湿地资料整理.doc

由于湿地和水域、陆地之间没有明显边界，加上不同学科对湿地的研究重点不同，造成湿地的定义一直存在分歧。 国际湿地公约采用广义的湿地定义，指不问其为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，包括低潮时水深不超过六米的水域。这一定义包含狭义湿地的区域，有利于将狭义湿地及附近的水体、陆地形成一个整体，便于保护和管理。 湿地的研究活动则往往采用狭义定义。美国鱼类和野生生物保护机构于1979年在“美国的湿地深水栖息地的分类”一文中，重新给湿地作定义为：“陆地和水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层积水，至少有一至几个以下特征：(1)至少周期性地以水生植物为植物优势种；(2)底层土主要是湿土；(3)在每年的生长季节，底层有时被水淹没。”定义还指湖泊与湿地以低水位时水深2米处为界，按照这个湿地定义，世界湿地可以分成二十多个类型，这个定义目前被许多国家的湿地研究者接受。 湿地的水文条件是湿地属性的决定性因素。水的来源（如降水，地下水，潮汐，河流，湖泊等），水深，水流方式，以及淹水的持续期和频率决定了湿地的多样性。水对湿地土壤的发育有深刻的影响。湿地土壤通常称为湿土或水成土（Hydric Soil）。湿地这一概念在狭义上一般被认为是陆地与水域之间的过渡地带；广义上则被定为地球上除海洋（水深6米以上）外的所有大面积水体。国际湿地公约对湿地的定义是广义定义。按照广义定义湿地覆盖地球表面仅有6，却为地球上20的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，因此享有“地球之肾”的美誉。中国湿地面积占世界湿地的10，位居亚洲第一位，世界第四位。在中国境内，从寒温带到热带、从沿海到内陆、从平原到高原山区都有湿地分布，一个地区内常常有多种湿地类型，一种湿地类型又常常分布于多个地区。中国1992年加入湿地公约，截至目前，列入国际重要湿地名录的湿地已达36处(到2009.2.25)。其实中国独特的湿地何止36处，许多湿地因为养在深闺无人识，至今仍无人问津。地球上有三大生态系统，即：森林、海洋、湿地。“湿地”，泛指暂时或长期覆盖水深不超过2米的低地、土壤充水较多的草甸、以及低潮时水深不过6米的沿海地区，包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。按国际湿地公约定义，湿地系指不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用。湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地的特征植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地，因此湿地被称为“鸟类的乐园”。湿地强大的的生态净化作用，因而又有“地球之肾”的美名。在人口爆炸和经济发展的双重压力下，20世纪中后期大量湿地被改造成农田，加上过度的资源开发和污染，湿地面积大幅度缩小，湿地物种受到严重破坏。 湿地是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。湿地的类型多种多样，通常分为自然和人工两大类。自然湿地包括沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等，人工湿地主要有水稻田、水库、池塘等。据资料统计，全世界共有自然湿地855.8万平方公里，占陆地面积的6.4%。 编辑本段【湿地分类】湿地基本分五大类海域 潮下海域：低潮时水深不足6米的永久性无植物生长的浅水水域，包括海湾和海峡；潮下水生植被层，包括各种海草和热带海洋草甸；珊瑚礁。 潮间海域：多岩石的海滩，包括礁崖和岩滩；碎石海滩；潮间无植被的泥沙和盐碱滩；潮间有植被的沉积滩，包括大陆架上的红树林。 河口 潮下河口：河口水域即河口永久性水域和三角洲河口系统。 潮间河口：具有稀疏植物的潮间泥、沙或盐碱滩；潮间沼泽包括盐碱草甸、潮汐半盐水沼泽和淡水沼泽；潮间有林湿地包括红树林、聂帕榈和潮汐淡水沼泽林。 泻湖湿地：半咸至咸水湖，有一个或多个狭窄水道与海相同。 盐湖(内陆排水区)：永久性和季节性的盐水或碱水湖泥滩和沼泽。 河流 永久性的河流：永久性的河流和溪流，包括瀑布；内陆三角洲。 暂时性的河流：季节性和间歇性流动的河流和溪流；河流洪泛平原，包括河滩，洪泛河谷和季节性泛洪草地。 湖泊 永久性的湖泊：永久性的淡水湖(8k以上)，包括遭季节性或间歇性淹没的湖滨；永久性的淡水池塘(8k以上)。 季节性的湖泊：季节性淡水湖(8k以上)，包括洪泛平原湖。 人工水面如水库、池塘、水稻田等属于广义湿地，得到湿地公约的认可。湿地公约的湿地分类一、天然湿地 （一）海洋海岸湿地A 永久性浅海水域：多数情况下低潮时水位小于6米，包括海湾和海峡。B 海草层：包括潮下藻类、海草、热带海草植物生长区。C 珊瑚礁：珊瑚礁及其邻近水域。D 岩石性海岸：包括近海岩石性岛屿、海边峭壁。E 沙滩、砾石与卵石滩：包括滨海沙州、海岬以及沙岛；沙丘及丘间沼泽。F 河口水域：河口水域和河口三角洲水域。G 滩涂：潮间带泥滩、沙滩和海岸其他咸水沼泽。H 盐沼；包括滨海盐沼、盐化草甸。I 潮间带森林湿地：包括红树林沼泽和海岸淡水沼泽森林。J 咸水、碱水泻湖：有通道与海水相连的咸水、碱水泻湖。K 海岸淡水湖：包括淡水三角洲泻湖。Zk(a) 海滨岩溶洞穴水系。滨海岩溶洞穴（二）内陆湿地L 永久性内陆三角洲：内陆河流三角洲。M 永久性的河流：包括河流及其支流、溪流、瀑布。N 时令河：季节性、间歇性、定期性的河流、溪流、小河。O 湖泊：面积大于8公顷永久性淡水湖，包括大的牛轭湖。P 时令湖：大于8公顷的季节性、间歇性的淡水湖；包括漫滩湖泊。Q 盐湖：永久性的咸水、半咸水、碱水湖。R 时令盐湖：季节性、间歇性的咸水、半咸水、碱水湖及其浅滩。Sp 内陆盐沼：永久性的咸水、半咸水、碱水沼泽与泡沼。Ss 实令碱、咸水盐沼：季节性、间歇性的咸水、半咸水、碱性沼泽、泡沼。Tp 永久性的淡水草本沼泽、泡沼；草本沼泽及面积小于8公顷泡沼，无泥炭积累，大部分生长季节伴生浮水植物。Ts 泛滥地：季节性、间歇性洪泛地，湿草甸和面积小于8公顷的泡沼。U 草本泥炭地。无林泥炭地，包括藓类泥炭地和草本泥炭地。Va 高山湿地；包括高山草甸、融雪形成的暂时性水域。Vt 苔原湿地；包括高山苔原、融雪形成的暂时性水域。W 灌丛湿地；灌丛沼泽、灌丛为主的淡水沼泽，无泥炭积累。Xf 淡水森林沼泽：包括淡水森林沼泽、季节泛滥森林沼泽、无泥炭积累的森林沼泽。Xp 森林泥炭地；泥炭森林沼泽。Y 淡水泉及绿洲。Zg 地热湿地。温泉。Zk(b) 内陆岩溶洞穴水系。地下溶洞水系。注：“漫滩”是一个宽泛的术语指一种或多种湿地类型，可能包括R、Ss、Ts、W、Xf、Xp或其它湿地类型的范例。漫滩的一些范例为季节性淹没草地（包括天然湿草地）、灌丛林地、林地和森林。漫滩湿地在此不作为一种具体的湿地类型。二、人工湿地1 水产池塘。例如鱼、虾养殖池塘。2 水塘。包括农用池塘、储水池塘，一般面积小于8公顷。3 灌溉地。包括灌溉渠系和稻田。4 农用泛洪湿地。季节性泛滥的农用地，包括集约管理或放牧的草地。5 盐田。晒盐池、采盐场等。6 蓄水区。水库、拦河坝、堤坝形成的一般大于8公顷的储水区。7 采掘区。积水取土坑、采矿地。8 废水处理场所。污水场、处理池、氧化池等。9 运河、排水渠。输水渠系。Zk(c) 地下输水系统。人工管护的岩溶洞穴水系等。 编辑本段【湿地生物】湿地最富有生物的多样性，仅中国有记载的湿地植物就有2760余种，其中湿地高等植物156科、437属、1380多种。湿地植物从生长环境看，可分为水生、沼生、湿生三类；从植物生活类型看，有挺水型、浮叶型、沉水型和飘浮型等；从植物种类看，有的是细弱小草，有的是粗大草本，有的是矮小灌木，有的是高大乔木。湿地动物的种类也异常丰富，中国已记录到的湿地动物有1500种左右(不含昆虫、无脊椎动物、真菌和微生物)，其中水大约250种，鱼类约1040种。鱼类中淡水鱼有500种左右，占世界上淡水鱼类总数的80%以上。因此，无论从经济学还是生态学的观点看，湿地都是最具有价值和生产力最高的生态系统。 编辑本段【湿地功能】湿地的功能是多方面的，它可作为直接利用的水源或补充地下水，又能有效控制洪水和防止土壤沙化，还能滞留沉积物、有毒物、营养物质，从而改善环境污染；它能以有机质的形式储存碳元素，减少温室效应，保护海岸不受风浪侵蚀，提供清洁方便的运输方式它因有如此众多而有益的功能而被人们称为“地球之肾”。湿地还是众多植物、动物特别是水禽生长的乐园，同时又向人类提供食物(水产品、禽畜产品、谷物)、能源(水能、泥炭、薪柴)、原材料(芦苇、木材、药用植物)和旅游场所，是人类赖以生存和持续发展的重要基础。 物质生产功能湿地具有强大的物质生产功能，它蕴藏着丰富的动植物资源。七里海沼泽湿地是天津沿海地区的重要饵料基地和初级生产力来源。据初步调查，七里海在20世纪70年代以前，水生、湿生植物群落100多种，其中具有生态价值的约40种。哺乳动物约10种，鱼蟹类30余种。芦苇作为七里海湿地最典型的植物，苇地面积达7186公顷，具有很高的经济价值和生态价值，不仅是重要的造纸工业原料，又是农业、盐业、渔业、养殖业、编织业的重要生产资料，还能起到防风抗洪、改善环境、改良土壤、净化水质、防治污染、调节生态平衡的作用。另外，七里海可利用水面达10000亩，年产河蟹2000吨，是著名的七里海河蟹的产地。大气组分调节功能湿地内丰富的植物群落，能够吸收大量的二氧化碳气体，并放出氧气，湿地中的一些植物还具有吸收空气中有害气体的功能，能有效调节大气组分。但同时也必须注意到，湿地生境也会排放出甲烷、氨气等温室气体。 沼泽有很大的生物生产效能，植物在有机质形成过程中，不断吸收CO2和其他气体，特别是一些有害的气体。沼泽地上的氧气则很少消耗于死亡植物残体的分解。沼泽还能吸收空气中粉尘及携带的各种菌，从而起到净化空气的作用。另外，沼泽堆积物具有很大的吸附能力，污水或含重金属的工业废水，通过沼泽能吸附金属离子和有害成分。 水分调节功能湿地在蓄水、调节河川径流、补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用，是蓄水防洪的天然“海绵”，在时空上可分配不均的降水，通过湿地的吞吐调节，避免水旱灾害。七里海湿地是天津滨海平原重要的蓄滞洪区，安全蓄洪深度3.5-4m。沼泽湿地具有湿润气候、净化环境的功能，是生态系统的重要组成部分。其大部分发育在负地貌类型中，长期积水，生长了茂密的植物，其下根茎交织，残体堆积。潜育沼泽一般也有几十厘米的草根层。草根层疏松多孔，具有很强的持水能力，它能保持大于本身绝对干重315 倍的水量。不仅能储蓄大量水分，还能通过植物蒸腾和水分蒸发，把水分源源不断地送回大气中，从而增加了空气湿度，调节降水，在水的自然循环中起着良好的作用。据实验研究，一公顷的沼泽在生长季节可蒸发掉7415吨水分，可见其调节气候的巨大功能。净化功能沼泽湿地象天然的过滤器，它有助于减缓水流的速度，当含有毒物和杂质（农药、生活污水和工业排放物）的流水经过湿地时，流速减慢有利于毒物和杂质的沉淀和排除。一些湿地植物能有效地吸收水中的有毒物质，净化水质。 沼泽湿地能够分解、净化环境物，起到“排毒”、“解毒”的功能，因此被人们喻为“地球之肾”。假如没有了湿地，好比一个人被割去了肾脏。如氮、磷、钾及其他一些有机物质，通过复杂的物理、化学变化被生物体贮存起来，或者通过生物的转移（如收割植物、捕鱼等）等途径，永久的脱离湿地，参与更大范围的循环。沼泽湿地中有相当一部分的水生植物包括挺水性、浮水性和沉水性的植物，具有很强的清除毒物的能力，是毒物的克星。据测定，在湿地植物组织内富集的重金属浓度比周围水中的浓度高出10万倍以上。正因为如此，人们常常利用湿地植物的这一生态功能来净化污染物中的病 毒，有效的清除了污水中的“毒素”，达到净化水质的目的。例如，水葫莲、香蒲和芦苇等被广泛地用来处理污水，用来吸收污水中浓度很高的重金属 镉、铜、锌等。在美国的佛罗里达州，有人作了如下试验，将废水排入河流之前，先让它流经 一片柏树沼泽地（湿地中的一种），经过测定发现，大约有98%的氮和97%的磷被净化排除了， 湿地惊人的清除污染物的能力由此可见一斑。印度卡尔库塔市（Calcutta）没有一座污水处理厂，该城所有的生活污水都被排入东郊的一个经过改造的湿地复合体中。这些污水被用来养鱼，鱼产量每年每公顷可达2.4吨；也可用来灌溉稻田，每公顷年产水稻2吨左右。另外，还在倾倒固体垃圾的地方种植蔬菜，并用这些污水来浇灌。大量的营养物以食物形式从污水中排除出去。卡尔库塔城东的湿地成为一个如此低费用处理生活污水并能同时获得食物的世界性典范。提供动物栖息地功能湿地复杂多样的植物群落，为野生动物尤其是一些珍稀或濒危野生动物提供了良好的栖息地，是鸟类、两栖类动物的繁殖、栖息、迁徙、越冬的场所。沼泽湿地特殊的自然环境虽有利于一些植物的生长，却不是哺乳动物种群的理想家园，只是鸟类能在这里获得特殊的享受。因为水草丛生的沼泽环境，为各种鸟类提供了丰富的食物来源和营巢、避敌的良好条件。在湿地内常年栖息和出没的鸟类有天鹅、白鹳、鹈鹕、大雁、白鹭、苍鹰、浮鸥、银鸥、 燕鸥、苇莺、掠鸟等约200种。而且该湿地是西伯利亚和东北地区鸟类南迁越冬的中途站。 调节局部小气候湿地水分通过蒸发成为水蒸汽，然后又以降水的形式降到周围地区，保持当地的湿度和降雨量，使宁河县成为天津市气候较为湿润的地区之一。【中国国家湿地公园名录】1、杭州西溪国家湿地公园2、江苏溱湖国家湿地公园3、宁夏银川国家湿地公园4、湖北省神农架大九湖国家湿地公园5、湖南东江湖国家湿地公园6、山东滕州滨湖国家湿地公园7、广东星湖国家湿地公园8、辽宁莲花湖国家湿地公园 9、甘肃张掖国家湿地公园 编辑本段【中国36处国际重要湿地名录】经过四次申报,至今中国已经列入湿地公约国际重要湿地名录的湿地共36处。希望大家关心和保护湿地。1、黑龙江扎龙自然保护区 2、吉林向海自然保护区 3、海南东寨港自然保护区 4、青海岛岛自然保护区5、鄱阳湖自然保护区 6、湖南东洞庭湖自然保护区 7、香港米埔和后海湾国际重要湿地 8、黑龙江洪河自然保护区9、黑龙江兴凯湖国家级自然保护区 10、黑龙江三江国家级自然保护区 11、内蒙达赉湖自然保护区 12、内蒙鄂尔多斯遗鸥自然保护区13、辽宁大连国家级斑海豹自然保护区 14、江苏大丰麋鹿自然保护区 15、江苏盐城自然保护区 16、湖南汉寿西洞庭湖自然保护区17、湖南南洞庭湖湿地和水禽自然保护区 18、上海市崇明东滩自然保护区 19、广东惠东港口海龟国家级自然保护区 20、广东湛江红树林国家级自然保护区 21、广西山口国家级红树林自然保护区 22、辽宁双台河口湿地 23、云南大山包湿地 24、云南碧塔海湿地 25、云南纳帕海湿地 26、云南拉什海湿地 27、青海鄂凌湖湿地 28、青海扎凌湖湿地 29、西藏麦地卡湿地 30、西藏玛旁雍错湿地 31、上海长江口中华鲟湿地自然保护区 32、 广西北仑河口国家级自然保护区 33、福建漳江口红树林国家级自然保护区 34、湖北洪湖省级湿地自然保护区 35、广东海丰公平大湖省级自然保护区 36、四川若尔盖国家级自然保护区【湿地的人为破坏】近几百年来，湿地遭到了严重破坏。虽说湿地干涸是自然进程的必然结果，但当前不少湿地的迅速消灭与人类不合理的经济活动有重大联系。（1）土壤破坏是破坏湿地的一大因素。人类不合理使用土地，导致了土壤的酸化与其他形式的污染，这严重破坏了湿地内的生态环境；（2）环境破坏。比如水污染、空气污染。这一类污染造成了水体营养化、石油泄漏污染等重大破坏，导致成千上万的水生物及鸟类的死亡；（3）围湖、围海造田。这一类经济活动会直接地减少湿地面积。比如我国洞庭湖。当今地洞庭湖面积与几百年前的形成鲜明对比；（4）河流改道。这一类工程虽说大大地对农业生产做出了贡献，也对防洪工作起到了巨大作用，但却影响了河流对湿地的水量补给作用。比如我国的一些河流截弯取直工程，就破坏了一些湖泊。编辑本段科学研究机构澳大利亚：澳大利亚湿地中心 新南威尔士大学湿地生态研究中心 美国： 美国国家湿地研究中心（NWRC） 佛罗里达州立大学湿地研究中心 编辑本段湿地网站湿地中国： 国家林业局湿地保护管理中心官方网站（中华人民共和国国际湿地公约履约办公室）湿地公约官方站： 总部设在瑞士中国湿地网： 湿地工作者学术交流的非官方网站。介绍日本的湿地净化技术人工浮岛（AFI）摘要：由于人类大规模的开发建设活动，使原来的自然环境发生了很大的变化，特别是湿地面积不断缩小、水质的恶化，造成了河流、湖沼、池塘等的水生态的严重破坏。因此世界上一些国家特别是日本把生态系统保护的重点放在湿地上，目前正在为恢复生态环境、保护生物的生息空间，创造优美的绿色景观、净化河川、湖沼水质而努力。在此向大家介绍的人工浮岛技术，是日本的专门研究机构近年来一直在进行研究，并在实践中取得一定成果的科研项目，值得借鉴。关键字：人工浮岛；生态工学；生物生息空间；遮蔽效果；鱼类；鸟类“浮岛” 原本是指由于泥碳层向上浮起作用，使湖岸的植物一部分被切断，漂浮在水面的一种自然现象。在这里介绍的浮岛是一种象筏子似的人工浮体，在这个人工浮体上栽培一些芦苇之类的水生植物，放在水里。它的主要机能可以归纳为四个方面：1.水质净化；2.创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间；3. 改善景观; 4.消波效果对岸边构成保护作用。 人工浮岛的水质净化针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量。在这里讲的生态工学（Ecological engineering ）或Ecotechnology的概念最早是由W.J.Mitsch和S.J.Jorgensen提出来的，他俩给生态工学下的定义是 “We define ecological engineering and ecotechnology as the design of human society with its natural environment for the benefit of both (Mitsch ， 1988)。作为水边的环境保护技术人工浮岛，20年前是由德国的BESTMAN公司想出来的。在日本的琵琶湖，作为鱼类用的产卵床的人工浮岛70年代末就开始在做。近年来，随着人们对环境问题的越来越关心，周围的自然环境特别是水边的自然景观状况也越来越受到重视，在此背景下，不光是水的净化，人们对创造多样性生态系统的人工浮岛技术也寄予了很大希望。现在，人工浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能，在水位波动大的水库或因波浪的原因难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的池塘等闭锁性水域得到广泛的应用。随着人工浮岛工程事例的不断增加，经验也越来越多，在评价人工浮岛的功能及效果方面已逐步从定性评价上升到定量评价的高度。 1. 浮岛的构造 1、1 构造分类 从大的方面分，人工浮岛可分为干式和湿式两种。水和植物接触的为湿式，不接触的为干式。干式浮岛因植物与水不接触，可以栽培大型的木本、园艺植物，通过不同木本的组合，构成良好的鸟类生息场所同时也美化了景观。但这种浮岛对水质没有净化作用。一般这种大型的干式浮岛是用混凝土或是用发泡聚苯乙烯做的。湿式浮岛里又分有框架和无框架，有框架的湿式浮岛，其框架一般可以用纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等材料制作。据统计到目前为止湿式有框架型的人工浮岛的施工事例比较多，占了7成。无框架浮岛一般是用椰子纤维编织而成，对景观来说较为柔和，又不怕相互间的撞击，耐久性也较好。也有用合成纤维作植物的基盘，然后用合成树脂包起来的做法。 1、2 植物栽培基盘 植物栽培基盘用椰子树的纤维、鱼网之类的材料和土壤混合在一起使用的比较多，由于装入土壤会增加重量且促进水质恶化，目前使用的比较少，只有20%左右。 1、3 大小和形状 一块浮岛的大小一般来说边长15m不等，考虑到搬运性、施工性和耐久性，边长23m的比较多。形状上四边形的居多，也有三角形、六角形或各种不同形状组合起来的。以往施工时单元之间不留间隙，现在趋向各单元之间留一定的间隔，相互间用绳索连接（连接形式因人工浮岛的制造厂家的不同而各异）。这样做的理由有四：可防止由波浪引起的撞击破坏；可为大面积的景观构造降低造价；单元和单元之间会长出浮叶植物、沉水植物，丝状藻类等也生长茂盛，成为鱼类良好的产卵场所、生物的移动路径；有水质净化作用。 1、4 人工浮岛的水下固定设计 人工浮岛的水下固定设计是一个较为重要的设计内容，既要保证浮岛不被风浪带走，还要保证在水位剧烈变动的情况下，能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞。以前日本在研究海洋的浮防波堤的时候，曾对水下固定部分的安全性提出过怀疑。而人工浮岛的设计是以湖沼为对象，象琵琶湖、霞浦这两个湖泊属最大规模的项目，和海洋比较起来设计外力仅为海洋的1/10，所以参考过去海洋建筑物及沿岸设计进行琵琶湖、霞浦这两个湖泊的人工浮岛的水下固定计算，得到了安全可靠的计算结果。水下固定形式要视地基状况而定，常用的有重量式、锚固式、杭式等。另外，为了缓解因水位变动引起的浮岛间的相互碰撞，一般在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子的做法比较多。 1、5 布设规模 人工浮岛的布设规模因目的的不同，规模也不同，到目前还没有固定的公式可套。研究结果表明提供鸟类生息环境至少需要1000m2的面积，若是以净化水质为目的除了小型水池以外，相对比较困难，专家认为覆盖水面的30%是很必要的，若是以景观为主要目的的浮岛，至少应在视角1020的范围内布设。 1、6 人工浮岛的造价 为了恢复一度失去的自然，其费用是很大的，经过对近些年的施工事例的调查，造价在10万日圆/m2的比较多，不过最近也有每平米几万日圆做下来的。在国外比如美国，使用的是再生材料，其造价每平米不到1万日圆。 日本也好，美国也好，人工费相对比较高，只要是经过加工的材料、物品，其价格也会相应提高很多，我国和日本、美国的国情不一样，他们的造价只能作参考。 2. 人工浮岛的水质净化机能及效果 人工浮岛的水质净化的定义因目的、对象的不同而有所不同，人工浮岛的水质净化主要针对富营养化的水质而言的，通过减少COD（化学需氧量）、氮、磷的浓度来抑制赤潮的发生提高水的ts度为目的。它的净化机理基本上与湖沼沿岸植物带的水质净化机理相似。根据有关研究资料，湖沼沿岸植物带的水质净化要素由以下7个：1. 植物茎等表面对生物特别是藻类的吸附，2. 植物的营养吸收，3. 水生昆虫的摄饵、羽化等，4. 鱼类的摄饵、捕食，5.防止已沉淀的悬浮性物质再次上浮，6. 日光的遮蔽效果，7. 在湖泥表面的除氮。人工浮岛比起湖沼沿岸植物带来它具有附着生物多、水中直接吸收N、P等特点，在对植物性浮游生物的抑制、提高水的ts度等方面效果比较显著。 为了对人工浮岛的水质净化效果进行定量分析，1995年专业研究者们在霞浦（土浦市大岩田）进行一次隔离水域试验，他们分别设置3个边长为4m的正方形、水深1.5m的相互隔离的水域，在这三个隔离的水域里，A、B水域各放一个人边长2m（4m2）的人工浮岛，在其上面分别栽培蒲公英和水毛花，C水域为对照水域，没有人工浮岛。 从1995年5月11日放置人工浮岛开始，历经8个多月，期间进行了6次调查，主要调查水中叶绿素和COD变化过程。从左边的图-2可以看出，没有设置人工浮岛隔离水域C，夏季蓝藻的细胞繁殖很快，相当于有人工浮岛的10倍左右。取7、9、12月的数值平均后，人工浮岛占有率只有25%的条件下，削减了94%的植物性浮游生物。由此可以得出人工浮岛抑制夏季的植物性浮游生物的细胞繁殖的效果非常大的结论。另外人工浮岛对COD的抑制效果夏季也比较明显，大约能削减50%，但是入冬以后抑制效果很小。其他类似的试验研究结果同样得出人工浮岛夏季抑制植物性浮游生物、COD的效果突出的结论。专家普遍认为植物的遮蔽效果在抑制植物性浮游生物的细胞繁殖方面起了很大作用。 3、 作为鱼类生息场所 人工浮岛本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果，构成了鱼类生息的良好条件。实际的调查表明，在设施周围、人工浮岛的下面聚集着大量的各类鱼种，均为生下来不到一年的幼鱼。滋贺县琵琶湖的调查表明，在设置60个人工浮岛构成的大约1500m2的水域里，发现8500万粒鲤鱼等三种鱼的鱼卵。为了强化人工浮岛作为鱼类产卵床的机能，有的在浮岛的下面系上一些绳子，改善鲤鱼等鱼类的浮式产卵床的结构。由于绳子对污泥有吸附作用，又可净化水质。 4、 作为鸟类、昆虫类的生息空间 有关人工浮岛上的鸟类研究相对比较多，特别是鸟的种类、筑巢情况等几乎在所有的人工浮岛上都进行过调查。在霞浦土浦港的人工浮岛上，已发现一些鸟类的巢穴，有时为了吸引某种鸟在岛上搭窝，根据该鸟的筑巢习惯在人工浮岛上进行特殊布置，为该鸟创造筑巢的条件。 陆生昆虫的的调查1996年在土浦港的人工浮岛、附近的樱川河口的芦苇林、附近的住宅区空地草坪上进行过一次，调查方法是用采用网捕捉、排打取出、随机取样、目视观察等方法。调查结果表明住宅区的草地上昆虫最多，其次是樱川河口，人工浮岛上最少。人工浮岛上昆虫有10目35科53分类群，蜘蛛类有8科18分类群。人工浮岛上种的构成与樱川河口的芦苇林大致相同，只是量少一些。其原因是人工浮岛上没有土壤，而土壤在昆虫的生活史中十分必要，所以说人工浮岛上的昆虫生息条件还有欠缺。 5. 人工浮岛的消波作用 作为消波物体的人工浮岛属于浮防波，在海岸工程专业研究的比较多。它的优点主要有以下几个方面，1 因有较高的水交换机能，防止堤防内的（海）水污染作用较大。2 不受设置水域深浅的影响，即使在深水区也比固定式防波堤的建设费用要低。3 与水下地基的好坏没什么关系，即使设置在软弱地基上，也不需要进行地基处理。 4 设置场所的变更容易。5 除了消波，其它多目的利用也可以。6 现场施工的工期短。 7 一般可在场外制作，质量容易保证。除了上述的若干优点外，作为防波用的浮岛，比起其它防波建筑物，与岸边的植物带的融和性更好，而且浮岛本身又可成为生物的良好生息场所。不过防波浮岛也存在若干的不足，1、为了达到期望的防波效果所需要研究的课题比较多。2 绳索的拉断、水下锚固端的破坏都比较容易。3 修补比较困难。 由于波浪的原因日本很多湖的沿岸植物带的面积越来越小，近几年已引起人们的注意。特别是霞浦麻生町岛并地区的情况比较典型。1972年该沿岸还是一片50m宽的绿色长廊，到了1997年只剩下10m60m的一小块绿地，靠近水的一侧可以见到象似被挖开的寝食断面，岸边附近的水深1m左右。经过对湖心风速和风向3年间的观测，掌握了频率较高的风向（不考虑来自陆地方向的风），由此算出它的代表波高为0.64m、周期T=3.4m，方向为西偏南8。消波浮岛的消波率与风向有很大关系，一般在5%40%之间，要是把反射波的影响考虑进去设计消波率可达53%。设置在霞浦的消波浮岛的消波率，经检测达50%，第二年岸边植物面积增加3.4%。可见人工浮岛的消波效果还是很大的。/P湿地净化技术机理及其应用更新时间：9-9 11:27 摘要：湿地能改善水质，为多种水污染提供了一个有效、廉价的治理场所。人工湿地作为近20年来发展起来的一种传统的污水处理技术已越来越受到各国的重视。系统的阐述了湿地土壤、植物、微生物在污水净化中的作用及机理，并展望了湿地未来发展前景。 关键词：湿地；污水净化；机理1 引 言湿地是陆地与水生系统之间的过渡地带，其地表为浅水所覆盖或者其水位在地表附近变化。湿地不仅是人类重要的生存环境，也是众多野生动物、植物的重要生存环境之一，生物多样性极为丰富，并且由于湿地在水分和化学循环中所表现出来的功能及其处于水陆交错带可对流经其的水流及其携带的营养物质起到过滤净化作用，而被誉为“自然之肾”。 湿地系统作为宝贵的自然资源，很早就已为人们所重视。近年来，对其在污水处理方面的研究不断深入，自然湿地系统和人工湿地系统的应用范围也在不断拓宽，国内外许多研究工作已经涉及到河流1、湖泊治理2、工业废水处理3-4、城市暴雨径流污染5，农业面源污染控制6-7等众多领域，特别是在河湖治理方面，由于物理、化学方法的有限性以及工厂化生物处理的局限性，对湿地的研究就具有更加突出的现实意义。湿地土壤（基质）、水生植物和微生物是湿地的主要组成部分。多年的研究表明，湿地能够利用土壤微生物植物这个复合生态系统的物理、化学和生物三重协调作用来实现对废水的高效净化。本文系统分析了有关湿地土壤（基质）、湿地植物和微生物对于污水净化的作用和机理，并对其今后的应用进行了展望。2 湿地植物在污水降解中的作用及机理2.1 植物对污水的吸收利用、吸附和富集作用植物在生长过程中能吸收污水中的无机氮、磷等营养物质，供其生长发育。污水中氨氮可以被植物直接摄取，合成植物有机氮，然后通过收割植物去除。而污水中的有机氮多通过系统中微生物的降解来达到去除的目的。污水中无机磷在植物吸收及同化作用下可转化为植物的ATP、DNA、PNA 等有机成分，然后通过植物的收割而从系统中去除8。目前，通常的污水二级处理工艺对污水中氮、磷的去除效率不高，仅能达到20409，而用于污水处理的湿地植物通常都具有生长快、生物量大和吸收能力强的特点，因此它们在生长的过程中可以通过吸收而去除大量的氮、磷等营养元素，从而成为去除污水中氮磷等营养元素的一个简单有效且费用低廉的工具10。如巴西的皮拉西卡巴的Engenho湿地对磷、硝酸盐和铵的去除率分别达到93、78和5011。Chescheir12等通过模型研究表明湿地可以净化79的总氮、82的硝酸盐氮、81的总磷。研究表明香蒲每年每公顷可吸收2 630 kg氮、403 kg磷和4 570 kg 钾13 。Rosenberg14等估计，每减少1 kg进入波罗地海的氮，利用沿海湿地需要06 美元，用补救的农业措施需1.9534 美元，而通过污水处理厂减少城市废水中75的氮需要156312美元。 除营养元素外,大型水生植物还可吸收铅、镉、砷、汞和铬等重金属，以金属螯合物的形式蓄积于植物体内的某些部位，达到对污水和受污染土壤的生物修复。凤眼莲可以富集铜、铅、镉、铬、汞、锌和银15。李柳川等16研究发现，香蒲对铅、锌、铜、镉吸收的绝对量分别为128、1 375、28、120 mg/kg。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明，风车草能吸收富集水体中30的铜和锰，对锌、镉、铅的富集也在51517。湿地植物可以将重金属积累在植物组织内。重金属在一般植物中的积累量为0.1100 g/g18，但也有一些特殊植物超量积累重金属。植物对污水中重金属的去除作用还表现在植物的产氧作用使根区含氧量增加，促进了污水重金属的氧化和沉降。2.2 为根区好氧微生物输送氧气污染物中有机物和氮的降解所需的两个重要因素是微生物和氧，生长在湿地中的挺水植物能够对氧进行运输、释放和扩散作用。植物可将空气中的氧转运到根部，在植物根区周围的微环境中依次出现好氧区、兼氧区和厌氧区，有利于硝化、反硝化反应和微生物对磷的过量积累作用 ，达到除氮、磷的效果，另一方面通过在厌氧条件下有机物的降解、或开环、或断成简单分子、小分子，提高对生物难降解有机物的去除效果。赵可夫等19对芦苇床系统研究表明，存在于石子支持培养基上和芦苇根际中的微生物较没有种植芦苇的石子培养基上的微生物要大23个数量级，显示了植物的重要性。李科德、胡正嘉20对芦苇床内水体中的溶解氧在一天内的变化动态进行研究表明，芦苇进行光合作用产生的氧向地下部分运输，通过根状茎和不定根向水体扩散，使水体中的溶解氧增加；溶解氧在水体中具有累积效应，到天黑时累积量达最大值。夜间氧被芦苇根系的呼吸作用和微生物的代谢活动消耗，水体中的溶解氧又减少。2.3 增强和维持介质的水力传输人工湿地运行过程中内部会出现堵塞的问题，由于植物的根和根系对介质的穿透作用，减小了介质的封闭性，增强了介质的疏松度，使介质的水力传输得到加强和维持，提高了土壤的渗透率。近年来，湿地植物根孔引起了研究者们的广泛关注，他们认为湿地植物根系或根孔是湿地生态系统中物质传输不为人见的“高速公路”，这些根孔具有土壤大孔隙的一般功能， 如产生优先水流; 提高土壤的渗透性; 氧气输入和甲烷排放提供优先路等21-22。据报道，即使较板结的土壤，在25 a之内，经过植物根系的穿透作用，其水力传输能力可与砾石、碎石相当23。另外，湿地植物还具有过滤和抑藻等效应24。湿地植物的这些独特作用使得它对污水中许多污染物都有很好的去除效果，针对不同的污染物种类其去除机理也不尽相同。2.4 湿地植物对污染物的去除机理湿地植物对氮的去除作用主要是：氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用、吸收、硝化和反硝化作用等。科学家研究认为通过植物根部根毛周围充满氧气的液体薄膜中的好氧微生物的硝化作用，可将NH4+转化成气体，释放到大气中。除此之外，植物本身也可以吸收一部分NH4+，NH4+进入植物后通过氨化反应将其去除，消除其对植物的毒害作用 。湿地植物对磷化物的处理除作为营养成分吸收外，还可以通过在苗床基质中的吸附、络合和沉淀反应来去除。一般认为人工湿地系统对磷的去除途径主要是基质的吸附沉淀作用。Reddy25在研究中也发现人工湿地系统中7%87%的磷是通过基质的吸附沉淀作用而被去除的。湿地植物主要通过吸收积累非毒性代谢物、强化根际的矿化作用、以及氧化还原反应、水解反应等去除有机污染物。而对重金属的作用机理除植物稳定、生物富集、摄取吸收外，还可通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。3 湿地土壤（基质）净化污水中的作用及机理3.1 土壤是土壤生物生活的“基质”湿地土壤（基质）是湿地植物的直接支撑者，湿地土壤的类型、结构和肥力状况直接决定湿地植物的类型、数量和质量，并通过食物链影响湿地动物的类群、生长和发育，最终影响湿地生态系统的物质生产。同时湿地土壤（基质）也是湿地微生物、湿地土壤动物的生活场所，是土壤微生物和土壤动物生活的“基质”。湿地土壤（基质）通过影响植物和微生物来影响污水的净化。3.2 湿地土壤（基质）具有“养分库”的作用湿地土壤的类型、结构和肥力状况同样会对湿地土壤微生物和动物的类群、数量产生深刻的影响。湿地土壤具有“养分库”功能，它可以提供湿地植物生长发育所需要的全部养分元素