湖泊與濕地生態(tài)修復工程

2022-08-08 17:10:09 0 雙良環(huán)境

　　在對湖泊生態(tài)系統(tǒng)調查與評價的基礎上,識別湖泊的主要脅迫因子,有針對性地制定生態(tài)修復目標。對于大多數(shù)湖泊來說,生態(tài)修復的關鍵任務是降低來自流域外部的污染負荷,只有當污染負荷削減到預定的目標值,才能創(chuàng)造出控制富營養(yǎng)化的前提條件。在此基礎上,在湖泊內采取物理、化學、生物等技術措施控制內污染源。同時,修復湖濱帶,從恢復地貌、重建植被、維持生物多樣性等方面入手,改善湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。

　　湖濱帶生態(tài)修復

　　湖濱帶是湖泊水陸交錯帶,是陸生生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)間的過渡帶,其范圍是歷史最高水位線和最低水位線之間的水位變幅區(qū)。在湖泊管理中,其范圍可適當擴大,即分別向陸域方向和水域方向延伸一定距離。

　　湖濱帶處于水陸交錯帶,具有多樣的棲息地條件,加之水深較淺,陽光透射強,能夠支持茂密的生物群落,導致湖濱帶生物物種數(shù)量相對較多。湖濱帶除了生長浮游植物以外,還生長著另外兩種自養(yǎng)生物:大型水生植物和固著生物。作為初級生產者,這些生物產生了巨大的生物量。在食物網中,食植動物或牧食動物消費了大量的初級生產。初級食肉動物如浮游動物以牧食較小食植動物為生。高級食肉動物包括大中型魚類、水禽和水生哺乳動物,它們以浮游動物為食,成為食物網的頂層。實際上,湖濱帶的巨大生產力還吸引了眾多陸生物種和鳥類,到湖濱帶尋找豐富的食物 (見1.3.5節(jié))。湖濱帶又是湖泊的緩沖帶,其水-土壤 (沉積物) 植物系統(tǒng)的過濾、滲透、吸收、滯留、沉積等物理、化學和生物作用,具有控制、減少來自流域地表徑流中的污染物的功能,成為保護湖泊水體的天然生態(tài)屏障。

　　在自然界與人類活動的雙重作用下,湖濱帶受到了不同程度的破壞,表現(xiàn)為生態(tài)功能下降,生物多樣性下降,生態(tài)系統(tǒng)退化。湖濱帶生態(tài)修復的主要任務,一是清除非法侵占湖濱帶的建筑、設施、道路、農田、魚塘,取締非法挖沙生產,恢復湖濱帶地貌特征。二是控源截污,截斷流域污染物入湖通道,重建緩沖帶結構。三是湖濱帶植被恢復和重建。本節(jié)主要討論湖濱帶調查與評估方法;湖濱帶生態(tài)修復總體設計原則;湖濱帶生態(tài)修復技術。

　　1. 調查與評價

　　湖濱帶調查與評價包括自然狀況調查和人類活動干擾調查。有關水文地貌調查和污染源調查見3.1.2節(jié);生物調查見3.1.3節(jié)。

　　人類活動干擾包括侵占湖濱帶 (圍墾、耕種、房屋設施、道路以及挖沙生產等);污水匯入 (農業(yè)、水產養(yǎng)殖、禽畜養(yǎng)殖、生活污水、垃圾、旅游等);以及生物入侵和船舶等。自然界干擾包括泥沙淤積、特大洪水、風浪、自然徑流減少。這兩類干擾導致水文、地貌、水質、基質、生物多樣性、景觀、河湖連通性以及岸坡穩(wěn)定性的變化,人為與自然干擾對湖濱帶的影響相關關系見表7.1-8。

　　開展湖濱帶生態(tài)評價,需要建立湖濱帶參照系統(tǒng)。所謂參照系統(tǒng)是指大規(guī)模人類活動前的湖濱帶生態(tài)狀況。通過歷史資料分析、現(xiàn)場調研,掌握大規(guī)模人類活動前湖濱帶的水文、地貌、水質、生物多樣性等狀況。對比現(xiàn)狀與歷史狀況,計算出包括生境因子和生物因子在內的重要生態(tài)因子的變化率。根據各生態(tài)因子的不同變化率,可以分析變化率較高的關鍵生態(tài)因子。根據表7.1 8外界干擾因子與響應關系,分析不同干擾因子對關鍵生態(tài)因子的貢獻大小,識別湖濱帶退化的主要外因,從而確定湖濱帶生態(tài)修復的主要目標。

　　2. 湖濱帶生態(tài)修復原則

　　(1)生態(tài)功能定位與分區(qū)。生態(tài)功能定位與分區(qū)是湖濱帶生態(tài)修復設計的基礎。總體上,湖濱帶主要生態(tài)功能包括:生物多樣性保護;緩沖帶功能;岸坡穩(wěn)定功能;景觀美學功能;經濟供給功能。對于具體的大中型湖泊而言,湖濱帶不同區(qū)域的主體生態(tài)功能各有側重。在湖泊生態(tài)修復工程設計中,為突出湖濱帶不同區(qū)域的修復重點,需要進行生態(tài)功能定位和分區(qū)。根據規(guī)劃湖泊的歷史與現(xiàn)狀特征分析,明確湖濱帶不同區(qū)域預期恢復的主體生態(tài)功能,據此劃分主體生態(tài)功能分區(qū)。每個區(qū)域除一種主體功能外,還可劃分多種非主體功能。在進行生態(tài)修復設計中,以主體生態(tài)功能修復為重點,同時也應兼顧其他類型的生態(tài)功能修復。

　　1)生物多樣性保護區(qū)。具備下列條件的區(qū)域,可以劃為生物多樣性保護功能區(qū):①湖濱坡度較緩、變幅帶較寬的區(qū)域;②湖濱地形變化豐富、湖灣發(fā)育度高的區(qū)域;③水鳥、魚類、兩棲和爬行動物類比較豐富的區(qū)域。根據保護的對象,生物多樣性保護區(qū)可進一步細化為:湖泊魚類棲息地、湖泊底棲動物棲息地、水鳥棲息地、兩棲和爬行動物棲息地、小型哺乳動物棲息地等保護區(qū)域;湖濱生境復雜的區(qū)域也可以單獨劃定。

　　2)緩沖帶功能區(qū)。湖濱帶通過過濾、滲透、吸收、滯留、沉積等物理、化學和生物作用改善水質以及控制、降低流域污染物進入湖泊敞水區(qū)。同時,湖濱帶也可通過營養(yǎng)競爭、化感作用等抑制湖泊水華藻類,改善湖體水質。富營養(yǎng)化嚴重的湖泊以及水華暴發(fā)風險較高的區(qū)域,可劃定為緩沖帶功能區(qū)。

　　3)岸坡穩(wěn)定功能區(qū)。湖濱帶植被具有降低風浪沖刷,固岸、消浪的功能,能夠降低風浪對湖岸的侵蝕,提高岸坡穩(wěn)定性。凡湖濱帶坡度較陡、風浪、地質、船舶等綜合因素導致岸坡侵蝕潛在風險較高的區(qū)域;由于岸坡地貌、風浪、地質等原因,局部岸坡有滑坡、崩岸發(fā)生的區(qū)域,劃為護岸功能區(qū)。

　　4)景觀美學功能區(qū)。湖泊特有優(yōu)美的自然景觀和時空變化性,使其具有高度的美學價值,體現(xiàn)了湖泊的文化、科學、教育、休閑的重要生態(tài)服務功能。依據歷史和現(xiàn)狀分析,可適當劃分景觀美學功能區(qū)。應嚴格控制景觀美學功能區(qū)的范圍,其面積一般不超過湖濱區(qū)域的10%?？蛇m當布置少量親水構筑物和觀鳥平臺,但是要盡量減少其他建筑物和娛樂休閑設施,以維持湖濱帶的自然景觀。

　　5)植物資源利用區(qū)。湖濱帶內植物資源利用價值高、且生長旺盛的區(qū)域,可劃定為植物資源利用區(qū)。應嚴格控制植物資源利用區(qū)的面積,以維持湖泊的自然功能。

　　(2)生態(tài)修復目標和任務。湖濱帶修復是湖泊生態(tài)修復工程的組成部分,湖濱帶生態(tài)修復設計原則服從湖泊修復的總體原則,見7.1.1節(jié)。湖濱帶生態(tài)修復設計應從湖泊整體修復出發(fā),按照自然化原則,以人類大規(guī)?；顒痈蓴_前的狀態(tài)為參照系統(tǒng),恢復湖濱帶的生態(tài)功能。

　　針對湖濱帶退化現(xiàn)狀,生態(tài)修復的主要任務包括:

　　1)加強岸線管理。湖泊岸線是一種生態(tài)保護紅線 (見6.5.2節(jié))。依法劃定岸線,確權劃界,制定管理辦法,建立管理機構,嚴格執(zhí)法,清除湖濱帶內各類非法建筑物和道路、退田還湖,退漁還湖,取締非法采砂活動。

　　2)湖濱帶地貌形態(tài)恢復。針對湖濱帶被侵占的現(xiàn)狀,對照參照系統(tǒng)的湖濱帶地形地貌,制定湖濱帶地貌設計方案。湖泊地形地貌參數(shù)見3.1.2節(jié)表3.1 7。就湖濱帶而言,要特別關注岸線發(fā)育系數(shù)DL、水下坡度S、吹程Lw以及湖濱帶寬度。岸線發(fā)育系數(shù)DL定義為岸線長度與相同面積的圓形周長之比,DL值越高則表示岸線不規(guī)則程度越高,意味著湖灣多,湖濱帶開闊,能減輕風擾動,適于水禽和魚類的濕地數(shù)量多。水下坡度S是指湖泊橫斷面邊坡比,用度數(shù)或百分數(shù)表示。水下坡度S 影響湖濱帶寬度、沉積物穩(wěn)定性、大型植物生長條件以及水禽、魚類和底棲動物的適宜性條件。吹程Lw,定義為風力能夠擾動的距離。取湖泊最大長度L';或等于 (L'+W )/2,式中L'為湖泊最大長度,W為湖泊最大寬度。

　　3)緩沖帶加強措施。采取物理方法,用截污溝、截污管道或箱涵等措施截污,截斷流域污染物入湖通道,成為緩沖帶的外緣防線。

　　4)湖濱帶植被重建。根據歷史與現(xiàn)狀分析,重建湖濱帶植被。優(yōu)先選用鄉(xiāng)土種,喬灌草相結合,提高植物物種多樣性,形成完善的緩沖帶結構。

　　5)水土保持,固岸護坡,維持岸坡穩(wěn)定性。對于陡邊坡和已經發(fā)生滑坡、崩岸的地段,進行岸坡穩(wěn)定性計算和復核,布置護坡和擋土墻結構。同時,采用生態(tài)型護坡結構,以創(chuàng)造棲息地條件。

　　6)自然景觀營造。在景觀美學功能區(qū)營造自然景觀,創(chuàng)造人們親水環(huán)境,使湖泊成為休閑、運動、科學、教育的公共空間,充分發(fā)揮湖泊的美學和文化功能。

　　(3)湖濱帶生態(tài)修復指標。湖濱帶生態(tài)修復目標定量化,需建立湖濱帶生態(tài)修復的指標體系。表7.1-9是建議的指標體系,具體指標可以根據項目特點制定。表7.1-9共分6類修復目標,下分24項具體指標,指標按照現(xiàn)狀值和規(guī)劃目標值兩欄填寫。目標值的確定原則是從現(xiàn)狀出發(fā),參考參照系統(tǒng)的歷史狀況,根據湖濱帶主體功能定位和相關技術規(guī)范確定。