城市濕地修復改造方法研究進展

劉 超，張立微

(貴州水利水電職業技術學院 貴州 貴陽 550001)

0 引言

“千年生態系統評估--生態系統與人類福祉--濕地與水”報告指出，濕地服務功能可分為文化、調節、供應和支持等4大類共18項功能。通過對濕地生態服務價值的研究，得出濕地較森林的單位服務價值更高[1]。而國際公認的《濕地公約》指出：城市濕地在蘊藏大量資源的同時，還擁有強大的調節環境功能、生態功能、較高的觀賞價值及教育等附加功能[2]。由于城市濕地直接生產功能的淡化，間接和附屬功能相對加強；選擇適宜的城市濕地改造方法，對于城市濕地的保護和利用至關重要。

1 城市濕地修復改造現狀

1.1 國外現狀

歐洲濕地資源豐富，對濕地的修復改造工作有較為成熟的經驗。英國倫敦濕地中心被譽為“未來人類與自然和諧相處的理想模式”。它由許多形狀不同的池塘和種類豐富的植被構成；英國野生鳥類和濕地基金會利用泰晤士河南岸4個廢棄水庫，他們將改水域進行新的整體規劃，使之更好地適合鳥類等野生生物，在這中間，約有36萬多株水生植物和喬木在該理論指導下被合理種植，這也使之成為現階段歐洲最大的人工城市濕地系統。

德國、奧地利等國在20世紀70年代提出了“重新自然化”的概念。在對城市、區域和河流的規劃時，對自然保護與創造進行了大量嘗試。利用生態工程技術在濕地的修復與改造過程中日益受到重視[3]。

美國擁有數量眾多的濕地，對濕地的研究自19世紀末開始。20世紀70年代，研究領域開始向海岸帶拓展，包括對海濱鹽化濕地、紅樹林和泥炭地結構的研究，使美國的濕地研究得到了飛速發展。針對濕地保護，2008年布什總統頒布“無網損益”(No Net loss)，從法律層面確定了濕地的管理保護，同時與加拿大合作“北美濕地管理計劃”，希望通過加強國際間合作推進國內濕地的管理。

20世紀中后期，日本眾多的生態學學者開始意識到生態保護、恢復與創造城市濕地的重要性，通過仿照自然景觀的設計手法，還原和再造了大量優美的濕地景觀實例[4]。

1.2 國內現狀

我國在城市濕地的修復改造方面起步相對較晚。以往的修復改造主要以單純的環境美化為主，而對社會、人居環境方面的權衡相對較低；在眾多案例中，人工濕地比例上升，自然濕地則反之。近幾年，在進行城市濕地修復改造過程中，國內專家開始注重修復改造時與當地人文歷史、水文地質及原有條件結合，從風景規劃、地質環境、生態學等多方面對濕地進行修復改造。如貴陽市花溪城市濕地公園的改造過程中充分考慮到景觀與生態學等學科理論在實踐過程中的指導與應用[5]；臨沂城市濕地改造中從河水質量、堤岸改造、棲息地營造及濕地文化等4個方面進行了修復改造[6]；上海則從政府行政高度對城市濕地的改造修復進行統籌規劃[7]。

2 城市濕地景觀改造方法

1971年簽訂的《濕地公約》為地球濕地的保護和利用提供了一個理論框架。根據312個濕地恢復案例(以歐洲濕地為主)中出現次數，對濕地產生影響的各類壓力(化學壓力、水文壓力、形態壓力、生物壓力及人類使用壓力)總計出現407次，化學壓力25 %、形態壓力32 %、水文壓力36 %、生物壓力13 %、人類使用壓力24 %;在城市濕地中化學壓力和人類使用壓力的比例還會提高[8]。

2.1 生態性缺水

濕地生態性缺水修復關鍵在于對當地已遭破壞的水文條件的恢復。常見的方法包括筑壩、修建水渠等措施。

代表案例如美國Florida州南部的蘇德戴爾堡森林自然中心的濕地生態修復。20世紀初期，為減輕洪水對人類居住區的侵擾，當地民眾修筑了長達七十余公里的防洪河道。此外，出于地區發展和農業使用等原因，人們又使用了其他類似的方法，使得該地區水量減少，局部甚至成為旱地。

通過按自然需求量向FFNC注入水源，同時用泵抽水補償部分水的缺失；而泵抽水量與佛羅里達南部旱季和雨季成反比，有雨則停止泵水；對水源隔天檢測，包括除草劑、殘留的農用肥料，避免水體富營養化。

通過三年的干預，該地區已恢復到干擾前狀態。地表徑流時間較之三年前更長、地下水位提高了6 cm；落葉硬葉林濕地得到了極大的修復，濕地面積進一步擴大；與之一起增長的還有涉水鳥類棲息地，淺灘溪流河床擴大到3.2 km長(至少1.5 m深)。

2.2 固廢及污水

生活廢棄物的肆意排入是導致城市河流濕地狀況不斷惡化的重要原因，解決核心是減少排放，并從功能角度提出解決方案。類似案例在人工濕地的設計及建設中多有體現[9]。其關鍵是核心填料的選取。傳統填料包括土壤、沙石和礫石等；新型填料通常富含鈣、鋁和鐵等， 有效提高去磷能力。經過多年研究實踐， 優質填料種類發展豐富， 對氮磷(尤其是磷) 的去除有良好的效果；在對沸石、草炭、蛭石、頁巖、砂子等材料對生活污水去磷對比試驗中， 去TP效果最好的是草炭， 而去氮效果最好的是沸石[10]。

2.3 河流駁岸構建與堤岸保護

駁岸是連接水體與堤岸的過渡區域，起到協調水域、土壤和生物相互調節的作用[11]。在城市濕地修復改造時，如忽視駁岸的生態規劃，則會打破水、土、生物的互動關系，容易形成物種單一；水體的自凈能力有限，當其下降時更易造成水體富營養化，進而對河流濕地造成負面后果。生態駁岸主要功能是保證水分的調節，使水陸生態和諧，生物量增加[12]。

2.4 水體富營養化治理

水體污染防治是湖泊濕地水質改善的關鍵，通常分為污水處理和水體富營養化控制兩大類[13-14]。減少外源營養物質的流入是富營養化水體恢復的前提。控制外源污染的排入，減輕污染負荷，尤其是控制氮、磷營養鹽含量。具體包括加強污水處理廠的建設，實現集中處理和達標排放，從源頭上阻斷外源營養物。

2.5 植被與微生物修復

2.5.1 植物修復

植物修復指利用大葉面與強根系的水生植物，吸收水中營養物質，進而減低營養鹽含量，凈化水體[15]。鳶尾、菖蒲、美人蕉、菩提子、鳳眼蓮和蘆葦對濕地水體中的氮、磷的吸收表現較好。再力花、風車草、澤瀉能有效去除太湖的正磷酸鹽；梭魚草、再力花、風車草對硝氮的去除表現較好，而再力花、香蒲、風車草則能將葉綠素a有效去除[16]。

2.5.2 微生物修復

濕地微生物修復是利用微生物將有毒物質轉化為無毒物質的過程。已有的研究多局限在利用微生物降解或清除海灘溢油、潮間帶原油。濕地重金屬的微生物修復近十多年來比較受重視，包括生物吸附和生物氧化還原技術。

2.6 生物入侵

總體來看，我國濕地的入侵生物表現為種類多樣、基數龐大、分布廣泛、持續危害等特點。濕地一旦受到外來生物的入侵，治理將十分困難，目前還沒有成熟的治理技術，只能從生態系統管理的角度進行合理防控。

1)制定法律，加強監督管理；2)強化基礎科學研究：建立防御體系、從入侵過程入手；3)加強新種引入監督，避免人為引入。有研究表明，人為引入是生物入侵的重要方式之一；4)加強對生態監測：對已入侵種進行定期監測，密切關注其種群動態以及對本土物種的危害；濕地周邊的外來種也要加強監測，防止其對城市濕地入侵。

2.7 人文精神

濕地在生長發育過程中受水文地質、氣候生物、社會人文等影響，逐步形成各自獨特的人文精神[17]。

在進行城市濕地恢復改造時，應充分尊重并結合當地人文特色，準確生動地再現地域人文精神；其次運用景觀設計手法，在尊重現實的前提下，借鑒園林、生態、美學等理論，在反映既有歷史與當代特色的同時，體現藝術的再加工。

3 結語

國外城市濕地的修復改造在方法上重視方法論證，如現狀評估、可行性報告、專家意見及電腦模擬等，做到對癥下藥，許多方法值得我們借鑒。我國正處于城市化高速發展時期，濕地資源在城市化過程中遭到嚴重破壞，已有的生態環境與人居環境亟待修復改造。城市濕地修復改造方法的制定選擇應針對城市的自身現狀與特點，并就可行性進行評估論證，只有這樣才能實現以最小干預獲得最佳效果的目的。