基于自然解决方案的栖息地修复实践与研究——以天福国家湿地公园为例

刘 宁 戴小华 王 洁 谢 冬

（1 江苏昆山天福国家湿地公园保护管理中心，江苏 苏州 210000；2 南京林业大学生态与环境学院，江苏 南京 210037；3 江苏太湖湿地生态系统国家定位观测研究站，江苏 苏州 215000)

“基于自然的解决方案”（Nature-based solutions, NbS）旨在通过保护、可持续管理和恢复自然或人工生态系统，从而有效地和适应性地解决社会挑战，同时为人类福祉和生物多样性带来益处的行动(Wild et al., 2020)。为在大尺度上使NbS 的修复效果最佳，2020 年7 月世界自然保护联盟IUCN 正式发布《NbS 全球标准》，使其有助于应对和解决气候变化、生物多样性丧失以及其他全球层面的人类社会挑战(IUCN, 2020)。我国已将NbS纳入《国家适应气候变化战略2035》，并将长期开展生态保护恢复等NbS 行动与实践(王金洲等,2023)。目前，我国NbS 的研究和实践处于起步阶段，将NbS 应用于栖息地的修复研究较少。

太湖流域城市化程度高、人口密集，随着城市化进程的快速发展，导致湿地生态系统受损严重，栖息地破碎化，流域内湿地普遍面临着人为活动干扰和自然环境恶化的威胁（张睿婷等, 2021）。为了保护和恢复湿地生态系统，栖息地修复是一种行之有效的手段。根据场地的历史资料和周边湿地环境为参照，通过结合NbS 理念，构造适宜的栖息地，得到最优的恢复方案（邵君学等, 2021）。目前，NbS 理念已与湿地恢复工程相结合，并在湖滨带湿地、人工湿地及鸟类栖息地方面进行了初步尝试（朱正杰等, 2022; 谢先坤等, 2022；忻飞等, 2021; 刘文平等, 2021）。

本文以江苏昆山天福国家湿地公园为研究对象，从水系修复、植被修复、鸟类生境营建3 个方面开展基于NbS 的栖息地湿地保护与恢复工程，并提出相应的管理措施和建议，为保护区开展太湖流域类似的栖息地保护管理提供了借鉴与参考。

1 研究区概况

江苏昆山天福国家湿地公园（121°05′22.32″—121°07′44.08″E，31°19′18.28″—31°21′13.53″N）位于昆山市东南部的花桥经济开发区。湿地公园总面积779.54 hm2，南靠沪宁城际铁路，北依上海市嘉定区和平村，东邻上海市嘉定区周泾村，西连昆山经济开发区的蓬朗村，区位优势明显，交通便捷（图1），是沪宁发展轴和沿沪发展轴交汇的重要节点。江苏昆山天福国家湿地公园属太湖流域吴淞江水系，属典型的水稻田人工湿地与河网湿地，是东亚—澳大利西亚候鸟迁飞路线上的重要区域，也是高度城市化、土地利用高度集约化的区域。该区域生态用地面积少，野生动植物面临严重的栖息地破碎化威胁。2017 年，湿地公园将原先跑马场区域进行了栖息地改造与生态修复，确定了以水鸟为评价指标的管理体系。构建了彼此连通且深浅不一的8 个水塘作为池塘修复区（水域总面积9.7 hm2），与非农业生产季节的水稻田修复区（总面积10 hm2）共同作为水鸟栖息地。

图1 天福国家湿地公园规划图Fig. 1 Planning map of Tianfu National Wetland Park

2 栖息地水环境修复

水稻田中农业退水中富含氮、磷等营养元素，进入湖泊湿地后将引起水体富营养化，但这些营养元素对农业生产却十分宝贵。因此，将农田退水中的营养元素分离，使其在农田范围内循环使用，将有效提高农作物产量，减少化肥用量及湿地富营养化。为充分考虑农耕湿地的需求，提出了从“沟渠—水塘—河道”层层拦截面源污染物的减排技术，从源头削减了农业面源污染物进入河道，有效提升了水体透明度，改善了农耕湿地生态环境（图2）。同时也最大限度保留了基本农田面积，将原有河流、湿地和沟渠等水生态敏感区进行整合，优化了各湿地要素之间的关系。

图2 “沟渠-水塘-河道”拦截减排技术示意图Fig.2 Schematic diagram of ＂ditch-pond-river＂interception and emission reduction technology

2.1 农田水系颗粒物缓冲技术

为了重建农田、沟渠和河道之间的关系，在6.5 hm2的水稻田修复区，通过加宽加深农田沟渠，农田退水进入后先静置分层，上层的水溢流到水塘，深度净化后排入河道，下层颗粒物沉降后的淤泥通过水泵返回农田，增加土壤营养，如此循环使用（图2）。考虑到农田的集约高效使用，采用宽而深的沟渠，沟渠上截面宽3.5 m、下截面宽1.5 m、深2 m，占整个农田面积的2%，定期对深沟进行清淤，将大粒径颗粒物清除并返回农田（图3）。有效改善了农田区域内的水质状况，减轻了农业退水对周边河道的不利影响。

图3 农田水系颗粒物缓冲技术示意图Fig.3 Schematic diagram of suspended solid buffer facility in farmland water system

2.2 利用农田净化池塘营造近自然栖息地

通过深沟可截流农田退水中大部分的颗粒物与营养元素，但部分细小颗粒物无法及时沉降，此部分颗粒物经溢流坝进入农田池塘进一步沉淀。池塘修复区主要为深浅不一的池塘组成，深度0.5 ～1.2 m，考虑到农田的集约高效使用，面积占整个农田面积的8%。池塘采用缓坡设计，构建近自然栖息地，并建设水位调节设施与多样化水位高程进行搭配，设计水位管理表，各池塘可根据不同时间进行独立的水位调控，满足不同生物对栖息地的要求。

2.3 生态界面护岸技术

农耕湿地的河道或沟渠由于长期服务于农业生产，其横截面已成“U”型，在农业退水季节及雨季，大量地表径流夹杂陆源颗粒物冲刷河（沟）岸两侧，造成水土流失，严重影响湿地水质。采用环保粗纤维可降解材料经过特殊处理生产的新型可降解的生态基材，对河道和沟渠的水—陆生态界面进行铺装，依照岸带形态铺设厚度5 cm 的生态基材，采用U 型钉进行固定，在河道铺装的生态基材表面种植芦苇（Phragmites australis）等挺水植物，防止河岸边坡水土流失，拦截地表径流带来的陆源颗粒物。

3 栖息地植被管理

3.1 植被刈割管理

植物群落管理应根据不同管理目标而定。2020年春季起，天福国家湿地公园保护管理中心探索水鸟栖息地植被刈割管理模式。相较于自然演替，刈割对植物群落特征有显著的影响，刈割显著增强了植物群落间的相互作用关系，对“植物—鸟类群落”具有显著影响（陈庆, 2018; 邵君学等, 2022）。刈割具有一定的累积效应，连续刈割并不能保持栖息地质量。多季节的持续研究发现，刈割通过调节植物建群种的群落结构对鸟类产生影响。在湿地公园的实践中发现，轻度刈割（群落高度变化率为0.54，盖度变化率为0.20）将影响禾本科植物的群落结构，以增加雀形目鸟类数量的增加，重度刈割（群落高度及盖度变化率均为1.02 或群落高度变化率为0.32，盖度变化率为5.54）则起到相反的作用；刈割通过调节水鸟建群种所依赖的微生境植物群落特征而影响水鸟建群种，因此，维持相对简单的植物群落结构可促进鸻鹬类数量增加。

3.2 外来入侵植物防治

外来植物的繁殖体传播在生物入侵中扮演了重要的角色（Xie et al., 2018）。因此，基于繁殖体库的清除和阻断新技术，可实现外来水生植物的有效防控，该技术已在天福国家湿地公园示范区内成功应用，包括沿岸带挺水植物定植技术、外来水生植物沉浮式栅格防护栏技术和生物栅栏控制技术，有效阻隔了外来植物繁殖体，并通过逐步替换已建群的外来水生植物，达到恢复湿地生态系统的功能。建立物种丰富的水生生物群落，可降低群落的可入侵性，减小其成灾范围。通过应用该新技术，天福国家湿地公园外来植被的总盖度降低了近30%，植物群落多样性指数增加了2 倍，且本地植物的生物量也显著提高。

3.2.1 沿岸带挺水植物定植技术 采用环保粗纤维可降解材料在池塘滨岸种植芦苇、鸢尾（Iris tectorum）等本地挺水植物带，清除与阻断华东地区广泛分布的喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides） 和南美天胡荽（Hydrocotyle vulgaris）等入侵水生植物，逐步替换外来种梭鱼草（Pontederia cordata）、 再力花（Thalia dealbata）和纸莎草（Cyperus papyrus）等外来景观植物，净化地表径流带入的污染物。

3.2.2 外来水生植物沉浮式栅格防护栏技术 采用环保粗纤维可降解材料在深水区种植苦草（Vallisneria natans）、 黑藻（Hydrilla verticillata）等本地沉水植物带，清除与阻断在太湖流域广泛分布的外来水生植物伊乐藻（Elodea nuttallii）和水盾草（Cabomba caroliniana），控制外来种大规模入侵。

4 结语

基于自然解决方案在江苏昆山天福国家湿地公园的成功应用，显著减少了农田面源污染物向河道的排放，将河道颗粒物的总量降低了80%以上，水体透明度提升1.5 倍，河道水质明显改善。项目实施后，近自然栖息地的水生生物多样性显著提升，恢复成效显著。示范区鸟类种数增长57%，其中，国家Ⅱ级保护动物的鸟类12 种，CITES 附录Ⅰ的鸟类1 种，CITES 附录Ⅱ的鸟类8 种。目前，基于自然解决方案的栖息地示范区已成为太湖流域单位面积鸟类多样性最高的人工修复栖息地。