,是集天然河流与人工湿地于一体的复合型湿地生态系统,具有典型的西南丘区河流湿地特征。濑溪河国家湿地公园实施了水质保护、水质净化、鸟类生境保护、河岸多塘系统恢复、河岸林网络系统修复、河岸廊道修复等保护与恢复工程,取得了显著的湿地保护成效,为西南地区丘区河流湿地公园的保护与恢复提供了重要依据。
濑溪河;湿地公园;保护;恢复
湿地是介于陆地生态系统和水域生态系统之间的过渡带(杨文英等, 2011),是一道天然屏障,也是多种生物的避风港,其价值远远高于人们最初的认识(崔丽娟等, 2011)。保护湿地以及湿地生态系统的恢复,对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展,具有十分重要的意义(崔丽娟等, 2011)。濑溪河位于重庆市荣昌区,地处西南地区腹心地带,是长江上游支流沱江重要分支,流域内湿地资源丰富。随着经济的发展,流域内工业发展迅猛,农业面源污染加重,旅游业开发不合理,导致河流水质下降,流域湿地资源萎缩和退化严重。2009年,开始了濑溪河流域荣昌段为期6年的国家湿地公园试点建设。濑溪河国家湿地公园是集天然河流与人工库塘、稻田湿地于一体的复合型湿地生态系统,具有典型的西南丘区湿地特征。本文对濑溪河湿地公园的湿地资源保护与恢复进行了研究,对西南地区丘区河流性湿地具有重要的借鉴价值。
研究区濑溪河湿地公园位于重庆市荣昌区,该湿地公园以浅丘为主,地势起伏平缓,海拔高度300~400 m,地形高差在100 m以内。属中亚热带湿润东南季风气候,年平均降水量1 099㎜,年平均气温17.8℃,历年日平均气温稳定通过12℃,为265 d,年平均日照时数1 282 h,年降雨量1 111.8㎜。濑溪河国家湿地公园范围包括濑溪河主河道、荣昌城区饮用水源地高升桥水库以及连接前两者的库绿河。湿地公园总面积914.53 hm2,湿地面积386.65 hm2(图1)。
图1 研究区地理位置Fig.1 Location map of study area
1.1 湿地资源现状
根据《全国湿地资源调查技术规程(试行)》的分类系统,湿地公园湿地分为天然湿地和人工湿地两大湿地类。河流湿地面积128.85 hm2,稻田湿地面积17.3 hm2,库塘湿地面积240.5 hm2(表1)。
1.1.1 天然湿地 湿地公园天然湿地主要为永久性河流湿地(常年有河水径流的河流,仅包括河床部分),包括濑溪河主河道,一级支流库绿河和5条细支流(杨文英等, 2015)
1.1.2 人工湿地 由于农业、渔业活动的发展,湿地公园内还分布着大量的人工湿地,包括:
(1)库塘湿地(城市饮水、灌溉、水电、防洪等人工蓄水设施),包括与库绿河联通的高升桥水库及与二郎滩大桥北侧支流联通的莲花庵水库,大小池塘主要分布在湿地公园的西南和东南部。
(2)稻田湿地(稻田、冬蓄水或浸湿的农田),散布于河流两岸的阶地和浅丘中。
1.2 湿地动植物资源
濑溪河国家湿地公园地处中亚热带向南亚热带的过渡地带,气候温暖湿润,土地肥沃,为植物生长提供了有利的条件,该区植物资源丰富。据不完全统计,濑溪河国家湿地公园共有维管植物111科340属495种;其中包括蕨类植物13科18属23种;裸子植物4科5属5种;被子植物94科317属467种。湿地公园内被列入《重点保护野生植物名录》的植物有7种,其中国家Ⅰ级保护植物2种,国家Ⅱ级保护植物4种,国家Ⅲ级保护植物1种。濑溪河国家湿地公园内共有脊椎动物106种,其中鱼类33种,两栖动物6种,爬行动物3种,鸟类53种。
参照但新球等(2009)描述的湿地退化等级特征,对濑溪河湿地进行了初步诊断。濑溪河湿地水文和营养循环受到一定程度的破坏,淹水时间缩短,湿地面积减小,水位下降、土壤干化,水域出现富营养化,生物栖息环境退化,生物多样性降低,湿地功能衰退,生态价值下降。但消除外界胁迫后,湿地尚能自然恢复,以保护促进恢复为主,有条件地适度开发利用,因此诊断其退化等级为轻度退化(表2)。
表1 濑溪河国家湿地公园湿地类型与分布Table 1 Wetland types and distribution of Laixi River wetland park
表2 湿地退化等级Table 2 Wetland degradation class
3.1 水质保护工程
濑溪河主要受濑溪河沿岸的面源污染,包括家禽、家畜的自由放养、农田肥料的成分流失和农村生活污水的排放等影响,主要采取控制污染源和水质净化吸附处理来提高水质。
3.1.1 外源污染治理 外源污染治理主要包括城镇生活污水、农业面源污染和养殖污染的治理,2009—2011年取缔了流域内的所有肥水养鱼1 096户;2013—2014年取缔近水体的畜牧养殖170余家;湿地公园内全部实行农药管控,高升桥水库流域实行农药管控30 hm2;2011—2014年,共建立农村小型生活污水处理站79家,建立镇级垃圾中转站6个,垃圾站361座,放置垃圾箱1 590个,对濑溪河和高升桥饮用水源地进行了污染源的控制。
3.1.2 水质净化措施
(1)库岸多带多功能净化系统。高升桥水库作为荣昌城区25万人口的饮用水源地,其水质净化尤为重要。库岸多带多功能的净化系统主要是在水库的多个进水口设置乔灌多带拦截系统和水草类的净化系统。乔灌混交拦截系统主要选择以水杉、香樟、刺槐、桦树、云杉为主的乔木和以沙棘、夹竹桃、万年青、红花檵木为主的灌木。其主要作用是保持水土,在洪水期拦截大的漂浮物,同时与人活动区隔离,防止人为活动的污染,起到防护林的作用。水草净化系统主要以芦竹、风车草、香蒲、灯心草、再力花、慈姑、水葱、鸢尾为主的湿地挺水植物。其主要作用是净化水质,拦截入水口的小型漂浮物。由于高升桥水库库岸坡度较大,水草栽植深度0.4~1.2 m。
图2 河岸水质净化系统Fig.2 Riparian water purification system
(2)生物浮床。生物浮床的主要材质为高密度聚乙烯(HDPE)。浮床尺寸为330㎜×330㎜×60 mm,每平方米包含9块浮板,每块浮板中间有1个170 mm的栽植孔。浮床上主要栽植的挺水植物有荷花、再力花、千屈菜、水生鸢尾、梭鱼草、旱金草。生物浮床植物栽植时间在3—4月,5—10月为植物旺盛生长时期,对于水体的净化具有较好的作用,同时也是抵挡洪水期的最佳时期。进入冬季,生物浮床上的大多数植物会枯萎,因此需进行人工割除,以免造成二次污染。
生物浮床的主要作用是从水体中吸收水中的污染物质(主要为氮、磷成分),并通过收获植物体的方法将其搬离水体。其次,生物浮床还是微生物、昆虫、鱼类、鸟类等自然生物的栖息地,形成生物链来帮助水体恢复,降解水体中的COD、氮、磷的含量。除此之外,还具有改善景观以及消波护岸的功能。
据监测,湿地公园部分区域的水质已从2010年的Ⅴ类提高到Ⅲ类。
3.2 鸟类生境保护工程
针对夏季湿地水鸟繁殖和冬季水鸟越冬,选择濑溪河二郎滩大桥以上的河岸,遵循自然法则,实施河岸带鸟类生境设计与建设工程。夏季水鸟繁殖和冬季水鸟越冬对生境的要求包括底质、生境斑块、湿地植物群落、鸟类食物需求等要素。首先构建以濑溪河、水塘、沟渠、洼地为主的多样化的生境斑块;其次在水边配以芭茅、蒲苇、芦苇为主的湿地植物群落,作为鸟类营巢的庇护地和取食对象;在河岸林外空地栽植耐水小乔木、灌木,如枫杨、乌桕、秋华柳、枸杞、桑树等,为鸟类营建生境栖息地。在日常管护中,对于留鸟,主要保护其生存空间的湿地生境,确保其有良好的繁殖、生存环境;对于候鸟和旅鸟,在其迁徙的季节,尽量减少人类活动干扰,使其有一个良好的觅食、栖息环境。
图3 库岸多带水质净化系统Fig.3 Water purification system on the banks of the reservoir
据2009年监测数据,濑溪河湿地公园内观察到的鸟类为53种,其中留鸟44种,夏候鸟6种,冬候鸟2种,旅鸟1种。根据近年的观察,冬候鸟树鹨和灰鹡鸰已是濑溪河的繁殖鸟,即可能成为留鸟;同时观察到国家Ⅱ级重点保护鸟类5种,包括凤头蜂鹰、赤腹鹰、雀鹰、松雀鹰、灰背隼(图2、图3、图4、图5)。
图4 修复后的河岸草垫Fig.4 The repaired river meadow
图5 河岸鸟类生境保护Fig.5 Riparian bird habitat protection
4.1 河岸多塘系统恢复
河岸多塘系统恢复工程位于二郎滩大桥附近,此处为河流转弯内角地带,水流迅速,易发生侵蚀,因此建有大片的人工林。河岸多塘恢复工程主要是在人工林下营建具亲水性、生态化的森林-湿地复合生态系统,同时在林下多塘系统中探索发展森林-湿地产业模式,主要有以下3种模式。
4.1.1 经济多塘 主要是在林下浅塘系统中种植本地经济作物莲藕、空心菜、茭白、芋头、荸荠等湿地作物,提供丰富的湿地产品和林产品,创造丰厚的经济效益。
图6 正在修复的河岸多塘系统Fig.6 The restoration of riparian system
4.1.2 景观多塘 在林下浅塘系统中配植各类沉水植物、漂浮植物、浮叶植物、挺水植物,丰富湿地生态系统的同时,为周围中小学生提供良好的森林-湿地自然课堂学习基地。
4.1.3 海绵多塘 采用海绵城市的建设原理,探索在湿地中建设生物沟和海绵花园,利用海绵花园汇聚、吸收雨水,通过植物根系和沙土的综合作用使雨水得到净化,将收集净化的雨水通过生物沟渗透、输送、排放到湿地的各个塘系中,最终起到缓解内涝、补充地下水、协调水循环再利用的重要作用。
4.2 河岸林网络系统植被修复
在库绿河和濑溪河城镇段以外的河岸带,进行河岸林网络系统的植被修复。河岸林建设规模40 hm2,主要是根据濑溪河河岸生态功能的需求,建立一道水体天然生态屏障,林网构建中,加入鸟类栖息所需的庇护林,包括麻竹、黄竹、慈竹、水杉、池杉以及火棘、小果蔷薇等乔灌木树种,建立了濑溪河湿地生态环境提升的综合试验示范基地(图6、图7、图8)。
4.3 河岸廊道修复工程
图7 修复后的河岸硬质廊道Fig.7 Repaired of the river hard corridor
4.3.1 刚性驳岸河流廊道的修复 在濑溪河荣昌城区段修建刚性驳岸(吴后建等,2009 ),其建设模式为:河流水面-河岸消落带-钢筋混泥土砌石护堤-河岸护栏-花岗岩铺地-斜坡灌草地-乔灌木绿化带-人行道或车行道-房屋。河流廊道修复工程主要是对河两岸消落带进行修复,在平常的枯水期,濑溪河城区段两岸的消落带面积较宽,其中很大部分消落带土地被城区居民开垦。在涨水期来临时,一方面造成消落带土壤及有机物的流失,另一方面会对城区居民的人身安全造成威胁。因此,应全部停止消落带土地的开垦,在两岸消落带恢复种植芦苇、芦竹等乡土湿地植物,提高城区景观绿化植被的覆盖率,拦截污染物,起到保护河堤的作用。
表3 濑溪河湿地公园保护与恢复工程的植被选择Table 3 The selection of vegetation for protection and restoration of Laixi River wetland park
图8 修复后的河岸林网络系统Fig.8 Restored riparian forest system
4.3.2 自然型驳岸河流廊道修复 在濑溪河万灵古镇段,因河堤较矮,洪水期容易对周围居民的农业生产以及生态旅游造成威胁,在自然型河岸的基础上,采取一定的生态措施以增强防洪能力。其建设模式为:河流水面-浆砌石块护岸(仅露出常水位20 cm)-竹林-乔冠林结合带-健身步行道。此次恢复工程主要是恢复两岸原有的竹林网络系统,在大片缺损的地方补植竹子,同时配以乔冠林带,以提高廊道调节洪水、过滤污染物、截获农田土壤流失以及保护生物多样性的多种生态功能(表3)。
(1)外源污染物的控制和水质净化使湿地公园的水质有了较大的改善。丘区河流性湿地的共性在于地势起伏不大,河面相对平缓,采用生物浮床技术净化水质操作方便。
(2)鸟类栖息地的保护、引鸟区营造等保护、保育措施,提高了湿地公园动植物种类,特别是鸟类的生物多样性。濑溪河越冬的2个鸟类成为了留鸟,国家Ⅱ级重点保护鸟类增加到5种。
(3)河岸多塘系统的恢复建设,起到了延迟洪峰、拦截泥沙和有机物质的作用,同时提高了湿地多塘系统中湿地动植物的多样性。河岸多塘系统恢复工程是发展森林-湿地产业模式的初步探索,在恢复湿地生态系统的同时,实现了湿地的生态效益、社会效益和经济效益。
(4)河岸林网络系统和河岸廊道修复技术,增加了城市硬质廊道景观,起到了河流缓冲带作用,提高了河岸抵御河水冲刷的能力和安全性。刚性硬质廊道的建设一直受到湿地专家的争议,但在实际建设过程中,首先考虑的是河岸防洪安全问题,在城市居民聚居区或地势低洼地带,建设硬质廊道可有效抵御洪水的侵袭。
崔丽娟,张曼胤,张岩,等.2011.湿地恢复研究现状及前瞻[J].世界林业研究,24(2):5-9
但新球,吴后建.2009.湿地公园建设理论与实践[M].北京:中国林业出版社
吴后建,但新球,黄琰,等.2009.国家湿地公园河流廊道建设模式与技术研究:以江西修河国家湿地公园为例[J].湿地科学与管理,5(1):34-38
杨文英,邵学新,梁威,等.2011.土壤酶活性分布特征及其活性有机碳组分的关系[J].湿地科学与管理,7(2):55-58
杨文英,王晓斌.2015.濑溪河湿地保护的意义及对策[J],南方农业,9(31):29-30
Conservation and Restoration of River Wetland Park in Hilly Area :A Case Study of Laixi River National Wetland Park
YANG Wen-Ying1WANG Xiao-Bin2WANG Ling1LU Yu-Kui1PU Ting-Song1
(1 Rongchang District Forestry Science and Technology Extension Station, Chongqing 402400 ; 2 Lanfeng Forest Farm, Rongchang District, Chongqing 402400)
Laixi River National Wetland Park is located in Rongchang District of Chongqing City, where is the center of Southwest China. It is a composite wetland ecosystem integrating natural rivers and constructed wetland displaying typical characteristics of river wetland in the hilly area in southwestern China. Conservation and restoration projects implemented in the wetland park include water quality control, water purification, bird habitats protection, restoration of riparian multipond system, rehabilitation of riparian forest, rehabilitation of river-bank corridors, and has achieved remarkable progress in wetland protection. It provides an important basis for the protection and restoration of Wetland Park in the hilly areas of Southwest China.
Laixi River; Wetland Park; Protection and Restoration
10.3969/j.issn.1673-3290.2017.02.01
2017-03-17
中央财政林业补助资金“湿地保护与恢复项目”
杨文英(1986—),女,重庆忠县人,硕士,工程师,从事湿地保护与恢复技术研究工作。E-mail:598999807@qq.com