人工濕地功能及其生態(tài)系統(tǒng)價值研究

楊賢群

（江蘇永威環(huán)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(shù)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)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(huán)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(shù)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(yīng)用。本文通過總結(jié)人工濕地的各種功能及其生態(tài)系統(tǒng)的價值，為未來進一步了解人工濕地和應(yīng)用應(yīng)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(yīng)用更加廣泛，人們對人工濕地的關(guān)注也隨之增加。在之前的研究中，人們多關(guān)注于人工濕地的水質(zhì)凈化能力及其景觀效果，更多的關(guān)注其污水處理能力及其外在的景觀效應(yīng)[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(diào)蓄功能、經(jīng)濟功能、宣傳教育功能及生態(tài)系統(tǒng)功能[3][4]。人工濕地的功能是其各組成部分內(nèi)部及之間多種物理的、化學(xué)的、生物的和生態(tài)的過程及作用的綜合外在表現(xiàn)，其生態(tài)系統(tǒng)的價值不同的學(xué)者給出了不同的分類。在《生物多樣性國情研究指南》中，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)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(xué)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(xué)者根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)對人類生活不同方面的影響，將生態(tài)系統(tǒng)價值粗略分為生態(tài)價值、社會文化價值和狹義的經(jīng)濟價值[6]。

2 人工濕地功能研究

2.1 調(diào)蓄功能

人工濕地在構(gòu)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(qū)域的泄洪區(qū)，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(qū)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(qū)域提供優(yōu)質(zhì)的中水回用水源。

2.2 經(jīng)濟功能

人工濕地的經(jīng)濟功能主要包括產(chǎn)品輸出功能，比如經(jīng)濟性作物、水生動物等，以及間接經(jīng)濟效益，比如引流等間接帶動經(jīng)濟產(chǎn)出。在人工濕地順利竣工驗收進入運營階段后，可大量產(chǎn)出水生動植物，如人工濕地產(chǎn)出的挺水植物、沉水植物可以作為其他項目的種苗供應(yīng)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(chǎn)品市場。人工濕地由于具有自然屬性與生態(tài)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(qū)域的經(jīng)濟產(chǎn)出。但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，人工濕地的經(jīng)濟功能與被開發(fā)利用價值有關(guān)[7]，其為人工濕地的附屬功能，不應(yīng)當(dāng)為了追求經(jīng)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(huán)保宣傳及公眾教育的優(yōu)質(zhì)場所[8]。

在人工濕地建設(shè)的可研及設(shè)計階段即可將宣傳教育、科學(xué)普及等要求及因素納入建設(shè)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(huán)保宣傳教育、科學(xué)技術(shù)普及等功能進行體現(xiàn)。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)功能

人工濕地生態(tài)系統(tǒng)同時具有陸地生態(tài)系統(tǒng)和水體生態(tài)系統(tǒng)的特點，相比于單獨的陸地生態(tài)系統(tǒng)或者水體生態(tài)系統(tǒng)，其具有更長和更復(fù)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(qū)水面面積及植物覆蓋率，其生態(tài)系統(tǒng)所具有的蒸發(fā)、吸收等過程，可有效吸收熱量，降低小區(qū)域溫度并調(diào)節(jié)空氣濕度，對周圍小氣候產(chǎn)生有利影響。人工濕地水分通過蒸發(fā)成為水蒸氣，然后又以降水的形式降落到周圍區(qū)域，在保持局部地區(qū)空氣濕度和降水量方面具有重要作用。

2.5 水質(zhì)凈化功能

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

人工濕地，尤其是以功能型為目標(biāo)的人工濕地，其根本的功能即在于水質(zhì)凈化與提升。污水通過人工濕地，污染物及營養(yǎng)鹽通過吸附、沉淀、吸收等多種作用的凈化，使污水水質(zhì)得到提升，達標(biāo)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(zhì)深度凈化或水質(zhì)生態(tài)保育為主要目的，工程項目也多以水質(zhì)凈化達標(biāo)為驗收考核目標(biāo)。通常，是以達到我國地表水環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，比如達到地表水Ⅲ類或者達到地表水Ⅳ類等。在以水質(zhì)凈化為主要目標(biāo)的基礎(chǔ)上，往往再附加植物覆蓋率、景觀要求等目標(biāo)。

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(dāng)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(gòu)建的同時，會加入生態(tài)、景觀、文化、歷史等元素，以公園、體驗區(qū)、科教館等形式進入人們的生活。人工濕地的景觀構(gòu)建，在重視景觀形式的同時，還需要同時注重其生態(tài)屬性。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，與其他生態(tài)系統(tǒng)一樣，由生物群落和無機環(huán)境組成。要構(gòu)建一個具有自我調(diào)節(jié)、自我維持以及自我設(shè)計能力的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，就必須遵守自然規(guī)律、尊重生態(tài)過程。另外，人工濕地景觀構(gòu)建同樣具有一般景觀構(gòu)建中所具有的構(gòu)成要素，景觀構(gòu)建的一般原理對人工濕地景觀構(gòu)建依然適用。但是，人工濕地的景觀構(gòu)建必須與生態(tài)相結(jié)合、相協(xié)調(diào)。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(cè)重和投入有所不同。以水質(zhì)凈化為主要目的的人工濕地，其為兼具景觀功能，以恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)為目的的人工濕地，其體現(xiàn)的是生態(tài)景觀，而以景觀型人工濕地則以景觀構(gòu)建為主要目的。不可否認的是，構(gòu)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(tài)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(tài)系統(tǒng)價值研究

人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的直接使用價值，通常可分為物質(zhì)性的和非物質(zhì)性的，物質(zhì)性的價值主要包括水生植物及水生動物等；非物質(zhì)價值主要包括宣傳教育、游玩休憩等。人工濕地系統(tǒng)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(yīng)、保水固土、水質(zhì)凈化等；不可利用價值主要包括生態(tài)美學(xué)、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(tài)系統(tǒng)的生物潛在價值；遺傳價值是指當(dāng)代人為生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建付出，從而使子孫后代可持續(xù)獲得某種價值；存在價值是指當(dāng)代人為了保持生態(tài)系統(tǒng)而付出的費用[5]。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)價值的計量方法有物質(zhì)量評價法、能值分析法和價值量評價法，在實際應(yīng)用中，價值量評價法應(yīng)用最多[12]。

結(jié)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(tài)系統(tǒng)價值進行了研究，人工濕地功能主要包括：調(diào)蓄功能、經(jīng)濟功能、宣傳教育功能、生態(tài)系統(tǒng)功能、水質(zhì)凈化功能及景觀功能。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)價值的評價，尚處于完善和進一步發(fā)掘階段，并未形成成熟的體系和系統(tǒng)，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(tài)系統(tǒng)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。