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(环境工程专业论文)凤塘河口湿地调查与生态恢复对策研究.pdf.pdf 免费下载
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摘要 凤塘河口湿地调查与生态恢复对策研究 专业:环境工程 硕士生:王建平 导师:梁咏梅讲师 摘要 湿地的退化越来越受到社会关注,湿地的生态恢复与重建已成为热点研究问题。 我国从5 0 年代起对湿地进行的大量研究,多侧重于湿地的资源、环境、生物多样性 及其保护与利用等方面,而对受损湿地的生态恢复研究得较少,本文将在全面综述 国内外湿地生态恢复研究进展的基础上,对风塘河口湿地现状进行详细的调查和分 析,从湿地生态恢复的特点、理论基础、主要技术和方案确定等方面入手,为风塘 河口湿地的生态恢复提供对策并进行研究。 湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术,逐步恢复退化 湿地生态系统的结构和功能,最终达到湿地生态系统的自我持续状态。湿地生态恢 复应遵循地域性原则、生态学原则、最小风险和最大效益原则。湿地生态恢复技术 的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点,可以根据湿地生态恢复的内容 划分为湿地生境恢复技术、湿地生物恢复技术、生态系统结构与功能恢复技术。湿 地生态恢复方案的提出首先应确定被恢复对象及其系统边界,分析湿地生态系统退 化成因,识别退化主导因子、退化过程、退化类型、退化阶段与强度等,确定生态 恢复目标,分析与选择生态恢复技术,提出具体实施方案,进行可行性分析后进行 实地实验与推广。 风塘河流域位于深圳市福田区,是全市建设的最早、最成熟的地区,资源消耗 i i 中山大学硕士论文 量大,相应的废弃物排放量也大,风塘河干、支流基本上暗渠化,河口段的明渠为 典型的“三面光一型渠道,毫无生态面貌可言,河道的主要功能为泄洪及排污。凤 塘河为感潮河道,河道狭长,河底高程较高,纳潮空间有限,潮流动力不足,为典 型的盲肠型河道,河水流动缓慢,污染物长期随涨落潮流在河道内徘徊、滞留,河 面漂浮物多,污染物大量沉积,河水长期处于厌氧环境发酵而变黑发臭,污染严重。 河口位于深圳湾顶部,河口与深圳湾涨落潮流斜交,导致风塘河出口不畅,河水与 深圳湾水体的交换能力较差。 深圳湾的潮汐属不正规半日潮,涨、落潮流基本上呈西南一东北向往复流动。 湾内水质具横向分布特征,近湾口水质最好,近湾项水质较差。污水的主要来源为 深圳河与深圳湾周围的工业区、养畜禽业区和城市生活污水。涨潮时段,受涨潮潮 流上溯动力的影响,污染水体主要汇集在深圳湾顶部;落潮时段,污染物随落潮流 均匀向湾口输移扩散,综合污染物浓度逐渐降低。深圳湾水质环境与凤塘河水质环 境相辅相成,风塘河水质改善有利于河口湿地水环境的改善,而河口湿地的良性发 展对深圳湾水质的改善有很大帮助。 凤塘河口湿地属于福田国家级红树林保护区的一部分,湿地动植物资源丰富, 按使用功能将保护区划分为核心区、缓冲区和试验区,核心区实行封闭管理,缓冲 区和试验区允许进行改善生态环境的相关活动。目前,河口湿地存在受环境污染影 响较大、湿地红树林面积急剧下降、红树植物多样性减少、鸟类的物种和数量减少、 虫害频发使红树林遭到破坏、外来物种入侵等问题。 本次退化湿地生态恢复对策研究的研究对象是凤塘河口明渠段及其周围关联的 基围湿地,研究区域为福田保护区总体规划中核心区以北的实验区及缓冲区,研究 对策主要有: ( 1 ) 湿地生境恢复技术,包括污水截流、河道清淤、水动力控导、人工湿地净 化河水、传统护岸的生态改造。 水动力控导工程利用深圳湾的潮汐能,设计改善河口水动力条件的应对方案, 并建立直观的水动力物理模型进行试验来论证方案的可行性,为湿地水状况恢复研 究进行了新的尝试。试验结果表明,在凤塘河西侧湿地与深圳湾水域之间的塘基上 布置单向进水口,利用涨潮的潮差积蓄大量海水,通过新建的连接西侧湿地与风塘 河的暗渠进入河道,对污染的河水进行稀释和冲刷,并促进风塘河内水体的单向循 环,避免污染物随潮流涨落在河道内振荡徘徊的现象,河道明渠段达标水质所占的 l l i 摘要 时间由原来的4 增加到8 5 ,并利用人造洪峰将河道淤积物冲走。 为有效减少排入河口湿地和深圳湾的污染物量,在凤塘河东侧的湿地内修建人 工湿地污水处理系统,将污染的河水通过截流的方式排入生态砾石床,依靠选定的 特定级配的砾石填料的高效吸附性,通过砾石表面的机械截留、物化吸附和生长在 砾石表面上的生物膜过滤、分解有机物,达到净化水质的目的。生态砾石床面积约 为5 0 0 0 m 2 ,高2 0 m ,填料厚度2 0 m ,设计停留时间5 3 h ,处理能力可达4 5 x 1 0 4 m 3 d , 相当于旱季风塘河流量。 ( 2 ) 湿地生物恢复技术,包括群落结构优化配置与组建技术、物种选育和培植 技术、种群动态调控技术、群落演替控制与恢复技术等。 凤塘河口湿地的红树林基本成带状分布,生态序列十分明显,既反映了群落演 替的时间进程,也反映出它们的演替模式。风塘河口湿地红树林群落类型较为贫乏, 主要是由乡土树种秋茄和桐花树为优势种的3 个群落,1 9 9 3 年引种的海桑属植物已 发展成繁茂的人工群落,根据地带性规律、生态演替及生态位原理可以确定海榄雌 和桐花树作为优势先锋树种分别或共同组建成风塘河口湿地红树林演替先锋群落。 红树林的恢复涉及到大量的生态恢复技术,主要包括红树植物引种驯化与造林 技术等。红树植物引种驯化与生长与气温、盐度、土壤、地貌及潮汐动力等主导生 态因子密切相关,引种栽培红树植物应综合考虑这些因素。 ( 3 ) 生态系统结构与功能恢复技术,包括生态系统总体设计技术和景观工程的 实施。在现有湿地地域分布格局和恢复湿地生境基础上,本着自然优先、整体优化、 多样性及生态整体性等原则,分析河口的湿地环境与资源特点、景观生态过程及人 类干扰效应,分清优势与劣势,设计最合理的湿地地域分布格局,构建“红树林一 水体( 含水生植被) 一红树林半红树一陆生植被一隔离植被带的生态分布格局, 构造种群和生态系统,并以构建生物和谐生境为指导思想,提出景观规划构思,使 凤塘河口湿地呈现“虽自人工,宛若天开刀的面貌。 本文还对风塘河口湿地生态恢复的研究对策进行了投资估算,并进行了社会评 价,认为研究对策具有良好的可行性。 关键词:凤塘河;湿地;调查;生态恢复 i v 中山大学硕士论文 i n v e s t i g a t i o na n dr e s e a r c ho fe c o l o g i c a lr e s t o r a t i o ns t r a t e g y o n f e n g t a n gr i v e rw e t l a n d 一一 m a j o r :e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g n a m e :w a n gj i a n p i n g s u p e r v i s o r :l i a n gy o n g - m e il e c t u r e r a b s t r a c t 1 f l l ed e g r a d a t i o no fw e t l a n dh a sr e c e i v e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o na n dt h ee c o l o g i c a l r e s t o r a t i o na n dr e c o n s t r u c t i o no fw e t l a n dh a sb e c o m eah o tr e s e a r c hs u b j e c t m u c h r e s e a r c hh a sb e e nd o n eo nr e s o u r c e s ,e n v i r o n m e n t ,b i o l o g i c a ld i v e r s i t yo ft h ew e t l a n da n d t h ep r o t e c t i o na n du t i l i z a t i o no ft h ew e t l a n d l e s sr e s e a r c hh a sb e e nd o n ea b o u tt h e w e t l a n de c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n b a s eo nt h ec o m p r e h e n s i v er e v i e wo ft h ei n t e r n a t i o n a la n d d o m e s t i cs t u d i e so nt h ee c o l o g i c a lr e s t o r a t i o no fw e t l a n d ,t h ec u r r e n tc o n d i t i o no f f e n g t a n gr i v e rw e t l a n di ns h e n z h e nc i t yi ss u r v e y e da n da n a l y z e d ,a n dt h ee c o l o g i c a l r e s t o r a t i o nm e a s u r e si nt h ew e t l a n do ft h ee s t u a r yo ff e n g t a n gr i v e ri sp r o p o s e di nt h i s p a p e r t h eg e n e 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y p i c a lb l i n df i v e r t h e r e f o r e ,t h e r ea r em u c hp o l l u t i o na n df l o a t i n g m a t e r i a l sc a u s eb yr i s i n gt i d ea n df a l l i n gt i d eo nt h er i v e r t h ef i v e rh a sb e e nb a d l y p o l l u t e db yt h eh u g ea m o u n to fp o l l u t i o n t h ef i v e rm o u t hl i e so nt h et o po fs h e n z h e nb a y , w h i c hi so b l i q u ec r o s s e dw i t l lt h er i s i n ga n df a l l i n gt i d ec u r r e n ti ns h e n z h e nb a y t h e r e s u l ti st h a tt h ec u r r e n tt h r o u g ht h eo u t l e tc a l ln o tf l o ws m o o t h l ya n dt h ec h a n g e c a p a b i l i t yo f t h ew a t e ri nt h ef i v e ra n dt h es h e n z h e nb a yi sn o tg o o de n o u g h t h et i d ei ns h e n z h e nb a yi sn o n n o r m a ls e m i d i u r n a lt i d e t h er i s i n ga n df a l l i n gt i d e c u r r e n tf l o w sb a s i c a l l ya l o n gs o u t h w e s tt on o r t h e a s t w a t e rq u a l i t yp r e s e n t sl a t e r a l d i s t r i b u t i o n , w h i c hm e a n st h ew a t e rq u a l i t ya tt h eb a ym o u t hi sg o o da n dt h a to nt h et o po f t h eb a yi sw o r s e p o l l u t e dw a t e rm a i n l yc o m e sf r o mt h ei n d u s t r i a ld i s t r i c t , f o w la n d l i v e s t o c kf e e d i n gd i s t r i c ta n de i t yl i f ed i s t r i c tn e a rs h e n z h e nr i v e ra n ds h e n z h e nb a y d u r i n gr i s i n gt i d e ,p o l l u t e dw a t e rf l o w sa tt h et o po fs h e n z h e nb a yu n d e rt h eu p s t r e a m g o i n gp o w e r ,w h i l ed u r i n gf a l l i n gt i d e ,s e w a g eh o m o g e n e o u s l yd i s p e r s e sa l o n gw i t ht h e t i d ec u r r e n ta n dt h ep o l l u t i n gc o n c e n t r a t i o nd e c r e a s e si nt h ep r o c e s s w a t e rq u a l i t yi n s h e n z h e nb a yi sr e l a t e dt ot h a ti nf e n g t a n gr i v e r t h ei m p r o v e m e n to fw a t e rq u a l i t yi n f e n g t a n gr i v e ri sh e l p f u lt ot h ei m p r o v e m e n to ft h a to ft h ew e t l a n da tt h er i v e rm o u t h , a n dv i s ev e r s a t h ew e t l a n da tf e n g t a n gr i v e rm o u t hi sap a r to ft h en a t i o n a lm a n g r o v ef o r e s t p r o t e c t i o nr e s e r v ei nf u t i a nr e g i o n t h e r ea r em a n yk i n d so fa n i m a l sa n dp l a n t si nt h e w e t l a n d t h ep r o t e c t i o nr e s e r v ec a nb ed i v i d e di n t oc o r ez o n e ,b u f f e rz o n ea n dt e s tz o n e a c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o nf u n c t i o n c o n f i n e dm a n a g e m e n ti sc a r r i e do u ti nc o r ez o n e , v i 中山大学硕士论文 a n dt h er e l e v a n te c o l o g i c a li m p r o v e m e n ta c t i v i t i e sc a l lb ed o n ei nb u f f e rz o n ea n dt e s t z o n e a tp r e s e n t ,t h e r ee x i s ts e v e r a lp r o b l e m si nt h ew e t l a n da tt h ef i v e rm o u t h :t h e e n v i r o n m e n ti sp o l l u t e ds e r i o u s l y ,t h ea r e ao fm a n g r o v ef o r e s ti sq u i c k l yd e c r e a s i n g 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