东华理工大学环境修复原理课程论文.pdf

环境修复原理与技术课程论文 1 鄱阳湖流域湿地生态修复鄱阳湖流域湿地生态修复技术技术 摘要 鄱阳湖生态湿地是中国第一大淡水湖生态湿地 也是生物多样性非常丰富的 世界六大湿地之一 对调蓄长江洪水 保障长江中下游水生态安全 保护候鸟和湿地 多样性具有重要意义 随着经济社会的发展 湿地保护与当地经济社会发展的矛盾日 益凸显 本文就鄱阳湖生态湿地保护中存在的问题 提出进一步保护鄱阳湖生态湿地 的生态修复措施 关键词 鄱阳湖流域 湿地 生态 修复 1 鄱阳湖流域现状与概况 鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊 位于江西省的北部 长江中下游南岸 承纳赣江 抚河 信江 绕河 修河五河及博阳河等支流来水 经调蓄后由湖口注入长江 是一 个过水型 吞吐型 季节型湖泊 湖口水位 冻结吴淞高程 22 59m 时 鄱阳湖流 域面积 162225km2 占长江流域面积 9 以上 其中鄱阳湖湖面面积 4070km2 相应 容积为 320 亿 m3 鄱阳湖形似葫芦 南北长 173km 东西平均宽 16 9km 是典型的 蓄水是湖 低水是河 洪水一片 枯水一线 湖泊 鄱阳湖不仅是长江洪水和五 河洪水重要的调蓄场所 也是世界著名的湿地 在长江流域治理 开发与保护中占据 有十分重要的地位 鄱阳湖湖底虽较平坦 但微地貌复杂 湖泊微地貌有水域 洲滩 岛屿 水道 湖湾 港汊 内湖等 周围湖汊众多 卫星湖 分布密布 湖盆内主要由分流河道 天然堤 决口扇 分流间洼地 废弃河道及牛轭湖等地貌组成 枯水季节 大面积的 洲滩出露 包括草滩 泥滩 沙滩 3 类 高程 11m 以下多为泥滩 12 14 多为草滩 沙滩面积较小 只有局部分布 与此同时 由于围堰和泥沙沉积形成的小型季节性碟 形湖 内湖 也随之显现 数量众多 如蚌湖 大湖池 大汊湖 东湖 南深湖 泥 湖 常湖 寺下湖 汉池湖 林充湖 大莲子湖等 形成了鄱阳湖广大的湿地生境 也是鸟类的主要栖息地 2 鄱阳湖湿地面临的生态问题 2 1 天然湿地面积减少 湿地退化加剧 鄱阳湖 1950 年的湖域面积为 5090km2 到 1985 年湖域面积 3910km2 实际通江 湖域面积只有 3180km2 累计围垦 1480km2 大面积的湖滩草洲被开垦为农田 湿地 面积大幅度减少 1998 年特大洪灾后 政府实施了退田还湖 平垸行洪等工程 鄱 阳湖丰水期面积因此得到不断扩大和恢复 但还湖工程出来的双退区 人退田也退 单退区 人退田不退 内植被和中生性草甸为主 湿地植被的天然恢复极其缓慢 湿 环境修复原理与技术课程论文 2 地类型改变 功能退化 2 2 水位持续走低 湖泊沼泽化趋势加快 受流域降水格局和长江水文情势变化的影响 鄱阳湖水位呈下降趋势 五河控制 水文站最大 最小平均流量均呈减小趋势 尤其近十年下降或减小幅度最大 速度最 快 鄱阳湖星子 2006 2007 年 10m 以下水位的枯水期长达 157 天 而 1956 1957 年 为 107 天 1978 1979 年为 113 天 由于各级枯水位出现时间大幅提前 低水时间异 常偏长 相应高程滩上的湿生植物 如薹草 蓼子草等 提前萌生 且分布带下移 范围扩大 然而挺水 沉水植物则提前枯萎 2006 2007 年严重枯水期的出现 导致 鄱阳湖生态缺水 几乎使鄱阳湖整个水生植被处于长时间枯萎状态 水生植物受到伤 害 群落结构被破坏 一些种类甚至消亡 2 3 湿地植被结构受损 鄱阳湖在人为活动 外来物种入侵和水文过程突变等多重压力下 植被结构大面 积受到破坏 突出表现为 高滩地由于超强度放牧 植被矮化 外来物种入侵 中生 性的双子叶植物优势度上升 湿生植被向中生性草甸演替 草洲生物量呈下降趋势 水生植被由于不合理的水产养殖 克氏原鳌虾入侵 极端枯水位频现 水体污染等因 素影响 植被盖度下降 局部水域由于长期人工放养螃蟹 枯水期湿地土壤出露时间 过长 土壤中水生植物种子库受到破坏 苦竹 竹叶眼子菜这样的沉水植物群落的优 势种越来越少 局部地段天然湿地植被正在被人工植被取代 最为突出的是在高滩地 上大面积种植杨树 及大地破坏了湿地植被结构 2 4 水质总体下降 呈现初期富营养化 鄱阳湖湖区近 20 年来水质总体呈下降趋势 2007 年 7 月 类水占 26 3 类 水占 47 4 劣 类水占 26 3 9 月 类水占 60 劣 类水占 40 注入长江的 出湖水质为 类水 进入 10 月以来 长江上游来水量减少 省内降水又偏少 鄱阳 湖出湖水量增大 湖区水位迅速下降 湖体水量锐减 致使水体自净能力下降水质足 月有所下降 2008 年鄱阳湖水质以 类水为主 占 63 9 劣 类水占 36 1 随着 水环境的变化 鄱阳湖湖泊生态结构与营养水平也在发生着改变 湖泊从草型湖泊向 草藻共存型再向藻草共存性转化 及至转化为藻型 浊水型湖泊 是湖泊富营养化的 过程 这种转化的主要标志是沉水植物盖度持续下降 藻类生物量明显增加 2 5 水生动物资源衰退 生态系统结构受损 水生动物主要包括湿地鸟类 鱼类 底栖动物等 鄱阳湖冬季受长江水位下降影 响 鄱阳湖洲滩显露 分隔成大小湖泊近百个 大量浅水湖泊与河道沟汊相互交错 形成地形十分复杂的湿地生态系统 为水生动物的栖息地提供了优势的生境条件 然 而近十余年来 水生动物资源衰退严重 鄱阳湖越冬候鸟数量呈动态变化 近十多年 来 经过短暂的下降后 冬季到鄱阳湖的候鸟增多 特别是退田还湖完工后表现更为 明显 2005 年 鄱阳湖观察到水禽 30 种 高达 321044 只 其中 14 中水禽达到了国 环境修复原理与技术课程论文 3 际重要意义标准 5 个全球受威胁种到鄱阳湖越冬占全球种群数量比例较高 鄱阳湖 有 4 个地点达到国际重要价值地标准 另有 7 个地点水禽相对较集中 但鸟群群落结 构在近年来发生变化 雁类 鸭类相对数量不断增加 而大型珍稀鸟类不断减少 20 世纪 80 年代调查有鸭科 29 种 2003 年调查只有 21 种 3 鄱阳湖不同类型湿地修复技术 湿地的恢复流程包括恢复明确恢复的目标和恢复标准 确认恢复区域 制定湿地 恢复的规划设计方案 开展湿地恢复活动监测与评价等 根据湿地恢复流程 鄱阳湖 不同湿地退化类型的恢复技术方案是基于不同区域不同退化湿地的恢复目标和标准 来确定的 具体如下表 表 1鄱阳湖不同退化湿地类型恢复技术方案 退化湿地类型恢复目标退化湿地恢复技术建议组合 围垦湿地 不能完全恢复 但部分人工湿地需 要保护 并要降低营养物质输入鄱 阳湖其他湿地 采用物理工程措施与生物修复相结合的技术 处理污水 营养生态堤岸缓冲 拦截泥沙等湿地及上游水土流失控制 技术 湿地土壤改良技术和农药化肥减量化技术 提高围 垦湿地生产力的同时 改善环境 利用景观重建技术开展 集污染治理与创收一体化的农业生产模式 围垦弃耕湿地 部分恢复 植被生物量和生物多样 性增加 湿地水质与土壤明显改善 蓄水工程技术 湿地土壤改良技术 物种引入技术 湿地 景观重建技术 生物修复技术 监测技术 封洲禁牧等进 行组合设计 退化高滩地 部分恢复 恢复植被的多样性 减 少泥沙 提高土壤质量 引水与蓄水技术 湿地土壤改良与换土法技术 湿地与上 游水土流失控制技术 物种引入和去除技术 生物链构建 技术 景观重建技术 封洲禁牧等进行组合设计 洲滩开垦地 建立林 灌 草复杂的林分结构 乔 木生物量逐步降低 林下草本植物 增加 洲滩水域沉水植物和浮叶植 物增加 鱼类等生物种类增多 自然保护技术 增殖放流和植物移植等物种引入技术 景 观重建技术等进行组合设计 浅水滩地 部分恢复与重建 泥滩地重建为洲 滩湿生植被带 引水技术 湿地土壤改良技术 群落结构稳定技术 景观 重建技术等进行组合设计 退化水域 水质改善 营养盐含量下降明显 基本达到 一湖清水 种子库不 断丰富 基底生境再造技术 生物链结构构建技术 植物和微生物 等生物修复技术 生态堤岸等湿地及上游水土流失控制技 术 蓄水工程技术等进行组合设计 入湖河流尾闾 河段 重金属污染降低 泥沙堆积下降 湿地生物多样性增加 种子库不断 丰富 微生物 植物等生物修复技术 清淤技术 基底生境再造 技术 生态堤岸等湿地及上游水土流失控制技术等技术进 行组合设计 环境修复原理与技术课程论文 4 4 植被修复对湿地水质影响 由于引入了鄱阳湖区湿地土著物种 经过两年多的恢复工作 初步形成了多个优 势植物群落 这为其他非人工引入的湿生植物提供了生境 示范工程的实施丰富了物 种多样性 使得湿地生态系统稳定性增加 表 2研究区水质基本状况 总氮 mg L 硝态氮 mg L 总磷 mg L 叶绿 a mg L 悬浮物 mg L 混浊度 COD mg L 铜 mg L 锌 mg L 汞 mg L 砷 mg L 1 360 250 030 0 013 41 226 14 0 002 0 006 9 10 6 0 0001 经过两年的植被修复 试验区水质得到改善 并得出以下结论 对于 TN 含量较高的水体 湿地植被可有效去除水体中的氮素 一年使水体 TN 浓度水平下降 65 4 71 3 但是植物枯萎分解后 又将含氮物质释放入水体 重新 使水体氮素含量增高 中低植被覆盖植物残体分解并不导致水体含氮量升高 有利于 水体物质循环 对于 TP 含量相对不高的水体 植被恢复在植物生长期可以转移部分含磷物质 并且不会通过植物残体分解使磷重新进入水体 植被生长可有效控制浮游植物的生长和吸附固体悬浮物 使水体保持高度透明 度 较低叶绿素 a 和较低固体悬浮物含量 但过高的植被覆盖和过多的植物残体分解 会增加水体叶绿素含量 并且无植被覆盖时 水体容易变混浊 植被恢复 不会对水 体 COD 产生影响 但植物残体分解会使水体 BOD 升高 5 鄱阳湖湿地分类保护和修复措施 5 1 以植物资源为主的湿地保护和修复措施 1 湿地植被修复与恢复 鄱阳湖湿地植被对于维护浅湖 湖滩 沼泽生态性 功能起着决定性的作用 鄱阳湖湿地植被在生态类型上 沉水植物占大多数 而挺水 和浮叶植物以及湖岸与湖堤的湿生植被较少 不利于水禽的觅食 栖息和繁殖活动 恢复鄱阳湖湿地植被合理结构 应对湖滩 浅湖的挺水 浮叶植物进行恢复 加大湖 堤 湖岸湿生植被恢复力度 为确保生态结构的稳定性 防止因季节交替 植被消亡 形成水中植被空白 群落配置除应考虑空间上的镶嵌外 还应考虑时间上的节律配比 可分为夏绿型和冬绿型两类 以保证所建水生植物群落具有较强的生态环境功能 2 加强湿地植被监测 鄱阳湖区植被基本上随水位的变迁 呈以湖心为圆心 同心环状分布的不同植物带 植物资源类型湿地作为湖区鸟类 鱼类主要的栖息和觅 食环境 其生长状况的优劣直接反映其它物种的丰富度 因此 应建立湿地植物资源 监测系统 对湖区的主要湿地进行动态监测 记录湿地生态特征的变化情况 一旦发 现湿地生态系统出现恶化的信号 及时采取相应的有效措施 环境修复原理与技术课程论文 5 3 控制外来物种入侵 确保鄱阳湖区生物安全 确定贸易 旅游 运输 农 林渔业生产 建设项目等可能导致外来物种入侵的途径并加强管理 加强检疫力度 对于有意引进的外来物种加强管理 引种前必须经过严格的风险评价 并经有关主管 部门授权后方可引进 5 2 以鸟类资源为主的湿地保护和修复措施 1 严禁对鸟类资源破坏较大的生产活动 湖区群众不适当的生产方式和生产 活动 如堑秋湖 定置网 投毒 网捕 放牧及围垦等 干扰和破坏了鸟类的栖息环 境 引起鄱阳湖越冬珍禽数量的下降 因此 应禁止对鸟类资源破坏较大的生产活动 2 鸟类栖息地修复 栖息地修复是保护湿地生物多样性的重要措施 将双退 后的圩堤 垸子恢复为栖息地 在适当的地方平堤引水 引入植物物种 营造沉水植 物 挺水植物 湿生植物带 将原来的水稻田恢复为湿地 为鸟类提供栖息地 为满 足鸟类对食料的需求 在与珍稀鸟类原有生境相似 无外界干扰而又不受污染威胁的 滩地草洲建立水禽食料基地 种植水禽喜欢栖息 觅食的植物 3 加强鸟类自然保护区建设 建议在现有的基础上 尽可能新设立一些鸟类 自然保护区 以扩大湿地保护范围 每年冬 春季对鄱阳湖越冬候鸟进行一次航空调 查 并配合地面候鸟资源及其栖息环境的补充调查和监测 以监测越冬候鸟的数量和 分布情况 为鸟类保护提供依据 4 发展特色生态旅游 建立人鸟和谐共处的关系 建议发展以鄱阳湖观鸟为 特色的生态旅游 使当地社区和居民受益 解决人鸟争食的矛盾 同时通过宣传教育 提高旅游者的环境意识 使湖区群众和旅游者真正成为护鸟人 爱鸟人 5 3 以鱼类资源为主的湿地保护和修复措施 1 加强洄游鱼类洄游路线的动态监测 保护珍稀鱼类的栖息地 渔政部门应 在洄游路线加强资源监测 及时掌握鲥鱼 刀鲚等洄游鱼类的资源状况 应划定产卵 场为禁渔区 保护中华鲟 胭脂鱼 鲥鱼等濒危鱼类以及刀鲚 银鱼等经济鱼类的栖 息地 在幼鱼活动区域禁捕 保证幼鱼正常索饵和活动 2 统筹规划 合理布局 发展养殖业 保护天然鱼类资源 建设蟹 虾 南 美白对虾和青虾 彭泽鲫 乌鳢 黄颡鱼等养殖基地 合理布局增殖苗种生产基地 确保增殖苗种供应 恢复渔业资源 3 制订合理的捕捞措施 严禁酷渔滥捕 建议在鄱阳湖全面实施捕捞许可证 制度 限制捕捞规格和捕捞量 坚决取缔目前盛行的电拖网 地笼子和小网眼的刺网 等有害网具 对电鱼 炸鱼 毒鱼等严重违反水产资源保护条例和渔业法的现象进行 严厉打击 切实保护鱼类资源 健全禁渔期制度 确定禁渔区 逐步由春季 3 月 20 日至 6 月 20 日 鱼类产卵场休鱼扩大到全湖休鱼 坚持每年选择 2 3 处主要经济鱼 类越冬良港实施冬季 10 月 10 日至翌年 4 月 10 日 休鱼 使渔业资源得到有效养 护 环境修复原理与技术课程论文 6 4 制定科学合理的采砂规划 应制定鄱阳湖采砂规划 确定可采区 可采期 禁采区和禁采期 严禁在鱼类三场采砂挖泥 杜绝无序采砂行为对鱼类栖息地造成的 生态破坏 5 保护水产种质资源 在具有较高经济价值和遗传育种价值的水产种质资源 主要生长繁育区域建立水产种质资源保护区 建立水产种质资源基因库 加强对水产 遗传种质资源 特别是珍稀水产遗传种质资源的保护 促进水产种质资源可持续利用 6 结论与展望 20 世纪 80 年代开始 江西省在实施 山江湖综合开发治理工程 过程中 开展 了大规模的生态修复工作 20 多年来 对鄱阳湖流域 740 个小流域进行了系统的综 合治理与生态修复 累计治理水土流失面积 2 9 106hm2 封山育林 6 1 106hm2 水土 流失得到控制 受损害的生态系统正在逐步恢复与重建 森林覆盖率由 1983 年的 31 1 增长到 2008 年的 58 2 鄱阳湖湿地面积大幅度增加 成为世界七大重要湿地 之一 2000 年被世界自然基金会划定为全球重要生态区 20 多年的生态修复实践 探索出一条可行的技术路线 1 通过综合科学考察 掌握生态系统受损害的状况和原因 揭示各类生态系统发育 演替的客观规律 2 着力研究生态恢复的生态学过程与机制 寻求有效的修复方法 措施和模式 3 自 主创新 试验示范 试点先行 样板引领 4 用生态生态保护和建设的大项目为载 体 全面展开 系统推进 在生态修复过程中 坚持 保护优先 自然恢复为主 人 工修复遵循客观规律 修复方法 1 对具有典型意义的生态系统 划定保护区 加 强管理 保护濒危物种 增加生物多样性 2 对中 轻度损害的生态系统 实施封 育保护 减轻负荷压力 利用生态系统自组织功能 自然恢复为主 3 对于严重损 害的生态系统 遵循生态系统生长发育的自然规律 采取人工措施修复或重建 科学 选择了修复策略 1 以修复植被生态系统为基础和前提 创造条件 利用生态系统 自组织 自修复能力使微生物 动物逐步恢复 2 把生态修复与发展生态经