大理市罗时江入湖河口湿地恢复植物工程设计

殷晓松 杨逢乐 王 伟

（云南省环境科学研究院 云南昆明 650034）

引言

工程区现状土地利用方式主要是农田 (占77%)，沼泽占17%，建筑用地占6%。总面积727亩，高程在1965.0m以下面积449.36亩，高程在1965-1966m之间面积277.64亩，地块受洱海水位变化影响较大（洱海最低运行水位为1964.30m，最高运行水位为1966.00m），需通过设计适当的工程措施来改善水文条件。湿地水文条件是湿地最重要的决定因素，它不仅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，而且也是最终选择湿地生物群落的主要因素之一[1]。采用的湿地建设工艺为表流湿地，为提高工程区地块的使用效率，增加上游来水在湿地中的停留时间，主要配套工程包括：工程区下游建一座罗时江拦河闸，目的是控制上游湿地正常水位为1965.85m；开挖布水导流渠总长5000m，宽度5m，导流渠底标高1965.00-1964.50m；湿地上游设置两道拦污栅，拦截来自上游农田及村落的固体废弃物；垃圾房、湿地植物残体堆放场、湿地清淤转运道路。

湿地生态恢复的理论及应用基础是恢复生态学。恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、过程与机理的科学[2]。21世纪的国际湿地科学研究领域，湿地退化机制、退化湿地恢复与重建和人工湿地构建研究是湿地研究的又一个热点[3]。在湿地建设工程中，植物群落的构建是一项重要的建设内容。湿地植物是水陆交错地带中生态系统的一个重要的组成部分，在水体修复，维持生态平衡和生物多样性上具有重要作用[4]。在延缓湖泊富营养化方面也有着积极的作用，有研究指出，对于国内其他的一些浅水富营养化湖泊，水生植被的恢复重建是其治理的关键[5]。在罗时江入湖河口湿地植物工程设计中，植物种类选择上遵循的原则包括：突出净化效果及可持续性；选用乡土植物；湿地植物多样性原则；协调的湿地景观；科普宣传效应；适量种植水生作物。

湿地生态系统就是生物群落及其多种水环境相互作用的统一体，并且在系统内部因能量流动而形成的一定的营养结构，生物多样性和物质循环（即喜湿生物与非生物之间的物质交换）[6]。湿地对污染物的去除是通过物理、化学和生物的三重协同作用来完成。除了湿地中的植物、土壤和微生物等成分的分别作用外，更多的时候还是这些成分的相互作用，导致了湿地具有强大的净化功能[7]。通过罗石江入湖河口湿地净化，对上游来水工程设定的水质目标为总氮去除率为10%～30%；总磷去除率为20%～40%。未设为验收指标的其他污染物BOD5、COD、SS、大肠杆菌等实际去除率更高，可达70%以上。

1 工程区域概况

1.1 流域自然概况

罗时江流向由北向南，流经右所、邓川、上关三乡镇，是洱源县及大理市集农田灌溉、排洪等多功能的一条重要河道。丰水期流量约为13.0m3/s，枯水期流量约为2.0m3/s，平均流量约为3.5m3/s，年均径流量约为1.1亿m3。属低纬度高原亚热带季风气候，年平均气温15℃左右。流域生物较为丰富，水生维管束植物有54种，分属26科44属，其中沉水植物12种，浮叶植物7种，漂浮植物及悬浮植物6种，挺水植物11种，其他18种；鱼类有17种；水禽59种，其中78%是候鸟；藻类有192种；浮游动物中轮虫有50种；底栖动物中腹足类有16种。

1.2 土地利用现状

工程区位于罗时江入湖河口处，总面积727亩。其中农田占77%、沼泽占17%、建筑用地占6%。

1.3 水环境现状

据罗时江区2007、2008年水质数据表，从T-N、T-P、BOD5指标的监测数据来看，基本上全年为IV、V类水质。

2 植物工程设计

2.1 植物种类的选择

2.1.1 原则

（1）选用乡土植物。洱海流域原生植物种类极为丰富，如沉水植物的标志种有海菜花、金鱼藻、微齿眼子菜等稳定群落；挺水植物有芦苇、荸荠、野慈姑、水芹、荷花、鸢尾等；浮叶植物有睡莲、菱角、荇菜等；湿生乔灌木类有漾濞核桃、枳棋(拐枣)、大青树、棕榈(棕皮树)、大叶柳、滇杨、清香木、毛叶木瓜等。

（2）突出净化效果及可持续性。植物能够生长良好是水质净化效果的保证，乡土物种是形成稳定的湿地植物群落的基本保证。同时，选择有经济价值的水生作物在湿地中适地适量种植，通过这些水生作物吸收湿地中富集的氮磷等营养物质，并在作物成熟时及时收获带离水体。选择部分水生作物作为湿地工程植物材料，目的是提高工程区湿地对来水中富营养物质的去除率及降低湿地管理成本。

（3）湿地植物多样性原则。滩涂、河堤、浅水、深水等地域，分别交错配置种类多样的乔灌草及挺水、沉水、浮叶水生植物，逐步在项目实施地形成以乡土植物为优势种的、种类多样而稳定的植物群落结构。

（4）协调的湿地景观。乔灌木类搭配选择有观姿种类、不同季的观花种类、各季叶色有不同变化观叶种类、堤岸滩涂代表性树种、常绿落叶树种；水生植物的选择也充分考虑各种景观要素。达到四季有景的效果。

（5）科普宣传效应。让更多的人直观地认识和了解湿地及湿地中的动植物种类。

2.1.2 种类

包括：杉科、杨柳科、金缕梅科、蔷薇科、银杏科、漆树科、槭树科、棕榈科、大戟科、山茶科、虎耳草科、千屈菜科、木犀科、金缕梅科、小檗科、桑科、樟科、胡桃科、蓝果树科、木兰科、鼠李科、榆科、杜鹃花科、禾本科、芭蕉科、水鳖科、莎草科、天南星科、菱科、泽泻科、龙胆科、金鱼藻科、伞形科、眼子菜科、睡莲科、鸢尾科共36科70余种。

2.2 植物配置及布局

通过合理的布水及植物配置，使得上游来水均匀流入湿地各片区（涨落带、浅水区、深水区），保证了植物能有效吸收流入的氮、磷等，以达到净化水质的目的；依据湿地区域内的地形地貌特征及植物种类搭配，划分出五个湿地植物类别区。包括堤岸林区、湿地周边涨落带湿生植物区、湿地河滩岛林区、水生植物区、水生作物综合利用区；在湿地植物的配置应用中，自然式种植为主导，孤植、丛植、群植相结合，分布表现为点状、斑块状、带状；综合考虑湿地植物配置的层次及湿地沿岸视觉林冠天际线与洱海总体景观的协调。罗时江入湖河口湿地区位图见图-1，罗时江入湖河口湿地植物种植总布置图见图-2。

图1 罗时江入湖河口湿地区位图

图2 罗时江入湖河口湿地植物种植总布置图

2.3 植物种植

乔灌木类：湿生及半湿生，乔木株行距3m×3m，自然式种植，种植穴大小依据移栽树木的土球直径来确定，堤岸乔木三株以上以不等边三角形为基础，形成自然式疏林；由于湿地内乔木运输要经过车、船的多次搬运，故要求树木所带泥球牢固、结实、防止松散；乔木栽植后，均支撑加固；灌木株行距 0.5m×0.5m。

水生植物：挺水植物 0.5m×0.5m/丛，整丛移植；沉水及浮叶植物用长竹竿叉子将其插入淤泥。

植物种植工程量：乔灌木及竹类共计8600株；水生植物及水生经济作物共计534500丛。

2.4 植物种植安全措施及后期管理

选择乡土物种作为植物种植材料，避免引进先锋物种植物。与此同时，植物运进现场之前必须进行植物检疫，防止带入病虫害。湿地建成后营运期植物管理方面，及时收获水生作物、并清理湿地中的植物残体。

3 湿地营运期综合效益

3.1 环境效益

据罗时江区2007、2008年水质数据，湿地上游来水水质年平均总氮1.612mg/l，总磷0.084mg/l。罗时江入湖河口湿地工程设计总氮和总磷消减率分别为10%～30%及20%～40%，按年平均流量3.5m3/s计，湿地年平均氮磷负荷削减量分别为35.59t及2.78t。另据2014年1-5月取样实测，罗时江湿地对总氮的平均去除效率为50.8%，对总磷的平均去除效率为24.4%[8]。此外，流经湿地的其他污染物如BOD5、COD、SS等也被相应消减。对于消减入湖污染负荷、缓解洱海水体的富营养化进程具有积极意义。

通过配水、适量的地形整理及多样化乡土植物群落配置，人工辅助营造的入湖河口湿地对提升生物多样性程度、改善洱海北岸湖滨景观等方面也有着显著效果。

3.2 社会和经济效益

通过标识标牌注明湿地各功能区、每种选用植物挂学名标牌等进行湿地科普宣传，提升居民的生态环境保护意识，也可为在校中小学生提供一个生物、环保知识学习场所。湿地旅游参观及水生作物收获可获取一定的经济收入，作为湿地管理费用的补充。

结语

入湖河口湿地是功能多样而复杂的生态系统，是湖泊湖滨带不可或缺的组成部分。通过人工合理改善工程区的水文条件，因地制宜选择尽可能多的乡土植物物种实施湿生乔灌草及水生植物群落配置，从而有效发挥入湖河口湿地对湖泊极其重要的保护功能。

同时，湿地的可持续运行是需要管理的。前置拦污栅拦截的垃圾、水生植物前置库中沉淀的泥沙，以及水生植物残体等需定期及时清理。因洪水冲毁及清淤损失的植物需适时补种，以确保湿地能正常运行。