王國祥 馮育青 王 尉 劉 淦 王意可 陳 威 郭清春 宋 朝楊浩然 張新厚 李繼影 劉金娥
(1 南京師范大學環境學院,江蘇省地理信息資源開發與利用協同創新中心,江蘇省水土環境生態修復工程實驗室,江蘇 南京 210023;2 蘇州市濕地保護管理站,江蘇 蘇州 215006;3 江蘇省蘇州環境監測中心,江蘇 蘇州 215004)
蘇州位于長江南側、太湖流域中東部,長江三角洲中心地帶。從古生代寒武紀至新生代第四紀,蘇州經歷數億年地層沉積、多次海浸及海退的滄桑變化,最終形成了現在的自然地貌。境內河流縱橫交錯,湖泊星羅棋布,地勢低平,其高程為2.0 ~4.5 m,太湖等湖泊湖底高程一般為1.0 m。受河湖江海交互影響,水位漲落,干濕交替,使得蘇州擁有豐富的濕地。
自古以來,蘇州享有“蘇湖熟,天下足”美譽,從馬家浜文化、崧澤文化及良渚文化時期的漁稻文化,到范蠡養魚、桑基魚塘,濕地為蘇州早期人類生存提供了豐富的資源,孕育了蘇州悠久的漁稻文化,滋潤了人類生存和發展。伍子胥相土嘗水,創建了蘇州古城,2 500 年來,從小橋流水人家到現代都市,蘇州依水而興,因水而美,成為人水和諧的濕地之都。近百年來,隨著人口增加,圍墾圍網不斷加劇,蘇州自然濕地數量急劇減少,濕地功能不斷下降。近年來,蘇州高度重視濕地保護與管理,不斷強化濕地修復與養護,努力構建人與自然和諧共生的濕地城市。探討近萬年來蘇州地區人類生存、人類文明、城市形成及發展與濕地的關系,對于深入理解濕地與人類生存、人類文明、城市形成及發展的內在關系,具有重要理論意義和實際價值。
蘇州三山島遺址記錄了太湖地區最早的人類活動,大約在距今1 萬年前的海退事件后,太湖流域的蘇州地區出現河網密布的陸地,河湖淺灘濕地孕育了豐富的漁業資源,為早期人類生存提供了充沛的食物資源,形成了以漁獵為主的生活方式。考古發現,三山島遺址的石器以刮削器為主,尤其是凹刃刮削器,很適于加工木質和骨角質的小型工具,是加工魚叉和魚鉤的理想工具(耿曙生, 1992)。從漁具和當時的環境分析推測,早期人類臨水而居,依賴自然淺水濕地,捕獲漁物為生。
稻田遺址的發現,揭開了人類利用改造濕地的歷程。大約在公元前6 500 年,蘇州出現了草鞋山及綽墩的馬家浜文化稻田、澄湖甪直崧澤文化晚期稻田(郭立新等, 2016),最初的稻田就是利用自然低洼濕地,底部略加平整改造后改作水田使用,無灌溉系統,實際上就是利用季節性積水的淺水濕地種植水稻(oryza sativa),最初的水稻乃是野生種類,還伴有蘆葦(Phragmites australis)、芒(Miscanthus sinensis)、 稗(Echinochloa crusgalli)等濕地植物。這些淺水濕地包括湖泊近岸平緩的湖濱帶、平坦的河底、小洼地等,既有多種可食用的濕地植物,又有螺、蚌、魚等水生動物。在公元前5 200—前4 000 年間的良渚文化時期,良渚先民往往選擇臨水而居,既能較易捕獲漁物,又便于種植水稻,以稻作為基礎的農業生產維系著先民的基本生活,因此,良渚文化遺址主要分布在太湖東部、南部和北部平原地帶。
太湖遠古文化的主體是漁稻文化,是人類利用自然濕地,建立在漁獵和稻作基礎之上的一種水鄉文化,漁稻文化是吳文化的源頭。考古發現,太湖流域的先民原初最有特色的生產活動主要是漁獵和稻作。從1 萬年前的蘇州三山島文化到虞舜時代,再到夏商王朝建立之后,漁獵和稻作一直是太湖流域先民的最主要生業。
相傳早在公元前514 年,受吳王闔閭之命建城,伍子胥相土形之高卑,嘗水之咸淡,在太湖之濱湖汊港灣的荒蠻濕地,相土嘗水,象天法地,得善地造城,周圍四十七里,陸門八,象天八風,水門八,法地八聰。水陸兩城門相依并列,路河并行。東有婁門、匠門(現稱“相門”),南有盤門、蛇門,西有閶門、胥門,北有齊門、平門;盤門是目前唯一遺存水陸城門齊全的城門。蘇州城的前身——闔閭大城是伍子胥策劃設計建造,水陸并行的雙棋盤格局,儼然已成為江南水鄉濕地城市最顯著的特點。水陸并行,河街相鄰,粉墻黛瓦,小橋流水,河湖池塘魚翔淺底,蛙鳴鳥叫,街道兩旁綠樹成蔭,景色宜人(周德泉, 1995)。蘇州城2500 多年的歷史,其“陸八門”“水八門”布局,象天法地,將天地易理與實用巧妙結合,乃是一個極為成功的風水設計典范。
伍子胥的城市設計充分體現了生態理念,“南園種糧,北園種菜”,既保證了“城里人”的吃飯問題,又在大、小城內保留了部分自然濕地。開挖兼具排洪、蓄水的溝、塘、河流,通過水門將太湖水引進城內,再通過水網河道將水輸送到城內四面八方。需水時,方便引水進城;充分利用地形條件,疏通城區與下游及長江的河道,遇洪水時,通過河道將城區的洪水向下游排出。根據河網地區地勢低洼的特點,設計建設的水利引排體系,不僅維持了區域自然濕地的完整性,更滿足了生產生活需要。千余年來,蘇州地區依賴豐富的濕地資源,旱澇保收,物產豐富,享有“蘇湖熟,天下足”之美譽。
選擇在低洼濕地區域建設蘇州古城,水是濕地的靈魂,歷史上的文明和名城多因水而起。水是蘇州城的靈魂、圖騰,因此,蘇州人建造家園時,特別注重水與環境。小戶人家枕河而居,大戶人家則掘池引水,筑亭臺樓榭。古往今來,薪火相傳,形成了舉世聞名的蘇州山水園林,滄浪亭、藕園和拙政園的荷花池最為有名,也是濕地文化的重要體現。
相傳范蠡(公元前536 年—前448 年)曾隱居太湖流域的蘇州無錫一帶養魚,他總結了太湖流域先民養魚經驗,并著有《養魚經》,這是迄今最早提出利用溝塘濕地養魚致富的著作,闡述了魚池構造、適宜放養的時間以及密養、輪捕、留種增殖等養魚方法,與后世方法多相類似,是中國養魚史上珍貴的文獻資料(游修齡,2003)。
相傳蘇州吳江一帶,早在2 500 年前的春秋時期就已引進魯桑(Morus alba),培育出湖桑、嫁接桑。吳地在三國時,勸民農桑而桑遍野,甚至寺院也種植大面積桑樹,并采取一些有力措施種植桑樹,如“用兵取低處之沃土,湖沼之水藻,置于高處,以育桑”(蔣映蓮,2004),這可能是最早的桑基魚塘。
唐宋元明清各朝代詩人筆下蘇州水鄉澤國景觀,雖未歸納“桑基魚塘”概念,但隱約間感受到岸上(堤、圍、基、塍、埂)栽桑養蠶,水里(湖、蕩、港、汊、塘)有魚游弋,荻蘆濕地間鸊鵜野禽爭折的場景。晚唐詩人皮日休曾任蘇州軍事判官、著作佐郎等,他在《太湖詩·崦里》描述有“風吹稻花香,直過龜山頂。青苗細膩臥,白羽悠溶靜。塍畔起鸊鵜,田中通舴艋。幾家傍潭洞,孤戍當林嶺。罷釣時煮菱,停繰或焙茗”。陸龜蒙作《奉和襲美太湖詩·崦里》“川中水木幽,高下兼良田。溝塍墮微溜,桑柘含疏煙。處處倚蠶箔,家家下魚筌。騃犢臥新,野禽爭折蓮。試招搔首翁,共語殘陽邊”(李奕仁等, 2021)。吳門畫派創始人沈周(1427—1509 年,蘇州人),作詩《黃溪春早》有“芳草魚隈合,柔桑蠶戶同”等詩句。清朝周龍藻(蘇州吳江人),用詩句寫下了當時吳江景致“漁女老憑舟當屋,農夫閑占水為田。荻蘆風過洲洲雪,桑柘陰含戶戶煙”。可見,自晚唐起,蘇州稻田肥沃,桑柘炊煙,山水舟船,牛犢野禽,蠶箔魚筌;荷塘蓮花,翩翩起舞的野禽欲與搔首老翁共語殘陽邊。這些詩句都勾畫了一幅天人合一、萬物通靈、和諧共處的蘇州歷代濕地景觀。
將水網低洼濕地挖深成為池塘,挖出的泥在水塘四周堆成高基,基上種桑,塘中養魚,桑葉用來養蠶,蠶糞用以喂魚,魚泥用來肥桑,實現物質循環利用,形成魚桑蠶相結合的多種經營模式,取得“兩利俱全,十倍禾稼”的經濟效益。當地有漁諺說“桑茂、蠶壯、魚肥大,塘肥、基好、蠶繭多”,充分說明桑基魚塘循環生產過程中各環節之間的聯系。“塘基種桑、桑葉喂蠶、蠶沙養魚、魚糞肥塘、塘泥壅桑”的高效人工濕地生態系統,不僅充分利用河網水鄉濕地資源優勢,而且維護生態系統自我循環、自我平衡功能,成為世界循環經濟、生態農業的典范;同時,也為中國四大名繡之一“蘇繡”享譽中外奠定了基礎。
與水爭地,古已有之。谷建祥等(1998)研究認為,馬家浜文化早期的水田,以原生低洼濕地底部略加平整改造后直接作為水田使用,未見有供排水系統;馬家浜文化后期到良渚文化時期,水田開始逐漸有配套的水井、水塘、水口及水溝,相互串聯的稻田與水塘相連,水塘蓄積的水量更多,既可滿足稻田灌溉之需,又可在雨季受納稻田排水。蘇州甪直鎮郭巷村席墟的湖底近堤岸處,發現有崧澤文化晚期聚落、稻田—池塘遺跡(郭立新等,2016)。早期稻田種植的水稻品種由野生種逐步向馴化種演變,說明早期圍墾濕地既利用了濕地的低洼地形環境條件,也利用自然濕地植物資源。
蘇州東太湖在自然演替中淤積變淺,出現沼澤化,圍墾造田逐漸興起。明朝末期,東太湖浪打穿(今吳江菀坪一帶)湖面出現成片蘆蕩草埂,湖泊沼澤化;清康熙年間(1661—1722 年)東太湖沼澤化區域墾殖造田不斷興起,之后200 多年間,因自然災害及戰爭,各地逃荒來的災民也加入了東太湖圍墾行列。到光緒三十年(1904),東太湖已有湖田1 066.67 hm2。1934 年大旱,東太湖幾近干涸,這也成為圍墾的好時機,有的私家圍墾,有的則招募股份大規模圍墾,到1935 年總圍墾面積約5 666.67 hm2。新中國成立后,受當時糧食短缺、東太湖濕地釘螺滋生等歷史原因影響,圍墾造田、圍濕滅螺,到1970 年代中期,圍湖造田、圍濕造田約4 333.3 hm2;到1980 年代初,東太湖共有圍墾區57個,總面積5 053.33 hm2。
4.2.1 實施圍網養殖,提高漁業產量 1980 年代初期,蘇州東太湖近岸帶濕地植物茭草(菰,Zizania latifolia)滋生,大量殘體沉積湖區腐爛分解,形成又黑又臭的“茭黃水”,嚴重影響水環境質量,局部淺水湖泊濕地出現沼澤化趨勢(張圣照等, 1999)。經過探索,逐步在東太湖發展圍網養殖,到1995 年,東太湖圍網養殖年產量達到3 360 t,占太湖漁業總產量的15%,產值占30%,初期的圍網養殖面積嚴格控制在占用水面面積不超過10%之內,因此,圍網養殖初期,東太湖水質逐年變清(諸葛海, 1996)。
4.2.2 利用濕地資源,管護生態系統 圍網養殖的初衷是在不影響湖區整體生態環境的前提下,在局部淺水湖泊濕地通過網圍,控制高密度養殖,漁民在湖區內開展圍網養殖,充分利用湖泊濕地水生植物作為魚類的天然餌料,因此,對湖區內水生植物進行管理,管控浮葉植物、挺水植物的生長及分布,種植養護魚類喜食的苦草(Vallisneria natans)、輪葉黑藻(Hydrilla verticillata)、伊樂藻(Elodea canadensis)等。在圍網養殖的初期,東太湖水質整體比較好,沉水植物群落比較完整,多余的沉水植物、浮葉植物等的生物量作為魚類餌料轉為漁產品輸出,湖泊濕地的沼澤化趨勢得到控制。
4.2.3 追求經濟效益,過度網圍導致濕地退化 由于圍網養殖取得了較好的經濟效益,圍網養殖面積逐年增加。1999 年,東太湖有一半為人工養殖區域;2004 年東太湖有1.105 萬hm2圍網養殖區,漫山島西側部分水域被開辟為養殖區,并在隨后的幾年內面積不斷擴大。2006 年,蘇州西山島的東側和南側也存在少量的圍網養殖區域。隨著圍網養殖面積的不斷擴大,最多達1.362 萬hm2,養殖強度不斷提升,圍網養殖對湖泊濕地的負面影響也不斷顯現,自然湖泊濕地類型單一化,水環境質量下降。
禁止圍墾,保護湖泊濕地。由于圍墾湖田阻礙行水通道,影響太湖泄洪,歷代政府明令禁止圍墾太湖。清康熙五十二年(1713 年)和民國三年(1914年),蘇州吳江縣兩次在東太湖浪打穿立永禁占水碑,嚴禁在浪打穿一帶圍湖造田。民國年間,政府成立專門機構,出臺相關政策,清理湖田,但效果不佳。民國二十四年,江蘇省政府責成相關部門逐圩查勘,確定湖面界線;規定拆除民國十七年8 月后私墾的湖田,當年拆除東太湖圩子20 個,挖開缺口700 余個,拆除圩圍面積1 396.67 hm2,這是民國時期力度最大的拆圍行動。1937 年4 月,江蘇省江南水利工程處成立東太湖界樁工程隊,在東太湖設置鋼筋混凝土界樁244 根;界樁設置不久,抗日戰爭爆發,被拆圩子又逐漸恢復。新中國成立后,人民政府繼續推行禁墾政策。1954 年1 月,江蘇省人民政府確定禁墾區范圍仍以1937 年劃定的東太湖界線為準,在禁墾區內的圍田,除劃出部分不妨礙水流的圩子外,其余圩子全部拆除。1966 年蘇州吳縣劃定湖面中心700 m 寬的泄洪道水域,并設立水泥樁柱60 根以明界限,泄洪道內不準侵占圍墾、妨礙水流。
5.2.1 退田還濕 由于大量圍墾和過度圍網養殖,東太湖生態環境遭到嚴重破壞,湖區行蓄洪能力不足,影響流域防洪安全;供水不暢,影響下游供水安全;水質惡化,未達到功能區水質要求;湖區生態退化,出現沼澤化等問題。2010 年蘇州啟動東太湖綜合整治工程,總投資超45 億元,這是蘇州歷史上最大的單項水利工程,至2014 年底,東太湖綜合整治工程基本完工。通過整治,退墾還湖37.3km2;疏浚東太湖入口段以及新聯圩以北至瓜涇口湖區,清除湖區污染較重的底泥,修復堤岸湖濱帶,逐步恢復東太湖湖泊濕地自然生態系統。
5.2.2 退圍還湖 2007 年太湖藍藻爆發后,按照“鐵腕治污、科學治太”的要求,結合東太湖綜合整治,大規模壓縮太湖圍網。2008 年,東太湖圍網開始大規模拆除;2009 年,東太湖圍網養殖面積一次性壓縮至3 000 hm2,拆除圍網養殖面積達1.07 hm2。2018 年4 月,蘇州市政府決定拆除太湖蘇州市行政區域內圍網,到2019 年底,東太湖的圍網全部拆除。太湖圍網拆除后,相關部門在太湖中投放優質蟹苗,同時補充種植一定量的水生植物,利用水草等控制太湖藻類暴發,不斷加強生態管理,讓太湖休養生息。
太湖濕地公園位于蘇州虎丘區西部,自古便是太湖的湖灣。相傳吳王曾來此游湖,史稱游湖,與菱湖、莫湖、胥湖、貢湖共稱“五湖”。游湖后經圍墾用于水產養殖,破壞了濕地原有功能。2007 年在游湖建設蘇州太湖濕地公園,到2009 年,共投入約3.88 億元完成退漁還湖、淤泥處理、土方造型、濕地生態系統恢復重建等項目建設。經過10 多年的生態修復和建設,濕地公園的水質已從建設之前的劣Ⅴ類提升到總體保持在Ⅲ類及以上,生物多樣性顯著提高。近年來,濕地公園不斷完善濕地生態系統的結構和功能,打造了太湖流域退漁還濕和濕地生態修復的典范。
蘇州天福國家濕地公園是長三角高度現代化城市群中一塊難得的生態保留地,也是特色鮮明的自然保護地。該濕地公園綜合利用荒廢馬場、農田溝塘、水田,以生物多樣性保護為設計原則,采用“溝渠—水塘—河道”并聯技術,通過微地形改造、水位調控、植被管理等措施,將生態農業、改善水質、生物多樣性提升融入棲息地修復,構建了533.33 hm2“四季水田”。稻田休耕期間,實施蓄水工程,營造淺灘、開闊水面等適宜水鳥棲息的生境,現已成為鳥類飛行驛站及越冬棲息地,實現了人與候鳥共享的稻田模式。濕地公園建成后,鳥類多樣性明顯提升,同時農田區域土壤肥力增加,冬季蟲口密度減少,有效降低了農藥施用量。實現了生態保育與農業生產功能協調,探索形成了生物多樣性保護、農業面源污染控制和濕地保護管理相協調的新模式。
蘇州太湖湖濱國家濕地公園位于太湖東岸的蘇州市吳中區,為典型湖濱湖泊濕地。通過清淤疏浚控制內源污染,建設生態圍堰保護近岸水域,恢復和管理水生植物,建設蘆竹浮島等措施,修復重建湖濱草本沼澤和森林沼澤濕地、淺水湖泊“水下森林”湖泊濕地。濕地公園總面積709.93 hm2,濕地總面積673.25 hm2,濕地占比94.83%。濕地公園豐富的濕地類型和濕地植被,不僅為濕地動植物提供了良好的棲息環境,提高了生物多樣性,而且有效維護了湖濱濕地水岸帶的穩定性,改善了水質。
蘇州城鎮化率高達82.12%,人口密度近1 500人/km2,約為全國人口密度的10 倍。區域環境壓力大,環境容量小,為了進一步減緩尾水排放的環境壓力,蘇州大力推行污水處理廠尾水濕地建設,探索尾水濕地深度凈化技術。蘇州吳中區金庭鎮污水處理廠、常熟中創污水處理廠等建設垂直潛流濕地和表面流濕地,通過廠內水質提升、尾水濕地處理,進一步去除尾水中約80%的污染物及氮磷等,最終出水主要污染物指標達到“蘇州特別排放限值”(梁家成等, 2022)。蘇州市相城區太平鎮河蟹養殖場構建多級串聯表面流人工濕地處理,對河蟹養殖場養殖尾水中總氮和總磷含量的去除率分別達87.03%和77.21%,能有效去除養殖尾水的氮、磷(周新偉等, 2017)。蘇州吳中區金庭鎮構建由“沉淀塘—垂直流生態濾床—水平流生態濾床—污泥干化濾床”組成的人工濕地,凈化農村生活污水;吳中區臨湖鎮東吳村構建了由生態塘、垂直流生態濾床、污泥干化濾床等組成的人工濕地,農村生活污水通過三格式化糞池初步處理后,尾水導入人工濕地,進行深度處理(許玲, 2021)。
6.3.1 恢復東太湖生態,建設靚麗“蘇州灣”湖泊濕地 東太湖是太湖的重要湖灣,也是蘇州最典型的湖泊濕地,2013 年9 月,蘇州正式將東太湖水域命名為“蘇州灣”,蘇州灣兩側“左邊吳中,右邊吳江”。為了進一步恢復東太湖自然生態,到2019 年,蘇州全面拆除東太湖的圍網,退漁還湖、退圍還濕(王友文等, 2022)。圍網拆除后,通過清淤疏浚,貫通行洪通道,保障行洪能力;改善水動力條件,促進水生態環境改善;修復沿湖岸線生態,打造環太湖山青、水秀、地綠、景美,并融入吳越文化元素的環太湖百里風光帶。重建水清景美、生物多樣性高的湖泊良性生態系統,構建“蘇州灣”湖泊濕地,形成城市擁抱濕地、濕地融入城市的國際濕地都市。
6.3.2 建設江心島濕地,聯通江湖共保護 長江是蘇州的北界,保護江心沙等長江島嶼及長江沿岸江灘濕地,不僅是全面保護建設蘇州濕地的需要,也是長江大保護的需要。近年來,蘇州實施一系列水利綜合整治工程,穩定了長江河勢,消除了近岸險段;實施江心沙潛堤建設工程,從沙洲頭端開始,沿右緣往下修筑16.6 km 水下拋石潛堤,促進4個沙體島嶼形態穩定,并逐步形成完整的島嶼。清理島內養蟹池塘,拆除蟹塘圩堤,疏通島嶼內外水系。通過整治,島嶼周邊蘆葦面積超333.33 hm2,島嶼江灘濕地自然生態得到恢復,為鞏固沙體、提高生物多樣性提供了支撐。2022 年監測結果顯示,江心沙共觀察到鳥類341 種,是2021 年鳥類種數的1.6 倍,鳥類種類數占蘇州全域鳥類種數的91.18%。長江江心沙島嶼濕地及沿江江灘濕地的建設,不僅拓展了蘇州濕地空間,形成更多類型的濕地,而且有助于增加區域蘇州濕地景觀的完整性,提高區域生物多樣性,讓蘇州城市沉浸在江湖濕地之中,成為名副其實的國際濕地城市。
大約1 萬年前,先民們因濕地而聚集于太湖之濱,依賴自然濕地謀生,逐步產生了早期的漁稻文化;2 500 年前,相土嘗水,創建了蘇州古城,形成了舉世聞名的蘇州山水園林,也是濕地文化的重要體現。2 500 年來,憑借豐富的自然濕地資源,探索了“桑基魚塘”“果基魚塘”等濕地開發利用模式,創立了合理利用濕地資源的生態范式,讓以蘇州為代表的太湖流域享有“蘇湖熟,天下足”美譽。在20 世紀六七十年代,人口劇增,糧食短缺,圍湖造田、圍網養殖,濕地又一次為區域發展提供了豐足的資源;在飽經過度開發、生態環境退化之際,及時采取保護措施,退田還濕,退圍還湖,修復濕地,恢復生態平衡,蘇州正在向世界展現生態優美、經濟發達、和諧發展的國際濕地城市之雄姿。