汪迎春 趙玉連 張志麒 金膠膠 馬國飛 莫家勇 熊歡歡 王磊
(1 神農(nóng)架國家公園管理局,湖北 神農(nóng)架 442400;2 神農(nóng)架金絲猴保育生物學(xué)湖北省重點實驗室,湖北神農(nóng)架 442400;3 西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院,四川 綿陽 621010)
我國濕地具有面積大、分布廣、種類多的特征,包括沼澤、泥炭地、濕草甸、淺湖、高原鹽湖、鹽沼和沿海灘涂等,濕地總面積約5 360.26萬hm2,在亞洲排名第一,在世界排名第四(柯善北, 2017)。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和人口的快速增長,盲目的發(fā)展和無節(jié)制的利用給我國的濕地生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞,主要表現(xiàn)為濕地面積減少、自然景觀消失、生物多樣性減少、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能下降、污染加劇、環(huán)境惡化等(Xie Dong et al, 2013)。針對我國濕地生態(tài)現(xiàn)狀及存在問題,在現(xiàn)有濕地生態(tài)修復(fù)策略的基礎(chǔ)上,總結(jié)我國湖泊濕地、沼澤濕地和濱海濕地的生態(tài)修復(fù)狀況,為濕地生態(tài)恢復(fù)及可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。
我國濕地資源過度消耗,不當(dāng)?shù)娜藶榛顒邮節(jié)竦刭Y源急劇減少,濕地的功能和效益不斷下降,濕地面積急劇萎縮,濕地退化嚴(yán)重。以濕地資源中較為常見的湖泊濕地為例,我國湖泊濕地約1 200萬hm2,人類大量的侵占、圍墾和開發(fā),湖泊濕地的面積縮減,自身蓄洪防旱的功能消失,生物棲息地減少,水質(zhì)污染,對社會發(fā)展帶來了十分不利的影響。
根據(jù)第二次全國濕地資源調(diào)查結(jié)果顯示,2003年至2013年,全國濕地面積減少339.63萬hm2(園丁,2015)。2009年全國濕地分布遙感圖顯示,我國濕地總面積減少了11.46%,從1990年的36.6萬km2減少到2008年的32.4萬km2。李國明等(2017)通過5期遙感影像解譯,表明1989-2014年若爾蓋濕地面積減少52.28 hm2,減少率2.17%,濕地受人為因素的干擾較大。莫曉琪等(2017)通過遙感和GIS技術(shù)分析,1995-2015年天目湖流域自然濕地面積減少62.45%,其中灘涂面積縮減最為劇烈。大九湖濕地自1958年開始,經(jīng)多年疏挖、開墾等活動,至2009年濕地面積減少到原來的42%(杜耘等, 2008)。2000-2015年三江平原濕地面積減少2 508.55 km2,其中2000-2010年濕地面積減小率為209.40 km2/a(何興元等, 2017)。
人類活動對濕地的演變起主導(dǎo)因素,不合理的開發(fā)導(dǎo)致濕地退化、濕地面積減少的同時,濕地自然景觀逐漸消失。濱海濕地因灘涂圍墾、城鎮(zhèn)建設(shè)的干擾,使得沿海濕地面積急劇減少,景觀斑塊破碎化嚴(yán)重并逐漸消失,濱海濕地退化趨勢明顯。尤其是在圍填海問題突出的廈門、閩江口以及天津等濱海地區(qū),填海進(jìn)程是導(dǎo)致濕地景觀格局破碎化及消失的主要原因(閆淑君, 2010)。
濕地面積銳減和濕地生態(tài)環(huán)境受到破壞和污染,縮小了濕地生物的生存空間,造成濕地生物和植物群落,尤其是瀕危物種的減少。濕地鳥類資源調(diào)查顯示,超過一半的鳥類種群數(shù)量明顯減少,太湖魚類從20世紀(jì)60年代的101種減少到20世紀(jì)90年代的60種,根據(jù)2009-2010年的調(diào)查結(jié)果,太湖魚類只有15科 40屬 50種 (張明祥, 2017)。
長期排放工農(nóng)業(yè)廢水、生活污水,造成濕地水體污染,生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化嚴(yán)重,危害濕地生物的生存環(huán)境。1980-2011年,太湖富營養(yǎng)指標(biāo)總氮和總磷呈上升趨勢,特別是2007年發(fā)生藻類水華,造成直接經(jīng)濟(jì)損失28.77億元(呂學(xué)研等, 2013)。周文昌等(2019)調(diào)查發(fā)現(xiàn),1990-2003年洪湖濕地水質(zhì)以Ⅲ類和Ⅳ類水為主,但由于網(wǎng)箱養(yǎng)魚過度、生物入侵、污染排放等原因,2012-2017年,洪湖水質(zhì)從Ⅲ類惡化為Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水,水質(zhì)超標(biāo)參數(shù)為氨氮、化學(xué)需氧量和總磷。
由于人為因素的干擾及全球氣候變化,濕地生物多樣性正面臨嚴(yán)重的威脅,生態(tài)功能也隨之退化。20世紀(jì)90年代,由于氣候變暖和人類活動增加,青海湖流域水位下降、水體富營養(yǎng)化加大、地表覆蓋植被草地退化,濕地面積一度萎縮,促使湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)向陸地生態(tài)系統(tǒng)演替,土地沙化強(qiáng)度增大,生態(tài)功能退化(王維, 2014)。
西洞庭湖是整個洞庭湖區(qū)域泥沙淤積最嚴(yán)重的區(qū)域,呈現(xiàn)出洲灘化與島嶼化狀態(tài),枯水期有洲灘126處,面積約1.53萬hm2,生態(tài)功能退化嚴(yán)重。因湖洲造林熱潮、非法圍欄養(yǎng)殖、違法捕撈、毒鳥等人類活動,改變了濕地植被群落的結(jié)構(gòu),湖泊魚類資源及底棲動物資源越來越少,導(dǎo)致以此為食物的鸛類、鸻鷸類因食物缺乏而數(shù)量大大減少(劉松林,2018)。西洞庭湖濕地通過多部門協(xié)作,采取廣泛宣傳、湖洲清理、退林還濕、專項治理等綜合整治措施,通過清除人工栽種的楊樹、撤除養(yǎng)殖欄網(wǎng)、恢復(fù)水生植被、生態(tài)蓄水工程,扭轉(zhuǎn)了西洞庭湖濕地呈逆向演替的局面。2017年西洞庭湖5 333.3 hm2濕地重新恢復(fù)自然狀態(tài),保護(hù)區(qū)新記錄到鳥類16種、魚類2種、濕地植物5種,每年越冬候鳥種群數(shù)量穩(wěn)定并超過3萬只,黑鸛、羅紋鴨等多個鳥類物種種群數(shù)量達(dá)國際重要濕地1%的標(biāo)準(zhǔn)。
我國沼澤濕地1 100萬hm2,但因城市化進(jìn)程發(fā)展,沼澤濕地被大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開發(fā)與利用,沼澤面積大量減少、功能退化。黑龍江省三江平原是國家重要的糧食生產(chǎn)基地,其中沼澤占平原總面積的2/3以上。根據(jù)20世紀(jì)80年代和2002年衛(wèi)星圖像對比發(fā)現(xiàn),這20年間濕地破壞最為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為水利工程破壞濕地原生環(huán)境,地表水資源衰竭;地下水資源開發(fā)破壞濕地原生環(huán)境,淺層地下水水位下降;濕地水質(zhì)污染,影響生物生存;沼澤濕地原始生態(tài)環(huán)境破壞加重,面積大幅度減少(吳志剛,2007)
隨著國家和黑龍江省逐漸認(rèn)識到濕地的生態(tài)功能和保護(hù)現(xiàn)存濕地的重要性,三江平原先后成立了7個國家級和10個省級濕地類型保護(hù)區(qū),實施退耕還濕工程,恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,改造中低產(chǎn)田,化解濕地與農(nóng)田用地矛盾,減少區(qū)域排水,保護(hù)殘余濕地,建立濕地生態(tài)走廊,切實保護(hù)和恢復(fù)三江平原生態(tài)環(huán)境(包洪福等, 2010)。
濱海濕地是沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要生態(tài)屏障。針對濱海濕地不合理的開發(fā)利用而造成的濕地資源破壞與污染,崔鵬等(2016)提出了濱海濕地保護(hù)對策,主要包括強(qiáng)化監(jiān)管、嚴(yán)格執(zhí)法,建立保護(hù)區(qū)、嚴(yán)禁填海造地,源頭治理、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局。竇勇等(2012)提出采用微生物、植物原位技術(shù)對濱海濕地有機(jī)、無機(jī)污染進(jìn)行生態(tài)修復(fù),以改善濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)面臨的嚴(yán)峻污染問題。吉云秀等(2005)關(guān)注沿海濕地的有機(jī)污染和重金屬污染問題,重點闡述了植物-微生物聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)越性,對濱海濕地的修復(fù)提供了技術(shù)支持。
濱海濕地紅樹林被稱為“海底森林”,在維持生物系統(tǒng)多樣性及碳匯功能上具有極大作用,可以抵抗12級的颶風(fēng)而無損。然而我國能夠進(jìn)入《國際重要濕地名錄》的紅樹濕地面積甚至不到名錄中紅樹林總面積的1%。針對紅樹林濕地嚴(yán)重退化的狀況,國家林業(yè)局于2001年啟動了紅樹林保護(hù)工程,該工程計劃10年內(nèi)造林6萬hm2;另一方面,國家以建立保護(hù)區(qū)的形式對現(xiàn)存紅樹林進(jìn)行保護(hù),目前已有18個自然保護(hù)區(qū);并且國家每年都會投入大量的資金用于紅樹林濕地的修復(fù)工程或開展相關(guān)研究,李娜等(2013)綜述了濱海濕地紅樹林種植修復(fù)技術(shù)及生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)管理對策,旨在加快我國濱海紅樹林濕地的恢復(fù)與保護(hù)進(jìn)程。
濕地的生態(tài)修復(fù)是以生態(tài)原則為基礎(chǔ),利用生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程來恢復(fù)和重建處于不健康發(fā)展?fàn)顟B(tài)或嚴(yán)重退化的濕地,使其生態(tài)功能得到最大限度的提升。依靠自我恢復(fù)能力,通過適當(dāng)?shù)娜斯ぽo助,恢復(fù)濕地的生態(tài)功能、環(huán)境功能、社會功能和經(jīng)濟(jì)功能。濕地生態(tài)修復(fù)的主要原則是:依據(jù)濕地的自身特性和濕地結(jié)構(gòu)特征的變化,制定具體的修復(fù)措施。
針對我國濕地面積減少、生物多樣性減少和生態(tài)功能退化等主要問題,應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù),采用自然恢復(fù)和人工修復(fù)緊密結(jié)合的方式,對集中連片、破碎化程度高、生態(tài)功能退化的天然濕地進(jìn)行修復(fù)和綜合整治,優(yōu)先考慮恢復(fù)重要的自然濕地,使各地區(qū)的生態(tài)功能得到改善。利用生態(tài)過程消除污染負(fù)荷,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的自我維持和更新。濕地生態(tài)修復(fù)整體規(guī)劃見圖1。
圖1 濕地生態(tài)修復(fù)整體措施規(guī)劃圖Fig. 1 The schematic view of the ecological restoration of wetland
3.3.1 建立自然保護(hù)區(qū)建立自然保護(hù)區(qū)可以有效保護(hù)濕地,隔離人為因素,重新安置保護(hù)區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有居民,以確保濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性,依靠自然和人工修復(fù)濕地。
3.3.2 建立濕地保護(hù)與利用法律制度建立完善、嚴(yán)格的濕地保護(hù)與利用的專門法律制度,對濕地內(nèi)的過度開發(fā)建設(shè)進(jìn)行整頓,對部分工廠向濕地亂排廢水、亂堆固廢垃圾的行為進(jìn)行處罰,增強(qiáng)濕地保護(hù)管理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高執(zhí)法能力。
3.3.3 實施濕地生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程運用濕地棲息地修復(fù)技術(shù),即利用生態(tài)、生物和工程措施改變濕地生物所依賴的生態(tài)環(huán)境(水、土壤、地形和其他環(huán)境因素),改善棲息地的異質(zhì)性和穩(wěn)定性,提升濕地的生態(tài)功能。濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要有:濕地生境恢復(fù)技術(shù)、濕地生物恢復(fù)技術(shù)、濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)技術(shù),三種濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)密切相關(guān),分別修復(fù)濕地植被、濕地野生動物棲息地和濕地生態(tài)系統(tǒng)。
3.3.4 增強(qiáng)群眾生態(tài)文明意識增強(qiáng)全社會保護(hù)濕地人人有責(zé)的自主意識,加強(qiáng)生態(tài)文明思想的建設(shè)傳播。濕地生態(tài)環(huán)境共享,共建多元主體共同參與濕地環(huán)境的管理和保護(hù),讓社會群眾認(rèn)識并尊重濕地的各種價值,以各種形式參與濕地保護(hù)。
濕地具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境價值,其健康與否關(guān)乎我國生態(tài)文明的建設(shè)進(jìn)程,生態(tài)修復(fù)技術(shù)是以自然循環(huán)過程為主、輔以保護(hù)機(jī)制及人工修復(fù)的技術(shù),可廣泛應(yīng)用于我國退化濕地的修復(fù)與污染治理。我國濕地面積廣闊、類型多樣,不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)所面臨的生態(tài)脅迫等因素需要進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究,依據(jù)其特性和結(jié)構(gòu)特點,制定具體的修復(fù)措施。