海珠都市湿地循环产业链研究.doc

海珠都市湿地循环产业链研究 陈青春，邓培飞，陈平 （仲恺农业工程学院，广州） 摘要：以海珠湿地生态管理和产业化利用为核心，结合拟建设的“海珠仲恺国家级都市现代农业产业园”，从景观规划设计、水净化功能、污染土地利用、植物匹配性、产业发展规划、研发等方面，以生物转化器实现园区废弃物循环利用和零排放，优化湿地公园“都市牧场”循环产业链，建立湿地生态农业模式，创新经营机制。 关键词：湿地；废弃物；生态系统；基质 ：A：0439114（15）041022-04 DOI:10.14088/j.ki.issn0439-8114.xx.04.065 ： 基金项目：广东省自然科学基金项目（）；广州市海珠区科技和信息化局项目（） 作者简介：陈青春（），男，江苏连云港人，讲师，博士，主要从事作物精确学理研究，（电话）（电子信箱）； 通信作者，陈平（），男，教授，（电子信箱）。 湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，与人类的生存、繁衍和发展息息相关，是自然界生物多样性最富有的生态景观和人类最重要的生存环境之一，其中有数以万计的鱼类、鸟类、植物和浮游生物，是天然的物种基因库，且相互之间构成了一个稳定的良性循环生物链，在蓄洪防旱、涵养水源、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化水质及降解环境污染等方面发挥重要作用。不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和多重效益，特别是在对环境的净化功能与水文和元素循环功能方面有着其他系统不可替代的作用，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”、“文明的发源地”和“物种的基因库”。因而在世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋并列为全球三大生态系统。特别是位于城市周边的湿地，更是城市的生态屏障。 湿地植物作为既造景又具有生态功能的承担者，通过构建功能组植物，可以在美化自然水景的同时提高水体质量。国内外已开展了大量相关水湿生植物水质净化与造景功能的研究，并取得了一定的进展。水生植物在水体产氧、改善氮循环、吸附沉积物、抑制有害藻类繁殖、遏制底泥营养盐向水中再释放、有效净化富营养化湖水及提高水体自净能力等方面起着重要的作用。水生植物为水生动物、野生动物提供栖息地、隐蔽场所和食物，同时对水体重金属及氮、磷等具有一定的去除效果。对水体净化作用显著的植物主要有芦苇、香蒲、茭白、水芹、菖蒲、石菖蒲、水葱、稻、慈姑、荸荠等挺水植物；睡莲、荇菜、莼菜等浮叶植物；凤眼莲、浮萍、紫萍、满江红、水鳖等浮水植物；菹草、金鱼藻、苦草、黑藻、伊乐藻等沉水植物。不同种类的水生湿生植物去除有害物质的速率和抗水体污染的效果具有明显差异。 本研究以拟建中的“海珠仲恺国家级都市现代农业产业园”地块为未来生态农业产业基地，将海珠湿地及园区绿化刈割物高效循环利用，并利用该地块完善湿地公园周边截流河涌景观水初步净化及污染土壤生态化治理，以废弃物资源生态转化后进行污染土壤置换，实现都市现代农业清洁生产，更好地完善海珠湿地景观、科普、科技产业发展等功能，实现区政府打造“都市名片”的战略目标。 海珠湿地公园介绍 作为全国惟一建于特大城市中央的湿地公园，海珠湿地公园示范区始建于年月，年底获批国家湿地公园（试点）项目。该湿地公园位于广州市中心城区，即海珠区东南部，被称为广州市的“南肺”和“肾”，主要包括大面积果园、海珠湖及相关河涌条，总用地面积约，水域面积达，是珠三角河涌湿地、城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混的复合湿地生态系统。湿地内土地肥沃，雨量充沛，是石硖龙眼、红果杨桃、鸡心黄皮、胭脂红番石榴等十余种岭南佳果的传统产区。海珠湿地总体规划分为三大功能片区（恢复重建区、湿地保育区和合理利用区各占约三成）。管理服务区占地。宣教展示区位于湿地公园南面、环城高速两旁，占地。湿地保育区，主要位于海珠湖一带。瀛洲生态公园、小洲村西面数百公顷果园区域和仑头村西南面，均为有水环绕或河涌流经的果园区域，并引种多样化的水生物种。供水主要为地表水（截流河涌外依然有城市污水），湿地公园生物水体土壤为一体的综合生产与自净能力将影响湿地系统的生态服务价值。 海珠湿地公园存在的问题 海珠湿地果园保护区植被群落单一（主要为荔枝和龙眼），除了自身植物衰退外，常面临入侵植物薇甘菊的危害。我国薇甘菊大都生长在水分条件较好、光照充足的环境中，如受干扰的林缘、弃耕地、路旁、疏于管理的果园、水沟及湿地边。入侵农田、天然次生林、人工林、经济林、果树林、耕荒地、海岸滩涂、红树林林缘滩地和特种用途林如防护林、水源保护林及风景林等。如珠海斗门单一化种植的水松林、花都区流溪河附近单一化龙眼林、顺德以水生草本为主的人工湖等，均遭受薇甘菊不同程度的入侵，使其生态系统退化严重，难以发挥水生态净化功能。目前，广州周边薇甘菊肆虐，而海珠湿地果园疏于管理，可通过生态治理控制薇甘菊入侵。基于植物种内和种间竞争的生态理念，根据植物的生态位合理构建湿地功能组植物，实现植物的多样化、景观的持久性与抗入侵性。 湿地产生的大量植物废弃物、生物底泥淤积物的处置已成为困扰湿地发展、污染市容环境、影响市民生活的社会问题。海珠湿地公园植物（陆地、水体）园林化景观维护及湿地管护中，常需要对植物进行修剪、刈割，由此将产生大量绿化废弃物。传统的填埋处理占地、难以压实、运输量大，背离节约型社会发展。若将废弃物焚烧，会产生二噁英等致癌物严重污染环境，即使用来发电也需要添加辅助材料，效益低下，通过加工制成可燃颗粒物，每吨成本将超过千元。 目前，湿地公园建设中无论水体和绿地普遍参照园林绿化方法进行设计与施工，养护管理也以招投标方式进行。项目建成后园区普遍施用化肥农药、浇灌花草树木、未利用水资源及园林绿化废弃物、水体未合理利用，导致生态与经济效益不佳，往往需要每年持续投入几千万元作为管护费用。目前，仅海珠湖湿地年低水平养护费用已达万元。在湿地公园建设和管理活动中，需将维持良好的水生态环境与提高观赏性之间平衡起来。虽然湿地建设过程中普遍遵循最小干预原则，但在大部分区域，多数湿地植物仍为人工栽种，每年均需进行修剪管理，造成了管理费用直线上升和植物后期处理难的问题。园内大面积的人工湿地植物通过产业链转化，提高资源利用率，形成循环经济亮点，增加园区收入，降低管护成本，提高管理效率。研究湿地生态管理，规划生态产业模式，力争园区生态效益与经济效益同步，在建设之初加以研究尤为重要。 海珠湿地公园现代农业产业链模式探讨 综合考虑生物之间的相互作用，构建海珠都市湿地现代农业产业链（图）。 景观群落类型、植物资源评价 调查生态种群与群落特征，定量评估生产量、刈割量和枯枝落叶量；统计饲料植物资源，包括种类、资源数量、可利用的生物量、品质特性等；评价入侵杂草危害等级指数；构建“景观饲草水净化复层植被群落”，提高抗入侵性。 园区动物调查 调查园区主要动物种类，包括水生动物和昆虫等，由此可分析湿地食物链特征。 湿地园区景观水质量调查 根据湿地功能片区的水体监测报告，优化水景功能片区动植物配置，结合景观水净化系统装置，按区设计应用方案。 植物废弃物资源化利用效率研究 通过直接转化（草食动物、昆虫等）和间接转化措施，就地消纳绿化废弃物。分别计算废弃物资源作为饲料（草食动物、甲壳类、昆虫等）、有机物基质（工程植被产品用、替代泥炭土等）、堆肥、沼气等转化利用率，并作单项经济分析。 都市现代农业产业链研究 以湿地片区及周边园区（号地块）土地为湿地都市现代农业用地范围，构建湿地现代农业产业链。以景观建设、水质量保证、污染土壤治理改良作为湿地公园生态环境社会公益性原则。 按照源头规划、过程控制、终端利用、循环可控、就地消纳的原则设计产业链。合理规划园区植物，尤其是果树群落改良措施，制订生态养护方案，确保园区废弃物回归自然。 以废弃物资源化利用为基础，构建植物生产、动物转化和再生资源化路线。依据园区植物经济量（生产量、刈割量和产生枯枝落叶量）评估确定最佳转化路径。 海珠湿地都市现代农业清洁生产 结合园区污染土体范围、污染物类型、片区功能，编制土壤置换方案。污染土壤通过苗木种植钝化活性污染物，带土外销；以人造基质土壤替换污染土壤；安全防护方面，以捕食者除虫，构建高效安全生产模式。 小结与讨论 根据生物种群竞争的天性，狼尾草具有攀岩性，而薇甘菊难以攀爬覆盖，利用狼尾草种群控制薇甘菊的泛滥，最终使薇甘菊受抑制而消亡。同时狼尾草可作为饲草，在国土生态环境治理、水土保持、污水净化等方面的应用价值高，有利于建立稳固的绿色生态屏障。大量具有饲用价值的绿化功能组植物应用，更有利于提升湿地生态服务价值。 植物作为生态系统中主要的生产者，积累了大量光合产物，绿化废弃物可降解率高（约占固体比例的左右）。废弃物成分中绝大多数为有机质，如木质素、纤维素和淀粉，在自然界中可被微生物分解为无机质，为土壤增加肥力，促进植物的生长。传统农业的沤肥就遵循了这一自然规律，比填埋和焚烧效果更优，但缺点也很明显，微生物分解所需时间长，远远满足不了花卉产业对大量栽培基质的需求。因此，园林基质厂本着自然客观规律和科学发展观的理念，采用先进的生物技术将绿化垃圾粉碎、发酵、杀菌、灭虫、腐熟后，按不同植物对肥料的需求，制成不同肥力和成分的栽培基质和有机肥等，可代替泥土种植植物，实现资源的循环利用和植物的绿色生产。让园林绿化垃圾更好地服务于社会，造福百姓。 海珠湿地公园具有独特区位优势，可以以广州都市圈市场需求为导向，实施“转变、拓展、提升”的发展战略。充分发挥区内科技优势，以“海珠仲恺国家级都市现代农业产业园”建设为契机，创新湿地公园循环经济模式，更好地发挥湿地公园的社会服务与生产功能。“都市牧场”即利用园区饲用植物资源以动物及生物转化器进行蛋白质生产。目前，水景建造植物中的水生植物、部分绿化刈割物、树木落叶等可配制为羊（或奶山羊）的饲草料，采用高床养殖，实现零排放；用于水产、水禽、昆虫等养殖循环，并可发展沼气，加工人造土基质，替换污染土壤；建立高效栽培模式，实现园区绿化废弃物资源全部回收利用就地消纳，最大限度实现湿地公园环境净化功能。 参考文献： 中国湿地百科全书委员会中国湿地百科全书北京：北京科学技术出版社， 柳骅，夏宜平水生植物造景规划与设计，（）： 严雪，于丹关，李永科浓度升高对沉水克隆植物生长速率及营养元素积累的影响植物生态学报，（）： 高吉喜，叶春，杜娟，等水生植物对面源污水净化效率研究中国环境科学，（）： 况琪军，夏宜曷，吴振斌，等人工模拟生态系统中水生植物与藻类的相关性研究水生生物学报，（）： 吴振斌水生植物与水体生态修复北京：科学出版社， 许木启，黄玉瑶受损水域生态系统恢复与重建研究生态学报，（）： 侯亚明水生植物在污水净化中的应用研究进展河南农业大学学报，（）： 贺锋，吴振斌水生植物在污水处理和水质改善中的应用植物学通报，（）： 田如男