黃河三角洲濕地恢復效果觀察

摘 要:在黃河三角洲保護區(qū)內(nèi)，選擇兩個試驗區(qū)，進行生態(tài)恢復比較研究觀測，在恢復前，兩區(qū)域的地貌與地質(zhì)、水文與氣候、植被狀況和土壤條件非常相似。濕地恢復工程實施后，恢復區(qū)在水質(zhì)、植被群落、蘆葦植株形態(tài)、土壤含鹽量、生物多樣性等方面觀察明顯優(yōu)于未恢復區(qū)，恢復后生態(tài)環(huán)境得到了改善，濕地水域面積明顯擴大，蘆葦濕地面積增大后，鳥類有充足的食物，并形成了優(yōu)越的越冬棲息繁殖環(huán)境。

關鍵詞:黃河三角洲地區(qū) 蘆葦濕地 恢復

中圖分類號:X-01文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0096-02

1 研究區(qū)背景

試驗區(qū)位于黃河三角洲自然保護區(qū)的核心區(qū)內(nèi)，黃河現(xiàn)行河道以南4km處，東距入海口15km，中心地理坐標為N37045，E119003。其地貌特征為海拔小于7m的低平原，以坡度0.1‰～0.2‰向海傾斜。本區(qū)屬北溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，雨熱同期。年平均氣溫12.1℃，無霜期196天。降雨較少，且蒸發(fā)旺盛，年降雨量551.6mm，年均蒸發(fā)量為1962mm，干旱指數(shù)達到3.56。

由于人類活動及自然因素的影響，蘆葦濕地出現(xiàn)了不同程度的退化。農(nóng)業(yè)開發(fā)活動破壞了濕地的生態(tài)環(huán)境，造成了生物多樣性的降低;油田建設區(qū)面積不斷擴大，直接侵占了大量的蘆葦濕地;交通道路的快速發(fā)展，造成濕地生態(tài)系統(tǒng)的破碎化和島嶼化;石油、農(nóng)業(yè)非點源、生活垃圾等污染降低了濕地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量。此外，黃河斷流直接影響到濕地生態(tài)系統(tǒng)淡水水源的補給，打破了三角洲濕地土壤中水鹽的平衡，使土壤含鹽量上升，植物群落發(fā)生逆向演替，導致蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化。加之海平面上升的影響，蘆葦濕地處于嚴重受威脅狀態(tài)。

2 兩個研究區(qū)相似性特點分析

為了對試驗區(qū)在恢復過程中進行相關要素的對比，在2002年工程實施前，對兩個實驗區(qū)的地質(zhì)地貌、氣候水文條件及土壤等自然環(huán)境特征進行了比較分析。

2.1 地貌與地質(zhì)特點

黃河平均年輸入三角洲的泥沙量為1.05×107t，其中64%沉積在沿程河道及河口沿岸地區(qū)，構成了以河成高地為骨架與微斜平地和河間洼地相間的扇狀地形。兩區(qū)的地貌形態(tài)均屬由于河床淤高、河道及其兩側的河流堆積體相對高出地面形成的河成高地，地勢平坦，海拔1～6m，未恢復區(qū)南部存在小部分微斜平地。黃河三角洲處在中朝古陸的華北地臺上，主要受新華夏構造體系和北西向構造的控制，為中新生代斷塊-凹陷盆地。兩區(qū)處在古老的變質(zhì)巖基地上，沉積地層較全，底層總厚度達萬米以下;地表是全新世沉積，主要是黃河沖積物，按成因類型可歸為河床—漫灘沉積物;在地質(zhì)構造上位屬濟陽凹陷東部。

2.2 水文與氣候條件

兩區(qū)地處黃河河道沿岸，形成和維持兩區(qū)的主體是黃河。同時，兩區(qū)位于濱海地區(qū)，地下水基本上為松散巖類孔隙水，微咸，礦化度較高。由于地理位置臨近，兩區(qū)氣候特點相同，雖地處沿海，但具有明顯的大陸性氣候特征。

2.3 植被狀況

雖然在恢復區(qū)工程實施后，兩區(qū)植被狀況明顯差異，但在實施前植物種類、群落類型及面積等相差不大。在恢復區(qū)內(nèi)，草本沼澤以蘆葦、香蒲及酸模葉蓼沼澤為主。水生植物包括:沉水植物群落(金魚藻、黑藻群落等)、浮水植物群落(浮萍、品藻群落，紫萍、浮萍群落)、挺水植物(以蓮群落為主)。森林植被類型較少，且樹種單一，僅有落葉闊葉林—刺槐林和天然柳林，灌叢僅有天然鹽生檉柳灌叢。草甸主要為翅堿蓬草甸，主要分布在西部地勢較高的區(qū)域及南部。在未恢復區(qū)內(nèi)，草本沼澤和水生植物與恢復區(qū)類型相同，分布相對較少。草甸面積相對較大，以鹽生草甸為主，主要植被由適鹽、耐鹽和抗鹽性的多年生鹽生植物組成，主要植被類型有翅堿蓬、獐茅和中華補血草草甸。森林植被僅存在鹽地堿蓬群落的基礎上發(fā)展起來的鹽生檉柳灌叢。

2.4 土壤條件

兩區(qū)內(nèi)的土壤的形成發(fā)育均是在三角洲成陸過程中，不斷受到黃河泛濫改到、海岸線變遷、海水侵襲、潛水浸潤、大氣降水、地面蒸發(fā)、植被演替以及農(nóng)業(yè)墾殖等多種因素的影響，形成了以潮土和鹽土為主的土壤類型。由于地下水位高，潛水礦化度也較高，形成大面積鹽漬土壤。

3 濕地恢復

3.1 濕地恢復工程的實施

2002年開始實施蘆葦濕地恢復工程，主要通過筑壩修堤，在雨季和黃河豐水期蓄積淡水，旱季則引水補充，以淡壓堿，擴大蘆葦濕地面積，提高蘆葦質(zhì)量，并形成一定水面，為鳥類取食、棲息提供良好的場所。由于恢復區(qū)地處黃河入海口，除天然降水外，恢復工程用水全部引自黃河。黃河口地區(qū)平均高潮位一般在2.7～2.9m之間，風暴潮潮位接近甚至高于5m，平均高潮線以下的潮間地帶地勢平坦低洼，灘面泥濘，受潮汐往復作用，形成眾多潮溝。為保證泥沙充分淤積，修建了圍堤控制尾水，同時也保證尾水排泄暢通。考慮到潮間帶施工難度大，同時也為避免潮水往復沖刷，經(jīng)實地勘察，確定濕地恢復區(qū)圍壩修筑在3.0m高程線附近。圍堤長9km，寬3.5m，高1.5m.圍堤內(nèi)每隔200m修建一條格堤，格堤寬1m，高0.5m。格堤縱橫交織組成方田，每條格堤上都留有進出水口，使方田間相互連通。并在恢復區(qū)修建長2.5km封育溝一條，底寬3m，頂寬8m，深1.5～2m，作為黃河枯水期工程引水渠用。由于現(xiàn)有的道路阻礙了黃河水漫灘，修建了橋涵16座，以利于黃河水通過。在規(guī)劃測量的基礎上，在大汶流溝子設東西防潮壩一條，以遏制海水的侵襲;形成了多處自然水面，為鳥類營造了良好的棲息地環(huán)境;并購置了揚水船，通過封育溝向恢復區(qū)內(nèi)引水，以淡壓堿。工程引水主要靠自流，在每年黃河豐水期挖深引水渠，通過黃河自流引水到恢復區(qū)，節(jié)約了動力和人力資源。同時在封育溝與黃河河道交接處建立提灌站，裝機容量為155kW，提水能力為1440m3/h，在黃河枯水期利用封育溝引水，過水能力達5000m3/h，每年向恢復區(qū)供水8.8×106m3。如此，在每年豐枯水期總計可向恢復區(qū)灌水3.34×107m3。在圍堤東壩子修建了寬4m的排水閘，可以隨時調(diào)節(jié)水量，不僅解決了尾水排泄問題，同時有利于泥沙淤積形成鹽分含量低的新生土壤。

3.2 濕地恢復用水資源的管理

恢復區(qū)氣候四季明顯，蘆葦濕地水質(zhì)情況受季節(jié)變化影響明顯。另外，由于地處黃河入海口，濕地土壤鹽漬化程度也具有明顯的季節(jié)性。相對來說，每年的春秋兩季（4月、5月及9月、10月）屬降雨量較少的旱季，因而地表水徑流循環(huán)較弱，導致水質(zhì)差、土壤鹽漬化加重，這些不良生境因素致使蘆葦生長受抑。基于以上的變化規(guī)律，為改善濕地土壤基底及水質(zhì)，每年4月上旬開始通過封育溝引黃河水向恢復區(qū)灌排，持續(xù)每日引水，以淡壓堿，溶洗濕地表層土壤積累的鹽分；至豐水期黃河水達到到一定水位，可以通過橋涵向恢復區(qū)自流灌水，同時隨時根據(jù)實際情況，確定引水渠灌水及排水時間及數(shù)量；至10月份下旬，灌水量逐漸減少。

3.3 濕地恢復后的管理措施

雖然恢復區(qū)地處核心保護區(qū)，但當?shù)剞r(nóng)業(yè)開發(fā)活動及油田建設、公路交通設施的修建等依然對恢復區(qū)有較大的影響。為了充分保證恢復效果，在恢復過程中須盡量減少這些人類活動的干擾。首先，嚴格地防止牲畜進入，避免踐踏、啃食對蘆葦?shù)钠茐摹Ｆ浯危谶M入核心區(qū)的入口設置專職人員控制機動車輛流通，防止火源進入，避免在蘆葦收割季節(jié)造成火災，限制農(nóng)業(yè)開發(fā)活動，在恢復區(qū)嚴禁耕作及人員進入踐踏。防止偷獵者獵取濕地鳥類等動物資源，保證濕地作為生物棲息地的功能并保護生物多樣性。

4 濕地恢復后蘆葦濕地特征及其比較

未恢復區(qū)濕地基本處于半閉流狀態(tài)，裸地面積較大，占40%;明水面面積15%，水深2～20cm;蘆葦－黃蒿及翅堿蓬－補血草等耐鹽堿植被群落面積45%。土壤含鹽量高，鹽堿化現(xiàn)象嚴重，大面積裸露地表并呈黑色，有明顯鹽分顆粒晶體析出。地表積水中少魚蝦，水禽棲息活動少見，生物多樣性低。

恢復區(qū)在工程實施后，生態(tài)環(huán)境得到初步改善。濕地水域面積得到明顯擴大，現(xiàn)在該區(qū)明水面積達60%。植被群落以蘆葦、香蒲等水生植物為優(yōu)勢種，生長狀況良好。有了植物作為動物食物來源，并形成了優(yōu)越的棲息繁殖環(huán)境，有多種水生動物以及珍惜鳥類棲息，其中一處面積較大的水域已形成湖區(qū)，總面積在500hm2以上，有多大10萬只野鴨棲息，形成了獨特的濕地景觀，生物多樣性明顯高于未恢復區(qū)。

4.1 兩區(qū)水質(zhì)比較

在兩區(qū)隨機選擇各145個典型樣點采集水樣，進行水質(zhì)檢驗。未恢復區(qū)地表水體除氨氮未超標外，其它化學性狀指標均屬嚴重超標，水質(zhì)較差，pH平均值顯示水體偏堿性，化學耗氧量在區(qū)內(nèi)分布均勻，其值間接的反映了水體中有機物質(zhì)的含量過高，這與實際檢測的氮磷含量嚴重超標相符。這一方面與該區(qū)水文狀況有關，因為淡水資源補給主要依靠天然降水，凈化能力不強，而且水體流動性弱、更新能力差;另一方面則是由于植被覆蓋率低，水體中的營養(yǎng)物質(zhì)不能被稀釋和吸收，導致含量居高不下。而恢復區(qū)水體感官性狀較好，比較檢驗結果可知，恢復區(qū)水質(zhì)顯著優(yōu)于未恢復區(qū)水質(zhì)，地表水體得到顯著改善，COD明顯較低，間接反映出恢復區(qū)水體中有機質(zhì)的含量相對較低，氮磷類營養(yǎng)物質(zhì)的含量也明顯低于未恢復區(qū)水體的含量。

4.2 濕地植物群落特征

未恢復區(qū)濕地水域面積小、水位低以及淡水資源補給不足等多種原因，導致土壤鹽堿化嚴重，因而濕地水生植被較少，耐鹽堿的鹽生植物較多。在該區(qū)內(nèi)，蘆葦分布范圍較廣，但密度小，蓋度低;而翅堿蓬由于耐鹽堿性強，分布面積大，密度及蓋度都高;黃蒿及堿蓬的分布范圍也較廣，補血草、獐茅、白茅、檉柳等耐鹽堿性較強的植物均有較廣分布。

恢復區(qū)不僅形成了具有一定面積和深度的水域，而且形成了一蘆葦為絕對優(yōu)勢種的水生植物群落。伴生大量香蒲、水蓼、蒲草、荻等水生、濕生植物，種類和數(shù)量多且生長旺盛，密度和蓋度大;翅堿蓬、檉柳及黃蒿的分布也較廣，密度較高;還有野大豆、草木樨、羅布麻等多種植物，生物多樣性較為豐富。

4.3 蘆葦植株形態(tài)特征

在蘆葦生長旺盛期，采用直接觀察的方法，觀測典型植物群落中生長的蘆葦，記錄的蘆葦植株形態(tài)特征參數(shù)包括密度、株高、葉長、葉寬、穗長。這些特征對蘆葦?shù)男螒B(tài)具有代表性并容易獲得，也是研究蘆葦形態(tài)經(jīng)常采用的性狀指標。從統(tǒng)計結果看，未恢復區(qū)內(nèi)的蘆葦植株矮小而細弱，葉短而窄，生物量低，穗較大，其生長情況較差，處于輕度受抑的生境;而在恢復區(qū)內(nèi)，蘆葦植株密度較高，植株高大、粗壯，葉長而寬，地上及地下生物量均明顯高于未恢復區(qū)內(nèi)蘆葦生物量，穗略顯短小，反映出其生長情況較好，處于良好生境。

4.4 濕地土壤鹽分特征

在未恢復區(qū)，淡水資源短缺及海水侵蝕的影響使?jié)竦靥幱谥饾u退化的狀態(tài)，由于近年來氣候干旱，蒸發(fā)作用強烈，使原本鹽堿化的土壤的鹽分積累現(xiàn)象不斷惡化。

恢復工程實施后，濕地水資源得到充分的補給，及時的灌排水使恢復區(qū)濕地水體得到不斷更新。通過地表徑流循環(huán)溶鹽洗堿，土壤鹽分大幅降低，鹽漬化現(xiàn)象得到顯著改善。在恢復區(qū)內(nèi)，枯水季節(jié)地下水埋深為40～70cm，而同期內(nèi)未恢復區(qū)埋深則在150cm左右。雖然地下水埋深變淺有助于蒸發(fā)作用的地表積鹽，但由于植被蓋度大，降低了實際蒸發(fā)量，而且植物蒸騰作用使地下水中的鹽分主要積累在植物根系的根尖分布層，同時地表徑流的溶鹽洗鹽作用帶走土壤表層鹽分，由此濕地水體及土壤含鹽量不斷下降。

4.5 濕地土壤含水量特征

在未恢復區(qū)內(nèi)，枯水季節(jié)期間裸地面積所占總面積比例較大，在60%以上，因此，不同深度土壤的含水量可以作為反映該區(qū)土壤對濕地生態(tài)系統(tǒng)的適宜性。在采集土壤樣品的同時，現(xiàn)場進行土壤含水量測定，結果表明，未恢復區(qū)表層土壤含水量較低，而80cm及100cm的深層土壤由于接近地下水位，含水量略高，但仍處于較低水平。這直接反映出了水資源的短缺，也是該區(qū)不適于水生動植物生長的主要原因。而恢復區(qū)由于地勢西高東低，所以在枯水季節(jié)內(nèi)，該區(qū)西部仍存在相對較大面積的裸地。

比較結果發(fā)現(xiàn)，枯水季節(jié)內(nèi)，恢復區(qū)不同深度土壤的含水量均明顯高于未恢復區(qū)，尤以表層土壤含水量最為顯著，升幅達18.25%。這一方面因為恢復工程不斷灌水保持土壤濕潤，同時還由于隨著植被蓋度的不斷提高，從而提高土壤的含水量。

此外，在恢復區(qū)內(nèi)，蘆葦濕地面積增大后，飛禽鳥類有充足的食物，由此成為鳥類理想棲息地。在該區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了豐富的珍稀瀕危鳥類資源，主要有丹頂鶴、大白鷺、草鷺、蒼鷺、黑嘴鷗、小天鵝、綠翅鴨、中華秋沙鴨、斑嘴鴨等，其中雁形目為31種，總類達268種。而未恢復區(qū)內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)長期棲息在此的鳥類，只是偶爾見到在此停留。

在黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)環(huán)境恢復的同時，蘆葦作為一種濕地植物資源，也為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展增加了創(chuàng)收的機會;檉柳等經(jīng)濟植物以及珍稀魚類資源也可以增加經(jīng)濟效益;濕地水環(huán)境恢復良好，珍稀鳥類與濕地獨特生境組成的天然景觀資源還具有開發(fā)生態(tài)旅游的潛力。實施恢復工程后，僅恢復區(qū)蘆葦資源每年可為當?shù)貏?chuàng)收數(shù)萬元。

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