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        淺談小微濕地修復(fù)

        2021-06-15 03:27:52李田何素琳幸偉榮
        南方農(nóng)業(yè)·下旬 2021年1期
        關(guān)鍵詞:修復(fù)生態(tài)環(huán)境

        李田 何素琳 幸偉榮

        摘 要 小微濕地的建設(shè)與修復(fù)工作對(duì)于我國環(huán)境保護(hù)具有重要意義?;诖耍榻B小微濕地的定義,分析小微濕地修復(fù)的原則以及修復(fù)模式,闡述了小微濕地修復(fù)的過濾系統(tǒng)、基質(zhì)、植物和微生物4個(gè)要素,為小微濕地修復(fù)工作提供參考。

        關(guān)鍵詞 小微濕地;修復(fù);生態(tài)環(huán)境

        中圖分類號(hào):X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.03.009

        濕地是在長期自然演變過程中形成的水體,具有獨(dú)特的生態(tài)效益,是不可替代的自然資源,其中水文規(guī)模較小的一類歸為小微濕地。濕地中的某個(gè)(些)因素變化時(shí),會(huì)引發(fā)濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化,進(jìn)而導(dǎo)致濕地生物群落結(jié)構(gòu)衰退,最終破壞濕地生態(tài)環(huán)境。

        我國非常重視小微濕地的建設(shè)與修復(fù)工作,結(jié)合鄉(xiāng)村振興、美麗鄉(xiāng)村、退耕還濕、河道治理、黑臭水體治理等展開了一系列小微濕地建設(shè)工作。目前,國家在積極推進(jìn)小微濕地建設(shè)工作,促使數(shù)量龐大的小微濕地成為山水林田湖草生命共同體的重要組成部分,發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功能,以改善生態(tài)環(huán)境。

        1 小微濕地的定義

        小微濕地在地形地貌、水文狀況上存在較大差異,目前尚無明確的定義。2019年,北京市市場監(jiān)督管理局出臺(tái)《小微濕地建設(shè)技術(shù)規(guī)程(征求意見稿)》,將小微濕地規(guī)定在以下范圍之內(nèi):能周期性蓄水的天然濕地;水面面積在1 hm2以下;如果是河流型的寬度要在5 m以下;有景觀功能和凈化功能的人工濕地。

        2 小微濕地的修復(fù)原則

        2020年,財(cái)政部辦公廳、自然資源部辦公廳、生態(tài)環(huán)境部辦公廳聯(lián)合印發(fā)《山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程指南(試行)》,強(qiáng)調(diào)了生態(tài)修復(fù)以“自然恢復(fù)為主,人工修復(fù)為輔”的基本原則,同時(shí)為小微濕地的建設(shè)與修復(fù)指明了技術(shù)方向。為了確保生態(tài)修復(fù)“節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主”的基本理念得到落實(shí),小微濕地的修復(fù)應(yīng)遵循以下原則。

        2.1 遵循近自然性修復(fù)原則

        項(xiàng)目施工要由傳統(tǒng)的效果修復(fù)向過程控制轉(zhuǎn)變,采用自然或生態(tài)措施來營造開敞水面、河流片段等微景觀,同時(shí)減少硬化材料的應(yīng)用,盡可能不破壞原有的濕地生境。

        2.2 增加小微濕地的生物多樣性

        生態(tài)修復(fù)宜就地取材,優(yōu)先選用本地植物豐富小微濕地中的生物種類,使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能均處于適應(yīng)與協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),避免植物種群間互相競爭導(dǎo)致植物衰退甚至死亡。

        2.3 提升小微濕地的自我修復(fù)能力

        提升基質(zhì)-植物-微生物三者之間的協(xié)同關(guān)系,即通過物理修復(fù)-化學(xué)修復(fù)-生物修復(fù)三者聯(lián)合作用,促進(jìn)基質(zhì)中的微生物在植物根系生長和繁殖,促使水中的可降解污染物快速降解,增加小微濕地生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)、自我維持能力。

        2.4 突出小微濕地修復(fù)的整體性

        各種配套工程總體設(shè)計(jì),統(tǒng)籌實(shí)施,依照綜合經(jīng)濟(jì)效益最大化原則,使小微濕地的整體修復(fù)效果既自然簡約,又給人帶來視覺和美學(xué)享受。

        3 小微濕地的修復(fù)模式

        小微濕地生態(tài)系統(tǒng)的平衡很容易被打破,因?yàn)樾∥竦孛娣e較小,可容納的水生植物數(shù)量有限,凈化能力受到了限制。在輕度污染的情況下,小微濕地尚可通過自身能力進(jìn)行修復(fù),但冬天,水生植物基本處于休眠狀態(tài),或是環(huán)境原因?qū)е滤参锎竺娣e死亡,會(huì)對(duì)濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)造成影響。針對(duì)小微濕地的這些局限性,需要采用相應(yīng)的輔助性措施,通過物理、化學(xué)等手段幫助其提高自我修復(fù)能力。

        3.1 構(gòu)建流動(dòng)的水系結(jié)構(gòu),增加含氧量

        小微濕地常常因?yàn)樽匀?、地理或人為干擾等被分隔成斑塊狀,各個(gè)斑塊之間聯(lián)系度比較低,沒有完整的水系結(jié)構(gòu)[1]?;钏梢源_保水中氧氣充足,從而抑制藻類及細(xì)菌的繁殖,使水質(zhì)得以保持。在缺乏外來水源的情況下,必須通過補(bǔ)水系統(tǒng)來確保小微濕地有穩(wěn)定水域面積,構(gòu)建流動(dòng)水系來滿足濕地生物群落的水分要求。

        3.2 修筑景觀式駁岸保護(hù)生態(tài)

        岸體在長期沖刷浸泡下會(huì)逐漸被侵蝕,水土流失又會(huì)使水質(zhì)變差。在坡度舒緩和水位落差較小的地帶,采用樹樁、籬笆、天然石塊等材料修筑自然式駁岸,景觀的層次感通常較好,既最大化地保留了原始生態(tài)結(jié)構(gòu),又改善了水生動(dòng)物的生存環(huán)境,還對(duì)環(huán)境污染較小;對(duì)陡直或硬質(zhì)駁岸需要進(jìn)行必要的軟處理,比如駁岸放坡、基底覆土種植等[2-4]。

        3.3 借助基質(zhì)過濾雜質(zhì)

        基質(zhì)是人工濕地區(qū)別于自然濕地的重要特征,其可通過吸收、吸附、離子交換及過濾等去除污水中氮、磷、重金屬等污染物質(zhì),為濕地植物和微生物的生長活動(dòng)提供場所,對(duì)水質(zhì)具有凈化作用,且過濾系統(tǒng)具備的見效快和全天候的特性是水生植物無法企及的[3]。

        3.4 合理選擇水生植物,增加生物多樣性

        不同的水生植物對(duì)污染物的吸收能力不同,而且生長也存在差異,篩選水生植物的標(biāo)準(zhǔn)為:生長適宜當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件,根系發(fā)達(dá),耐嚴(yán)寒;生長旺盛,無嚴(yán)重的病蟲害;在重度富營養(yǎng)化的情況下,有抗逆性,能表現(xiàn)出吸收污染物的能力;有特殊的觀賞價(jià)值,能起到美化環(huán)境和點(diǎn)綴景色的作用;在選擇栽種植物時(shí),要觀察當(dāng)時(shí)的水文狀況,考慮植物在水下部分能忍受缺氧環(huán)境的能力和時(shí)長。

        4 小微濕地修復(fù)的要素

        4.1 過濾系統(tǒng)

        按污水在基質(zhì)中的流動(dòng)方式可分為表面型人工濕地、水平潛流型人工濕地和垂直潛流型人工濕地3種。聶志丹等發(fā)現(xiàn),垂直潛流型人工濕地對(duì)氨氮、總氮、總磷的過濾效果最好,潛流人工濕地對(duì)高錳酸鉀指數(shù)和葉綠素a的過濾效果最好,而表面流人工濕地對(duì)各污染物的過濾效果均遠(yuǎn)低于前兩者[5]??梢钥闯?,垂直潛流型人工濕地過濾系統(tǒng)優(yōu)良。

        4.2 基質(zhì)

        基質(zhì)按獲取方式可以分為3大類:1)沙、礫石、沸石、頁巖、石灰石、白云石、陶粒、石英砂、麥飯石及蛭石等天然材料;2)礦渣、爐渣、煤渣、鋼渣、粉煤灰及磚塊等加工剩余產(chǎn)品;3)輕質(zhì)膨脹性集料黏土、活性炭、改性硅藻土及改性沸石等人造材料[6]。李旭東等的研究結(jié)果表明,同條件下,沸石潛流濕地脫氮效果最佳,礫石潛流濕地除磷效果最佳[7]。陳鳴等發(fā)現(xiàn),在冬季低溫條件下,用沸石作為基質(zhì)的濕地脫氮效果遠(yuǎn)優(yōu)于以爐渣和礫石作為基質(zhì)的濕地[8]。盧少勇等綜合研究后認(rèn)為,瓷砂陶粒、生物炭、沸石和火山巖等孔隙率、滲透系數(shù)等物理性能好,適合作為人工濕地中吸附氨氮的填料[9]。

        4.3 濕地植物

        不同植物的生長速度、對(duì)污染物的吸收轉(zhuǎn)化能力和泌氧能力各不相同。陳鳴發(fā)現(xiàn),在冬季低溫時(shí),西伯利亞鳶尾耐寒且脫氮效果很好[8]。吳雨涵等研究表明,地下生物量在凈化水質(zhì)過程中起著重要作用,根系發(fā)達(dá)的植物具有更強(qiáng)的凈化效果,其中眼子菜>菖蒲>鳶尾>茭草[10]。金樹權(quán)等研究發(fā)現(xiàn),香菇草、水芹和美人蕉等挺水植物具有較高的氮、磷去除率[11]。湯顯強(qiáng)等發(fā)現(xiàn),水蔥、香蒲和蘆葦可作為有效去除氮磷的濕地的備選植物[12]。

        4.4 微生物

        大多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)是在酶與微生物的相互作用下進(jìn)行的,因此微生物在人工濕地水處理系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。賴巧暉等分析表明,不同人工濕地微生物物種豐富度指數(shù)與土壤有機(jī)碳、全氮呈顯著正相關(guān)[13]。

        5 結(jié)語

        國家有關(guān)小微濕地建設(shè)的規(guī)范編制出臺(tái)將為小微濕地的建設(shè)提供更具體的參考。小微濕地修復(fù)作為改善人類居住環(huán)境的一種治理模式,需要不斷完善法律法規(guī),提升修復(fù)的科技含量。有效保護(hù)濕地資源,合理利用自然資源,才能使人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境更加美好。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 任全進(jìn),季茂晴,于金平.小微濕地的作用及營造方法[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(13):225-230

        [2] 邵學(xué)慧.淺析人工湖駁岸類型在工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝,2019(04):194-195.

        [3] 何小娟,李旭東.沸石潛流人工濕地去除氨氮的運(yùn)行模式研究[J].化工環(huán)保,2004(S1):70-72.

        [4] 吳丹子.河段尺度下的城市渠化河道近自然化策略研究[J].風(fēng)景園林,2018,25(12):99-104.

        [5] 聶志丹,年躍剛,金相燦,等.3種類型人工濕地處理富營養(yǎng)化水體中試比較研究[J].環(huán)境科學(xué),2007,28(08):1675-1680.

        [6] 黃勇,董運(yùn)常,羅偉聰,等.人工濕地基質(zhì)類型及其去污能力的影響因素[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,46(01):137-142.

        [7] 李旭東,周琪,張榮社,等.三種人工濕地脫氮除磷效果比較研究[J].地學(xué)前緣,2005(S1):73-76.

        [8] 陳鳴,朱小曼,徐慧.冬季不同植物、基質(zhì)人工濕地脫氮效果對(duì)比研究[J].綠色科技,2020(02):150-151.

        [9] 盧少勇,萬正芬,李鋒民,等.29種濕地填料對(duì)氨氮的吸附解性能比較[J].環(huán)境科學(xué)研究,2016,29(08):1187-1194.

        [10] 吳雨涵,余俊,王銳涵.不同配置人工濕地植物群落對(duì)生活污水凈化效果[J].水土保持研究,2019,26(06):364-371.

        [11] 金樹權(quán),周金波,等.10種水生植物的氮磷吸收和水質(zhì)凈化能力比較研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,29(08):1571-1575.

        [12] 湯顯強(qiáng),李金中,李學(xué)菊,等.7種水生植物對(duì)富營養(yǎng)化水體中氮磷去除效果的比較研究[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué),2007(02):8-14.

        [13] 吳雨涵,余俊,王銳涵.不同配置人工濕地植物群落對(duì)生活污水凈化效果[J].水土保持研究,2019,26(06):364-371.

        (責(zé)任編輯:趙中正)

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