滨海湿地韧性景观固废资源化设计研究——以湛江市南调河湿地公园为例

孔慧琳 叶晓霞 庄捷丰 黄 鑫

（广东海洋大学，广东 湛江 524088）

1.引言

湿地俗称“地球之肾”，中国湿地公园是大自然中拥有特殊资源并具有生物多样性最宝贵的生态系统，也是我国湿地环境保护体系中的主要组成部分。湿地公园在发展都市滨水自然生态景观中具有重要意义，是连接人与自然和城市、居民、社会三者间的重要纽带，其建立对所在区域自然、经济、社会的发展都具有重要意义，是促进地方社会经济可持续发展的关键因素。但是，由于中国城市的高速发展，湿地遭受人们过度开发与利用以及长期以来人们对滨海湿地的认识不足，导致大片湿地生态功能和效益下降，湿地生态系统急需恢复和保护。

中国经济正处在固废发展的"新时代"，构建滨海河口型湿地韧性景观，采用绿色装置进行水体过滤，可推动固废资源化利用，以“固废资源化利用实现水净化”及“植被生境营造”进行生态修复作为实现场地景观韧性的主要策略，同时通过植物修复与生态化改造的景观手法对滨海湿地进行改造，形成海洋湿地韧性生态景观，可促进沿海湿地资源的合理使用和推动沿海湿地区域社会、经济、环境的可持续发展。

2.研究区域概况及存在问题

2.1 区域概况

湛江市南调河位于海东新区起步区的南面，全长3.7km。南调河湿地公园位于东盛大道与东祥大道之间，约8.4 万平方米。本研究涉及的水系状况：入海口至东旺大道水面宽度约 500m，水质较为清澈，河道两侧被大面积养殖塘所占据（部分已废弃）；东旺大道至鸡咀山路河段水面宽度约 150-200m，水质较为清澈，两岸为大面积的低洼滩涂地及养殖塘；鸡咀山路至海东中学河段水面宽度逐渐缩窄至约 50m，两岸有大面积滩涂地，水面可见水葫芦，河底淤泥相对较厚，两岸存在家禽养殖；海东中学至端山村河道水面逐渐消失，仅有几个小水塘，为大面积耕地及林地；端山村至海东快线河道水面基本消失，地势从 1m 抬升至 10m，为大面积的耕地及林地，周边为村庄。

2.2 存在问题

河道大部分面积被私人养殖塘非法占据，且入海口水闸由当地村民随意调度，切断海洋潮流动力，河道水面非常平缓，水面流动性非常小，部分河段水面被大片的水葫芦所包围，同时养殖及农业面源污染、生活垃圾以及沿河村镇部分污水直排，造成河道水质恶化，破坏生态环境，河道水体自净能力不断下降。

湿地公园动物的栖息地被周边人类活动所侵占，生态环境受到毁坏，水质下降，湿地生物群落的功能和结构逐渐衰退，生物多样性也随之降低，给周边生态环境的自我调节产生了较大的压力。此外，河流连续性不佳，无完整的绿道系统，湿地岸线形态部分均无整治，改造空间大。

3.湿地生态修复的主要技术模式

对滨海湿地生态系统进行生态恢复，首先要营造无过多人为扰动的、能够自我调节的、可持续更新的生态廊道。利用湿地空间中的天然水进行流动，净化改造水域环境，并实现植被生境营造，从而形成重要自然资产，以实现湿地涵养，恢复场地自然生机。

3.1 水体净化

3.1.1 水系现状调查

南调河周边没有工业企业废水直接排入，河两边南海西部石油公司生活区的南调段生活污水通过专管截污，沟尾片区部分生活污水经几公里长的水沟间接流入南调段。根据现场调研情况，南调段入海口至鸡咀山路水质较好，鸡咀山路以东沿河两岸水质相对较差，养殖及农业面源污染、生活垃圾以及沿河村镇部分污水直排，导致含氮、磷有机物元素增多。

经过实地调查发现，水域有害元素超标，容易导致整个湿地生态平衡的失调，可采用“固废资源化利用实现水净化”的策略，通过一种用于净水的生态砖作为硬质景观材料来过滤河道污染物，从而实现水体净化。

3.1.2 装置制作

材料主体成分为牡蛎贝壳粉末40 份、水玻璃10 份、粘接剂30 份、多孔颗粒20 份、原始砂10 份和水10 份，搅拌均匀成为混合材料；利用轧砖机将所述的混合材料挤压成成型砖，然后再对所述成型砖经1100 度的烧结处理。最后得到一款可以净化水源的生态砖。然后分成3 个样本，对生态砖进行浇水，1 周后对比原数据。

表1 测试数据对比

由于不同成分的每个变量都一定程度反映了相关信息，为了更全面地分析结果，通过主成分分析法，提取变量中的主要成本进行分析。首先将各变量进行标准化处理，标准差公式如下：

再将各个指标变量进行标准化，公式如下：

为了了解数据集的变量是如何相对于平均值变化的，以及查看它们之间是否存在关系。因为有时候，变量间高度相关是因为它们包含大量的信息。为了识别这些相关性，我们进行协方差矩阵计算。协方差计算公式为：

其中，E(X)=uE(Y)=v，用来表示两个变量间的总体误差。

通过计算协方差矩阵的特征向量和特征值，然后选择保留还是丢弃那些重要性较低的成分（低特征值），并与其他成分形成一个向量矩阵，为特征向量。使用协方差矩阵的特征向量去形成新特征向量，将数据从原始轴重新定位到主成分轴中。通过主成分分析提取得到因子公差，见表2 所示：

表2 通过主成分提取的因子公差表

其中第一主成分为Zn2+，第二主成分为氨氮，对主成分1、2 进行各指标间相关性评分，得分系数矩阵如下表3 所示。

表3 主成分1、2得分相关系数矩阵表

通过结果分析得到，主要成份为Zn2+、氨氮，且两者间互相的相关性较大，为主要吸附净化元素。表2 中提取主成分分析数据中，各个数据间相差幅度并不大，因此牡蛎壳粉、水玻璃、多孔颗粒和天然砂等原料混合制备得到的生态砖既可以专门处理含Zn2+、氨氮的水体，也可作一般污水的清理。

由实验数据得出，通过上述混合原料制备得到的生态砖，对污水中的TN、氨氮、TP、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn7+等具有良好的吸附净化性能，符合作为净化水体的硬质景观材料的使用标准。

3.1.3 装置利用

将若干生态砖用水泥加固和堆积而成的生态堤布设于岸边，使被污染的河流和湖泊中而得的水体获得净化，其所制作的主要建筑材料——生蚝壳，可进行二度使用，具备固废资源性质，具备相当的环境保护性能，同时生产成本低，又能够持续利用，可以满足当今的绿色经济发展主题。

3.2 植物修复

植物修复是治理生态的重要手段。红树林生态系统是热带、亚热带滨海地区所具有的独特资源，不仅可用于打造滨海城市独具特色的湿地景观，还具有建设生态型保护堤岸的强大功能。近年来国家大大加强了对红树林保护修复的重视，“湛江红树林碳汇项目”被收录进《中国生态修复典型案例》，显示了对其“双碳”目标贡献的肯定。根据研究区域内红树林湿地的现存状况、环境条件以及生长情况，依据湛江红树林保护区的红树林生态系统为参考对红树林湿地进行红树林群落结构的优化、修复与重建。

红树林湿地种植在选种上充分选取乡土树种，使植物群落能够反映出当地的地域特色。可根据湿地公园距水体的空间划分进行红树林栽培配置。近水区域栽植低矮红树林植物群落，选取桐花树+少量角果木+卤献，种植在活动场地外围近水区，当水位升高时，红树林部分淹没，只露出树冠部分，呈现“海上森林”之景。在水位较浅区域栽种红海榄+少量角果木+白骨壤，水位低时露出根系以及形成林中透景线，具有较好的景观观赏效果。近陆地选择配置半红树植物假茉莉、黄槿、水黄皮等，可以形成层次丰富的群落植物景观。如图 1 所示。

图1 红树林栽培配置

4.生态化改造的景观手法

生态驳岸是以生态为基础，形成带有天然水系特征的有渗透性人工驳岸，应用于城市滨水驳岸管理等。此驳岸系统可进行驳岸生物与周围土地和水体之间营养、气体的交流与调节，不但为湿地生态系统内海洋生物的良好栖息繁殖生活提供条件，更是生态廊道形成的首要基础。针对河流污染物负荷和水质情况，可以生态砖用混凝土固定并堆叠而成生态坝，再结合红树林种植，建立不同时期海水可淹没的梯形生态护坡，构建能自我修复的创新型生态驳岸。

利用可持续的生态湿地公园和固废资源化的人工驳岸，建立具有韧性功能的生态湿地园。主要包括三区:过滤净化区域、清水型生态系统净化区域和生态湿地区域，如图2 所示。通过构建安全的水下生态，并利用自然界的海洋生物本身自行空气净化功用，来实现空气净化水体的目的，打造一个活力健康、可持续发展的城市湿地空间，营造更为绿色生态的滨海景观。

图2 生态化改造的景观设计

5.结语

通过生态化手法对湿地驳岸进行规划治理，是当今城市滨水景观优化的趋势。研究表明本措施在维护湿地生态系统中采用装置修复、人工修复手法，对生态系统的修复性、提升生态功能等方面都具有促进作用。