余先怀,袁兴中,蒋启波,邱 玲,陈英灿,赵 丹,游仁义*
(1.重庆市梁平区湿地保护中心,重庆 405200;2.重庆大学 建筑城规学院/山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400030;3.长江上游湿地科学研究重庆市重点实验室,重庆 401331)
随着经济的快速发展,人类越来越重视对自然生态的保护。党中央、国务院提出了“大力推进生态文明建设”战略,将生态文明建设融入“五位一体”总体战略中,推进系统治理“山水林田湖草”生命共同体[1]。湿地是陆地系统和水体系统交互形成的独特生态系统[2],具有蓄洪防旱、改善气候、维护生物多样性的生态功能和向人类提供湿地资源、休闲旅游的社会功能[3-5]。湿地是“山水林田湖草”生命共同体的重要组成要素。加大对湿地的生态保护修复是践行生态文明思想的重要举措。
2016年,在中国江苏省常熟市召开的第十届国际湿地大会发布了《湿地常熟宣言》,呼吁全球要充分认识湿地重要生态服务功能并积极开展湿地保护、恢复和合理利用[6]。随后的研究提出了湿地保护修复应遵从合理选择湿地恢复等级、自然恢复与人工恢复并重、注意中度干扰应用、重视乡村小微湿地保护等策略[7]。探索出了具有长江流域区域特色的湿地保护与生态工程示范模式,如采取拦堵排水沟壑、扩大集水面积的若尔盖泥炭湿地恢复模式;实施基塘工程和林泽工程的三峡库区消落带林泽-基塘湿地修复模式;适应滨湖区发展的稻萍鱼、桑基鱼塘等湿地生态合理利用模式[8]。
不同于已有的众多湿地修复利用研究,本研究区域重庆市梁平区位于高山丘陵地带,缺少大型江河湖泊,主要以人工库塘湿地和乡村小微湿地为主,具有川渝东北高山丘陵地区湿地资源的特点。探索梁平湿地保护修复实践经验,将为川渝东北其他地区湿地保护修复提供借鉴与参考,具有可复制性示范推广的作用。
梁平区地处渝东平原,自古以来便以物产丰富、产业兴旺著称。青山环绕下的梁平坝子盛产粮食、蔬果、竹木,被大诗人陆游称赞为“都梁之民独无苦,须晴得晴雨得雨”。
梁平虽没有大江大河,但作为长江北岸一级支流龙溪河发源地,自古以来便是一座湿地与城市协同共生的湿地之城,是川渝重要的生态廊道。境内拥有广布乡村区域的塘、渠、沟、堰、井、泉、溪等自然小微湿地网络,408条纵横交错的流域水系,78座星罗棋布的水库,80万亩规模壮观的稻田湿地[9]。全国国土调查数据显示,梁平有1.98万公顷湿地资源,有永久性河流湿地、季节性河流湿地、洪泛湿地、草本沼泽湿地等自然湿地4种,库塘湿地、稻田湿地、人工输水渠、水生植物种植田、人工鱼塘等人工湿地5种,湿地率为10.45%,有国家湿地公园1个、国家森林公园1个、市级风景名胜区1个、饮用水水源保护区33个和湿地保护区15个,湿地保护率达52%[10]。
梁平地处长江上游高山丘陵地区,缺乏天然储存水源和自然湖泊,大型天然湿地资源较少,主要以人工库塘型湿地为主。20世纪末,受到围垦、渔业养殖、工业建设等影响,梁平天然湿地资源与人工湿地资源受到严重破坏,湿地生境破碎化,湿地面积减少。湿地周边居民生产生活的点源和面源污染对环境也产生了不利影响,导致湿地生态功能降低,生物多样性减少。
由于发展不平衡,梁平部分乡村长期自给自足的农业自稳机制和传统的湿地生态景观被破坏,产业发展滞后,导致村民收入偏低,人口外流,乡村凋敝,院落沟渠与风水塘等湿地资源日渐枯竭,稻田湿地景观、乡村湿地资源以及农耕民俗文化未能得到有效保护和利用。
小微湿地是指全年或部分时间有水,面积在8公顷以下的近海和海岸湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地以及宽度10 m以下,长度5 km以下的河流湿地[11]。梁平拥有大量自然演变形成的沟、塘、渠、堰、井、泉、溪、沼泽、湫洼等小微湿地。这些小型或微型湿地受重视程度普遍较低,被保护利用较少。由于面积小,当受到轻微污染时,尚能通过自身净化能力进行修复,但污染程度加大时,就需要采用相应的人为措施提高其自我修复能力。对小微湿地与周边自然环境、人居环境的有机结合未能深入研究挖掘及合理利用,没有最大化发挥小微湿地潜在价值。
根据梁平区大型河湖天然湿地少、高山丘陵人工库塘小微湿地多、与周边自然和人居环境有机结合差等特点和问题,遵循自然恢复与人工修复并重的方针,针对不同环境下的湿地资源,因地施策,一地一策,提出了湿地保护修复的不同策略和实施方案,构建出五种湿地保护修复类型,即:统筹山水林田湖草系统治理,构建城区生态田园湿地;利用矿山塌陷积水区,构建多功能梯塘湿地;利用场镇污水厂,构建尾水净化湿地;创新湿地拦截净化新模式,构建河岸林塘湿地;借助原乡院落基质,构建农耕林团湿地。最大化发挥了小微湿地潜在价值,促进了人类和“山水林田湖草”生命共同体的建设。
双桂湖国家湿地公园作为梁平城市湿地连绵体核心,与沙坝水库、大河坝水库、白沙水库、白沙河、张星桥河、小沙河、大河河形成城区“一湖三库四水”生态格局,承担着为带状城市小微湿地群提供优质水生态资源的重任[12],加强对双桂湖国家湿地公园系统治理,具有重要生态意义(图1)。通过遵循山水林田湖草生态系统逻辑和生命共同体修复理论,实施自然恢复与人工修复并重的保护举措[13]。在自然恢复方面,通过保留湖周林团、田园、院落、湖岸线,再现田园湿地风光;将双桂湖南岸、湖体水域、入湖河道划入湿地公园保育区,建立无人区,形成自然野生动植物栖息空间。在人工修复方面,为保障双桂湖水生态安全,构建“外治内净”治理模式,在双桂湖外围实施全域治水工程,布设13 km环湖雨污管网、22.88 km2山体集雨面进行国家储备林建设,提高双桂湖水源涵养能力,禁止传统散放养殖,鼓励有机生态种植,有效减少氮磷污染,降低湖水富集营养;在双桂湖水陆交替带开展生态净水工程,进行环湖小微湿地群生态保护修复,构建梁山草甸泡泡小微湿地、西岸丘区小微湿地、南岸稻作小微湿地为主的环湖小微湿地群,借助生态沟、雨水花园、生境塘、梯级小微湿地等生态屏障,层层净化雨水,确保入湖水质达标。经过系统治理,双桂湖的湿地生态效益日益凸显,生物多样性得到明显提升。2020年,双桂湖内高等维管植物达到623种,脊椎动物266种,其中鸟类196种[14]。
图1 双桂湖功能空间结构图Fig.1 Functional spatial structure of Shuanggui Lake
竹山镇猎神村有着丰富的煤、石膏、竹林等自然资源,但持续的开矿凿井、伐林造纸致使大量植被破坏、地下水跌落、河道断流、矿山塌陷积水。为有效改善破坏的山地生态环境,使“靠山吃山”转变为“护山养山”,重庆大学湿地研究团队与梁平湿地保护中心齐心共力,提出功能重构和空间重构相结合的湿地修复理念,实现“生产—生活—生态”有机统一[15],创造生态产业与湿地保护协同共生的山地湿地生态经济单元。首先实施生态修复,通过编制以自然恢复与工程修复并重的综合整治方案,关闭矿山,将矿区划入生态保护区,同时将竹林、湿地、山坪塘纳入生态保护红线范围,重新绘制生态发展蓝图。其次,秉承“师法自然”设计理念,在不阻断生态廊道、动植物迁徙通道的前提下,实施场地空间重构工程,依形就势恢复地形地貌。充分利用现有缓坡和矿山塌陷积水区,针对地形高差、坡度、坡向、地表起伏等山地特征,进行人工微地形塑造,布局梯塘和沟渠,形成适宜更多不同动植物栖息的多功能生境[11]。最后,在实现场地空间重构后,探寻场地原生功能转变,选择水流较缓、水位稳定的区域,将立体农业、湿地经济等融为一体,种植既考虑适应性和景观价值,也考虑经济产出的湿地植物[16],如菱角、荇菜、茨菇、茭白、莼菜等,形成水面和植被交互景观,构建干湿交替生境,实现生态功能、生产功能、景观功能于一体的复合湿地生态系统(图2)。目前,场地水质已达Ⅲ类水标准;水生无脊椎动物已达五十余种。
图2 多功能梯塘湿地修复前后对比图Fig.2 Comparison of multi-functional stepped wetland before and after restoration
目前,国内大多数场镇对居民产生的生活污水和城镇废水几乎都是通过污水处理厂收集处理后直接排入河流或中水利用,未充分考虑溢流污水和尾水的潜在威胁。在竹山场镇,利用湿地的生态净化和污染拦截功能,在污水处理厂附近建设场镇尾水净化小微湿地,探索实施“湿地+环境治理”模式,最大化发挥湿地的生态价值,为污水处理厂周边增加生态屏障。场镇和农村集中居住点的生活污水、种植养殖废水经过污水处理厂处理达标之后排入湿地,通过层层湿地生态自净作用深度净化后流入蓄水塘和风水塘,最后与雨水汇集加以利用并溢流汇入河流,发挥湿地尾水净化功能(图3)。同时,针对湿地内可能存在的鱼类泛滥、水面漂浮物多、外来植物入侵以及湿地塘基淤泥淤积等影响湿地质量的问题,通过清除底层鱼类以改变鱼类结构类型,清理塘底淤泥以建立深水塘,优化岸坡植物、清理外来物种以增加植物生存空间等人为干预来提升湿地系统景观功能,让尾水净化湿地充分发挥净化水质、丰富生物种群、调节局部气候、优化人居环境的作用。
图3 场镇尾水净化湿地空间结构图Fig.3 Spatial structure of tail water purification wetland in the village
龙溪河是长江左岸一级支流,也是梁平人民的母亲河。近年来,随着生活污水直排、种植化肥农药施用量大,造成了严重的面源污染,同时,由于河水冲刷,河岸存在黄土裸露,生态系统退化,生境破碎。为有效缓解龙溪河两岸生态环境,提高入河水质,重庆大学湿地研究团队利用湿地拦截净化功能,探索构建出河岸林塘湿地。通过将龙溪河河岸、植物和小微湿地有机结合起来,采用乔灌草复合空间结构,增植乔灌植被,利用两岸地形,塑造梯级净化塘和生态沟,净化高地地表径流和农业种植污水。河岸林塘湿地是以局部的水动力循环为基础,通过高差汇水和地表径流,将雨水汇集到低处的水田当中,然后通过水田中溢水口逐级向下输送,汇集到河岸两侧的生态沟渠,经沟渠内湿地植物初步拦截净化后输送到河岸梯塘中进行多级净化,最终流入龙溪河。河岸林塘湿地中由乔灌草、梯塘、沟渠组成的生态缓冲带具有过滤、渗透、吸收的作用,能减少高地汇水中的氮、磷等元素含量,起到净化水质的作用。还能够引导地表水缓慢进入河流,减缓径流流速,降低水流对河岸和河床的冲刷,起到水土保持的作用。河岸林塘湿地实行分带种植,依照水位梯度、景观性梯度划分种植区域,形成层级植物景观带,同时,选取乡土野化植物品种,构建自然野趣的生态河岸湿地(图4)。
图4 河岸林塘湿地修复前后对比图Fig.4 Comparison before and after restoration of riverbank forest pond micro wetland
随着工业化、城镇化步伐的加快,农村长期自给自足的农业自稳机制和传统的农业生态景观被破坏,乡村逐渐凋敝。为探索实践乡村高质量发展、高品质生活的路径,大力发挥湿地在乡村振兴中的积极作用,依托“山水林田草”生态景观要素及农耕民俗文化,注重民俗乡土景观与院落小微湿地融合共生,着力塘、渠、沟、田小微湿地建设,构建农耕林团小微湿地。在院落建设方面主要对破损墙体结构进行修缮,对院坝进行片石与条石铺装,形成区划明显、功能健全的铺装设计。利用院落四周现存沟渠,采用生态明沟处理方式,种植水生植物,铺设碎石、瓦片、石磨盘,在净化水质的同时,让水流与瓦片、碎石、石磨盘撞击形成悦耳水声,还能为水体增氧,形成水体曝氧结构,强化水体活性。保留院落风水塘、沟渠、稻田湿地原始风貌,在留住乡愁记忆基础上,挖掘稻田湿地生态功能,借助自然高差地势排水,形成生物塘、生态沟等多级净化系统,就近收集、存蓄、净化雨水,实现对雨水、分散式生活污水的净化并对净化后中水进行二次灌溉利用(图5)。农耕林团湿地的建设,使院落自然生态系统净化功能得到了大幅的改善与提升,院落植被系统、风水塘系统、沟渠系统之间的连通性大幅加强,生态缓冲过滤功能强化,成功构建了海绵乡村院落系统,综合、系统、可持续地解决了农村面源污染问题。
图5 农耕林团湿地空间结构图Fig.5 Spatial structure of wetland in agricultural forest group
梁平区湿地保护修复是一件长期且十分艰巨的任务,需要不断地探索与实践。本文以梁平湿地生态保护修复为研究对象,针对梁平湿地资源现状和存在的问题,选取不同环境下的湿地资源,简要介绍城区生态田园湿地、多功能梯塘湿地、尾水净化湿地、河岸林塘湿地、农耕林团湿地的修复技术和构建过程,因地制宜地灵活运用各项湿地保护修复策略,满足民众的社会需求和生态需求,创造更多的人与自然和谐生境,并为国内其他地区湿地保护修复提供可复制、可借鉴的指导经验。