王俊峰
隨著人類活動范圍的擴大,穩定的生態子系統都遭受了破壞。濕地能夠將植物、棲息于濕地的動物、微生物及其環境組成的統一整體,具有保護生物多樣性、調節徑流、改善水質、調節小氣候、提供食物及工業原料、提供旅游資源等功能,對地球環境和生態意義重大。
一、 濕地恢復的理論
1、自我設計理論
該理論由van der Valk等提出,認為只要留出充分的時間,濕地能夠根據環境改變自身的生物多樣性,并最終形成一個穩定的生態系統。在這種理念下,我們不用對濕地進行過多的干預,也不用在意其現有動植物的狀況,任憑自然的力量來達成一種平衡。
2、設計理論
相對自我設計理念,設計理論具有一定的主動性,認為需要一定的工程,需要一定的植物引入與重建,來加快濕地的生態恢復,并通過人類的干預,使得這種恢復有一定的方向性。而無論如何,要恢復到被破壞之前的穩定系統,是非常艱難的。
3、演替理論
演替理論有兩種基本的思想觀念,其一認為一個濕地是一個有機體,被當地的區域氣候環境所決定,并在形成后出現生長、成熟與死亡,人類的決定作用很小;而另一重理論認為,每一個生命體由其自身的演替周期所決定,濕地整體的更替是由一個個個體所共同決定的,因此也有被干預的可能。而這兩種思想觀念與自我設計、設計理論相對應。
二、濕地恢復的基本方法策略
濕地遭受破壞,根本上來說是人類活動的干擾。多數濕地都是一個相對獨立的生態系統,在人類的干擾下,功能被破壞。理論上來說,濕地是能夠被恢復的,即我們消除人類的干擾,就會促使其回到一種平衡之下。
各類濕地,其恢復的策略有一定的區別。對于沼澤地來說,因為干擾因素包括資源的開采、農業的開發、土地的建設等,如果完全將上述建設成果退出,無疑并不合適。對此應當對這類濕地的恢復目標進行改變,將濕地位置進行轉移,甚至形態、規模都可以進行調整,以更小的人力物力實現一定的沼澤功能的恢復。
河流與河緣濕地的破壞原因往往是污水的排放和河道的堵塞,因此其策略可以采用疏通河道、減少與拒絕污染物排放等方式。通常來說,河流具有較大的流動性,因此污染物的凈化能力較強。對于國內多數河流來說,其都能夠匯入太平洋,在沒有其他干擾的情況下,植被往往在治理后的一年呈現恢復效果。湖泊的恢復相對困難,因為其流動性差、凈化能力弱,需要采用人為的因素進行污染物的凈化,甚至對生物的多樣性進行干擾,并給以更多的時間。對于淮河污染的治理,易于太湖,就是該原因。
紅樹林濕地通常位于河口、濱海邊緣,對于河海交匯處的生態多樣性具有極高的價值,也造就了豐富的漁業資源。紅樹林的生態系統相對脆弱,恢復策略包括停止濫砍濫伐、停止資源開采、提供足夠的營養物等。
三、濕地恢復的主要技術
1、污水處理技術
對于濕地水的污染是人類破壞濕地的主要原因,其污染物涵蓋了氮、磷、懸浮物、有機物、重金屬等。
其中對于懸浮物,可以采用基質的過濾、污泥沉淀及根系附著等方式。在這個過程中,實踐中會出現排水口堵塞的情況,可以通過安裝沉淀裝置來解決。
對于有機物,因為微生物能夠針對性地消除各類有機物,因此需要探測污染的有機物的具體成分和含量,定向地培養一定的微生物,并在短時間內對其進行吸收與代謝,最終分解為水、無機鹽。
對于氮和磷,通常是因為農業的種植造成的,其中氮涵蓋了氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等,而有機氮則主要有尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。對此進行消除的主要方式是利用基質進行吸附、過濾、沉淀、揮發、植物的吸收,同樣也可以利用微生物進行硝化和反硝化。而磷同樣有有機、無機兩種,同樣可以采用微生物作用、沉淀、基質吸附、植物吸收等方式來解決。
對于重金屬來說,則需要依靠植物的吸收和富集、土壤膠體顆粒的吸附、懸浮顆粒的過濾與沉淀等方式來去除。
2、土地處理技術
①慢速滲濾工藝
該工藝比較適合一些具有較好的滲水能力的土地,該類土地具有較為豐富的植物表層,一些污染物能夠被植物的根系所自然處理,而剩余的部分在滲入地下的過程中會被地下的水流所帶走。由此可見,該工藝主要借助了土壤的滲水能力,并通過豐富的植物根系吸收與解決污染物。
②快速滲濾工藝
其主要原理是把污水分到由不透水層組成、擁有一些滲透性強的土層的池子里,基于頻繁布水的方式,被污染的濕地水分被灌入土壤并快速融入到地下,實現污水的再生利用。
③地表漫流工藝
該工藝適合粘土與亞粘土,污因為該類土壤的透水性不足,把污水均勻地噴射到土壤表層,其能夠逐漸匯入下游集水渠并流入附近的水體。而地表則需要栽培一些具有抗澇能力的植物,以吸引大量的微生物,由此實現生態的恢復。
④地下滲濾工藝
該工藝的特點是能夠把污水投配至地表的半米深度之下,適合于擁有高透性的土壤,通過土壤的毛管,將其擴散到各個區域,并借助微生物等的分解使得土壤凈化污染。
⑤濕地工藝
適合具有較多水分的濕地,讓污水按照一定的比例在濕地中擴散,并由其進行自我凈化。這也是一種被動的工藝。
3、先鋒物種引入技術
先鋒物種因不同的生態系統而有所區別,且不止一種,我們可以利用這類物種搭建一個生態群落,由此實現生態恢復的目的。在濕地恢復的過程中,我們可以利用喜光同時易于傳播的草本植物作為先鋒物種。在理念上,這些植物處于演替的初期,能夠對土壤進行改良,使得其他植物容易生長,并進一步吸引更多的低等動物甚至高等動物。這也是該類植物被稱為先鋒植物的主要原因。但對于濕地系統來說,先鋒植物在演替的后期可能被淘汰,比如更高樹木的出現,會對先鋒植物的生存環境造成影響,使得其被其他植被所覆蓋。
另外,對于濕地生態恢復,還可以借助光化學處理、土壤種子庫引入、種群動態調控與行為控制等技術。
(作者單位:163318 黑龍江省大慶市濕地保護管理中心)