小微濕地及其水生態(tài)修復(fù)要點(diǎn)探討

杜 冰 史加達(dá) 李泓毅

（中海生態(tài)環(huán)境科技有限公司 四川成都 610095）

引言

濕地被譽(yù)為“地球之腎”，是地球上水陸相互作用形成的、具有過(guò)渡性質(zhì)的自然生態(tài)系統(tǒng)，具有調(diào)節(jié)徑流、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)小氣候、保護(hù)生物多樣性等多種獨(dú)特功能，是人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一[1]。此外，濕地?fù)碛泻軓?qiáng)的碳匯功能，是高效的“吸碳器”和“儲(chǔ)碳庫(kù)”，是氣候變化的“緩沖器”[2]。而且，濕地生態(tài)碳匯具有突出價(jià)值，對(duì)于“中國(guó)力爭(zhēng)2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)”具有重要意義[3]。

大型濕地分布廣、受到的關(guān)注和保護(hù)較多，與之相比，面積較小的濕地，卻常常在現(xiàn)有的濕地保護(hù)體系中被忽視[4]。2018 年10 月，在阿聯(lián)酋迪拜召開(kāi)的國(guó)際《濕地公約》第十三屆締約方大會(huì)（CoP13）審議通過(guò)了首次由中國(guó)政府提交的 《小微濕地保護(hù)與管理》（Draft Resolution on Conservation and Management of Small Wetlands）決議草案，小微濕地的保護(hù)與建設(shè)得到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。

1 小微濕地的定義及特征

小微濕地目前尚無(wú)統(tǒng)一的定義，對(duì)于其面積范圍界定、水文狀況和地形地貌上均存在較大差異[5]。任全進(jìn)等人認(rèn)為小微濕地是指自然界在長(zhǎng)期發(fā)展演變過(guò)程中形成的一些具有較穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的小型自然濕地[6]。趙暉等人認(rèn)為小微濕地是指面積在8hm2以下、全年或部分時(shí)間有水的近海的海岸濕地、沼澤濕地、湖泊濕地、人工濕地，以及長(zhǎng)度5km 以下、寬度10m 以下的河流濕地[7]。2021 年北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局正式出臺(tái)《小微濕地修復(fù)技術(shù)規(guī)范》，將小微濕地定義為：面積在1hm2以下的，周期性積水并具有一定生態(tài)功能的小型濕地（注：包括泡沼、溪流、泉、潭以及寬度在5m 以下的河流，也包括坑塘、水田、城市景觀水面和凈化濕地等不同類(lèi)型的濕地）[8]。2021 年江西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局正式出臺(tái)《小微濕地建設(shè)指南》，將小微濕地定義為：自然界在長(zhǎng)期演變過(guò)程中形成的小型、微型濕地，鄉(xiāng)村小微濕地多以塘、田、溝渠、堰井、溪等形態(tài)出現(xiàn)，面積一般在8hm2以下[9]。

雖然國(guó)內(nèi)眾多專(zhuān)家學(xué)者以及不同省市政府相關(guān)職能部門(mén)從不同的研究角度出發(fā)對(duì)小微濕地闡述的定義不同，但根據(jù)目前針對(duì)小微濕地的調(diào)查數(shù)據(jù)及研究資料，小微濕地具有幾個(gè)共同特征：面積小、周期性積水、呈線性或塊狀分布，且以敞水面為中心，以塘埂、道路、綠地等為邊界[5][7]。

2 小微濕地的水生態(tài)修復(fù)原則

濕地水生態(tài)修復(fù)是指采用適當(dāng)?shù)纳锷鷳B(tài)工程技術(shù)措施對(duì)受損濕地的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施恢復(fù)或重建，使其逐漸恢復(fù)原有的水生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，達(dá)到凈化水質(zhì)、美化環(huán)境等目的[10]。雖然目前小微濕地的建設(shè)及水生態(tài)修復(fù)越來(lái)越受到重視，但是，針對(duì)小微濕地的水生態(tài)修復(fù)方面的研究仍較少。根據(jù)《濕地生態(tài)學(xué)》中的生態(tài)修復(fù)基本原則，并結(jié)合目前江西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布的《小微濕地建設(shè)指南》中小微濕地建設(shè)的基本原則，可以總結(jié)出小微濕地的水生態(tài)修復(fù)應(yīng)遵循整體性原則、生態(tài)優(yōu)先原則和可行性原則[9][10]。

2.1 整體性原則

應(yīng)從恢復(fù)和重建濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的角度為出發(fā)點(diǎn)，統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)施，使?jié)竦氐匦?、水系結(jié)構(gòu)與濕地生物等各要素互相適應(yīng)，并強(qiáng)調(diào)濕地生物食物網(wǎng)鏈的完整性，確保濕地生態(tài)系統(tǒng)中穩(wěn)定的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。

2.2 生態(tài)優(yōu)先原則

應(yīng)遵循生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)律，在豐富生物多樣性和完善生態(tài)位的同時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用本地種水生動(dòng)植物，并盡量減少人工材料的應(yīng)用，完善濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

2.3 可行性原則

應(yīng)基于環(huán)境的可行性及技術(shù)的可操作性進(jìn)行修復(fù)，在充分調(diào)查現(xiàn)有基礎(chǔ)環(huán)境狀況的前提下，合理確定濕地修復(fù)目標(biāo)，選擇相對(duì)成熟且適宜的技術(shù)，采取適當(dāng)?shù)娜斯ご胧蛊浠謴?fù)原有的功能。

3 小微濕地的水生態(tài)修復(fù)要點(diǎn)

3.1 進(jìn)行微地形改造，為營(yíng)造小微濕地生物棲息地創(chuàng)造良好的基底條件

微地形是在一定范圍內(nèi)承載濕地小水面和濕地生物等要素的地面形態(tài)，是濕地生物的重要棲息地[11]。研究表明，微地形不僅對(duì)小微濕地土壤屬性和質(zhì)量有著顯著影響，而且對(duì)于植物的定植、生物量的提高、生產(chǎn)力的提升以及群落正向演替的促進(jìn)等方面均發(fā)揮著重要作用[12]。小微濕地生態(tài)修復(fù)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒌匦握{(diào)整，營(yíng)造淺灘、淺水區(qū)、深水區(qū)和促進(jìn)水體交換的地形，可以為濕地生物的生存創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)或生活條件，有助于實(shí)現(xiàn)濕地的生物多樣性、景觀多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性[11]。

3.2 完善水系結(jié)構(gòu)，為恢復(fù)小微濕地生物多樣性創(chuàng)造基本條件

水是維持濕地存在的最基本因子，是濕地生物組成的決定性因素，也是濕地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的介質(zhì)[13]。

研究表明，濕地水源的穩(wěn)定性很大程度上決定了濕地的穩(wěn)定性[14]。小微濕生態(tài)地修復(fù)時(shí)應(yīng)保障水源和水位穩(wěn)定，從而確保生態(tài)修復(fù)區(qū)生物群落的正常演替及生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展，為動(dòng)植物創(chuàng)造更加多樣的生境條件[15]。此外，保證濕地具有較好的水系連通性，可使水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，對(duì)濕地中的植物、魚(yú)類(lèi)、大型無(wú)脊椎動(dòng)物、浮游動(dòng)物等水生生物的生存和生物多樣性具有積極作用[16]。

3.3 優(yōu)化種植水生植物，凈化水質(zhì)，改善小微濕地整體生態(tài)環(huán)境

濕地植物作為濕地生態(tài)系統(tǒng)第一生產(chǎn)者，為濕地其它生物的生長(zhǎng)和新陳代謝提供主要的能量來(lái)源[10][17]。濕地水生植物在維持濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及改善生物多樣性等方面均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它是濕地發(fā)揮生態(tài)功能的基礎(chǔ)[18]。研究表明，濕地水生植物不僅可以吸收和降解水體中的污染物、凈化水質(zhì)，還可以抑制藻類(lèi)的繁殖、減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)又可以為水生動(dòng)物等提供棲息地和食物源[19]。植物的根系可以為微生物（或分解者）提供好氧環(huán)境及豐富的營(yíng)養(yǎng)和能量，有助于提高微生物的活性及數(shù)量[20]。此外，挺水植物的莖葉與浮葉植物的根還具有減緩水流流速的作用，有助于過(guò)濾和沉淀顆粒物質(zhì)[21]。多種水生植物都具有較強(qiáng)的化感抑藻作用，在小微濕地中選擇栽種此類(lèi)植物，并進(jìn)行合理配置，既可以實(shí)現(xiàn)水體景觀的效果，又可以達(dá)到抑藻的目的[22]。小微濕地的植物修復(fù)應(yīng)以群落恢復(fù)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，在保留現(xiàn)狀優(yōu)勢(shì)種的基礎(chǔ)上配置多樣化的鄉(xiāng)土植物，對(duì)于生境恢復(fù)型小微濕地，應(yīng)優(yōu)選滿足動(dòng)物棲息和覓食的多樣性植物類(lèi)型，在一定程度上滿足本土動(dòng)物的需求[23]。

3.4 合理配置水生動(dòng)物，恢復(fù)食物網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)

水生動(dòng)物作為水域生態(tài)系統(tǒng)的主要消費(fèi)者，不僅對(duì)于維持水生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定具有重要作用，還影響著水生態(tài)系統(tǒng)的凈化效果，且能夠在一定程度上調(diào)節(jié)水體的水質(zhì)[24]。

水生動(dòng)物包括魚(yú)類(lèi)、底棲動(dòng)物和浮游動(dòng)物。研究表明，基于經(jīng)典生物操縱理論或非經(jīng)典生物操縱理論，通過(guò)減小濾食性魚(yú)類(lèi)的數(shù)量或者直接投放兇猛肉食性魚(yú)類(lèi)的方式改變魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)，以此來(lái)壯大浮游動(dòng)物群落的生物量從而降低浮游植物（藻類(lèi)）的生物量，均可以達(dá)到使水體變清的目的[25]。底棲動(dòng)物群落對(duì)整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)的凈化功效有極大的影響，螺類(lèi)、蚌類(lèi)等底棲動(dòng)物不僅對(duì)水體中的無(wú)機(jī)顆粒物、有機(jī)碎屑和低等藻類(lèi)有較好的凈化效果，還對(duì)水體中的重金屬有富集作用，此外，螺類(lèi)、蚌類(lèi)等底棲動(dòng)物群落與水生植物群落的協(xié)同作用更有利于水體中的氨氮、總磷等水體污染物，提高水體透明度[26]。浮游動(dòng)物對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)保持平衡有一定的影響作用，浮游動(dòng)物中大型溞和長(zhǎng)刺溞可以通過(guò)牧食或營(yíng)養(yǎng)鹽再循環(huán)等方式影響浮游植物群落的結(jié)構(gòu)，浮游動(dòng)物生物量適中時(shí)對(duì)水體中浮游植物（藻類(lèi)）的豐度和生物量均有一定的抑制效應(yīng)，有助于使水體保持清水態(tài)[27]。因此，小微濕地進(jìn)行人工恢復(fù)時(shí)可適當(dāng)投放魚(yú)類(lèi)、螺類(lèi)等水生動(dòng)物，促進(jìn)小微濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)[9]。

4 實(shí)例分析

以成都市某老舊公園內(nèi)小微濕地為例，水域面積1.35 hm2，屬于典型的城市小微濕地，既具有凈化水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性、改善環(huán)境的作用，又具有為周邊居民提供休閑游憩空間的作用。由于該公園建成較早，隨著城市的開(kāi)發(fā)建設(shè)，公園周邊外部環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了較大變化，加之公園維護(hù)人員對(duì)該小微濕地缺乏有效管理，導(dǎo)致該小微濕地主要存在以下問(wèn)題：

（1）小微濕地原有的岸線基本為硬質(zhì)駁岸，且直立駁岸占比較大，缺乏生態(tài)性；且未考慮緩坡入水，不利于動(dòng)植物生長(zhǎng)。此外，濕地水域內(nèi)淤積嚴(yán)重，導(dǎo)致水深較淺。

（2）引水渠道已經(jīng)堵塞廢棄，水源不穩(wěn)定，湖區(qū)補(bǔ)水主要依賴自然降雨，導(dǎo)致湖區(qū)水位隨季節(jié)波動(dòng)較大，常水位無(wú)法保證，嚴(yán)重影響植物的正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致水體自凈化能力下降，水體渾濁，水質(zhì)常年為劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)。

（3）現(xiàn)狀水生植物群落結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性較低，且景觀性較差。挺水植物主要為蘆葦、香蒲等高大植株類(lèi)挺水品種，沉水植物僅發(fā)現(xiàn)狐尾藻，且過(guò)度繁殖，鋪滿水面。

（4）現(xiàn)狀水生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)不合理，生態(tài)食物網(wǎng)鏈不完整。湖區(qū)魚(yú)類(lèi)主要以鯽魚(yú)、草魚(yú)等草食性魚(yú)類(lèi)為主，缺乏濾食性和肉食性魚(yú)類(lèi)；螺類(lèi)主要為外來(lái)入侵種福壽螺，繁殖力極強(qiáng)，其它螺類(lèi)和蚌類(lèi)生物量極低。

根據(jù)該小微濕地的基礎(chǔ)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題，明確該小微濕地水生態(tài)修復(fù)以生境營(yíng)造和生物多樣性恢復(fù)為主，并遵循整體性、生態(tài)優(yōu)先和可行性的水生態(tài)修復(fù)原則，具體采用如下修復(fù)要點(diǎn)。

4.1 水下地形及岸坡改造

由于現(xiàn)狀小微濕地淤積嚴(yán)重，且淤泥混雜著植物腐殖質(zhì)等，為黑臭底泥，為了降低底泥對(duì)上覆水的二次污染風(fēng)險(xiǎn)，首先通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀底泥進(jìn)行清淤，并實(shí)施水下地形塑造，將平均水深調(diào)整至1m，并在不同區(qū)域內(nèi)營(yíng)造淺灘、淺水區(qū)、深水區(qū)和促進(jìn)水體交換的地形。水下地形改造完成后，對(duì)有條件實(shí)施駁岸生態(tài)化改造的區(qū)域?qū)⒃杏操|(zhì)駁岸進(jìn)行破除，增大自然駁岸占比，坡比基本緩于1:3，形成草坡入水生態(tài)緩沖帶，為生物的生存創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)或生活條件，更加利于水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)。

4.2 水系連通

小微濕地周邊較近水源主要為西側(cè)河道水源，經(jīng)對(duì)該河道水質(zhì)進(jìn)行多次取樣檢測(cè)，結(jié)果顯示該水源水質(zhì)基本為Ⅳ類(lèi)～Ⅴ類(lèi)水質(zhì)之間，水質(zhì)相對(duì)較好，因此選擇該河道水體作為小微濕地補(bǔ)水水源。水源選定后則對(duì)補(bǔ)水渠道進(jìn)行有效疏通，確保外部河道水源可以補(bǔ)充至該小微濕地，以此滿足本小微濕地生態(tài)需水量，并在補(bǔ)水口增加壘石跌水措施，可以有效增加來(lái)水中的溶解氧含量，保障水源和水位穩(wěn)定，為水生動(dòng)植物創(chuàng)造更加多樣的生境條件。

4.3 進(jìn)行植物配置

本小微濕地水生態(tài)恢復(fù)以生境恢復(fù)的方式為主，在以本地種為選取方向的基礎(chǔ)上，優(yōu)選滿足動(dòng)物棲息和覓食的多樣性植物類(lèi)型，既確保了生態(tài)安全性，又滿足豐富了生物多樣性，同時(shí)又提升了景觀效果。在水深0～0.35m 的水域種植挺水及浮葉植物，以菖蒲、鳶尾、美人蕉、梭魚(yú)草、千屈菜、睡蓮等多年生草本植物為主；在水深0.5～1.2m 的水域種植沉水植物，以苦草、竹葉眼子菜、黑藻等多年生無(wú)莖沉水草本為主。此外，通過(guò)在岸帶完善喬灌草等植被緩沖帶，既達(dá)到了截留地表徑流污染的作用又豐富了視覺(jué)空間效果。

4.4 進(jìn)行水生動(dòng)物搭配

小微濕地水體完成蓄水后，許多自然魚(yú)類(lèi)將逐漸建立種群，主要是小型魚(yú)類(lèi)和底棲雜食性魚(yú)類(lèi)，這些魚(yú)類(lèi)對(duì)浮游動(dòng)物的牧食性很強(qiáng)，不利于浮游植物的控制和清水態(tài)水體的形成。因此通過(guò)投放烏鱧、鱖魚(yú)等肉食性魚(yú)類(lèi)控制小型魚(yú)類(lèi)和底棲雜食性魚(yú)類(lèi)的數(shù)量，并投放以鰱魚(yú)為主的濾食性魚(yú)類(lèi)，從而構(gòu)建控制浮游植物能力強(qiáng)、健康的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)投放梨形環(huán)棱螺、銅銹環(huán)棱螺和褶紋冠蚌等大型底棲動(dòng)物，完善水生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)鏈，加速水底碎屑的分解、調(diào)節(jié)泥水界面的物質(zhì)交換及促進(jìn)水體的自凈等。在本小微濕地水生態(tài)修復(fù)主體施工完成后的一年內(nèi)，通過(guò)定期的水質(zhì)監(jiān)測(cè)及分析，根據(jù)小微濕地水質(zhì)狀況及葉綠素a 含量水平高低，分批少量投放大型溞和長(zhǎng)刺溞等大型枝角類(lèi)浮游動(dòng)物，有效控制浮游植物生物量，達(dá)到小微濕地生物調(diào)控、水體透明度提升的目的。

該老舊公園內(nèi)小微濕地水生態(tài)修復(fù)后，濕地的地形條件更加豐富，水系連通性得到了增強(qiáng)，水生生物群落得以恢復(fù)。通過(guò)對(duì)該小微濕地水生態(tài)修復(fù)后一年內(nèi)的水質(zhì)及水生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，結(jié)果顯示該小微濕地內(nèi)水體透明度值在0.7-1.0m 之間變化，水質(zhì)基本處于Ⅲ類(lèi)水～Ⅳ類(lèi)水之間，水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定良好，其中總氮（TN）含量平均值為1.42mg/L，TN 含量在各月份均穩(wěn)定在Ⅳ類(lèi)水及以上水平；氨氮（NH3-N）含量平均值為0.8mg/L，NH3-N 含量在各月份均穩(wěn)定在Ⅲ類(lèi)水及以上水平；總磷（TP）含量平均值為0.06mg/L，TP含量在各月份均穩(wěn)定在Ⅳ類(lèi)水及以上水平；高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）含量的平均值為4.06mg/L，CODMn含量在各月份均穩(wěn)定在Ⅲ類(lèi)水及以上水平。此外，水生植物群落多樣性保持較高，挺水植物品種共9 種，沉水植物品種共6 種。魚(yú)類(lèi)群落以肉食性和濾食性魚(yú)類(lèi)為主，草食性魚(yú)類(lèi)生物量控制在低水平范圍內(nèi)。大型底棲動(dòng)物螺類(lèi)和蚌類(lèi)共計(jì)8 種，包括外來(lái)入侵種福壽螺，但其生物量處于可控水平，后期仍需要進(jìn)一步采取生物防控措施進(jìn)行有效滅殺或控制以確保小微濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。浮游動(dòng)物主要以大型枝角類(lèi)為主，且生物量處于適中水平，對(duì)濕地水生態(tài)系統(tǒng)保持平衡起到了一定的作用。由此可見(jiàn)，該小微濕地通過(guò)水生態(tài)修復(fù)后其生態(tài)功能明顯增強(qiáng)，生物多樣性得到了豐富，水質(zhì)明顯改善，水體透明度持續(xù)穩(wěn)定較高。

結(jié)語(yǔ)

小微濕地作為生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，雖然面積小，但其在凈化水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性和環(huán)境改善等多個(gè)方面發(fā)揮著積極的作用。盡管目前我國(guó)學(xué)者對(duì)小微濕地的保護(hù)和修復(fù)研究取得了一些進(jìn)展，但在小微濕地的水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的設(shè)計(jì)和建設(shè)等方面仍還處于探索階段，因此如何恢復(fù)小微濕地水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，恢復(fù)其生態(tài)功能仍是未來(lái)重要的研究方向。