蒲永锋 王景才
(国家林业局华东林业调查规划设计院 浙江杭州310019)
湿地是极其重要和不可替代的生态系统,具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候、保护生物多样性、美化环境等作用[1]。湿地既是陆地上的天然蓄水库,又是众多野生动植物、特别是珍稀水禽的繁殖地和越冬地[2]。湿地具有独特的生态结构与功能,生物多样性丰富,生物生产力高,具有巨大的环境调节功能和生态效益[3-4],与森林、海洋并称为全球三大生态系统[5-6]。但是,人口和经济的快速增长与资源、环境之间的矛盾日益加剧,湿地的保护与利用之间的矛盾越来越突出,这对区域生态安全和可持续发展非常不利[7]。
桐乡市位于浙江省北部,地处杭嘉湖平原中部、长江三角洲的东南部,属杭嘉湖平原水网地带,东连嘉兴市秀洲区,南邻海宁市,西毗德清县、杭州市余杭区,西北接湖州市南浔区,北界江苏省苏州市吴江区。东西宽约 36km,南北长约 34km,总面积约727.29km2。市区距上海市 140km,距杭州市65km,沪昆高速、沪杭高铁、申嘉湖高速、320国道、京杭运河等水陆交通要道横贯全境,素有“鱼米之乡”“丝绸之府”“文化之邦”和“百花地面”之称。
依据《浙江省湿地资源调查技术实施细则》规定的技术标准、方法与要求,采用 3S技术与现地核查、资料查阅相结合的方式开展湿地资源更新补充调查。调查范围为湿地面积8hm2公顷以上(含 8 hm2)的湿地斑块以及宽度10 m以上、长度5km以上的河流湿地,以及其它具有特殊保护意义的湿地。据调查,桐乡市现有湿地面积总计 3403.80 hm2,涉及湿地类型有3类5型,其中河流湿地2819.31 hm2,占湿地总面积的82.85%(宽度10m以上、长度5km以上的河流174条);湿地面积8 hm2以上(含 8 hm2)以及具有特殊保护意义的湖泊湿地(永久性淡水湖)面积 44.59 hm2,占湿地面积的1.31%;人工湿地(包括库塘、运河输水河和水产养殖场)总面积539.10 hm2,占湿地总面积的15.84%。各类型湿地面积详见表1。
表1 湿地类型与面积统计表单位:hm2
桐乡市地处长江三角洲经济发展最活跃的上海、杭州、苏州、宁波四个城市群的中心地带,属杭嘉湖平原腹部、京杭古运河两侧,其湿地的生态状况不仅会影响市域及上海、杭州、苏州等城市的生态安全,也将直接影响杭嘉湖平原的水生态安全,是浙北重要的生态屏障,生态区位重要。境内湿地是桐乡市的战略水源地和重要的生态安全屏障,也是浙北重要的生态廊道,对维护区域生物多样性和保障水生态安全均具有重大意义,湿地生态价值突出。
尽管桐乡市境内有一定面积的湖泊湿地、人工湿地,但总体占比不高(仅占17.15%),大部分湿地为河流湿地,占全市湿地面积的82.85%。桐乡市河流湿地以运河为轴,交互连通程度较高,其河道总长2264.6km,河道密度为 3.1km/km2,其中,市内流域性骨干河道 6条,河道总长 89.6km;县级重要连通河道 37条,河道总长263.8km;镇级河道37条,河道总长101.6km;其他河道长1809.6km。中小河道密如蛛网,纵横交错,全市已形成一个水网密布,河流密集,并相互连通的湿地网络体系。
桐乡市历史悠久,自然条件优越,湿地生境多样,具有丰富的生物多样性、富足的湿地物质资源和多彩的文化旅游资源,湿地资源丰富。但由于湿地资源水热组合条件及水文条件的差异性,造成桐乡市湿地资源有着明显的区域性,以杭申甲线和长安塘为界,桐乡市湿地分成西北部低洼易涝区和东南部易旱轻涝区。
以平原地貌为主的桐乡市虽然林木覆盖率只有24.1%,但河流湿地周围、两岸绿化率很高,几乎所有的河流两岸均种有垂柳、池杉等乔木,河道堤岸自然,硬质化很少,陆地生态系统至水域生态系统的演替序列自然,保持了良好的湿地生态系统的结构、完整的湿地自然景观,维护了良好的湿地生态系统之间物质循环、能量流通和信息传递。
水质达标率低仍是桐乡市湿地面临的最严重威胁。虽然近几年桐乡市通过“五水共治”“三改一拆”“森林桐乡”和“美丽乡村”建设等系列卓有成效的扎实措施,桐乡的湿地水质有所改善,但入境水水质总体较差,仍是影响全市水环境质量的最主要最直接的因素。随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对水资源的需求越来越大,湿地水环境面临的威胁依旧严峻,治理任重道远。
由于桐乡市地处太湖流域下游的杭嘉湖平原,境内地势平坦,河流间相互贯通,且下泄水流又往往受潮汐顶托,因此在一般情况下河道流速缓慢,甚至出现倒流,加之未经疏浚的河道淤泥严重,导致过流能力大大降低,影响防洪排涝和航运畅通,使原本有限的水流自净能力及河网调蓄功能减退,水环境容量趋于零。
据调查,桐乡市外来湿地有害植物在湿地已呈现泛滥的趋势,几乎各大主要河道水面均漂浮着水葫芦、空心莲子草等,它们入侵后会大量繁殖,覆盖内陆河湖等湿地水域,易造成河道阻塞、阻碍排灌和行洪,影响航运,而且还会降低光线对水体的穿透能力,影响水下生物的生长,大量水葫芦、空心莲子草等死亡后腐烂耗氧,加速水体富营养化。外来有害生物一旦入侵并定居下来,将对现有湿地生态系统的物质循环、能量流通和信息传递生态过程产生巨大的破坏。
针对桐乡市平原水网特色以及入境水水质较差的特点,河道型湿地保护方式与工程主要有:
(1)实施水系梳理建设
良好的水系结构是健康湿地生态系统的生态基底,针对域内部分水系未完全连通、水容量低、水循环不畅等现状,通过改造地形,梳理水系,打造自然蜿蜒、连通顺畅的仿自然河流、沼泽水系,为野生动植物提供优越的水生态环境。
(2)加强生态防护林工程建设
生态防护林工程对于河道型湿地的保护十分重要,工程主要布置在河道两岸,林种以水保林为主,林种确定后,可按适地适树立体配置。树种的选择应满足以下要求:适应当地气候,抗旱性强;根系发达、扩展性强;种子丰富,发芽力强,容易更新;绿期长,多年生;育苗容易并能大量繁殖。在满足以上要求的同时,应以乡土植物为主,体现生物多样性,运用乔木、灌木、藤本、草本植物和水生植物组成立体生态屏障,兼具绿化景观、固土保水、生态恢复、水体净化等生态环境保护的作用。应当依据具体地形,有针对性地选用以下主要品种:水八仙(菱白、莲藕、水芹、芡实、慈菇、董养、药菜、菱),香樟、湿地松、水杉、水松、垂柳、枫杨、鸢尾、美人蕉、连翘、金钟花、六月雪、小叶黄杨、毛叶丁香、爬山虎、五叶地锦、蛇葡萄、茅、熟禾等植物。
(3)建设生态浮床工程
生态浮床,又称为人工生物浮床、无土栽培浮床、生态浮岛等。它利用植物根系吸附水体中大量的悬浮物,使其成为植物的营养物质,通过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐。生态浮床技术现已成为世界范围一项重要的水质修复技术,并已成功地应用在许多河流的生态整治修复工程中。生态浮床技术投资小、运行成本低,在河道型湿地保护中有着得天独厚的优势。人工浮床占水面的比例不能过大,一般不超过1/3,且在已富营养化水体的水面通过浮床可种植粮食、蔬菜、花卉等陆生植物,可以富集水中氮磷。但是,不能栽植过量,影响到水中其他生物的生存,如鱼类、沉水植物等。
(4)实施人工湿地工程建设
人工湿地的建设适合于桐乡市河道型湿地周边有潜在威胁的河段,以及水质现状较差的河段。运用人工湿地处理污水,具有投资低、运行费用少、出水水质好、维护管理简单等优点。人工湿地是人工模拟类似沼泽的地面,通过自然生态系统中的物理、化学和生物协同作用来净化污水。在污水排放点修建恰当的人工湿地工程,有助于河道型水源地的保护。人工湿地工艺流程为收集地面污水-水质观测池-人工湿地(含卵石过滤、吸咐、沉淀、植物根系吸收等)-水质观测池-排入水库或者河道。根据桐乡市特点,人工湿地中可选择的植物有美人蕉、荷花等。
(5)推进前置库工程建设
前置库工程主要是针对桐乡市河流上游污染严重的特点,在入境河流处设置前置库,采用生态河道技术、人工湿地技术、生物操纵与水生生物净化技术,通过物理沉降和吸附、化学反应、以及生物吸收和微生物降解作用,以去除村镇地表径流以及其他未处理的污染源中 N、P 营养盐、悬浮固体和有机污染物,减少入湖污染负荷。
前置库系统结构,包括 5 个子系统,即地表径流收集与调节子系统( 生态河道)、沉降与拦截子系统、生态透水坝强化净化子系统、生态库塘强化净化子系统、导流与回用子系统。降雨径流包括农田、村镇地表径流,以及散落的未经处理的生活污水等,汇入河道,经由生态河道子系统及拦截与沉降子系统,进行污染物质的初步拦截、沉降,同时调蓄水量,再经透水坝及砾石床,以渗流方式过水,保持坝前坝后的水位差,进行污染物的初步去除,然后进入生态库塘,对水体进行强化净化,而导流系统可保证库区的水位保持设计水平,避免暴雨的影响。
(1)实施水资源综合治理工程
建设环湖林带,防止水土流失,防止湖泊含沙量的增加;打通水体之间的联接,通过水闸等水利措施进行调控,加快湖水与其他水体之间的置换速度;发展现代水产品与水禽养殖,以及果、菜、花卉、苗木、水田作物的生产,使之成为兼有观光农渔牧业、生态旅游和科普教育与科研的基地。
(2)实施湖底疏浚、清淤工程
湖泊若久未干涸,在湖底形成了大量的淤泥,淤泥过量的积淀对水质的改善、水体的净化有很大的负面影响,因此需对湖底进行疏浚、清淤。将淤泥回填至附近农田可提高农田土壤的肥力,亦可回填鱼塘形成滨湖绿地。在湖泊疏浚过程中,湖底会形成有浅到深、有层次的湖底高差,结合实际情况种植沉水植物、浮水植物和挺水植物,构成立体的湿地植物生态群落,使水面到陆上的生态系统能够有机渗透,最终修复和恢复自然湿地景观。
(3)实施退耕还湖、退渔还湖工程
一方面,围湖造田是导致水土流失最重要的因素,农家耕作所用的工业肥料和农药会导致湖泊水体污染;另一方面,围湖养殖造成水体动植物的不完整性,喂养所用的食物和药物同样会影响湖泊的抗干扰能力,因此需要取缔湖泊边缘生态敏感地带的农耕种植和水体养殖,并对农家补偿安置,避免社会问题的产生。
(4)实施曝气复氧工程
在湖泊四周设置浮动机械充气器、压缩空气充气器和透平充气器等充气装置充氧,促进上下层水体的混合,使水体保持好氧状态,以提高水中的溶解氧含量,加速水体复氧过程,抑制底泥氮磷的释放,防止水体黑臭现象的发生,恢复和增强水体中好氧微生物的活力,使水体中的污染物质得以净化,从而改善水质。
(5)恢复水生植物,丰富湿地动物,保持生物多样性
在湖泊外围种植乔木、灌木、低矮丛林等多种植物,形成多层级生态绿化,恢复和丰富植物多样性,延伸保护区的生态系统。在保护区内部,种植多类水生植物,形成草地、沼泽、草甸、滩涂、芦苇、香蒲、低矮植被等多种绿化景观类型和植物种类,恢复保护区植物多样性。
[1]赵金涛.落垡湿地公园建设的条件分析与开发原则[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2011,11(3):73-74.
[2]张敏,郑占锋.雾森在湿地公园中的应用分析[J],安徽农业科学,2008,36(22):9505-9506.
[3]雷昆.对我国湿地公园建设发展的思考[J].林业资源管理, 2005,(2):23-26.
[4]Robert Costanza, Ralph d’Arge , Rudolf de Groot.The value of the world’s ecosystem and natural capital[J].Nature,1997,387:253-260.
[5]国家林业局《湿地公约》履约办公室.湿地公约履约指南 [M].北京:中国林业出版社,2001.
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[7]王学雷,许厚泽,蔡述明.长江中下游湿地保护与流域生态管理[J].长江流域资源与环境,2006,15(5):56-568.