清研智谈 | 近自然湿地生态修复助力生态环境绿色发展

随着对湿地重要性认知的提高，我国新增或修复的湿地面积逐年增加。根据2016年1月原国家林业局的统计与规划报告，“十二五”期间我国湿地保护面积增加了2×106hm2，自然湿地保护率提高至46.80%，“十三五”期间达到了50%，“十四五”期间将提高至55%。在恢复或者重建湿地的实践中，近自然（near natural）理念逐渐得到重视并显现良好的效果。基于近自然理念的修复是介于人工与自然之间的技术范畴，也是人工到自然的实践。

近自然湿地与人工湿地在湿地要素的运用、人工措施的强弱、维护管理的需求等方面都有明显区别，详见下表。

表1 近自然湿地与人工湿地的主要区别

近自然湿地生态修复技术

近自然湿地生境改善技术

湿地生境是指湿地生物生活栖息的生态环境，湿地生境改善以生物恢复为目标。近自然湿地生境改善就是通过采取适度强化的技术措施，模拟自然湿地的结构、功能和过程，提高生境的异质性和稳定性，为湿地生物恢复提供良好的生存条件，保障湿地生态系统稳定运行，改善水环境质量。近自然湿地生境改善技术主要包括水文水动力改善技术、基底营造与改善技术和水质改善技术。

1.近自然湿地水文水动力改善技术

水在湿地的形成、发育、演替直至消亡的全过程中都发挥着直接而重要的作用。水文过程对维持湿地生态系统的健康非常重要。湿地的水文水动力是其生态过程的主要非生物驱动因子，良好的水文水动力条件能够促进能量和营养物质的循环。近自然湿地水文水动力改善目的是满足水力停留时间和水位设计的要求，并兼顾起到活水的作用，以期达到更好的水质净化效果。近自然湿地水文水动力改善技术主要包括配水、导流、调节水力停留时间和水位变化、改善水动力条件、改善水系连通性和水流流态等技术措施。近自然湿地水文水动力改善常常与基底地形营造相结合。

2.近自然湿地基底营造与改善技术

湿地的基底是植物扎根的基础和重要营养源，是底栖生物的附着介质和栖息场所。湿地基底涉及湿地的水下底层部分和陆上的岸坡部分。水下的基底改善技术包括清淤、壤土回填、多孔性微生物载体铺设以及地形营造（例如基底高程设计、深槽-浅滩的构建营造）等技术。岸坡的基底改善技术主要包括边坡整理、护坡工程（例如石笼生态挡墙、生态袋柔性护岸及土工格室护岸）、径流拦截沟渠构建等。

3.近自然湿地水质改善技术

水质是湿地环境的重要指标，也是湿地生物非常重要的生境条件。与人工湿地以强化净化技术改善水质不同，近自然湿地水质改善技术以自然生态技术为主，人工强化净化技术为辅。其中，人工强化净化技术包括曝气、微生物菌剂调节、人工填料等，该类技术在近自然湿地系统管理过程中逐步过渡到免维护管理状态，甚至在水环境改善后可以撤除。

近自然湿地生物恢复技术

1.近自然湿地植物保育与恢复技术

近自然湿地植物恢复技术主要包括植物的筛选、配置、种植、管护。植物筛选时要基于对植物物种的调查，选择土著物种纳入植物筛选库。自然湿地由陆地到水体依次分布着湿生植物、挺水植物、浮叶植物和沉水植物，因此也要根据水位变化选择适宜的植物物种。另外，还需要考虑植物的立地条件，湿地的污染物削减、动物栖息地营造、水土保持等多种功能。近自然湿地植物配置是指筛选出植物的组合搭配方式。进行植物配置时，既要考虑符合生物学特性，又要兼顾季相变化、空间结构和景观效果；同时，要因地制宜、因时制宜，使植物正常生长，充分发挥其功能。

2.自然湿地动物保育及恢复技术

近自然湿地的动物保育和恢复对象主要包括湿地鱼类、底栖动物和鸟类，重点关注濒危物种、稀有物种。近自然湿地动物保育及恢复技术主要包括关键动物物种的引入、栖息地营造技术和短期饵料投放。湿地动物物种的引入主要考虑土著濒危物种和稀有物种，同时可以在湿地生态系统营养等级及食物链平衡模型计算基础上，补充缺少的物种种类或者不足的生物量。栖息地营造要根据动物的觅食、营巢、繁衍、迁徙等活动规律来创造条件，营造适合各种动物的习性和生长的多样化生境。如鱼类栖息地营造包括人工鱼礁、洄游通道构建、索饵场构建、越冬场构建及产卵场构建等。在湿地动物恢复初期可适当投放其需要的饵料，确保幼体成活，但饵料投放时间不宜过长。

近自然湿地生物量管理技术

生物量是某一时限任意空间所含生物体的总量。湿地生态系统中，群落或生态系统总生物量、各种群生物量及其在总生物量中的占比是评价湿地生态系统是否健康的重要指标。针对不同的生境条件，利用模型计算健康湿地生态系统中关键物种或种群的适宜生物量，通过调控管理湿地生态系统中不同类型生物种群或群落的生物量，将生态系统中各类生产者和消费者的生物量及其比例关系调节到系统稳定的阈值以内，以期抵消自然和人类的干扰所引起的不稳定现象。湿地生物量管理是生态调控的重要技术方法之一，主要包括植物调控、动物调控、微生物调控等。近自然湿地恢复中生物量管理主要涉及植物和动物的种群调控，通常是在生态修复初期、湿地生态系统没有达到稳定和自维持状态时，采取的一种人工辅助的技术手段。

近自然湿地生态修复示范实例

竺山湖湿地位于太湖竺山湾缓冲带内，原为太湖疏浚底泥及建筑垃圾堆场，由于地势较低，经长期积雨形成了水深不足0.5m的泥坑洼地，为劣Ⅴ类（GB 3838—2002《地表水环境质量标准》）水体。洼地周边乔木以纯杨树林为主，伴有少量构树，林下草被主要由狗尾草群落和荩草群落组成。总面积为30hm2，其中水域面积6.07hm2（图1）。竺山湖湿地整体形状是一个不规则的长条形，长1.8km，平均宽度为105m。湿地北段的来水主要是2条小河流（湾浜、盛渎港），湿地南段的来水主要是西侧工业园区暴雨径流。

图1 竺山湖湿地位置

生态修复原则

竺山湖湿地的主要功能是改善区域生态环境状况，缓冲、滞留、净化上游来水。根据该功能定位，确定了竺山湖湿地建设的4条原则：1）因地制宜原则。利用原有底泥堆场规划构建水系地势，不外运土方，就近引太湖水作为湿地来水。2）生态优先原则。水系重建方式、湿地植被选择首先要满足生态功能。3）水系连通与水体净化相结合的原则。通过水系连通，拦截附近工业园区部分径流，并与北侧湾浜及盛渎港互通，达到净化周边污染物目的。4）兼顾景观原则。为居民提供休闲场所，融入美学元素。

主要工程建设内容

1.水文水动力改善

新建竺山湖湿地主要净化对象为西南侧工业区的暴雨径流和西北侧的农田径流，因此竺山湖湿地的水文水动力改善，一方面要设计合适的湿地高程和水位，考虑承接来水和出水连通效果，并兼顾水力坡度和水体流动性。湿地内水的流向总体上是由南向北，在东北部的湿地出水口与入湖河流连通。另一方面要考虑对上游来水和本地水体中污染物的净化效果。利用导流和水深、水体面积的变化调节水力停留时间和水流流态，提高生境的多样性和适宜性，便于生物生长并提高生物多样性。

2.湿地基底形态营造

在工程实施前，进行了斜面型、平面型、凹面型、凸面型和多起伏型5种不同湿地基底形态(图2)对污染物去除效果的分析。结果表明，5种基底形态的总氮去除率依次为28.84%、25.22%、27.07%、31.23%和35.23%，其中多起伏型基底更有利于污染物的去除。基于该研究结果，竺山湖新建湿地构建了多起伏型的基底形态，采取的技术手段包括生态清淤、基底坡度及深浅滩构建、基底材料的铺设等。

图2 5种不同湿地基底形态示意

3.湿地植物恢复

竺山湖湿地建设过程中主要采用2种植物配置模式：1）由滨水区到浅水区依次为大花美人蕉、香蒲，伴生千屈菜，在湿地深水区上部形成莼菜群落，伴生菱角，下部种植沉水植物苦草，伴生轮叶狐尾藻。该模式的优势在于有效防止水土流失、固岸护坡的同时兼顾湿地景观效果，应用于竺山湖湿地北段。2）滨水区、浅水区依次为再力花、芦苇，伴生黄菖蒲，在湿地深水区上部形成睡莲群落，伴生芡实和菱，下部种植沉水植物黑藻，伴生轮叶狐尾藻和微齿眼子菜等。该模式的优势在于有效削减暴雨径流冲击，应用于竺山湖湿地南段。

生态修复效果

1.水质改善情况

竺山湖湿地生态修复后，水质由修复前的劣Ⅴ类改善为修复后的Ⅱ类，水体中TN和TP浓度显著降低(图3)。如竺山湖湿地北段的TN浓度平均值从生态修复前的3.32mg/L降至生态修复后的0.92mg/L，湿地北段和南段TN浓度分别下降了72.3%和58.9%，TP浓度分别下降了49.6%和60.7%。

图3 生态修复前后水体TP及TN浓度变化

2.大型水生植物生物多样性改善情况

生态修复后竺山湖湿地大型水生植物多样性显著提高，湿地北段Margalef丰富度指数由生态修复前的1.20提高到生态修复后的4.59，南段Margalef丰富度指数由生态修复前的0.80提高到生态修复后3.75 (图4)。

图4 生态修复前后Margalef丰富度指数变化

3.景观效果

竺山湖湿地在改善生态环境的同时，景观效益也十分显著，水面常见白鹭觅食、群鸭戏水，成为周围居民时常眷顾的休闲场所。竺山湖湿地采取开放式无围墙设计，具有亲民性，湿地周围修建了一条自行车道，满足轻健身功能。湿地的乔灌木搭配呈现四季差异，春、夏、秋、冬各有别致。

撰稿 | 田媛 清研集团智慧生态环境研究部高级研究员

编辑 | 陈泽玺

图片 | 网络

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