大理市羅時江入湖河口濕地恢復(fù)植物工程設(shè)計

殷曉松 楊逢樂 王 偉

（云南省環(huán)境科學(xué)研究院 云南昆明 650034）

引言

工程區(qū)現(xiàn)狀土地利用方式主要是農(nóng)田 (占77%)，沼澤占17%，建筑用地占6%。總面積727畝，高程在1965.0m以下面積449.36畝，高程在1965-1966m之間面積277.64畝，地塊受洱海水位變化影響較大（洱海最低運行水位為1964.30m，最高運行水位為1966.00m），需通過設(shè)計適當?shù)墓こ檀胧﹣砀纳扑臈l件。濕地水文條件是濕地最重要的決定因素，它不僅直接影響濕地生態(tài)環(huán)境的理化性質(zhì)及營養(yǎng)物質(zhì)的輸入輸出，而且也是最終選擇濕地生物群落的主要因素之一[1]。采用的濕地建設(shè)工藝為表流濕地，為提高工程區(qū)地塊的使用效率，增加上游來水在濕地中的停留時間，主要配套工程包括：工程區(qū)下游建一座羅時江攔河閘，目的是控制上游濕地正常水位為1965.85m；開挖布水導(dǎo)流渠總長5000m，寬度5m，導(dǎo)流渠底標高1965.00-1964.50m；濕地上游設(shè)置兩道攔污柵，攔截來自上游農(nóng)田及村落的固體廢棄物；垃圾房、濕地植物殘體堆放場、濕地清淤轉(zhuǎn)運道路。

濕地生態(tài)恢復(fù)的理論及應(yīng)用基礎(chǔ)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)?；謴?fù)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的技術(shù)與方法、過程與機理的科學(xué)[2]。21世紀的國際濕地科學(xué)研究領(lǐng)域，濕地退化機制、退化濕地恢復(fù)與重建和人工濕地構(gòu)建研究是濕地研究的又一個熱點[3]。在濕地建設(shè)工程中，植物群落的構(gòu)建是一項重要的建設(shè)內(nèi)容。濕地植物是水陸交錯地帶中生態(tài)系統(tǒng)的一個重要的組成部分，在水體修復(fù)，維持生態(tài)平衡和生物多樣性上具有重要作用[4]。在延緩湖泊富營養(yǎng)化方面也有著積極的作用，有研究指出，對于國內(nèi)其他的一些淺水富營養(yǎng)化湖泊，水生植被的恢復(fù)重建是其治理的關(guān)鍵[5]。在羅時江入湖河口濕地植物工程設(shè)計中，植物種類選擇上遵循的原則包括：突出凈化效果及可持續(xù)性；選用鄉(xiāng)土植物；濕地植物多樣性原則；協(xié)調(diào)的濕地景觀；科普宣傳效應(yīng)；適量種植水生作物。

濕地生態(tài)系統(tǒng)就是生物群落及其多種水環(huán)境相互作用的統(tǒng)一體，并且在系統(tǒng)內(nèi)部因能量流動而形成的一定的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生物多樣性和物質(zhì)循環(huán)（即喜濕生物與非生物之間的物質(zhì)交換）[6]。濕地對污染物的去除是通過物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來完成。除了濕地中的植物、土壤和微生物等成分的分別作用外，更多的時候還是這些成分的相互作用，導(dǎo)致了濕地具有強大的凈化功能[7]。通過羅石江入湖河口濕地凈化，對上游來水工程設(shè)定的水質(zhì)目標為總氮去除率為10%～30%；總磷去除率為20%～40%。未設(shè)為驗收指標的其他污染物BOD5、COD、SS、大腸桿菌等實際去除率更高，可達70%以上。

1 工程區(qū)域概況

1.1 流域自然概況

羅時江流向由北向南，流經(jīng)右所、鄧川、上關(guān)三鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是洱源縣及大理市集農(nóng)田灌溉、排洪等多功能的一條重要河道。豐水期流量約為13.0m3/s，枯水期流量約為2.0m3/s，平均流量約為3.5m3/s，年均徑流量約為1.1億m3。屬低緯度高原亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15℃左右。流域生物較為豐富，水生維管束植物有54種，分屬26科44屬，其中沉水植物12種，浮葉植物7種，漂浮植物及懸浮植物6種，挺水植物11種，其他18種；魚類有17種；水禽59種，其中78%是候鳥；藻類有192種；浮游動物中輪蟲有50種；底棲動物中腹足類有16種。

1.2 土地利用現(xiàn)狀

工程區(qū)位于羅時江入湖河口處，總面積727畝。其中農(nóng)田占77%、沼澤占17%、建筑用地占6%。

1.3 水環(huán)境現(xiàn)狀

據(jù)羅時江區(qū)2007、2008年水質(zhì)數(shù)據(jù)表，從T-N、T-P、BOD5指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，基本上全年為IV、V類水質(zhì)。

2 植物工程設(shè)計

2.1 植物種類的選擇

2.1.1 原則

（1）選用鄉(xiāng)土植物。洱海流域原生植物種類極為豐富，如沉水植物的標志種有海菜花、金魚藻、微齒眼子菜等穩(wěn)定群落；挺水植物有蘆葦、荸薺、野慈姑、水芹、荷花、鳶尾等；浮葉植物有睡蓮、菱角、荇菜等；濕生喬灌木類有漾濞核桃、枳棋(拐棗)、大青樹、棕櫚(棕皮樹)、大葉柳、滇楊、清香木、毛葉木瓜等。

（2）突出凈化效果及可持續(xù)性。植物能夠生長良好是水質(zhì)凈化效果的保證，鄉(xiāng)土物種是形成穩(wěn)定的濕地植物群落的基本保證。同時，選擇有經(jīng)濟價值的水生作物在濕地中適地適量種植，通過這些水生作物吸收濕地中富集的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，并在作物成熟時及時收獲帶離水體。選擇部分水生作物作為濕地工程植物材料，目的是提高工程區(qū)濕地對來水中富營養(yǎng)物質(zhì)的去除率及降低濕地管理成本。

（3）濕地植物多樣性原則。灘涂、河堤、淺水、深水等地域，分別交錯配置種類多樣的喬灌草及挺水、沉水、浮葉水生植物，逐步在項目實施地形成以鄉(xiāng)土植物為優(yōu)勢種的、種類多樣而穩(wěn)定的植物群落結(jié)構(gòu)。

（4）協(xié)調(diào)的濕地景觀。喬灌木類搭配選擇有觀姿種類、不同季的觀花種類、各季葉色有不同變化觀葉種類、堤岸灘涂代表性樹種、常綠落葉樹種；水生植物的選擇也充分考慮各種景觀要素。達到四季有景的效果。

（5）科普宣傳效應(yīng)。讓更多的人直觀地認識和了解濕地及濕地中的動植物種類。

2.1.2 種類

包括：杉科、楊柳科、金縷梅科、薔薇科、銀杏科、漆樹科、槭樹科、棕櫚科、大戟科、山茶科、虎耳草科、千屈菜科、木犀科、金縷梅科、小檗科、?？啤⒄量?、胡桃科、藍果樹科、木蘭科、鼠李科、榆科、杜鵑花科、禾本科、芭蕉科、水鱉科、莎草科、天南星科、菱科、澤瀉科、龍膽科、金魚藻科、傘形科、眼子菜科、睡蓮科、鳶尾科共36科70余種。

2.2 植物配置及布局

通過合理的布水及植物配置，使得上游來水均勻流入濕地各片區(qū)（漲落帶、淺水區(qū)、深水區(qū)），保證了植物能有效吸收流入的氮、磷等，以達到凈化水質(zhì)的目的；依據(jù)濕地區(qū)域內(nèi)的地形地貌特征及植物種類搭配，劃分出五個濕地植物類別區(qū)。包括堤岸林區(qū)、濕地周邊漲落帶濕生植物區(qū)、濕地河灘島林區(qū)、水生植物區(qū)、水生作物綜合利用區(qū)；在濕地植物的配置應(yīng)用中，自然式種植為主導(dǎo)，孤植、叢植、群植相結(jié)合，分布表現(xiàn)為點狀、斑塊狀、帶狀；綜合考慮濕地植物配置的層次及濕地沿岸視覺林冠天際線與洱?？傮w景觀的協(xié)調(diào)。羅時江入湖河口濕地區(qū)位圖見圖-1，羅時江入湖河口濕地植物種植總布置圖見圖-2。

圖1 羅時江入湖河口濕地區(qū)位圖

圖2 羅時江入湖河口濕地植物種植總布置圖

2.3 植物種植

喬灌木類：濕生及半濕生，喬木株行距3m×3m，自然式種植，種植穴大小依據(jù)移栽樹木的土球直徑來確定，堤岸喬木三株以上以不等邊三角形為基礎(chǔ)，形成自然式疏林；由于濕地內(nèi)喬木運輸要經(jīng)過車、船的多次搬運，故要求樹木所帶泥球牢固、結(jié)實、防止松散；喬木栽植后，均支撐加固；灌木株行距 0.5m×0.5m。

水生植物：挺水植物 0.5m×0.5m/叢，整叢移植；沉水及浮葉植物用長竹竿叉子將其插入淤泥。

植物種植工程量：喬灌木及竹類共計8600株；水生植物及水生經(jīng)濟作物共計534500叢。

2.4 植物種植安全措施及后期管理

選擇鄉(xiāng)土物種作為植物種植材料，避免引進先鋒物種植物。與此同時，植物運進現(xiàn)場之前必須進行植物檢疫，防止帶入病蟲害。濕地建成后營運期植物管理方面，及時收獲水生作物、并清理濕地中的植物殘體。

3 濕地營運期綜合效益

3.1 環(huán)境效益

據(jù)羅時江區(qū)2007、2008年水質(zhì)數(shù)據(jù)，濕地上游來水水質(zhì)年平均總氮1.612mg/l，總磷0.084mg/l。羅時江入湖河口濕地工程設(shè)計總氮和總磷消減率分別為10%～30%及20%～40%，按年平均流量3.5m3/s計，濕地年平均氮磷負荷削減量分別為35.59t及2.78t。另據(jù)2014年1-5月取樣實測，羅時江濕地對總氮的平均去除效率為50.8%，對總磷的平均去除效率為24.4%[8]。此外，流經(jīng)濕地的其他污染物如BOD5、COD、SS等也被相應(yīng)消減。對于消減入湖污染負荷、緩解洱海水體的富營養(yǎng)化進程具有積極意義。

通過配水、適量的地形整理及多樣化鄉(xiāng)土植物群落配置，人工輔助營造的入湖河口濕地對提升生物多樣性程度、改善洱海北岸湖濱景觀等方面也有著顯著效果。

3.2 社會和經(jīng)濟效益

通過標識標牌注明濕地各功能區(qū)、每種選用植物掛學(xué)名標牌等進行濕地科普宣傳，提升居民的生態(tài)環(huán)境保護意識，也可為在校中小學(xué)生提供一個生物、環(huán)保知識學(xué)習(xí)場所。濕地旅游參觀及水生作物收獲可獲取一定的經(jīng)濟收入，作為濕地管理費用的補充。

結(jié)語

入湖河口濕地是功能多樣而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，是湖泊湖濱帶不可或缺的組成部分。通過人工合理改善工程區(qū)的水文條件，因地制宜選擇盡可能多的鄉(xiāng)土植物物種實施濕生喬灌草及水生植物群落配置，從而有效發(fā)揮入湖河口濕地對湖泊極其重要的保護功能。

同時，濕地的可持續(xù)運行是需要管理的。前置攔污柵攔截的垃圾、水生植物前置庫中沉淀的泥沙，以及水生植物殘體等需定期及時清理。因洪水沖毀及清淤損失的植物需適時補種，以確保濕地能正常運行。