新乡黄河湿地恢复研究
3.1.3最小风险和最大效益原则。由于生态系统的复杂性和某些环境要素的突变性,加之人们对生态过程及其内部运行机制认识的局限性,人们往往不可能对生态修复的后果以及最终生态演替方向进行准确把握。因此,退化的新乡黄河湿地生态系统恢复具有一定的风险性。这就要求对被修复的生态系统进行综合分析、论证,将风险降到最低程度;同时,还应尽力做到在最小风险、最小投资的情况下获得最大收益,在考虑生态效益的同时,还应考虑经济和社会效益,以实现三者的统一[19]。
3.1.4美学原则。湿地具有多种功能和价值,不但表现在生态环境功能和湿地产品的用途上,而且具有美学、旅游和科研价值。因此,在许多湿地恢复研究中,特别注重对美学的追求,如国内外许多国家对湿地公园的恢复。美学原则主要包括最大绿色原则和健康原则,体现在湿地的清洁性、独特性、愉悦性、可观赏性等许多方面[20]。
3.2湿地恢复的目标
3.2.1湿地生态恢复的要求。为了推动新乡黄河地区生态-社会-经济复合系统的有序、健康发展,有必要对区域湿地生态系统演化与修复的关系进行研究,探索湿地生态健康评价、预警机制,寻找适合当地社会经济协调发展的生态恢复对策与措施,并通过生态景观设计与规划,为湿地资源的合理利用、有效保护和管理提供科学依据[21]。新乡黄河湿地生态恢复的基本要求是:实现生态系统地表基底的稳定性、改善湿地的水环境质量、恢复植被和土壤、实现生物群落的恢复、恢复湿地的景观、实现区域社会和经济的可持续发展。
3.2.2湿地生态恢复的具体目标。恢复湿地的功能,特别是有助于小气候生态环境的调节和改善,例如有助于调控水资源供给,也是大气中二氧化碳重要的汇,湿地还带动了当地经济的发展,如渔业等;保留和恢复自然湿地,为特有的目标种或目标群落设置特定生存空间,例如新乡黄河湿地成为鸟类栖息的芦苇床,同时也大大恢复了生物多样性;恢复传统景观与土地利用方式,从湿地形成与发展来看,目前新乡黄河湿地特征是传统的土地利用方式形成的,例如夏秋收割湿地植物,有些湿地也被改造成了低湿度的草地、农田[22-23]。
4湿地恢复的关键技术
以湿地的构成和生态系统特征为依据,新乡黄河湿地的生态恢复可概括为湿地的生境恢复、湿地的生物恢复和湿地生态系统结构与功能恢复[24-25]。
4.1湿地生境恢复
4.1.1生物栖息地恢复。通过合理设计物种与生境间搭配关系、种的生态学特征和生境大小等,恢复和改善生物栖息环境[24]。利用新乡黄河湿地自然景观要素,如农田、芦苇地、沼泽、滩涂地等,营造鸟类理想的栖息地;沼泽湿地种植芦苇、苦草、莎草、微齿眼子菜等湿地植物,滩涂盐碱地种植白茅、沙蓬、猪毛菜、碱蓬等,为水禽和候鸟提供良好的生活环境;通过天然、招引和人工放养手段,经过一段时间抚育和自我繁衍平衡后,形成鱼类、两栖类、水禽等的自然栖息环境,构成较完善的湿地生态链,恢复湿地生态稳定性和自维持能力。
4.1.2土壤和基底恢复。新乡黄河湿地地表土壤为粉质黏土或粉土,一般为3～15 cm,在埋深50～70 cm处有1层厚8 cm左右的粉土、粉质黏土底板。黄河背河洼地土壤为褐色、灰黄色粉质黏土,土质结构一般较松软,局部夹黑色淤泥。黄河滩地地表土为粉砂、细砂[12]。由于围垦、废水排放,造成土壤污染和肥力下降。其恢复措施主要有:在土壤里加入修复剂,转化和驱除污染物;利用具有超积累功能的植物吸收一些重金属污染物;在土层缺乏的地方采取客土移植,增加土壤厚度和肥力。湿地基底恢复是通过工程措施,对湿地地形和地貌进行改造,维护基底稳定与湿地面积,包括基底改造、清淤等技术[26]。新乡黄河湿地为自然形成的黄河泥沙沉积,后经围垦造田,大部分湿地已经陆地化,很难完全恢复到以前的自然状况。基底恢复主要包括人工湿地建设、陆地生物本土化等。规划采取合理配置陆地、渠、沼泽、滩涂,形成以湿地为主的多元景观元素嵌套,各要素互相协调,最终实现生态平衡。
4.1.3水体恢复。新乡黄河湿地水体恢复包括水文条件恢复和水环境质量改善。湿地水文条件的恢复,原则上要利用黄河水资源,利用各种工程和管理措施引黄河水灌湿地,减少湿地排水,拦蓄洪水,改善池塘、洼地的水面景观,从而达到保护、恢复和重建湿地的目地。具体措施有:筑坝以抬高水位,修建堤坝材料用低渗透膜;堵塞排水沟以减少湿地横向排水,修建引水渠等。湿地水环境质量改善以生物措施为主,如在景观设计中有意识仿效自然,种植芦苇、香蒲等一些既有良好景观效果,又能有效净化水质的湿地植物,它们根系发达,能吸附水中悬浮物[27];也能对水体污染物质逐级吸收和降解。
4.2湿地生物恢复
4.2.1提高植被覆盖率。新乡黄河湿地植被恢复可采取物种选育、培植、引入和移植,以及种群动态调控、群落优化配置与组建等技术,使植被覆盖率达到60%以上。在工程实施中,可将水生、湿生植物的种子、鳞茎、根系、幼苗和成体作为湿地植被恢复的材料。植被恢复优先利用原有种子库,短期恢复可选择育苗。在没有表面水情况下,可撒播种子。滩涂盐碱地种植白茅、莎草、沙蓬、碱蓬等。湿地恢复初期,沉水植物因漂浮及水分浑浊存在生存和繁殖困难的问题,通常不被考虑使用,但在湿地恢复中、后期引入可有效维持底泥稳定。
4.2.2控制外来物种。新乡黄河湿地对外来物种实施防范性控制和实时控制。防范性控制是从源头上杜绝外来有害物种和病源虫源入侵,物种引进要经过严格的专家论证和病虫害检疫;实时控制是对已发现的外来物种,评价其环境效应和危害性,对有害外来物种采取生态控制为主、人工控制为辅的手段,最大程度降低其危害性[22,28]。湿地恢复建设尽量使用丰富的天然种质资源,若当地物种具有同种功能则不选外来种;同时,物种引入要实施严格的物种筛选与安全测试,建立数据库,为风险评估提供咨询,以确保湿地的生态安全。
4.3湿地结构与功能恢复
4.3.1生态系统恢复。农田、芦苇沼泽和河漫滩涂地是新乡黄河湿地典型的生态系统,也是水禽和鸟类的乐园,其规模结构和质量直接关系到整个湿地的生态功能[8,22]。但是,长期以来在自然和人为因素影响下,新乡黄河湿地芦苇沼泽和草本滩涂地规模不断减少,质量不断降低,严重影响了湿地生态功能和生物多样性。因此,恢复新乡黄河湿地生态系统是生态恢复不可缺少的内容。在新乡黄河湿地,沿农田、沼泽和滩涂地建设森林湿地、芦苇沼泽、草本盐碱地,有意识地仿效自然湿地类型。
4.3.2湿地景观恢复。根据新乡黄河湿地地理与生态环境状况,将景观恢复与园林建设相结合,在恢复湿地动物、植物、水体等自然景观的同时,创造必要的人工景观和多种生境,增强湿地景观的美学感受[6,20]。湿地景观恢复的主要方法有以下方面:一是采用芦苇、灌木、乔木等喜水湿地植物,分几个区域对现有岸边进行处理,用自然、柔和而有修复功能的土质护岸;二是植物绿化以多样性为原则,尽量使用乡土植物,适当选择落叶与常绿、阔叶和针叶树种相结合,构成丰富的景观效果;三是低洼部分恢复水域,采用较多曲折岸线,不仅在空间上形成开敞、线状等变化,而且布置了较多湾、岛,以达到增强景观的多样性和增加边缘生境的目的。
