天津市人工濕地的現狀研究及展望

賀瑤瑤,林芯如，蔣碩凡，宋驍爽，徐 立

(天津商業大學 理學院，天津 300134)

1 引言

人工濕地(Constructed Wetland，CW)繼承了濕地的水陸交匯處概念，融入了人為因素，由人工構筑而成[1]。人工濕地是一種生態處理的工程，模擬了自然濕地的結構，延用了自然濕地的功能，利用植物、微生物、填料三重協同作用凈化水質。人工濕地的特點是：水源質量良好，基建費用低，凈化材料來源廣，運行費用低，所耗能源清潔環保，且人工濕地已經成為周邊城鄉居民的休閑場所。不過人工濕地也存在占地范圍較大，建設用地協調難度大；冬季處理效果低于其他季節[2]等問題。總的來看，人工濕地社會綜合效益顯著，建議因地制宜大力推廣。

隨著經濟的不斷發展和人口的急劇增長，水污染問題日益嚴重，造成許多地區水資源短缺。研究和應用新型的污水處理工藝和技術便顯得極其重要，人工濕地正是順應這一需求的一種簡便高效的生態系統污水處理技術。為了切合當前“全面協調可持續發展”的綠色發展思路，配合天津市“以綠色發展理念為引領，以保護濕地資源及生態功能為目標，以創新生態保護管理體制機制為突破口”的濕地相關政策，本文對近年來天津市人工濕地發展狀況進行統計分析，針對現狀給出相應建議，希望能為改善生態環境，保護家園盡一份力。

2 文獻綜述

人工濕地可以對城區的氣候起到調節作用，從而提高城市環境質量，改善周圍居民的居住環境，同時可以吸收車輛排放的尾氣等污染物，緩解周圍交通運輸帶來的環境壓力，對于促進城市經濟可持續發展有著非常重要的影響[3]。

國外對人工濕地的研究工作開展的較早，1953年德國Seidel博士[4]首次提出通過合理的選擇一些植物種植于人工濕地可以降低水體污染，開創了人工濕地系統植物處理工藝的先河。荷蘭根據Seidel博士的思路，開發了一種稱為Lelystad Process大規模人工濕地處理體系。1972年Kickuth提出了“根區法理論”[5]。此后，人工濕地工程開始在世界范圍內受到重視和應用。國外學者對人工濕地的評價主要體現在功能評價和環境影響評價兩個方面。

我國人工濕地處理系統發展相對起步較晚。目前，天津、山東和上海都有很多示范性工程，其中天津市擁有豐富的濕地資源，濕地面積248784.8 hm2,占全市國土面積的20.9%[6]。濕地是天津的區域特色，保護和合理開發利用濕地成為保護天津城市生態環境與促進天津經濟持續發展的重要方面。以合理開發利用為中心帶動濕地周邊經濟發展，可給濕地地區經濟帶來巨大的經濟效益。比如濕地具有較為豐富的生物資源，農產品、水產品等，為工業產品提供豐富的原材料，同時間接帶動當地的農業、漁業、牧業和副業生產[7]

目前在國內已有的人工濕地發展概況及應用前景的研究中，李加林等[8]對于人類活動影響下的濕地時空演化特征分析，揭示了在人類活動影響下的不同演化規律和環境質量特征，為人工濕地的開發和保護提供科學合理的參考。王雪梅等[12]基于選址適宜性、構建、水質凈化功能和經濟社會效益等指標構建了人工濕地綜合評價指標體系，沈萬斌等[9]研究指出基于人工濕地環境經濟價值的評價。

3 天津市人工濕地發展狀況統計分析

3.1 天津市人工濕地概況

目前，按照國家生態環境現狀調查的濕地分類體系如表1。

天津市位于中國華北平原的東北部，它獨有的濕地景觀的形成得益于其獨特的地域優勢與環境條件。天津濕地面積248784.8 hm2,占全市國土面積的20.9%，天津建立濕地保護區4處,面積15萬hm2,占全市濕地總面積的60.3%。全市有水庫與湖泊100多座,一、二級河流98條，5800多個坑塘。天津市的鹽田濕地和稻田濕地分別占全市濕地面積15.6%和14%。此外,城市中心區有濕地3890 hm2(計算面積3104.8 hm2)。

表1 國家濕地分類

其中天津市的人工濕地類型如表2。

表2 天津市人工濕地分類

3.2 天津市人工濕地發展歷史概況

首先對1976～2009年天津市人工濕地發展狀況進行統計分析，如表3。

由圖1可知，天津市濕地總面積與人工濕地的曲線走勢十分相似，其濕地總面積與人工濕地總面積都明顯表現出一個先增長后減少的過程，由兩者的pearson相關系數達到了0.869，這表明天津市濕地總面積與人工濕地面積有很大的相關性。

表3 天津市1976～2009年人工濕地面積變化 km2

圖1 1976～2009年天津地區濕地面積變化曲線

3.3 各類型人工濕地發展概況解析。

3.3.1 鹽田濕地

由圖2、表4可以看出：天津市鹽田濕地面積呈現一直減少的趨勢，其在1984年至1992年下降幅度最大，減少了60.69 km2，在1992至1999年呈現短暫的緩慢增加的趨勢，從1999年開始又呈現下降的趨勢。總的來說，天津市鹽田濕地面積由204.54 km2銳減到95.83 km2(截至到2009年)。

究其根本，是傳統鹽業正在被新興產業逐步吞蝕侵占的發展演變現象，隨著城市的發展以及人們對物質文化需求的日益增加，用于城市建設的土地面積也隨之增加，又因為隨著科技的發展，人們的制鹽手段更加先進化，導致人們對鹽田濕地的需求量逐漸減少，這對鹽田濕地的面積必然有部分侵占。

圖2 天津鹽田濕地面積變化

表4 總面積與人工濕地的相關性檢驗

3.3.2 坑塘濕地

天津市的坑塘濕地總面積最大時達到了37．42 km2，最小時小至12．73 km2，其總面積相比于其它濕地類型很小，且其呈零散分布狀態，雖然斑塊數量眾多，但個體面積很小，因此天津市人工濕地總體情況與坑塘濕地面積沒有明顯關系(圖3)，故不展開詳細論述。

圖3 天津塘坑濕地面積變化

3.3.3 水稻田濕地

天津市水稻田濕地面積從1984年開始迅速增長，在1999年達到天津市水稻田濕地面積的最大值，從1999年后又開始迅速下降，降回到1980年代的水平。根據天津市歷史氣候可知，在1999年和2000年，天津市平原區降水很少，分別是335．1 mm和371．2 mm，不適合種植水稻。而在接下來的2001～2003年期間，天津市氣候干燥，借助地下水澆灌水稻，因此水稻的培養成本增加，生產水稻的經濟利益不斷下降，因此水稻田濕地面積急劇下降(圖4)。

圖4 天津水稻田濕地面積變化

4 對策建議

4.1 建立完善的法律法規

天津市人工濕地資源較為豐富，具有較高的生態價值和經濟價值，但在開發過程中，仍然存在如何兼顧其生態價值，經濟價值，社會價值，實現可持續開發利用等一系列問題。有關部門應該加大對污水排放的治理管理力度，完善相關管理條例，以減少對濕地水資源的污染。通過建立對威脅濕地生態系統活動的限制性政策和有利于人工濕地資源開發利用的鼓勵性政策。

4.2 建立合理高效的人工濕地管理機制和決策管理體系

目前天津市薊州區3000畝人工濕地已經打造完成，并已對外開放。濕地公園對空氣質量，居民用水及經濟發展有著非常重要的作用。應強化濕地保護管理力度加強保護管理機構建設，引進專業人才，增加資金投入[7]。政府各級部門應當明確保護區管理職責，協調多部門統一建立管理監督機構，因地制宜地建立濕地修復方案，并定期開展濕地監管人員的學習活動，提高業務能力，提高執法能力。

4.3 開展全民濕地保護教育

目前天津多處人工濕地公園均面向市民開放，在觀賞景致的同時保護好濕地環境尤為重要。天津市政府及相關部門應通過各種方式提高人們對人工濕地價值的認識，樹立濕地與人類的生存、健康和發展息息相關的觀念，自覺規范在濕地環境中的行為，增強保護濕地的自覺性。

4.4 建設具有天津特色的濕地自然保護區

依托天津市獨特的地理位置和生態資源，設立濕地自然保護區，人工濕地公園等，完善建造人工濕地生態景觀，增加可供游客娛樂的觀光設施，以此發展天津市人工濕地的經濟價值，增加經濟收入。在不破壞濕地生態系統的前提下，有計劃地發展水產養殖業，投放優良魚蝦貝類品種，同時對水產品進行深加工處理，以多方面獲得更大的經濟效益[6]。

4.5 科學選擇人工濕地位置

人工濕地選址應符合城鎮總體規劃，綜合考慮水源質量，土地質量，城市生態治理等各方面情況。前文中提到建設人工濕地占地范圍較大導致協調難度大。人工濕地首先要充分考慮周圍居民的生活狀況，少拆遷，少占地，保證周圍居民不受洪澇災害影響。設置處理城市污水或者村鎮生活污水的人工濕地時，既要靠近城區，又要根據環境影響評價要求，與居民區有一定的防護距離。

5 結語

本文通過對天津人工濕地發展狀況的統計分析，提出了5項關于人工濕地發展及選址的對策建議，包括法律法規，部門監管，宣傳教育，特色項目等幾個方面，從而能夠協調人工濕地的區域生態和經濟發展，有效地發揮人工濕地的綜合效益，進而創造天津特有的沿海經濟地位。而目前對于人工濕地的研究大多數偏向理論方面，今后可通過對人工濕地周邊的空氣指標數據進行統計分析，給出更為精確合理的意見。