程志永

一、巢湖湖濱緩沖帶的概念

湖濱緩沖帶定義為水體系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)的一個交接地帶，也可以理解為陸水過渡帶，該區(qū)域受周期性的潮汐活動及水陸系統(tǒng)相鄰的空間環(huán)境影響較大，主要特征是區(qū)域內(nèi)生物因子和而不同（各物種在生存環(huán)境共融的情況下保證自身獨有的特性）。湖濱緩沖帶在凈化水源、防洪排澇、改善氣候、保持物種多樣性方面發(fā)揮著極大的能動作用。文章結(jié)合湖濱緩沖帶分類方法及環(huán)巢湖區(qū)域湖濱緩沖帶，依據(jù)巢湖全湖湖濱緩沖帶相關(guān)數(shù)據(jù)，將巢湖湖濱緩沖帶劃分為三個相互獨立的區(qū)域：城鎮(zhèn)經(jīng)濟區(qū)湖濱緩沖帶、圩垸農(nóng)業(yè)區(qū)湖濱緩沖帶和丘陵山區(qū)湖濱緩沖帶。城鎮(zhèn)經(jīng)濟區(qū)湖濱緩沖帶主要分布于派河至南肥河、雙橋河至西柳村、忠廟鎮(zhèn)黑石村至荊塘村。圩垸農(nóng)業(yè)區(qū)湖濱緩沖帶主要分布于派河至槐林鎮(zhèn)朱袁村、南肥河至黑石村、荊塘村至小柘皋河。丘陵山區(qū)湖濱緩沖帶主要分布于朱袁村至西柳村、小柘皋河至雙橋河[1]。

二、巢湖湖濱緩沖帶的現(xiàn)狀及存在的問題

巢湖位于安徽版圖中部，處于長江和淮河兩大河流之間，水域面積約為780平方公里，為內(nèi)陸五大淡水湖之一[2]。隨著環(huán)巢湖區(qū)域城市的快速擴張、人口膨脹，湖濱緩沖帶受到岸線崩塌、來水變化、水位抬高、圍湖造田、堤防建設(shè)等影響，自上世紀50年代以來環(huán)巢湖區(qū)域城鎮(zhèn)經(jīng)濟區(qū)湖濱緩沖帶大幅減少，其在涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、消浪防浪、改善環(huán)境和營造景觀等多種生態(tài)系統(tǒng)功能基本消失，成為巢湖生態(tài)退化的重要標志。例如，歷史上巢湖及支流水系自然過水濕地面積愈500平方公里，隨著建國初期的大規(guī)模圍湖造田、河道治理和環(huán)湖堤防建設(shè)，濕地面積逐步萎縮至不足100平方公里，其中一半以上淹沒在巢湖正常蓄水位以下。上世紀60年代為發(fā)展灌溉、供水、航運興建的巢湖閘抬高了巢湖枯水季蓄水位，殘留的環(huán)湖濕地長期在水下難以出露和曬灘，湖泊水動力條件明顯減弱，出現(xiàn)了湖泊環(huán)境容量縮小、自凈能力下降、環(huán)湖濕地消失等突出問題。巢湖沿岸屬嚴重崩岸達44.4 公里，輕微崩岸 20公里，沿線五縣兩市區(qū)每年湖岸崩塌致?lián)p失農(nóng)田約20平方公里，岸線退后10～600米。

圖1 巢湖10公里湖濱區(qū)地形陰影

圖2 巢湖10公里湖濱區(qū)土地利用

通過對巢湖湖濱緩沖調(diào)研發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生上述問題的緣由可以歸納為三點：其一，巢湖城鎮(zhèn)經(jīng)濟區(qū)湖濱緩沖帶區(qū)域內(nèi)沒有植物覆蓋，土壤在露天暴曬，逐漸成為細小的沙土，從而對水浪及河水徑流起不到任何緩沖作用。一些濕地景觀區(qū)域內(nèi)植物品種過于單一，植物與土壤對污染物的吸附能力也受到較大限制，外來物種侵占本地物種生存空間，逐漸形成惡性循環(huán)；其二，丘陵山區(qū)湖濱緩沖帶沿岸植物根系不夠發(fā)達及較多的壘石結(jié)構(gòu)的駁岸，使得駁岸物理性能極其不穩(wěn)定，在缺少緩沖區(qū)的區(qū)域，駁岸由于長期受到水波的侵襲，結(jié)構(gòu)受到嚴重破壞，容易發(fā)生破壞性的塌方事件；其三，人為因素的干預使得圩垸農(nóng)業(yè)區(qū)湖濱緩沖帶受到嚴重破壞。例如人們?yōu)榱斯喔绒r(nóng)田，肆意抽取濕地周圍地下水資源，使得緩沖帶地下補給水資源逐步枯萎，最終形成無水的湖濱區(qū)域。周邊工廠及村落向湖體排放大量的有機污染物，破壞了水體生態(tài)平衡，藍藻爆發(fā)，侵吞了緩沖帶僅有的綠植及微生物系統(tǒng)。通過權(quán)威機構(gòu)的分析得出結(jié)論，巢湖區(qū)域湖濱緩沖帶的破壞是一系列因素共同作用下形成的（例如當?shù)貧鉁刈兓?、植被季?jié)性演替、外來生物、有機物的沉積作用、水體質(zhì)量惡化、地下水資源濫用及湖濱灘地無政府開發(fā)等因素都可能引起整個湖濱緩沖帶自然系統(tǒng)的退化），最終引起緩沖帶內(nèi)生態(tài)及功能的削弱或生態(tài)系統(tǒng)的改變。

三、巢湖湖濱帶景觀構(gòu)建及功能修復模式

環(huán)巢湖流域最具有代表的是陂塘系統(tǒng)，具有1200多年歷史。陂塘系統(tǒng)是巢湖流域人民在深刻理解地區(qū)自然氣候特征基礎(chǔ)上，傳承和試驗的生態(tài)系統(tǒng)工程。該系統(tǒng)工程聯(lián)接巢湖湖濱緩沖帶，能夠保證緩沖帶旱能補水、澇能蓄洪、改善小環(huán)境，具有巢湖流域典型的歷史文化特征，是寶貴的人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。然而，聯(lián)接傳統(tǒng)陂塘系統(tǒng)的湖濱緩沖帶的屢遭破壞，造成陂塘系統(tǒng)堵塞，其生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，且形勢日趨惡化。為扭轉(zhuǎn)陂塘系統(tǒng)遭受破壞下的不利生態(tài)局面、恢復巢湖沿線生態(tài)體系、保護湖濱緩沖帶、增強濕地涵養(yǎng)水源和凈化水質(zhì)功能，必須通過改善生態(tài)環(huán)境，形成巢湖自組織系統(tǒng)等一系列手段來完成。依據(jù)生態(tài)學相關(guān)理論，巢湖湖濱緩沖帶景觀物理修復方法可以歸納為湖濱緩沖帶景觀棲息地恢復、湖濱緩沖帶域內(nèi)種族結(jié)構(gòu)恢復、湖濱緩沖帶域內(nèi)景觀系統(tǒng)功能整合性恢復三個方面，修復方法包括底棲生態(tài)修復技術(shù)、生態(tài)護岸技術(shù)、生物浮島技術(shù)、人工濕地技術(shù)等。下面結(jié)合巢湖湖濱緩沖區(qū)景觀實際情況，提出相對應的理論與方法。

1.湖濱緩沖帶景觀棲息地恢復

湖濱緩沖帶景觀棲息地恢復目標在于鞏固緩沖區(qū)的生態(tài)物理特性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要內(nèi)容涵蓋巢湖及岸線緩沖帶水體底質(zhì)修復、巢湖水體質(zhì)量的改善、巢湖區(qū)域水體質(zhì)量等相關(guān)內(nèi)容，在實際的修復實施過程當中，各環(huán)節(jié)之間都是相互關(guān)聯(lián)、彼此間相互滲透與影響。在巢湖湖濱緩沖區(qū)生態(tài)景觀恢復的工作中，應該結(jié)合湖濱緩沖區(qū)及周邊環(huán)境的實際情況，并分別采取相應的措施。

（1）湖濱緩沖帶域內(nèi)水體底質(zhì)修復。巢湖湖濱緩沖帶水體底質(zhì)是巢湖自然生態(tài)系統(tǒng)的比較重要的部分，也是區(qū)域內(nèi)能量傳遞的中心環(huán)節(jié)。在對巢湖湖濱濕地水體底質(zhì)的取樣分析，數(shù)據(jù)顯示底泥中含有較多合成污染有機物，TN含量占總污染量的20%,TP含量占總污染量的31.2%，其中表層0～30厘米厚底泥中含有大量的礦物鹽及其它聚合物。有機化合物質(zhì)長期存在于底泥當中，底質(zhì)逐漸生成帶有含酸腐蝕性的腐泥，嚴重影響植物的根系發(fā)展，從而進一步影響水生植物的成活率及生長狀態(tài)。湖濱緩沖帶底質(zhì)修復主要是清除或通過生態(tài)手段降解底泥中的有毒的污染物、清除已經(jīng)死亡或者已經(jīng)成為絮狀的生物遺骸。在湖濱緩沖帶水體底質(zhì)的修復過程中可以進行適度的人工干預，采用浮水植物——生物填料——曝氣增氧系統(tǒng)對該河段進行修復。因為植物修復過程中，依靠植物直接吸收去除的污染物質(zhì)效果不甚理想，在這個過程中植物與微生物的聯(lián)合起到了很大的作用。植物能夠從增加根際氧濃度，分泌微生物營養(yǎng)物質(zhì)或者活性物質(zhì)以及為微生物提供載體等方面影響微水體底質(zhì)生物的密度和分布。

（2）湖濱緩沖帶域內(nèi)水體質(zhì)量改善。水體是湖濱緩沖區(qū)生態(tài)環(huán)境最為關(guān)鍵的生態(tài)基因，也是水生植物修復的主要對象。水生植物對水體及水質(zhì)的變化極其敏感，在植物的選擇要符合湖泊的實際條件，選擇本地區(qū)的適應性較強的沉水植被。巢湖作為大型淺水湖泊，水土界面物質(zhì)交換劇烈，氮磷積聚釋放頻繁。研究表明，當?shù)妆纫话阍?0～15 之間，夏季水溫為25℃～30℃，極適宜藍藻生長繁殖，如遭遇持續(xù)高溫天氣和入湖水量稀少，靜止水體中的藍藻易迅速爆發(fā)。對于湖濱緩沖區(qū)藻類及富營養(yǎng)物的處理方面，可以通過引水沖刷緩沖區(qū)受破壞的區(qū)域，使有機物中進一步溶解態(tài)有機物的濃度降低。引水沖刷可以通過引江（長江）濟巢工程、通過地表徑流從支流引進純度較高的水資源等手段，通過上述引水沖洗提高湖濱緩沖區(qū)水體的純度，有利于巢湖湖濱帶景觀生態(tài)系統(tǒng)的修復。引水沖刷還可以抑制遍布緩沖區(qū)的藻類的蔓延,使得水體中pH也相應降低,從而緩解底部污泥中磷的釋放量，進一步提高水體質(zhì)量[3]。水體質(zhì)量的改善還可以提高陽光照射湖體深處能力，進一步提升沉水植物的過濾、滲透、吸收能力,從而有效控制了水體中過量的有機物，實現(xiàn)了對污染物的稀釋、降解作用。湖濱緩沖帶生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)改善是一個繁雜的自然生態(tài)、生化歷程，是湖濱帶的理化、生物感化的闡發(fā)效應，包含了積淀、吸附、離子交換、絡(luò)合效應、硝化、反硝化、養(yǎng)分元素的生物轉(zhuǎn)化及微生物分解過程。湖濱緩沖帶作為集水區(qū)的匯點可接受來自四面周邊的過量營養(yǎng)物，使?jié)竦氐闹脖患捌渖鷳B(tài)零碎從中收益，從而保持整個流域的生態(tài)均衡和水質(zhì)的潔凈。

（3）湖濱緩沖帶域內(nèi)水體風浪控制。巢湖地區(qū)位于季風氣候區(qū)，冬季以偏北風為主，夏季以偏南風為主，春秋兩季南風與偏東風相互切換，汛期主導風向東南偏南風。多年平均風速為3米/秒，歷年最大風速為24米/秒。6—9月份多年平均最大風速為13.33米/秒。不同的風速對緩沖區(qū)的植被有著不同的影響，因為不同風浪作用下水位的高低直接決定了沉水植物的生長條件。湖濱區(qū)水體深度成梯形狀上升形態(tài)，其水體中水生植物種類不同，生物群落結(jié)構(gòu)也有較大差異。較強的波浪能夠引起湖體底部的擾動，很多沉積于底部的富氧化物質(zhì)隨著水體的攪動再度漂浮在水面上，成為連續(xù)的水面附著物，從而使水質(zhì)進一步惡化，造成水生植物出現(xiàn)機械性損傷。由此可見，在進行湖濱緩沖帶底泥的修復中，要考慮湖濱帶的風浪對駁岸的影響因素，設(shè)置局部硬質(zhì)駁岸、防浪墻、濕地景觀泡等手段來調(diào)節(jié)和控制水浪對緩沖區(qū)植被系統(tǒng)的破壞。

2. 湖濱緩沖帶域內(nèi)景觀種群結(jié)構(gòu)的恢復

湖濱緩沖帶的生態(tài)系統(tǒng)修復不能一蹴而就，修復過程是一個漫長的過程。通過湖體水體的增收節(jié)支措施，目標在于減少巢湖緩沖帶內(nèi)的源污染物。采用底泥堆島方法，依靠堆島上面的植物群落稀釋水體內(nèi) O、N、P等富營養(yǎng)物質(zhì)，可以在湖中投放一些藻類，以提高湖體生物的多樣性。對湖體生物群落進行修復，可以通過長期反復深入研究水體的有機物含量、水體深度、底泥的情況、沉水植物的生長狀況對環(huán)境的影響程度，才能進一步掌握與修復該區(qū)域內(nèi)生物群落的種類及群落結(jié)構(gòu)自組織系統(tǒng)。系統(tǒng)功能的修復主要依賴于生態(tài)組織系統(tǒng)的自身循環(huán)，可以通過對湖濱帶的局部開挖圍堰，形成生態(tài)濕地泡，結(jié)合濕、水生植物形成鳥類、魚蝦、藻類等一些生物群落。

（1）湖濱緩沖帶域內(nèi)植物種群物種的選配。植物系統(tǒng)的前期修復主要通過人為干預來實現(xiàn)，待系統(tǒng)能夠自我維持的條件具備后減少人工干預活動。然而，過分的干預則會破壞了巢湖湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)，尤其是水生植被。2011—2014年的調(diào)查表明，巢湖水生植被分布面積不到 3%，群落類型單一、物種多樣性較低。上世紀 50年代巢湖水生植被生長茂盛，蓋度在25%以上；到80年代初期，水生植被分布面積已大幅萎縮，主要分布在湖濱淺水區(qū)域，蓋度約為2.5%[4]。依據(jù)相關(guān)理論，只有若干植被形成可以覆蓋某區(qū)域的能力時，植被部落才有可能形成，在形成過程中植被根系的穩(wěn)定性進一步加強，抗風浪、抗破壞的能力也得到提升。因此,在對群落植被進行選種的時候，盡量選擇適應環(huán)境能力強、容易形成群落系統(tǒng)的水生植物，同樣還要考慮氣候及人為干預的因素，還要對植物的季節(jié)性演替做進一步的研究。通過選擇適當?shù)奈锓N進行配置，然后擴大其生長區(qū)域，形成植物種群抱團生長。環(huán)巢湖區(qū)域湖濱緩沖帶內(nèi)水生植物有蘆葦、水菖蒲、梭魚草、再力花、菱角、荇菜、刺苦草、眼子菜、輪葉黑藻等，這些植物對河水具有很強的修復作用，利用網(wǎng)床式生態(tài)修復技術(shù)（圖 3）和沉水植物種植技術(shù)，大規(guī)模地增加河道中植物的數(shù)量，從而形成強大的生物修復群體，同時也為微生物提供了豐富的碳源和生存載體，十分有利于河道水體的處理[5]。食藻蟲是一種低等咸淡水甲殼浮游動物，生存周期為 45天。經(jīng)馴化后，這種食藻蟲不僅喜歡吃藍藻，而且還能轉(zhuǎn)化藍藻毒素。利用放養(yǎng)這種生物可以很好的預防藻類爆發(fā)，并引導沉水植物生長，促進良好的生態(tài)環(huán)境循環(huán)系統(tǒng)的形成。

圖3 浮床式水生植物生態(tài)修復

（2）湖濱緩沖帶域內(nèi)植物種群物種的利用。植物群落的修復要依據(jù)湖濱緩沖帶地形特征及水溫條件，考慮可以移植的水生植物品種，進一步提升植物群落的穩(wěn)定性。水生植物群落主要作用包括：①阻止底泥再懸浮，減少湖底水動力交換系數(shù)，從而使水體透明度保持穩(wěn)定。②水草光合作用產(chǎn)生的次生氧對藻類生長有抑制作用，從而使水體變清。③沉水植被從水體和底泥中大量吸取營養(yǎng)鹽，凈化水體，使內(nèi)源污染下降，水體變清。④沉水植被的存在可吸附有機碎屑于植物根部，減緩底泥磷的釋放。⑤沉水植被還為有利于有機物礦化分解的微生物群落提供了棲息環(huán)境，附著于沉水植物體上的微生物具有很強的水質(zhì)凈化能力。在群落植物的選擇方面考慮生存能力較強的水生植物，必須滿足以下三個條件：一是凈水能力強，二是景觀效果好，三是能夠有效控制、不會恣意泛濫生長，容易控制蔓延的種類。湖濱緩沖帶域內(nèi)植物修復可以采用食藻蟲控藻引導土著沉水植物的立體生態(tài)修復技術(shù)。以食藻蟲為先導進行控藻，并引導水域自然生態(tài)恢復技術(shù)，可應用于水源地生態(tài)治理、重污染底質(zhì)恢復、河道生態(tài)修復、湖濱帶生態(tài)修復及敞水帶藍藻生態(tài)治理等各個領(lǐng)域[6]。食藻蟲控藻引導土著沉水植物的立體生態(tài)修復同時利用生態(tài)學基本原理，采取適當?shù)募夹g(shù)對策，調(diào)整和改善水體生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)該系統(tǒng)順向生態(tài)演替的目標，使其最大限度接近受損前的水平。

3. 巢湖湖濱緩沖帶域內(nèi)景觀系統(tǒng)功能整合性恢復

（1）湖濱緩沖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復能力提升。生態(tài)景觀學家提出湖濱緩沖地帶生態(tài)景觀系統(tǒng)健康狀況的三個因素，包括系統(tǒng)活力、組織多樣化和生態(tài)恢復力。其中最關(guān)鍵的因素則是維持生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力，提升其應對危險的處置能力。巢湖屬于典型的雨源型季節(jié)河流，全年有大半時段河道斷流，河床裸露、水質(zhì)惡化、河流萎縮，既影響了河流自身環(huán)境維護，也不利入湖污染物質(zhì)的攔截凈化。由于外部因素的影響，包括氣候、地形、物種差異等影響因素，在對待環(huán)巢湖區(qū)域湖濱緩沖帶生態(tài)景觀修復過程當中，應該采取不同的策略與手段。例如，巢湖南岸正在開展河道生態(tài)修復，主要是通過河道清淤、污水攔截，岸線整治、生態(tài)補水等方式，使水質(zhì)達到國家景觀環(huán)境用水標準逐步修復河道的生態(tài)功能。為進一步改善巢湖水環(huán)境，也可以構(gòu)建縱向低堰跌水、環(huán)湖，生態(tài)濕地湖濱帶將以生態(tài)循環(huán)的方式，幫助減緩巢湖富營養(yǎng)化，也可以開辟引江濟巢工程菜子湖線路，由長江經(jīng)樅陽樞紐引入菜子湖調(diào)蓄后入巢湖，可以逐步恢復環(huán)巢湖區(qū)域草型湖泊的生態(tài)特征。在環(huán)巢湖區(qū)域湖濱緩沖帶規(guī)劃中還可以使用 “工”字壩生態(tài)工程系統(tǒng)，這個系統(tǒng)工程在太湖水體修復過程中起到了積極的作用，它利用自然的物理作用實現(xiàn)對湖域內(nèi)源污染的優(yōu)化過程，其把底泥清淤、濕地曬灘、景觀構(gòu)建多種復合功能集于一身。

（2）湖濱緩沖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的人為干預。湖濱緩沖帶在保護岸基不受波浪侵襲的情況下，更要注意緩沖帶區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的構(gòu)建。具體內(nèi)容有，其一：在波浪較大區(qū)域建造防浪臺，對局部岸基進行混凝土硬化，形成穩(wěn)固的護坡，從而減少水浪對緩沖區(qū)內(nèi)植物的沖刷與破壞，保護區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)。其二：通過植物系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)特征，充分發(fā)揮植物物種多樣化的優(yōu)勢，引導生態(tài)系統(tǒng)自濾、自凈，形成一個良性的循環(huán)過程。其三自然岸線應給予充分保護，并適當改善基底、優(yōu)化植被結(jié)構(gòu)，提升區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)對生態(tài)功能的保護作用。為了減少人類活動與風浪隊巢湖緩沖帶的直接破壞，可以在環(huán)巢湖緩沖帶海拔為 10米以下沿岸區(qū)域、岸線向陸地延伸1 000米范圍內(nèi)、岸線向陸地延伸4 000米范圍內(nèi)，設(shè)立三個層次的緩沖區(qū)域，分別列為禁止開發(fā)區(qū)域、限制開發(fā)區(qū)域、引導開發(fā)區(qū)域，并嚴格按照規(guī)劃進行監(jiān)督實施。為了減緩巢湖湖濱緩沖帶水體富營養(yǎng)化，濱水濕地還可以由遠及近依次人工栽植濕生植物、挺水植物、浮葉植物和漂浮植物，植物通過扎根生長進一步鞏固了湖水對駁岸與緩沖帶地表的沖刷，最終形成了巢湖區(qū)域較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)過程。同時可以利用生物膜——生態(tài)復合強化處理技術(shù)處理重污染河段，可以通過人工強化復氧和植物分泌和外加附著載體多方面刺激微生物的生長[7]，提高微生物的處理效應，同時載體的吸附和植物稀釋作用大大提高系統(tǒng)對水中污染物的去除效率。

總之，巢湖湖濱緩沖區(qū)生態(tài)景觀的構(gòu)建及自然系統(tǒng)的修復對于已經(jīng)破壞的湖濱緩沖帶起到了積極的作用，實現(xiàn)了湖濱緩沖帶內(nèi)水體、植物、微生物的良性循環(huán)，同時對于整個巢湖湖泊的生態(tài)結(jié)構(gòu)及氣候環(huán)境產(chǎn)生了深遠積極的影響。

三、結(jié) 語

系統(tǒng)的功能性恢復是一項復雜的技術(shù)性工作，其中包括區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的控制與調(diào)節(jié)生態(tài)、自然系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)技術(shù)、濕地景觀規(guī)劃設(shè)計與監(jiān)控手段等方面。湖濱緩沖帶景觀構(gòu)建及功能修復目標是對生態(tài)環(huán)境及自然系統(tǒng)的保護，恢復湖濱緩沖帶自身的生態(tài)結(jié)構(gòu)體系，最終實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)與可持續(xù)發(fā)展。

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