1、第八章 濕地生態(tài)修復(fù)與重建第一節(jié) 濕地功能退化退化指生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)及其對(duì)環(huán)境改善功能等方面都與自然生態(tài)系統(tǒng)有明細(xì)不同，并且在大多數(shù)情況下，均比不上自然生態(tài)系統(tǒng)。濕地退化主要從功能方面定義：濕地退化指由于人類活動(dòng)影響使?jié)竦刂荒芴峁┳钚〉墓δ芎蛢r(jià)值的變化，主要人類活動(dòng)包括排水、筑堤、挖掘、污染物排放、植被破壞或物種引入。退化原因：自然災(zāi)害和人類活動(dòng)。濕地功能退化還有時(shí)空尺度：不同時(shí)空尺度濕地所處的狀態(tài)不同。濕地功能退化的表征指標(biāo)和方法：計(jì)算濕地功能指數(shù)，是計(jì)算濕地生態(tài)需水量和各功能所需水量的基礎(chǔ)，避免了主觀性。濕地功能退化類型：環(huán)境功能退化；生態(tài)功能退化；資源功能退化濕地當(dāng)前存在的問(wèn)題

2、 面積萎縮 生物多樣性降低 濕地水資源的不合理利用 濕地污染 泥沙淤積日益嚴(yán)重 海岸侵蝕不斷擴(kuò)展1. 1. 濕地污染濕地污染中國(guó)中國(guó)濕地面臨的威脅濕地面臨的威脅目前，我國(guó)濕地污染仍然比較嚴(yán)重。例如：太湖是全國(guó)第三大淡水湖，太湖流域是我國(guó)的城市密集區(qū)和經(jīng)濟(jì)核心區(qū)。該區(qū)土地面積和人口不足全國(guó)的0.4%和3%，而創(chuàng)造了占全國(guó)13%的GDP和20%的稅收。雖經(jīng)多年治理，但由于工業(yè)化、城市化高速發(fā)展，污染物絕對(duì)排放量不斷增加，面源污染尚未得到有效遏制，加上漁業(yè)養(yǎng)殖規(guī)模與強(qiáng)度過(guò)大，水質(zhì)仍在進(jìn)一步惡化，富營(yíng)養(yǎng)化十分嚴(yán)重。太湖的入湖總氮、總磷變化太湖的入湖總氮、總磷變化年份入湖TN（t）入湖TP（t）1987

3、198726020260201327132720022002446004460018901890曾經(jīng)的三江平原濕地開(kāi)墾曾經(jīng)的三江平原濕地開(kāi)墾浙江溫州的灘涂開(kāi)發(fā)浙江溫州的灘涂開(kāi)發(fā)2. 2. 濕地開(kāi)墾和改造濕地開(kāi)墾和改造開(kāi)墾和改造是造成我國(guó)濕地喪失的主要原因，特別是在沿海地區(qū)、長(zhǎng)江中下游湖區(qū)、東北沼澤濕地區(qū)。3. 3. 生物資源過(guò)度利用生物資源過(guò)度利用我國(guó)濕地生物資源的過(guò)度利用現(xiàn)象十分嚴(yán)重，致使一些物種甚至趨于瀕危邊緣，特別是在沿海地區(qū)、長(zhǎng)江中下游湖區(qū)、東北沼澤濕地區(qū)。 黃河流域的水土流失黃河流域的水土流失4. 4. 水土流失和泥沙淤積水土流失和泥沙淤積水土流失和泥沙淤積導(dǎo)致濕地面積不斷減小，功能

4、衰退，洪澇災(zāi)害加劇。四川若爾蓋濕排水四川若爾蓋濕排水廣西桂林的水壩廣西桂林的水壩5. 5. 水資源不合理利用水資源不合理利用水資源的不合理利用主要表現(xiàn)為在濕地上游建設(shè)水利工程，水資源的不合理利用主要表現(xiàn)為在濕地上游建設(shè)水利工程，截留水源，以及注重工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水，而不關(guān)注生截留水源，以及注重工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水，而不關(guān)注生態(tài)用水。態(tài)用水。江漢平原湖群的“瘦身”中國(guó)濕地中國(guó)濕地退化現(xiàn)狀退化現(xiàn)狀1、濕地面積急劇減少、濕地面積急劇減少我國(guó)濕地變化的現(xiàn)實(shí)（沼澤） 據(jù)專家的測(cè)算，黑據(jù)專家的測(cè)算，黑龍江三江平原自龍江三江平原自5050年年代開(kāi)發(fā)以來(lái)，已有代開(kāi)發(fā)以來(lái)，已有8787的濕地喪失。的濕地喪失。

5、萬(wàn)公頃萬(wàn)公頃我國(guó)濕地變化的現(xiàn)實(shí)紅樹(shù)林公頃公頃2、不同的自然濕地類型面臨不同的威脅、不同的自然濕地類型面臨不同的威脅湖泊濕地：多因素湖泊濕地：多因素河流濕地：開(kāi)墾改造與調(diào)水河流濕地：開(kāi)墾改造與調(diào)水 近海與海岸濕地：開(kāi)墾、污染、資源過(guò)度利用近海與海岸濕地：開(kāi)墾、污染、資源過(guò)度利用沼澤濕地：開(kāi)墾、生物和水資源過(guò)度利用沼澤濕地：開(kāi)墾、生物和水資源過(guò)度利用 生物多樣性減少生物多樣性減少 洪湖洪湖魚(yú)類101 72 60 3、濕地生物多樣性豐富，但衰退明顯、濕地生物多樣性豐富，但衰退明顯 4、濕地大量喪失直接導(dǎo)致淡水存蓄量減少，加劇水資源危機(jī)。、濕地大量喪失直接導(dǎo)致淡水存蓄量減少，加劇水資源危機(jī)。洞庭湖，損

6、失庫(kù)容洞庭湖，損失庫(kù)容119億億m3鄱陽(yáng)湖，損失庫(kù)容鄱陽(yáng)湖，損失庫(kù)容80億億m3黑龍江三江平原濕地面積驟減，致使生態(tài)環(huán)境惡化，黑龍江三江平原濕地面積驟減，致使生態(tài)環(huán)境惡化，87億億m3地表水隨之流失。地表水隨之流失。第二節(jié) 濕地生態(tài)恢復(fù)濕地生態(tài)恢復(fù)指通過(guò)生態(tài)技術(shù)或者生態(tài)工程對(duì)退化或者消失的濕地進(jìn)行修復(fù)或重建，再現(xiàn)干擾前濕地的結(jié)構(gòu)和功能。手段：提高地下水位來(lái)養(yǎng)護(hù)濕地；增加湖泊的深度和廣度以擴(kuò)大湖容；遷移湖泊、河流中的富營(yíng)養(yǎng)沉積物以及有毒物質(zhì)。濕地生態(tài)恢復(fù)理論 自我設(shè)計(jì)與相對(duì)設(shè)計(jì)理論：自我設(shè)計(jì)，只要有足夠的時(shí)間，濕地將根據(jù)環(huán)境條件合理地組織內(nèi)在結(jié)構(gòu)并會(huì)最終改變其組分。相對(duì)設(shè)計(jì)理論，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ檀?/p>

7、施和植物重建，以加快濕地的恢復(fù)或重建過(guò)程。 演替理論：生態(tài)恢復(fù)要求盡量不打斷自然生態(tài)演替序列，避免逆行演替，使生態(tài)系統(tǒng)走正常演化道路，即進(jìn)展演替。水文特性的變化對(duì)其演替的方向具有決定性的意義。 入侵理論：演替的發(fā)生即基于較高演替階段的物種對(duì)前一階段物種的入侵。退化后的濕地恢復(fù)要依賴于植物的建群和擴(kuò)散能力以及適應(yīng)生境的面積與數(shù)量。 河流理論：沿著河流不同寬度或長(zhǎng)度其結(jié)構(gòu)與功能會(huì)發(fā)生變化。在源頭或近岸邊，生物多樣性較高，在河中間或中游因生境異質(zhì)性高，生物多樣性最高，在下游因生境缺少變化而生物多樣性最低。 洪水脈沖理論：洪水沖積濕地的生物和物理功能依賴于江河進(jìn)入濕地的水的動(dòng)態(tài)。 邊緣效應(yīng)理論和中度干

8、擾假說(shuō)：邊緣效應(yīng)理論，兩種生境交匯的地方由于異質(zhì)性高而導(dǎo)致物種多樣性高。 中度干擾假說(shuō) （Connell），在適度干擾的地方物種豐富高，生態(tài)系統(tǒng)保留高生產(chǎn)力、高多樣性等演替早期特征。 但中度干擾的強(qiáng) 、頻率、持續(xù)時(shí)間難確定。第三節(jié) 濕地生態(tài)修復(fù)濕地生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)：根據(jù)不同地域條件，不同的社會(huì)文化經(jīng)濟(jì)背景，修復(fù)目標(biāo)也不同，如果有多個(gè)目標(biāo)，必須確定一個(gè)主要目標(biāo)。 實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)地表基底的穩(wěn)定性 恢復(fù)濕地良好的水狀況 恢復(fù)植被和土壤，保證一定的植被概率和土壤肥力 增加物種組成和生物多樣性 恢復(fù)濕地景觀，增加視覺(jué)和美學(xué)享受 濕地生態(tài)修復(fù)的原則濕地生態(tài)修復(fù)的幾個(gè)重要原則 地理學(xué)原則 生態(tài)學(xué)原則 可行性原則

9、 最小風(fēng)險(xiǎn)和最大效益原則 稀缺性和優(yōu)先性原則 美學(xué)原則濕地生態(tài)修復(fù)和重建的原則(Odum和Gosselink)濕地生態(tài)修復(fù)的方法 自然恢復(fù)方法：濕地恢復(fù)的過(guò)程就是消除導(dǎo)致濕地退化或喪失的威脅因素，從而通過(guò)自然過(guò)程恢復(fù)濕地的功能和價(jià)值。 通常自然恢復(fù)方法的成功依賴于以下幾個(gè)因素：穩(wěn)定的能夠取的水源、最大限度地接近濕地動(dòng)植物種源地。被動(dòng)恢復(fù)的優(yōu)勢(shì)在于低成本以及恢復(fù)的濕地與周圍景觀的協(xié)調(diào)一致。 人工促進(jìn)恢復(fù)方法：人工促進(jìn)自然恢復(fù)涉及到自然干預(yù)，即人類直接控制濕地恢復(fù)的過(guò)程，以恢復(fù)、新建或改進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)濕地嚴(yán)重退化，或者只有通過(guò)濕地建造和最大程度的改進(jìn)才能完成預(yù)定的目標(biāo)時(shí)，人工促進(jìn)恢復(fù)方法是

10、一個(gè)最佳的恢復(fù)模式。人工促進(jìn)恢復(fù)方法的設(shè)計(jì)、監(jiān)督、建設(shè)和花費(fèi)都是比較可觀的。 根據(jù)濕地類型、恢復(fù)目標(biāo)以及退化程度的不同，濕地恢復(fù)實(shí)施過(guò)程中的恢復(fù)措施也不相同，典型的濕地恢復(fù)的實(shí)施措施可分為土壤基質(zhì)的恢復(fù)、植被恢復(fù)、棲息地保護(hù)與生境改善、濕地生態(tài)水管理、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理、有害生物防控、火生態(tài)控制，共七個(gè)方面。 不同類型濕地的生態(tài)修復(fù)（1）海岸帶濕地生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題： 赤潮危害浮游生物，赤潮藻 紅樹(shù)林破壞 （4萬(wàn)減少到1.5萬(wàn)平方公里） 漁業(yè)資源下降生物棲息地退化，過(guò)度漁業(yè) 海水養(yǎng)殖過(guò)度餌料、排泄物和病菌 化肥農(nóng)藥污染多氯聯(lián)苯，有機(jī)磷 工業(yè)和生活污染印染廢水、重金屬?gòu)U水和強(qiáng)酸性廢水 海岸工程

11、建設(shè)、圍海造田和海水入侵 固體垃圾污染海岸帶濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)： 人工河流水系的重新設(shè)計(jì) 人工魚(yú)礁生物恢復(fù)和護(hù)灘技術(shù) 海岸帶濕地的生物恢復(fù)技術(shù)，保持陸地徑流的合理方式，嚴(yán)禁濫伐及礦物開(kāi)采，保證營(yíng)養(yǎng)物的穩(wěn)定輸入。（2）河濱濕地生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制： 河流水文特征的改變（水流大?。?筑壩、修建水庫(kù)和引水分洪（沉積物傳輸，途徑阻斷，生境破壞） 河道溝渠化 外來(lái)物種的入侵 流域尺度的干擾恢復(fù)技術(shù)： 通過(guò)疏浚河道與河漫灘地的自然化，增加水流的持續(xù)性，防止侵蝕或沉積物的進(jìn)入。 通過(guò)切斷污染源以及加強(qiáng)非點(diǎn)源污染凈化使河流水質(zhì)得以修復(fù)。（3）湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)受到的干擾： 氣候變暖 入湖污染點(diǎn)面污染，養(yǎng)殖圍湖墾殖

12、 水利工程影響湖泊受水 過(guò)度捕撈魚(yú)類資源的衰竭 外來(lái)種入侵水葫蘆恢復(fù)技術(shù)： 營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的頂端控制 ：（1）恢復(fù)或重建環(huán)湖濕地保護(hù)帶 （2）恢復(fù)或重建入湖河流的河口濕地系統(tǒng) （3）用水處理技術(shù)消除進(jìn)入湖泊水體中的N、P和有機(jī)污染物等； 湖泊生態(tài)系統(tǒng)的底端治理：清除底泥 湖岸帶生態(tài)建設(shè)：湖濱濕地恢復(fù)以及湖岸綠化（4）森林濕地生態(tài)系統(tǒng)受到的干擾： 森林采伐、火燒、氣候變化生態(tài)修復(fù)：水文和土壤保持原樣的地區(qū)，種植合適的樹(shù)木生態(tài)重建：水文和土壤破壞的地區(qū)，改造整個(gè)濕地環(huán)境。濕地恢復(fù)的綜合評(píng)價(jià) 濕地恢復(fù)不但包括生態(tài)要素的恢復(fù)，也包含生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。生態(tài)要素包括土壤、水體、動(dòng)物、植物和微生物，生態(tài)系統(tǒng)則包括

13、不同層次、不同尺度規(guī)模、不同類型的生態(tài)系統(tǒng)。因此，需要對(duì)濕地恢復(fù)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，以確定其是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，被損害的濕地是否恢復(fù)到或接近于它退化前的自然狀態(tài)。濕地恢復(fù)的流程 對(duì)濕地退化狀況的調(diào)查及評(píng)價(jià) 確定濕地恢復(fù)區(qū)域 濕地恢復(fù)區(qū)域的本底調(diào)查 確定濕地恢復(fù)的目標(biāo) 使用參照地點(diǎn) 選擇恢復(fù)方法 實(shí)施濕地恢復(fù)工作 濕地恢復(fù)的監(jiān)測(cè) 濕地恢復(fù)的長(zhǎng)期管理 濕地生態(tài)恢復(fù)的主要指標(biāo)要求 水文指標(biāo)：水深及水周期，水持續(xù)時(shí)間，水的入流負(fù)荷 化學(xué)指標(biāo)：化學(xué)去除效率及負(fù)荷率，沉積作用 基質(zhì)指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)含量，土壤結(jié)構(gòu) 生物指標(biāo)：植被組成，溶解氧第四節(jié) 人工濕地的營(yíng)造人工濕地的起源與發(fā)展 20世紀(jì)50年代德國(guó)的馬普研究所，

14、濕地凈化廢水。 1972年，根區(qū)理論 20世紀(jì)70年代濕地凈水廣泛使用 目前，工程濕地處理技術(shù)被用來(lái)處理各類水體，包括生活污水、工業(yè)無(wú)水、垃圾滲出液、農(nóng)業(yè)廢水等工程濕地的類型按水流方式劃分 表流濕地：投資少、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，但是占地面積大，水力負(fù)荷低，去污能力有限，受到氣候影響較大，北方地區(qū)冬季表面會(huì)結(jié)冰，夏季會(huì)滋生蚊蠅，散發(fā)臭味。 潛流濕地：又可以分為水平潛流濕地和垂直潛流濕地。前者適用于生活污水處理，后者適用于處理氨氮含量較高的廢水。 潛流濕地由三部分組成：基質(zhì)、植物和布水系統(tǒng)。按植物類型劃分 浮水大型植物系統(tǒng)：可有效去除氮磷及重金屬污染 挺水大型植物系統(tǒng)：有利于多種微生物繁殖，便于多種途徑的污染物降解 沉水大型植物系統(tǒng)：處于試驗(yàn)階段 有林濕地系統(tǒng)：表面流工程濕地按廢水類型劃分 城鎮(zhèn)廢水人工處理濕地 尾礦排出液人工處理濕地 城市雨水和面源污染人工處理濕地 垃圾滲出液人工處理濕地 農(nóng)業(yè)廢水人工處理濕地人工濕地的凈化機(jī)理：包括物理化學(xué)和生物過(guò)程 對(duì)有機(jī)物的去除：截流作用，吸收降解 對(duì)氮磷的去除：微生物去除，植物吸收，離子交換人工濕地設(shè)計(jì)需要考慮的因素 流域原理：既要考慮其在流域中的作用，也要考慮其在該地區(qū)更廣的生態(tài)系統(tǒng)背景中的作用 水文學(xué)：積水期和深度變化；季節(jié)和年際波動(dòng)；水力負(fù)荷速率；持留時(shí)間 集水區(qū)地形學(xué) 化學(xué)負(fù)載 基質(zhì)/土