大理市羅時江入湖河口濕地恢復植物工程設計

殷曉松 楊逢樂 王 偉

（云南省環境科學研究院 云南昆明 650034）

引言

工程區現狀土地利用方式主要是農田 (占77%)，沼澤占17%，建筑用地占6%。總面積727畝，高程在1965.0m以下面積449.36畝，高程在1965-1966m之間面積277.64畝，地塊受洱海水位變化影響較大（洱海最低運行水位為1964.30m，最高運行水位為1966.00m），需通過設計適當的工程措施來改善水文條件。濕地水文條件是濕地最重要的決定因素，它不僅直接影響濕地生態環境的理化性質及營養物質的輸入輸出，而且也是最終選擇濕地生物群落的主要因素之一[1]。采用的濕地建設工藝為表流濕地，為提高工程區地塊的使用效率，增加上游來水在濕地中的停留時間，主要配套工程包括：工程區下游建一座羅時江攔河閘，目的是控制上游濕地正常水位為1965.85m；開挖布水導流渠總長5000m，寬度5m，導流渠底標高1965.00-1964.50m；濕地上游設置兩道攔污柵，攔截來自上游農田及村落的固體廢棄物；垃圾房、濕地植物殘體堆放場、濕地清淤轉運道路。

濕地生態恢復的理論及應用基礎是恢復生態學。恢復生態學是研究生態系統退化的原因、退化生態系統恢復與重建的技術與方法、過程與機理的科學[2]。21世紀的國際濕地科學研究領域，濕地退化機制、退化濕地恢復與重建和人工濕地構建研究是濕地研究的又一個熱點[3]。在濕地建設工程中，植物群落的構建是一項重要的建設內容。濕地植物是水陸交錯地帶中生態系統的一個重要的組成部分，在水體修復，維持生態平衡和生物多樣性上具有重要作用[4]。在延緩湖泊富營養化方面也有著積極的作用，有研究指出，對于國內其他的一些淺水富營養化湖泊，水生植被的恢復重建是其治理的關鍵[5]。在羅時江入湖河口濕地植物工程設計中，植物種類選擇上遵循的原則包括：突出凈化效果及可持續性；選用鄉土植物；濕地植物多樣性原則；協調的濕地景觀；科普宣傳效應；適量種植水生作物。

濕地生態系統就是生物群落及其多種水環境相互作用的統一體，并且在系統內部因能量流動而形成的一定的營養結構，生物多樣性和物質循環（即喜濕生物與非生物之間的物質交換）[6]。濕地對污染物的去除是通過物理、化學和生物的三重協同作用來完成。除了濕地中的植物、土壤和微生物等成分的分別作用外，更多的時候還是這些成分的相互作用，導致了濕地具有強大的凈化功能[7]。通過羅石江入湖河口濕地凈化，對上游來水工程設定的水質目標為總氮去除率為10%～30%；總磷去除率為20%～40%。未設為驗收指標的其他污染物BOD5、COD、SS、大腸桿菌等實際去除率更高，可達70%以上。

1 工程區域概況

1.1 流域自然概況

羅時江流向由北向南，流經右所、鄧川、上關三鄉鎮，是洱源縣及大理市集農田灌溉、排洪等多功能的一條重要河道。豐水期流量約為13.0m3/s，枯水期流量約為2.0m3/s，平均流量約為3.5m3/s，年均徑流量約為1.1億m3。屬低緯度高原亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15℃左右。流域生物較為豐富，水生維管束植物有54種，分屬26科44屬，其中沉水植物12種，浮葉植物7種，漂浮植物及懸浮植物6種，挺水植物11種，其他18種；魚類有17種；水禽59種，其中78%是候鳥；藻類有192種；浮游動物中輪蟲有50種；底棲動物中腹足類有16種。

1.2 土地利用現狀

工程區位于羅時江入湖河口處，總面積727畝。其中農田占77%、沼澤占17%、建筑用地占6%。

1.3 水環境現狀

據羅時江區2007、2008年水質數據表，從T-N、T-P、BOD5指標的監測數據來看，基本上全年為IV、V類水質。

2 植物工程設計

2.1 植物種類的選擇

2.1.1 原則

（1）選用鄉土植物。洱海流域原生植物種類極為豐富，如沉水植物的標志種有海菜花、金魚藻、微齒眼子菜等穩定群落；挺水植物有蘆葦、荸薺、野慈姑、水芹、荷花、鳶尾等；浮葉植物有睡蓮、菱角、荇菜等；濕生喬灌木類有漾濞核桃、枳棋(拐棗)、大青樹、棕櫚(棕皮樹)、大葉柳、滇楊、清香木、毛葉木瓜等。

（2）突出凈化效果及可持續性。植物能夠生長良好是水質凈化效果的保證，鄉土物種是形成穩定的濕地植物群落的基本保證。同時，選擇有經濟價值的水生作物在濕地中適地適量種植，通過這些水生作物吸收濕地中富集的氮磷等營養物質，并在作物成熟時及時收獲帶離水體。選擇部分水生作物作為濕地工程植物材料，目的是提高工程區濕地對來水中富營養物質的去除率及降低濕地管理成本。

（3）濕地植物多樣性原則。灘涂、河堤、淺水、深水等地域，分別交錯配置種類多樣的喬灌草及挺水、沉水、浮葉水生植物，逐步在項目實施地形成以鄉土植物為優勢種的、種類多樣而穩定的植物群落結構。

（4）協調的濕地景觀。喬灌木類搭配選擇有觀姿種類、不同季的觀花種類、各季葉色有不同變化觀葉種類、堤岸灘涂代表性樹種、常綠落葉樹種；水生植物的選擇也充分考慮各種景觀要素。達到四季有景的效果。

（5）科普宣傳效應。讓更多的人直觀地認識和了解濕地及濕地中的動植物種類。

2.1.2 種類

包括：杉科、楊柳科、金縷梅科、薔薇科、銀杏科、漆樹科、槭樹科、棕櫚科、大戟科、山茶科、虎耳草科、千屈菜科、木犀科、金縷梅科、小檗科、桑科、樟科、胡桃科、藍果樹科、木蘭科、鼠李科、榆科、杜鵑花科、禾本科、芭蕉科、水鱉科、莎草科、天南星科、菱科、澤瀉科、龍膽科、金魚藻科、傘形科、眼子菜科、睡蓮科、鳶尾科共36科70余種。

2.2 植物配置及布局

通過合理的布水及植物配置，使得上游來水均勻流入濕地各片區（漲落帶、淺水區、深水區），保證了植物能有效吸收流入的氮、磷等，以達到凈化水質的目的；依據濕地區域內的地形地貌特征及植物種類搭配，劃分出五個濕地植物類別區。包括堤岸林區、濕地周邊漲落帶濕生植物區、濕地河灘島林區、水生植物區、水生作物綜合利用區；在濕地植物的配置應用中，自然式種植為主導，孤植、叢植、群植相結合，分布表現為點狀、斑塊狀、帶狀；綜合考慮濕地植物配置的層次及濕地沿岸視覺林冠天際線與洱海總體景觀的協調。羅時江入湖河口濕地區位圖見圖-1，羅時江入湖河口濕地植物種植總布置圖見圖-2。

圖1 羅時江入湖河口濕地區位圖

圖2 羅時江入湖河口濕地植物種植總布置圖

2.3 植物種植

喬灌木類：濕生及半濕生，喬木株行距3m×3m，自然式種植，種植穴大小依據移栽樹木的土球直徑來確定，堤岸喬木三株以上以不等邊三角形為基礎，形成自然式疏林；由于濕地內喬木運輸要經過車、船的多次搬運，故要求樹木所帶泥球牢固、結實、防止松散；喬木栽植后，均支撐加固；灌木株行距 0.5m×0.5m。

水生植物：挺水植物 0.5m×0.5m/叢，整叢移植；沉水及浮葉植物用長竹竿叉子將其插入淤泥。

植物種植工程量：喬灌木及竹類共計8600株；水生植物及水生經濟作物共計534500叢。

2.4 植物種植安全措施及后期管理

選擇鄉土物種作為植物種植材料，避免引進先鋒物種植物。與此同時，植物運進現場之前必須進行植物檢疫，防止帶入病蟲害。濕地建成后營運期植物管理方面，及時收獲水生作物、并清理濕地中的植物殘體。

3 濕地營運期綜合效益

3.1 環境效益

據羅時江區2007、2008年水質數據，濕地上游來水水質年平均總氮1.612mg/l，總磷0.084mg/l。羅時江入湖河口濕地工程設計總氮和總磷消減率分別為10%～30%及20%～40%，按年平均流量3.5m3/s計，濕地年平均氮磷負荷削減量分別為35.59t及2.78t。另據2014年1-5月取樣實測，羅時江濕地對總氮的平均去除效率為50.8%，對總磷的平均去除效率為24.4%[8]。此外，流經濕地的其他污染物如BOD5、COD、SS等也被相應消減。對于消減入湖污染負荷、緩解洱海水體的富營養化進程具有積極意義。

通過配水、適量的地形整理及多樣化鄉土植物群落配置，人工輔助營造的入湖河口濕地對提升生物多樣性程度、改善洱海北岸湖濱景觀等方面也有著顯著效果。

3.2 社會和經濟效益

通過標識標牌注明濕地各功能區、每種選用植物掛學名標牌等進行濕地科普宣傳，提升居民的生態環境保護意識，也可為在校中小學生提供一個生物、環保知識學習場所。濕地旅游參觀及水生作物收獲可獲取一定的經濟收入，作為濕地管理費用的補充。

結語

入湖河口濕地是功能多樣而復雜的生態系統，是湖泊湖濱帶不可或缺的組成部分。通過人工合理改善工程區的水文條件，因地制宜選擇盡可能多的鄉土植物物種實施濕生喬灌草及水生植物群落配置，從而有效發揮入湖河口濕地對湖泊極其重要的保護功能。

同時，濕地的可持續運行是需要管理的。前置攔污柵攔截的垃圾、水生植物前置庫中沉淀的泥沙，以及水生植物殘體等需定期及時清理。因洪水沖毀及清淤損失的植物需適時補種，以確保濕地能正常運行。