肖维阳 任锦海 江丽君 李静娜 葛凤琼
湿地景观保育关键技术体系的构建:以九寨沟为例
肖维阳 任锦海 江丽君 李静娜 葛凤琼
(九寨沟管理局,四川 九寨沟 623402)
湿地是九寨沟水体景观的主要载体,保护好湿地就是保护好九寨沟的景观资源。通过30余年的发展历程,九寨沟走出了一条“保护促发展,发展促保护”的可持续发展之路,在湿地景观保育方面采取了有效的保育措施,并开展了相关课题攻关研究,使九寨沟水体依然美丽,湿地生态系统良好。梳理了九寨沟湿地景观面临的威胁及导致其退化的关键驱动因子,分析了现有的湿地景观保育技术,构建的湿地景观保育技术体系将为九寨沟科学管理景区提供理论支撑,也可为其他湿地景区景观保育提供参考。
九寨沟;湖泊湿地;景观保育;技术体系
湿地是陆地与水体的过渡地带,被称作地球之肾,与森林、海洋并列为全球三大生态系统(温连芳, 2013)。湿地是与人类关系最为密切的生态系统之一,她不但可以为人类生产、生活提供原材料,也是重要的物种基因库,还具有调节气候、涵养水源、净化水质、保护生物多样性等功能。许多拥有特殊景观资源的湿地,如三江平原湿地、若尔盖湿地、千岛湖、九寨沟等已成为国内外著名风景区。近些年来,由于自然和人为两方面因素的共同影响,我国湿地退化加剧。第二次全国湿地资源调查结果表明,10年间,我国湿地面积减少了339.63万hm2,接近于一个海南省的总面积(耿国彪, 2013)。
九寨沟于1984年正式对外开放,从起初鲜为人知的小山沟变成世界闻名的旅游胜地,在湿地景观保育方面采取了有效的保育措施,积累了不少经验。泥石流等自然灾害和旅游活动干扰是九寨沟湿地景观保育过程中需要解决的主要问题。本文通过梳理九寨沟湿地景观保育管理过程中采取的关键技术措施,形成了一套湿地景观保育技术体系,可为其他湿地主题景区的景观保育和可持续发展提供参考。
湖泊湿地是九寨沟湿地的主要代表,也是九寨沟美景的主要载体。与我国湖泊型湿地所面临的主要问题相似,受自然和人为活动的双重影响,九寨沟湖泊湿地面临着泥沙淤积、湖泊面积萎缩、湖泊水质恶化等问题(包淑梅, 2013),气候变化和持续的旅游压力是九寨沟湿地景观保育过程中面临的主要威胁。
1.1 气候变化对湿地景观保育的威胁
气候变化主要通过降水格局变化、气温升高、蒸发变化、极端气候事件增加和海平面上升等,影响湿地生态系统(陈克林,2003)。九寨沟地质灾害资料显示,受强降雨天气的影响,脆弱的九寨沟生态环境仍然面临着泥石流、洪水等威胁。1984年丹祖沟发生的4次泥石流,使其下游镜海水体透明度严重下降,泥沙淤积镜海上游区,形成沼泽,湖泊水域面积减小;2013年7月景区出现一次降雨量为29 mm的降雨,引发藏马龙里沟泥石流,泥水随径流进入草海、天鹅海,造成两湖水色浑浊,浑浊时间一周。
1.2 旅游等人类活动威胁
九寨沟游客人数从起初的2.7万人次/a上升到2016年的500万余人次/a,增长了180多倍。游客人数的快速增加,带来了显著的经济效益和社会效应,同时也加大了对九寨沟湿地生态环境的压力。研究表明,旅游活动引起地表径流中氮、磷向湖泊的输入加大(王晶,2006);旅游干扰使林下耐荫喜湿的乡土植物局部消失,而喜旱耐扰动的植物种群扩大,外来和伴人植物种群侵入(朱珠, 2006);以交通为主的旅游活动使景区内道路灰尘的重金属含量增高(许宇慧, 2010);区域大气污染和旅游活动对九寨沟大气环境有着负面的影响(乔雪, 2014)。旅游活动造成的上述这些变化,对九寨沟湖泊湿地造成了直接或间接的影响。
受自然和人为活动的双重影响,九寨沟湿地已经出现了退化现象。根据我们多年的观察及监测,引起九寨沟湿地退化的驱动因子主要包括两方面。
2.1 环境因素
近百年来,全球平均温度升高了0.6±0.2℃,我国升高了0.4±0.5℃(熊飞, 2006)。气温升高会引起湖泊蒸发量、水温、生物活动等发生改变,从而影响整个湖泊生态系统。九寨沟是一个独立的岩溶水文地质结构单元,降水是九寨沟水资源的根本保障。研究表明,九寨沟地区1959 — 2002年期
间降水呈减少趋势(崔鹏, 2003),1997年水位最低,熊猫海瀑布全年断流,火花海见底。
2.2 人为因素
九寨沟景区内没有工业生产,区内少数耕地于2000年响应国家“退耕还林(草)”政策,全部退耕还林、还草,居民收入直接或间接地来源于旅游服务业。干扰九寨沟湿地景观生态系统的人类活动主要与旅游服务业相关,表现在基础设施改扩建、观光车运行、游客旅游活动等。此外,1966—1978年的森林采伐也对湿地生态系统产生了一定的影响。大规模的森林砍伐,直接破坏了涵养水源的森林生态系统及地表植被,造成环境退化,使得水土流失加剧,自20世纪70年代以来九寨沟泥石流活动趋于强烈,仅1980-1985年就发生大型泥石流10次,泥石流趋于活跃(孙巧明,2004)。大量的陆地物质随着地表径流进入湖泊,造成湖泊淤积,水草蔓延加速,水位下降,库容减小等危害。
为了保护九寨沟湿地生态系统,充分发挥湿地的生态功能、景观功能,减少地质灾害等自然活动和旅游等人为活动对湿地生态系统的干扰,九寨沟采取了一系列景观保育措施,构建了九寨沟湿地景观保育技术体系,有效地缓解了湿地生态系统的退化,降低了九寨沟湿地生态系统退化驱动因子的干扰程度。
3.1 水土流失监测及防治体系
3.1.1 建立、健全地质灾害巡查、监测制度 九寨沟湖泊湿地主要分布在沟谷谷底,沟谷两侧山体坡度大,断层发育,强降雨等极端天气不但会使已治理的滑坡、崩塌、泥石流等灾害点活动加剧,还会诱发新的灾害点形成。九寨沟制定实施地质灾害巡查、监测制度,落实地质灾害防治责任制,充分发动居民和一线工作人员,群策群防,及时掌握灾害点动态,填报灾害巡查、监测台帐等,为灾害治理工程建设等提供可靠资料和科学依据。
3.1.2 建立年度地质灾害隐患点排查制度 每年一次的地质灾害隐患点排查工作时间安排在汛期来临前的3—5月,由管理局组织地质灾害监测员、居民,并委托具有资质的单位对威胁湖泊湿地周边区域和村寨进行拉网式排查,编写年度排查报告,提出治理建议。
3.1.3 加强泥石流治理等工程设施的建设和日常管理 1984年以来,九寨沟与中国科学院成都山地灾害与环境研究所合作,对区域内的14条泥石流沟进行了综合研究及工程治理,有效地缓减了泥石流等自然灾害对湖泊湿地生态系统和陆地生态系统的危害,保障了游客和景区居民的安全。为了充分发挥治理工程作用,管理局开展了泥石流治理工程日常巡护制度,建立了治理工程档案,包括工程建设时间、规模、泥石流等灾害发生情况(泥石流有或无及其规模),是否需要维护,维修建议等。
3.2 植被恢复保育技术体系
植被结构的改良和植被盖度的提高,不但可增加土壤中有机质含量水平,提高土壤肥力,还可改善土壤的孔隙状况,防止水土流失,缓解九寨沟湖泊湿地生态系统向陆地生态系统的演变进程。
3.2.1 湖岸带植被恢复 为规范游客的旅游行为,有效保护和恢复湖岸带植被,九寨沟采取了一系列措施。这些措施主要包括:①通过旅游巴士的科学调度,合理分配栈道及景点游客的数量,充分发挥景区容量,避免游客离开栈道对湖岸带植被的破坏;②利用图文宣传、导游宣讲等方式,宣传文明游览规范;③工作人员直接干预不文明旅游行为(如离开栈道留影拍照,绿地上露餐等行为),减少对环境的压力;④对正在遭受影响或已遭受影响的湖岸带植被采取修复措施。
3.2.2 公路边坡植被恢复 公路边坡滑坡是九寨沟地质灾害类型之一。由于公路沿湿地景点建设,滑坡物质易随着径流进入湖泊湿地。公路边坡植被恢复措施主要包括:①加强公路边坡滑坡监测,及时对滑坡带植被绿化;②在靠近山体的公路一侧修建挡墙,防止公路边坡固态物质移位;③边坡通过工程处理培育适合植物固着的基面,以利植物种子的固着和生长;④植被绿化种子资源为本地乔木、灌木、多年生草本植物;⑤在植被恢复过程中,早期草本种子比例占70%以上,利于快速绿化,后期以自然恢复为主;⑥在植物生长期,通过“人工打草”手段,以增加植株的生长期,促进草本植物根系的生长。
3.2.3 雨水沟的修复与日常管理 为了防止公路路面积水,提高路面和路基的稳定性,减少交通工具污染物及公路滑坡物质随着径流流入湖泊湿地,公路两侧修建了雨水沟。雨水沟要求两面水泥硬化,底面为原土结构(便于雨水自然下渗),配便捷的带孔水泥盖,雨水沟开口不能直接通向湖泊,防止泥沙、污染物随着流水进入水体。同时,建立了雨水沟定期巡查、清理制度。
3.3 构建湖泊湿地生态环境监测体系
湿地生态环境监测指标体系主要是一系列能敏感清晰地反映生态系统基本特征及生态环境变化趋势的相互印证的项目,是生态环境监测的主要内容和基础(孙巧明,2004),其指标涉及面广,包括湿地水质、水文监测;湿地生物多样性及珍稀濒危野生动植物和鸟类监测;湿地周边社会经济发展状况和湿地利用状况监测等。九寨沟景区是以湖泊湿地景观为核心的景点,建立湖泊湿地生态环境监测体系,正确评价湿地系统健康状况,分析湿地系统的变化趋势,是科学管理景区资源,制定并实施景观保育措施的重要保障。
3.3.1 泥沙沉积监测 泥沙沉积是湖泊演化过程中的自然现象,不合理的人为活动也会增加入湖泥沙量,加速湖泊湿地系统向陆地系统发展的进程。为掌握九寨沟湖泊湿地泥沙沉积速率,分析湖泊上游泥石流、洪水等自然灾害活动情况,评估工程治理效果等,管理局开展了泥沙沉积速率的监测。在有泥石流等地质灾害活动影响的草海、箭竹海、镜海、犀牛海等湖泊上游设置观测点,在每个观测湖泊断面水平方向设3个固定观测桩,垂直于断面每10 m做一个重复,共3个重复,即每个监测点设9个固定桩进行长期监测。监测时间为每年5月(汛期来临前)和11月(汛期结束),各观测记录一次。
泥沙沉积量L(cm)测量方法:
3.3.2 挺水植物监测 为有效管理湖泊湿地,发挥湖泊湿地的生态功能和景观功能,九寨沟管理局在箭竹海、镜海、犀牛海及芦苇海等湖泊开展了挺水植物生长监测。包括挺水植物向湖心生长速度监测,湿地植物种类及丰度调查,3S手段宏观分析湖泊水位变化、泥沙沉积及沼泽化进程现状等。
3.3.3 湖泊湿地植物管理 水生维管束植物与微生物、基质、水体及动物相互协同,使得整个湿地生态系统平衡运转,发挥良好的净化功能。同时,这些植物与水体景观共同构成了九寨沟的美景资源。由于挺水植物基本上为多年生草本,地上植株死亡后年复一年沉积在湖底,造成湖底淤积与营养盐分富集,加速了湖泊富营养化与沼泽化。通过芦苇海等湖泊湿地植物收割实验结果显示,科学合理地收割香蒲等水生维管束植物,既能充分发挥湿地系统的生态服务功能,又能减缓湖泊湿地沼泽化进程(肖维阳,2015)。以芦苇海、犀牛海为例,收割植物种类为芦苇和香蒲;收割方式采用收割地上植株部分;收割频次为1次/a;收割时间为冬季霜降期前后。
3.3.4 水文水质监测 水是九寨沟湿地景观的灵
魂,水环境质量的好坏除了直接影响湿地的生态功能外,还严重影响了九寨沟的景观功能。2003年九寨沟管理局设置了环境监测站,开展以水体监测为主的环境监测工作,及时掌握景区水文、水质现状,建立监测数据库,积累基础数据,为管理局景区管理决策提供科学依据。
3.3.5 气象监测 降水是九寨沟湖泊湿地水量补给的最重要来源,同时局部强降水天气也可能诱发泥石流、洪水等灾害的发生,所以对降水等气象要素监测是九寨沟湿地景观保育监测体系的重要内容。
九寨沟在景区内长海、则查洼、日则保护站、原始森林、扎如5个点建有气象自动观测站,数据实现远程传输。
3.4 建立长期的科学研究机制,搭建科研合作平台
九寨沟于1996年成立了科研部门,广泛开展了森林、湿地、水文、水质、大气等基础数据的收集与分析工作。2006年,九寨沟管理局与四川大学、美国加州大学、华盛顿大学、优山美地国家公园开始科研合作,成立了九寨沟生态环境与可持续发展国际联合实验室。2012年九寨沟风景名胜区管理局的生态保护国际联合研究中心申报为国家国际科技合作基地。2016年九寨沟与中国科学院成都山地所合作,成立了九寨沟院士工作站。各种科研平台的搭建,更加充分地整合了国内外科研机构、大学等科研力量与技术优势为九寨沟旅游可持续发展和保护事业服务,通过课题研究发现问题,解决问题。
九寨沟有世界“水景之王”的美誉,湿地生态系统是九寨沟水景的主要载体,只有保护好九寨沟的湿地景观资源,才能使九寨美景长存。随着九寨沟交通环境的改善,未来将形成由高速公路、高铁和航空组成的现代化立体交通网络,游客进入景区更加便捷,大量的游客涌入必然会对九寨沟湿地景观保育带来新的挑战。分析九寨沟湿地景观退化的关键驱动因子,建立健全湿地景观保育关键技术体系,利用科研平台,通过课题研究去发现和解决旅游活动对湿地生态系统的影响,不断提升景区的科学管理水平。
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Development of Key Technologies for Conservation of Wetland Landscape : A Case Study of Jiuzhaigou
XIAO Wei-Yang REN Jin-Hai JIANG Li-Jun LI Jing-Na GE Feng-Qiong
(Jiuzhaigou Administration, Jiuzhaigou County 623402,Sichuan)
Wetland is the main carrier of Jiuzhaigou waterscape, protection of the wetland is protection of the landscape resources. More than 30 years of development has paved a road for sustainable development of Jiuzhaigou through reciprocal promotion between protection and development. It took a large number of technical measures and subject studies for the conservation of Jiuzhaigou, keeping the wetland ecosystem in a good condition and a beautiful state. This paper presents an overview of threats confronted and key driving forces for degradation, analyzes the available techniques of conservation of wetland landscape, and suggests that construction of a system of conservation technologies for wetland landscape will provide a theoretical basis to support scientific management of Jiuzhaigou, and for landscape conservation in other wetlands.
Jiuzhaigou; Lake wetland ; Landscape conservation; Technical System
10.3969/j.issn.1673-3290.2017.02.06
2017-03-17
四川省科技国际计划项目(2011HH0047);阿坝州科技成果转化资金项目(cgzh2013008)
肖维阳,男,环保高级工程师,从事湿地景观环境监测与研究工作。E-mail:309202671@qq.com