湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園生態(tài)修復(fù)技術(shù)

張恩川， 田育新， 宋慶安

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué)， 湖南 長(zhǎng)沙 410114； 2.湖南省水運(yùn)事務(wù)中心， 湖南 長(zhǎng)沙 410005； 3.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004 )

濕地作為全球三大生態(tài)系統(tǒng)之一，其本身所具有的特性使得它具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值[1]。國(guó)內(nèi)外對(duì)濕地公園的研究始于20世紀(jì)90年代。濕地作為獨(dú)特性資源，集旅游、科研、環(huán)保和教育等多種功能于一體，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。關(guān)于濕地公園的研究大多集中在濕地規(guī)劃設(shè)計(jì)[2-3]、景觀格局[4-5]及生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)[6-7]、生態(tài)環(huán)境保護(hù)[8]等幾個(gè)方面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重[9-12]。

湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園(文中簡(jiǎn)稱濕地公園)位于湖南省常德市漢壽縣中部，緊鄰湖南西洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，總面積1 836.53 hm2，自然資源豐富。近年來(lái)，湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園受自然因素和許多不合理的人為因素的影響，水土流失加劇，水資源狀況日漸惡劣，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了巨大破壞，生態(tài)恢復(fù)迫在眉睫。如何修復(fù)設(shè)計(jì)，恢復(fù)濕地生態(tài)體系，改善水環(huán)境，提高息風(fēng)湖入湖水質(zhì)，是設(shè)計(jì)者們亟待解決的問(wèn)題。

本文以湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園為研究對(duì)象，在對(duì)濕地公園現(xiàn)狀條件進(jìn)行前期調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，對(duì)濕地公園進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)，主要通過(guò)植物修復(fù)手段，對(duì)濕地植被進(jìn)行恢復(fù)，以提高植被覆蓋率及水源涵養(yǎng)能力，恢復(fù)濕地的生態(tài)功能。

1 湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園現(xiàn)狀

湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園包含滄浪河、南湖撇洪河、息風(fēng)湖三個(gè)河段，濕地總面積1 544.45 hm2，濕地率83.21%，包含湖泊濕地、河流濕地、沼澤濕地和人工濕地共四種濕地類型。公園分濕地保育、恢復(fù)重建、宣教展示、合理利用、管理服務(wù)等五個(gè)功能區(qū)。本研究涉及的生態(tài)保護(hù)修復(fù)總面積為207.18 hm2。其中，濕地恢復(fù)與保護(hù)工程占87.15 hm2，水源涵養(yǎng)林修復(fù)工程占120.03 hm2。

2 湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園存在的問(wèn)題

濕地公園目前存在的問(wèn)題包括棲息地破壞、濕地斑塊改變、動(dòng)物多樣性喪失等。

2.1 棲息地破壞

濕地公園及周邊生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)侵占了濕地動(dòng)物棲息地，破壞了濕地生境，區(qū)域水質(zhì)下降，濕地植物群落結(jié)構(gòu)和功能退化，生物多樣性降低，給區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了較大的負(fù)面影響。

2.2 濕地斑塊改變

濕地斑塊的改變，打破了濕地生物多樣性所依賴的濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改變了物種組成；與原生植物相比，濕生植物、陰性植物與本地植物比例下降，陸生植物、陽(yáng)性植物、中性植物與外來(lái)植物比例上升，濕地植物生物多樣性下降。此外，景觀斑塊類型改變與喪失破壞了珍稀鳥類的棲息地和水生動(dòng)物的繁殖、覓食場(chǎng)所，導(dǎo)致天然群落和群落中優(yōu)勢(shì)種和關(guān)鍵種被取代或喪失，動(dòng)物棲息地被破壞，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈縮短或被打斷。

2.3 動(dòng)物多樣性喪失

在濕地動(dòng)物多樣性方面，生境喪失使原來(lái)以草甸為活動(dòng)場(chǎng)所和棲息地的動(dòng)物喪失了這些生存環(huán)境而被迫遷移;同時(shí)，原來(lái)以草甸為產(chǎn)卵場(chǎng)所的動(dòng)物喪失了這些產(chǎn)卵場(chǎng)地。

3 濕地生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)模式

3.1 濕地恢復(fù)與保護(hù)工程

3.1.1 污染清理修復(fù) 我們依據(jù)濕地公園的地形地貌及面臨的生態(tài)問(wèn)題進(jìn)行小班劃分，然后按照小班進(jìn)行生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)。共劃分了56個(gè)小班，具體見圖1。在滄浪河北端鳳港橋段，聚集了大量外來(lái)生物水葫蘆(Eichhorniacrassipes)，而且河道堵塞，堆積大量污泥，影響河水正常流動(dòng)。本修復(fù)設(shè)計(jì)對(duì)河道進(jìn)行外來(lái)有害生物清理，并對(duì)堵塞河道進(jìn)行水系連通，達(dá)到活水提質(zhì)的目的。河道水系連通寬度為整個(gè)河床寬，疏浚深度為1 m，每1 hm2疏浚工程量為8 000 m3，污泥需外運(yùn)處理，污泥清理工程量情況見表1。

表1 污染清理修復(fù)工程量表Tab.1 Quantities for pollution clean-up and restoration序號(hào)小班號(hào)面積/hm2疏浚修復(fù)挖方/m3運(yùn)方/m3外來(lái)物種清理面積/hm21XFH0014.78 38 225 38 225 4.78 2XFH0022.03 16 230 16 230 2.03 合計(jì)6.81 54 454 54 454 6.81

3.1.2 拆除圍網(wǎng)修復(fù) 濕地公園的向陽(yáng)河的八口垸、押東鋪、吳家咀、東倉(cāng)鋪段有大量圍網(wǎng)，因投肥養(yǎng)魚，影響了濕地公園水質(zhì)。因此，我們將對(duì)這四處圍網(wǎng)進(jìn)行拆除，停止養(yǎng)魚作業(yè)，恢復(fù)向陽(yáng)河段原貌，修復(fù)公園水質(zhì)。拆除圍網(wǎng)分布在4個(gè)小班內(nèi)，面積共有26.16 hm2(見表2)。

3.1.3 棲息地修復(fù) 根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，濕地公園有鳥綱16目48科146種，其中有國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)物種小天鵝(Cygnuscolumbianus)、白額雁(Anseralbifrons)、鳳頭鷹(Accipitertrivirgatus)等，它們主要以水生植物的葉、根、莖、嫩芽，藻類植物及種子，小型魚類、蛙、甲殼類、螺類、軟體動(dòng)物及水生昆蟲等為食。因此，棲息地修復(fù)主要為小天鵝、雁鴨類、鷺科鳥類等提供食源；同時(shí)，可以凈化水質(zhì)，改善棲息地生態(tài)環(huán)境。

棲息地植物修復(fù)模式有：三蕊柳(Salixtriandra)+東方香蒲(Typhaorientalis)種植模式、楓楊(Pterocaryastenoptera)+三蕊柳種植模式、花葉蘆竹(Arundodonax)種植模式和茭白(Zizaniacaduciflora)種植模式。

表2 拆除圍網(wǎng)修復(fù)工程量表Tab.2 Quantities for demolition and restoration of purse seinehm2序號(hào)小班號(hào)面積修復(fù)措施拆除圍網(wǎng)面積1XFH0036.75 拆除圍網(wǎng)6.75 2XFH0043.43 拆除圍網(wǎng)3.43 3XFH0164.32 拆除圍網(wǎng)4.32 4XFH03211.65 拆除圍網(wǎng)11.65 合計(jì) 26.16 26.16

栽植密度根據(jù)植物的生態(tài)學(xué)特性來(lái)確定。三蕊柳、楓楊栽植密度為5.0 m×5.0 m，呈梅花狀排列，整地規(guī)格40 cm×40 cm×40 cm；東方香蒲種植密度為0.6 m×0.6 m，呈梅花狀排列；花葉蘆竹、茭白種植密度均為0.6 m×0.6 m，呈梅花狀排列。

3.1.4 植被修復(fù) 在濕地公園河口濕地進(jìn)行植被恢復(fù)，凈化農(nóng)業(yè)面源污染，提升濕地公園水質(zhì)，改善生態(tài)環(huán)境。

植物修復(fù)模式有：旱柳(Salixmatsudana)+美人蕉(Cannaindica)+菹草(Potamogetoncrispus)種植模式、桂花(Osmanthusfragrans)+梭魚草(Pontederiacordata)+苦草(Vallisnerianatans)種植模式、桂花+美人蕉+苦草種植模式、桂花+東方香蒲種植模式、旱柳+荷花(Nelumbonucifera)種植模式。

栽植密度根據(jù)植物的生態(tài)學(xué)特性來(lái)確定。旱柳、桂花栽植在塘岸上，栽植間距4 m；梭魚草、水生美人蕉種植在水邊及淺灘，菹草、苦草種植在淺水區(qū)，密度均為0.6 m×0.6 m，呈梅花狀排列；東方香蒲種植在水邊淺灘，密度為0.8 m×0.8 m，呈梅花狀排列；荷花(藕)種植在0.5～1.0 m深水域，密度為4.0 m×4.0 m，呈梅花狀排列。

3.2 水源涵養(yǎng)林修復(fù)工程

3.2.1 新造水源涵養(yǎng)林 濕地公園周邊部分裸露地營(yíng)建新造林，根據(jù)立地條件和百姓需求，按需選擇不同樹種進(jìn)行造林。選擇欒樹(Koelreuteiapaniculata)、楓楊、旱柳等為新造林樹種，其中楓楊和旱柳行間混交，欒樹和旱柳行間混交。將林地進(jìn)行清理，清除林地雜灌，禁止用火燒山。在保護(hù)現(xiàn)有喬木植被的前提下，采取穴墾整地，挖穴規(guī)格60 cm×60 cm×60 cm，呈梅花狀排列。栽植密度根據(jù)植物的生態(tài)學(xué)特性來(lái)確定。欒樹、旱柳、楓楊栽植密度均為3.0 m×4.0 m，即832株·hm-2。

3.2.2 低效林提質(zhì)增效 對(duì)濕地公園水源涵養(yǎng)林的部分低效林進(jìn)行提質(zhì)增效，對(duì)林中差木進(jìn)行間伐，打開林中天窗，引入闊葉樹種，改善林分樹種結(jié)構(gòu)，提升林地水源涵養(yǎng)功能。選擇林中質(zhì)量較差的劣質(zhì)木(斷梢、雙叉、腐爛、萌條、蟲害、霸王樹等)或相互競(jìng)爭(zhēng)的較強(qiáng)林木中的一株進(jìn)行間伐，疏伐強(qiáng)度控制在15%以內(nèi)，使伐后林分郁閉度控制在70%左右。根據(jù)林相特點(diǎn)、樹種結(jié)構(gòu)，分別選擇欒樹、楓香、楨楠(Phoebezhennan)、樟樹(Cinnamomumcamphora)為補(bǔ)植樹種，其中楓香+楨楠為組合模式，樟樹+欒樹為組合模式。林中空地進(jìn)行穴狀清理，清除穴周雜灌。保護(hù)現(xiàn)有喬木樹種及林下幼苗，采取穴墾整地，挖穴規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm。根據(jù)林中空地確定栽植密度，補(bǔ)植樹種密度控制在600株·hm-2。

3.2.3 封補(bǔ) 對(duì)濕地公園水源涵養(yǎng)林郁閉度大于20%、小于55%的林地進(jìn)行封補(bǔ)措施，在空缺地塊補(bǔ)入闊葉樹或彩葉樹種，并進(jìn)行封育管理，改善林分樹種結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)森林的水源涵養(yǎng)功能。根據(jù)林相特點(diǎn)、樹種結(jié)構(gòu)，分別選擇紅葉石楠(Photinia×fraseri)、桂花、楓香(Liquidambarformosana)、楨楠、樟樹、銀杏(Ginkgobiloba)為補(bǔ)植樹種，其中銀杏+樟樹為組合模式，楓香+楨楠為組合模式，桂花+紅葉石楠為組合模式。林中空地進(jìn)行穴狀清理，清除穴周雜灌。保護(hù)現(xiàn)有喬木樹種及林下幼苗，采取穴墾整地，挖穴規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm。根據(jù)林中空地確定栽植密度，補(bǔ)植樹種密度控制在600株·hm-2以內(nèi)，本研究涉及的銀杏、樟樹、楓香、楨楠、桂花、紅葉石楠栽植密度為300株·hm-2。

3.3 效果評(píng)估

從生態(tài)效益來(lái)看，通過(guò)對(duì)湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園受損洲灘濕地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)、對(duì)水源涵養(yǎng)林樹種進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，恢復(fù)了濕地植物群落的結(jié)構(gòu)與功能，提升了森林質(zhì)量與功能，提高了生物多樣性。此外，森林和濕地質(zhì)量的提高大幅提升了濕地、森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能，對(duì)有效緩解全球氣候變化起著積極作用。

從社會(huì)效益來(lái)看，通過(guò)對(duì)湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園受損洲灘濕地、水源涵養(yǎng)林的生態(tài)修復(fù)和宣傳教育，提高了全民森林、濕地保護(hù)意識(shí)、科學(xué)認(rèn)知水平和科學(xué)修養(yǎng)，有利于提高公民的環(huán)保意識(shí)。修復(fù)后的森林、濕地具有豐富的生物資源，是開展相關(guān)森林、濕地科學(xué)研究的寶貴試驗(yàn)場(chǎng)地和資料庫(kù)，為科學(xué)研究和生態(tài)環(huán)境保護(hù)教育等提供了社會(huì)性服務(wù)，具有顯著的社會(huì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)已開展大量的濕地修復(fù)工程，為不同類型的濕地修復(fù)提供了豐富參考[13-15]。研究表明人工修復(fù)措施在維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性、提升生態(tài)功能等方面起到了促進(jìn)作用[16-17]。本文以生態(tài)修復(fù)為理念，針對(duì)湖南漢壽息風(fēng)湖國(guó)家濕地公園存在的現(xiàn)有問(wèn)題，開展了污染清理修復(fù)、拆除圍網(wǎng)、棲息地修復(fù)、植被恢復(fù)和水源涵養(yǎng)林修復(fù)工程，通過(guò)這些修復(fù)措施優(yōu)化了濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)格局、提升了生態(tài)功能。本文立足于湖泊濕地生態(tài)修復(fù)與利用，為洞庭湖區(qū)域生態(tài)修復(fù)及其他同類型項(xiàng)目建設(shè)提供參考。