川西高原濕地生態系統現狀及恢復措施

劉 旭

(四川省林業調查規劃院，四川 成都 610081)

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川西高原濕地生態系統現狀及恢復措施

劉 旭

(四川省林業調查規劃院，四川 成都 610081)

摘要：闡述了川西高原地區的濕地萎縮情況，從自然和人為角度分析了其原因，同時結合石渠縣已實施的各類微型擋水壩的效果，對比分析了各類微型擋水壩的優劣，并對微型擋水壩的壩型、尺寸和材質等方面進行了論述，最終提出了適用于川西高原地區的微型擋水壩的優化設計，以達到提高微型水壩穩定性以及恢復濕地的目的。

關鍵詞：開溝排水；濕地生態；填溝還濕；微型擋水壩

1引言

濕地是重要的國土資源和自然資源，其如同森林、耕地、海洋一樣具有多種功能。濕地包括鄰接濕地的河湖沿岸、沿海區域以及濕地范圍的島嶼或低潮時水深超過6 m的水域。所有季節性或常年積水地段，包括沼澤、泥炭地、濕草甸、湖泊、河流及泛洪平原、河口三角洲、灘涂、珊瑚礁、紅樹林、水庫、池塘、水稻田以及低潮時水深淺于6 m的海岸帶等，均屬濕地范疇。

2研究區概況

川西高原地區地處青藏高原東南緣，屬我國長江、黃河源頭，是《全國主體功能區規劃》確定的國家重點生態功能區之一，是長江、黃河流域重要的生態安全屏障。區內森林、草原和濕地等生態系統，在水源涵養、水資源補給、水土保持、生物多樣性保護、區域氣候調節等方面起著重要作用。

川西高原地區也是四川省濕地資源最為豐富的地區，自然濕地資源約占全省總量的2/3，主要以河流、湖泊和沼澤為主。根據2011年衛星遙感數據，川西高原地區共有濕地面積87.28 萬hm2，其中沼澤73.70 萬hm2、河流10.89 萬hm2、湖泊2.47 萬hm2、水庫0.22 萬hm2。但長期以來，由于全球氣候變化和森林過度開發、草原超載放牧、濕地開溝排水等人類活動的嚴重干擾，林草植被遭到嚴重破壞，濕地不斷退化萎縮，水土流失加劇。

川西高原地區處于中緯度地區，受東南季風、西南季風及西風環流交替影響，季風氣候明顯，雨熱同季，氣候垂直變化大，類型多樣，總體以寒溫帶氣候為主，冬寒夏涼，熱量不足。年氣溫-1～12 ℃，年降水量500～900 mm，且降水年內分配不均，雨量集中于6～9月，年日照1600～2600 h，雪災、暴雨、洪水、冰雹等氣象災害頻發。

3濕地萎縮現狀及原因

3.1濕地萎縮現狀

川西高原地區的濕地萎縮主要體現在高原沼澤濕地和湖泊，其中沼澤濕地萎縮尤為嚴重，相當部分沼澤濕地由常年片狀積水、季節性濕洼地積水逐步演變為干涸狀態，沼澤區水位和地下水位明顯下降，濕地面積萎縮，濕地生態環境呈現“沼澤→沼澤化草甸→草甸→沙化地→荒漠”逆向演替趨勢。

以若爾蓋濕地為例，近幾十年來，其湖泊、沼澤均發生了嚴重退化，與20世紀70年代相比，濕地總面積退化了20.20 % ，年均凈減3370.46 hm2。1985年該區尚有17個面積在6. 67 萬hm2以上的湖泊，到2000年已經有6個完全干涸，其余11個也有不同程度的萎縮。該區域1985年湖泊總面積為2165 hm2，15年后僅剩水面1323 hm2，萎縮842 hm2，減幅達38.9 %，平均每年減少56.13 hm2，年均遞減速度達3.34 %。調查表明，若爾蓋濕地的萎縮在20世紀60年代開始趨于明顯，而進入80年代以后，濕地的萎縮呈明顯加劇的趨勢，常年積水沼澤區向季節性積水沼澤過渡或變化。

3.2濕地萎縮原因

川西高原地區的濕地萎縮包括自然和人為2大原因。

近幾十年來，氣溫和降水量的變化是川西高原地區濕地萎縮的重要自然原因。以若爾蓋濕地為例，據若爾蓋縣氣象站有氣象記錄以來的年平均溫度和年總降水量的年際變化序列分析，1957～2002年以來，若爾蓋地區氣溫記錄明顯為上升趨勢，尤其是進入20世紀90年代以后，這種趨勢更加明顯，氣溫傾向率平均每10年增加約0.23 ℃ ，其數值明顯高于全球氣溫增幅(0.03～0.06 ℃/10年)。若爾蓋地區的降水量從80年代中期開始有減少趨勢，這與阿壩州北部地區的整體趨勢呈現一致。

濕地萎縮的人為原因則包括開溝排水和過度放牧。20世紀60～70年代，為增加草場面積，川西高原地區曾進行開溝排水，導致沼澤面積減少，現在雖然停止了挖溝和維護活動，一些溝渠已經自然淤平，但仍有相當多的排水溝在運行，大量天然侵蝕溝仍在不斷產生，將水從濕地中抽取出來；此外，過度放牧對沼澤退化有著不可忽視的作用，長期以來，川西高原地區的牧民主要通過游牧等傳統方式利用草場，但自20世紀50年代以來，該種方式被逐步改變，先后搞合作化、實行集體經營，放牧半徑越來越小，牧民原有的放牧系統被打破。過度啃食和踩踏導致泥炭地退化，逐步喪失了吸收和保持水分的基本功能。

4濕地生態系統恢復措施

4.1已實施微型擋水壩對比與分析

20世紀為發展畜牧業而人為開挖的排水溝和自然沖刷形成的沖蝕溝，造成濕地水量逐步流失，針對這一情況，目前開始在川西高原地區嘗試采用修筑微型擋水壩的方式來填溝還濕，以提升沼澤濕地的水位，恢復濕地面積，恢復和提高濕地生態環境質量。

微型擋水壩填溝還濕的效果已由川西高原地區部分縣進行了嘗試、摸索，以石渠縣為例，該縣于2009年前后，在境內的洛須省級自然保護區、長沙貢瑪國家級自然保護區和縣內的一般濕地區域內，選用不同的材質、斷面型式的微型擋水壩進行濕地生態系統的恢復，增加濕地面積、提升濕地水位，如圖1～4所示。

圖1　a類微型擋水壩

圖2　a類微型擋水壩

圖3　b類微型擋水壩

圖4　c類微型擋水壩

根據現場調查資料，選取了3類典型的微型擋水壩進行討論，分析其優劣，對比濕地變化情況。

4.1.1a類微型擋水壩

壩型選用矩形斷面的直立型式，壩高2～2.5 m，埋深0.8 m，頂部設置寬1.5 m的溢洪口，壩體材料為M7.5漿砌塊石(圖1，2)。

優點：濕地面積、水位提升效果最為明顯；對濕地上游徑流基本能全部攔截，多余徑流則通過溢洪口排出；經過當地冬季的極低溫度、暴雨季節后，依然能穩定發揮作用。

缺點：壩體材料為水泥、瀝青等無法降解的材質，對濕地生態環境影響較大；當地極低氣溫對壩體影響較大，凍脹造成壩體、壩基變形，局部壩體、壩基出現滲漏；需專業隊伍進行施工。

4.1.2b類微型擋水壩

壩型選用梯形斷面，壩高1.0～1.2 m，壩體材料為塑料編織袋裝填土石(圖3)。

優點：濕地面積、水位提升效果較好；對濕地上游大部分徑流能進行攔截，部分水流通過編織袋之間和袋中土石縫隙排出；對當地的極低溫環境適應性好，凍脹對壩體的影響較小；施工難度小。

缺點：壩體材料為不可降解的編織袋，對濕地生態環境有較大影響；在暴雨季節由于徑流過大，易造成壩體垮塌。

4.1.3c類微型擋水壩

壩型選用梯形斷面，壩高0.8～1 m，壩體材料為素土夯實(圖4)。

優點：濕地面積、水位提升效果一般；對濕地上游徑流能進行適當攔截；對當地的極低溫環境適應性好，凍脹對壩體的影響很小；施工難度小。

缺點：在非暴雨季節，由于水流的沖刷，易在壩體與坡岸銜接處形成沖溝，進而造成蓄水失敗；在暴雨季節由于徑流過大，易造成壩體垮塌。

綜上所述，通過對比3類微型擋水壩實施前后，濕地面積、濕地水位的變化，可以肯定，3類微型擋水壩均達到了填溝還濕的目的，對濕地生態系統恢復均起到了積極效果，但又各有優缺點，其中最主要的缺點包括使用材質的環保性不夠、壩體的穩定性有待提高等。

4.2優化后的微型擋水壩

經過對上述3類微型擋水壩的對比分析，并綜合考慮川西高原地區的冬季氣溫極低、夏季暴雨集中的氣候特點，對已實施的微型擋水壩進行了優化改良：壩型選用梯形斷面，在筑壩前，先在壩體中央預埋木樁，起到支撐加固作用，然后用砂礫石經碾壓壓實后形成梯形斷面的壩心，再以可降解的麻質編織袋裝土石在壩心外側砌碼，并預留溢洪口。

此外，還根據溝渠形狀、水文條件(流速、坡降等)對微型擋水壩進行了細化設計。對溝渠寬度、溝深均較大的溝渠采用自身尺寸、體量較大的微Ⅰ型微型擋水壩，該型微型擋水壩壩高2～4 m，埋深0.5 m，溢流口寬1.5～4.0 m，高度為0.3～0.4 m，并根據抗沖刷要求的不同又細分了微Ⅰ-A、微Ⅰ-B型2種，其差異主要在于壩體兩側是否鋪砌有干砌片石；對溝渠寬度、溝深均較小的溝渠則采用自身尺寸、體量較小的微Ⅱ型微型擋水壩，該型微型擋水壩壩高1～2 m，溢流口寬1.5～4.0 m，高度為0.3～0.4 m。

5結論與討論

(1)通過對微型擋水壩的改良優化設計，可以肯定，提高了微型擋水壩的穩定性，采用砂礫石的壩心和麻質編織袋的組合，既能保證微型擋水壩較長時間存在于治理溝渠，也能保證有適量的水流通過壩體流向下游，使得濕地的不至于過干或是過濕。

(2)對于沖刷嚴重的溝渠，提出了在微型擋水壩壩體表面增設干砌片石，以減少對壩體的沖刷。

(3)改良優化后的微型擋水壩，提高了適用性和針對性，使得不同的溝渠可選擇不同種類的微型擋水壩，可達到恢復濕地的目的和節約工程造價的雙重目的。

(4)但改良后的微型擋水壩仍需做進一步研究，包括利用木樁增加壩體穩定性是否達到預期效果；采用砂礫石壩心，輔以麻袋裝填砂礫石土的壩體在經過夏季暴雨、冬季低溫后壩體的穩定性；以及筑壩過程中的施工工藝、流程等問題均需要在具體實施過程進行一一論證、解決。

參考文獻：

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收稿日期：2016-04-08

作者簡介：劉旭(1980—)，男，高級工程師，主要從事公路設計工作。

中圖分類號：X322

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0140-03