城市湿地修复改造方法研究进展

刘 超，张立微

(贵州水利水电职业技术学院 贵州 贵阳 550001)

0 引言

“千年生态系统评估--生态系统与人类福祉--湿地与水”报告指出，湿地服务功能可分为文化、调节、供应和支持等4大类共18项功能。通过对湿地生态服务价值的研究，得出湿地较森林的单位服务价值更高[1]。而国际公认的《湿地公约》指出：城市湿地在蕴藏大量资源的同时，还拥有强大的调节环境功能、生态功能、较高的观赏价值及教育等附加功能[2]。由于城市湿地直接生产功能的淡化，间接和附属功能相对加强；选择适宜的城市湿地改造方法，对于城市湿地的保护和利用至关重要。

1 城市湿地修复改造现状

1.1 国外现状

欧洲湿地资源丰富，对湿地的修复改造工作有较为成熟的经验。英国伦敦湿地中心被誉为“未来人类与自然和谐相处的理想模式”。它由许多形状不同的池塘和种类丰富的植被构成；英国野生鸟类和湿地基金会利用泰晤士河南岸4个废弃水库，他们将改水域进行新的整体规划，使之更好地适合鸟类等野生生物，在这中间，约有36万多株水生植物和乔木在该理论指导下被合理种植，这也使之成为现阶段欧洲最大的人工城市湿地系统。

德国、奥地利等国在20世纪70年代提出了“重新自然化”的概念。在对城市、区域和河流的规划时，对自然保护与创造进行了大量尝试。利用生态工程技术在湿地的修复与改造过程中日益受到重视[3]。

美国拥有数量众多的湿地，对湿地的研究自19世纪末开始。20世纪70年代，研究领域开始向海岸带拓展，包括对海滨盐化湿地、红树林和泥炭地结构的研究，使美国的湿地研究得到了飞速发展。针对湿地保护，2008年布什总统颁布“无网损益”(No Net loss)，从法律层面确定了湿地的管理保护，同时与加拿大合作“北美湿地管理计划”，希望通过加强国际间合作推进国内湿地的管理。

20世纪中后期，日本众多的生态学学者开始意识到生态保护、恢复与创造城市湿地的重要性，通过仿照自然景观的设计手法，还原和再造了大量优美的湿地景观实例[4]。

1.2 国内现状

我国在城市湿地的修复改造方面起步相对较晚。以往的修复改造主要以单纯的环境美化为主，而对社会、人居环境方面的权衡相对较低；在众多案例中，人工湿地比例上升，自然湿地则反之。近几年，在进行城市湿地修复改造过程中，国内专家开始注重修复改造时与当地人文历史、水文地质及原有条件结合，从风景规划、地质环境、生态学等多方面对湿地进行修复改造。如贵阳市花溪城市湿地公园的改造过程中充分考虑到景观与生态学等学科理论在实践过程中的指导与应用[5]；临沂城市湿地改造中从河水质量、堤岸改造、栖息地营造及湿地文化等4个方面进行了修复改造[6]；上海则从政府行政高度对城市湿地的改造修复进行统筹规划[7]。

2 城市湿地景观改造方法

1971年签订的《湿地公约》为地球湿地的保护和利用提供了一个理论框架。根据312个湿地恢复案例(以欧洲湿地为主)中出现次数，对湿地产生影响的各类压力(化学压力、水文压力、形态压力、生物压力及人类使用压力)总计出现407次，化学压力25 %、形态压力32 %、水文压力36 %、生物压力13 %、人类使用压力24 %;在城市湿地中化学压力和人类使用压力的比例还会提高[8]。

2.1 生态性缺水

湿地生态性缺水修复关键在于对当地已遭破坏的水文条件的恢复。常见的方法包括筑坝、修建水渠等措施。

代表案例如美国Florida州南部的苏德戴尔堡森林自然中心的湿地生态修复。20世纪初期，为减轻洪水对人类居住区的侵扰，当地民众修筑了长达七十余公里的防洪河道。此外，出于地区发展和农业使用等原因，人们又使用了其他类似的方法，使得该地区水量减少，局部甚至成为旱地。

通过按自然需求量向FFNC注入水源，同时用泵抽水补偿部分水的缺失；而泵抽水量与佛罗里达南部旱季和雨季成反比，有雨则停止泵水；对水源隔天检测，包括除草剂、残留的农用肥料，避免水体富营养化。

通过三年的干预，该地区已恢复到干扰前状态。地表径流时间较之三年前更长、地下水位提高了6 cm；落叶硬叶林湿地得到了极大的修复，湿地面积进一步扩大；与之一起增长的还有涉水鸟类栖息地，浅滩溪流河床扩大到3.2 km长(至少1.5 m深)。

2.2 固废及污水

生活废弃物的肆意排入是导致城市河流湿地状况不断恶化的重要原因，解决核心是减少排放，并从功能角度提出解决方案。类似案例在人工湿地的设计及建设中多有体现[9]。其关键是核心填料的选取。传统填料包括土壤、沙石和砾石等；新型填料通常富含钙、铝和铁等， 有效提高去磷能力。经过多年研究实践， 优质填料种类发展丰富， 对氮磷(尤其是磷) 的去除有良好的效果；在对沸石、草炭、蛭石、页岩、砂子等材料对生活污水去磷对比试验中， 去TP效果最好的是草炭， 而去氮效果最好的是沸石[10]。

2.3 河流驳岸构建与堤岸保护

驳岸是连接水体与堤岸的过渡区域，起到协调水域、土壤和生物相互调节的作用[11]。在城市湿地修复改造时，如忽视驳岸的生态规划，则会打破水、土、生物的互动关系，容易形成物种单一；水体的自净能力有限，当其下降时更易造成水体富营养化，进而对河流湿地造成负面后果。生态驳岸主要功能是保证水分的调节，使水陆生态和谐，生物量增加[12]。

2.4 水体富营养化治理

水体污染防治是湖泊湿地水质改善的关键，通常分为污水处理和水体富营养化控制两大类[13-14]。减少外源营养物质的流入是富营养化水体恢复的前提。控制外源污染的排入，减轻污染负荷，尤其是控制氮、磷营养盐含量。具体包括加强污水处理厂的建设，实现集中处理和达标排放，从源头上阻断外源营养物。

2.5 植被与微生物修复

2.5.1 植物修复

植物修复指利用大叶面与强根系的水生植物，吸收水中营养物质，进而减低营养盐含量，净化水体[15]。鸢尾、菖蒲、美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇对湿地水体中的氮、磷的吸收表现较好。再力花、风车草、泽泻能有效去除太湖的正磷酸盐；梭鱼草、再力花、风车草对硝氮的去除表现较好，而再力花、香蒲、风车草则能将叶绿素a有效去除[16]。

2.5.2 微生物修复

湿地微生物修复是利用微生物将有毒物质转化为无毒物质的过程。已有的研究多局限在利用微生物降解或清除海滩溢油、潮间带原油。湿地重金属的微生物修复近十多年来比较受重视，包括生物吸附和生物氧化还原技术。

2.6 生物入侵

总体来看，我国湿地的入侵生物表现为种类多样、基数庞大、分布广泛、持续危害等特点。湿地一旦受到外来生物的入侵，治理将十分困难，目前还没有成熟的治理技术，只能从生态系统管理的角度进行合理防控。

1)制定法律，加强监督管理；2)强化基础科学研究：建立防御体系、从入侵过程入手；3)加强新种引入监督，避免人为引入。有研究表明，人为引入是生物入侵的重要方式之一；4)加强对生态监测：对已入侵种进行定期监测，密切关注其种群动态以及对本土物种的危害；湿地周边的外来种也要加强监测，防止其对城市湿地入侵。

2.7 人文精神

湿地在生长发育过程中受水文地质、气候生物、社会人文等影响，逐步形成各自独特的人文精神[17]。

在进行城市湿地恢复改造时，应充分尊重并结合当地人文特色，准确生动地再现地域人文精神；其次运用景观设计手法，在尊重现实的前提下，借鉴园林、生态、美学等理论，在反映既有历史与当代特色的同时，体现艺术的再加工。

3 结语

国外城市湿地的修复改造在方法上重视方法论证，如现状评估、可行性报告、专家意见及电脑模拟等，做到对症下药，许多方法值得我们借鉴。我国正处于城市化高速发展时期，湿地资源在城市化过程中遭到严重破坏，已有的生态环境与人居环境亟待修复改造。城市湿地修复改造方法的制定选择应针对城市的自身现状与特点，并就可行性进行评估论证，只有这样才能实现以最小干预获得最佳效果的目的。