人工濕地功能及其生態系統價值研究

楊賢群

（江蘇永威環境科技股份有限公司 江蘇南京 210029）

引言

在“七五”期間，我國開始研究人工濕地技術在污水處理領域的應用，首例采用人工濕地處理污水的研究工作始于1987年，為天津市環境保護研究所建成的蘆葦濕地工程，占地6 公頃，日處理水量為1400m3/d。此后，我國科研院所相繼開展了大量人工濕地污水處理技術研究，自上世紀九十年代開始，人工濕地作為工程手段在我國逐步開始實踐應用。本文通過總結人工濕地的各種功能及其生態系統的價值，為未來進一步了解人工濕地和應用應用人工濕地提供參考。

1 研究概況

隨著我國污水處理能力的提高，人工濕地的應用更加廣泛，人們對人工濕地的關注也隨之增加。在之前的研究中，人們多關注于人工濕地的水質凈化能力及其景觀效果，更多的關注其污水處理能力及其外在的景觀效應[1][2]。隨著人們對人工濕地認識的逐漸加深和了解，人們開始逐步意識到人工濕地的調蓄功能、經濟功能、宣傳教育功能及生態系統功能[3][4]。人工濕地的功能是其各組成部分內部及之間多種物理的、化學的、生物的和生態的過程及作用的綜合外在表現，其生態系統的價值不同的學者給出了不同的分類。在《生物多樣性國情研究指南》中，聯合國環境規劃署將生物多樣性價值分為有或無明顯實物性的直接用途、間接用途、存在價值和選擇用途。有學者則將生物多樣性價值分為包括直接使用價值、間接使用價值和選擇價值的使用價值，和包括保留價值和存在價值的非使用價值兩大類[5]。還有學者根據生態系統對人類生活不同方面的影響，將生態系統價值粗略分為生態價值、社會文化價值和狹義的經濟價值[6]。

2 人工濕地功能研究

2.1 調蓄功能

人工濕地在構建完成后，通常可以保有一定的水量，尤其是塘式濕地，具有更強的水量保有功能。在汛期來臨之前，可以通過水利措施，降低濕地水位，騰空容量，待汛期來臨時期，可以進行蓄水。如果汛情嚴重，人工濕地還可以作為局部小區域的泄洪區，以局部犧牲人工濕地的方式保護周邊安全，在2020 年汛情期間，安徽南部地區已有工程實例。另外，有的人工濕地作為污水處理廠尾水深度凈化單元，其出水可以作為中水回用，尤其在旱季，可以為局部區域提供優質的中水回用水源。

2.2 經濟功能

人工濕地的經濟功能主要包括產品輸出功能，比如經濟性作物、水生動物等，以及間接經濟效益，比如引流等間接帶動經濟產出。在人工濕地順利竣工驗收進入運營階段后，可大量產出水生動植物，如人工濕地產出的挺水植物、沉水植物可以作為其他項目的種苗供應源；茭白、水芹等在通過食品安全評價后可以作為蔬菜售賣；魚類、蝦等水生動物同樣可以進去水產品市場。人工濕地由于具有自然屬性與生態屬性，尤其是大型人工濕地，往往成為游玩場所，人流的增大在一定程度上會帶動小區域的經濟產出。但是，應當注意的是，人工濕地的經濟功能與被開發利用價值有關[7]，其為人工濕地的附屬功能，不應當為了追求經濟效益而影響到濕地的正常運行。

2.3 宣傳教育功能

人工濕地親近自然的屬性以及豐富的水體空間，包含的多種水生植物、水生動物，使人心曠神怡，其所含的大量景觀要素及其物種多樣性等，是環保宣傳及公眾教育的優質場所[8]。

在人工濕地建設的可研及設計階段即可將宣傳教育、科學普及等要求及因素納入建設方案之中，通過宣傳牌、展板、展示廳、模擬基地等多種形式，將環保宣傳教育、科學技術普及等功能進行體現。

2.4 生態系統功能

人工濕地生態系統同時具有陸地生態系統和水體生態系統的特點，相比于單獨的陸地生態系統或者水體生態系統，其具有更長和更復雜的食物鏈，生物多樣性也更高[9][10]。這表明，人工濕地具有生物多樣性保持功能。另外，由于人工濕地增加了局部地區水面面積及植物覆蓋率，其生態系統所具有的蒸發、吸收等過程，可有效吸收熱量，降低小區域溫度并調節空氣濕度，對周圍小氣候產生有利影響。人工濕地水分通過蒸發成為水蒸氣，然后又以降水的形式降落到周圍區域，在保持局部地區空氣濕度和降水量方面具有重要作用。

2.5 水質凈化功能

濕地被譽為“地球之腎”，其對污染物的降解、水質的凈化具有重要作用，其水質凈化功能是一系列物理作用、化學作用、生物作用及生態作用的綜合體現。在人工濕地中，其水質凈化功能同樣是其多種功能中非常重要的一種，尤其在當下，多地政府在人工濕地建設項目中，關注最多的均為水質凈化功能。

人工濕地，尤其是以功能型為目標的人工濕地，其根本的功能即在于水質凈化與提升。污水通過人工濕地，污染物及營養鹽通過吸附、沉淀、吸收等多種作用的凈化，使污水水質得到提升，達標后排入臨近自然水體。在近些年各地新建的人工濕地中，多以水質深度凈化或水質生態保育為主要目的，工程項目也多以水質凈化達標為驗收考核目標。通常，是以達到我國地表水環境水質標準為目標，比如達到地表水Ⅲ類或者達到地表水Ⅳ類等。在以水質凈化為主要目標的基礎上，往往再附加植物覆蓋率、景觀要求等目標。

2.6 景觀功能

近年來，人工濕地的景觀功能逐漸受到人們的重視，當在鋼筋混凝土的城市里待久了的人們深處濕地中時，面對生機盎然的濕地景觀或廣闊的水面時，人工會從感官、心理、精神上都感受到輕松與愉悅。越來越多的人工濕地在構建的同時，會加入生態、景觀、文化、歷史等元素，以公園、體驗區、科教館等形式進入人們的生活。人工濕地的景觀構建，在重視景觀形式的同時，還需要同時注重其生態屬性。人工濕地生態系統，與其他生態系統一樣，由生物群落和無機環境組成。要構建一個具有自我調節、自我維持以及自我設計能力的人工濕地生態系統，就必須遵守自然規律、尊重生態過程。另外，人工濕地景觀構建同樣具有一般景觀構建中所具有的構成要素，景觀構建的一般原理對人工濕地景觀構建依然適用。但是，人工濕地的景觀構建必須與生態相結合、相協調。人工濕地的景觀功能不可忽視，不論哪種類型的人工濕地，都具有一定的景觀效果，不同目的的人工濕地其景觀側重和投入有所不同。以水質凈化為主要目的的人工濕地，其為兼具景觀功能，以恢復生態系統為目的的人工濕地，其體現的是生態景觀，而以景觀型人工濕地則以景觀構建為主要目的。不可否認的是，構建完善的人工濕地是非常美麗的，對于人們的吸引力也是非常強大的。試想，游玩、休憩于水草豐茂、魚翔淺底的人工濕地中，可以體驗濕地生態之美、享受濕地自然之美、感悟濕地意境之美并傾聽濕地音韻之美。

3 生態系統價值研究

人工濕地生態系統的直接使用價值，通常可分為物質性的和非物質性的，物質性的價值主要包括水生植物及水生動物等；非物質價值主要包括宣傳教育、游玩休憩等。人工濕地系統的間接使用價值，通常可分為可利用的和不可利用的，可利用價值主要包括減緩溫室效應、保水固土、水質凈化等；不可利用價值主要包括生態美學、精神滿足等[11]。而選擇、遺傳及存在價值均為非使用價值，選擇價值是指生態系統的生物潛在價值；遺傳價值是指當代人為生態系統構建付出，從而使子孫后代可持續獲得某種價值；存在價值是指當代人為了保持生態系統而付出的費用[5]。人工濕地生態系統價值的計量方法有物質量評價法、能值分析法和價值量評價法，在實際應用中，價值量評價法應用最多[12]。

結語

為了進一步加強人們對人工濕地的認識和了解，本文對人工濕地的功能及其生態系統價值進行了研究，人工濕地功能主要包括：調蓄功能、經濟功能、宣傳教育功能、生態系統功能、水質凈化功能及景觀功能。人工濕地生態系統價值按照可分為直接使用價值、間接使用價值及非使用價值等。但是目前對于人工濕地功能的分類及其生態系統價值的評價，尚處于完善和進一步發掘階段，并未形成成熟的體系和系統，而且，對于部分功能和價值的認識還處于概念和感性階段。對于人工濕地的功能及其生態系統價值的研究還需進一步加強，為更加正確的認知人工濕地提供支撐。