賀瑤瑤,林芯如，蔣碩凡，宋驍爽，徐 立

(天津商業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，天津 300134)

1 引言

人工濕地(Constructed Wetland，CW)繼承了濕地的水陸交匯處概念，融入了人為因素，由人工構(gòu)筑而成[1]。人工濕地是一種生態(tài)處理的工程，模擬了自然濕地的結(jié)構(gòu)，延用了自然濕地的功能，利用植物、微生物、填料三重協(xié)同作用凈化水質(zhì)。人工濕地的特點(diǎn)是：水源質(zhì)量良好，基建費(fèi)用低，凈化材料來(lái)源廣，運(yùn)行費(fèi)用低，所耗能源清潔環(huán)保，且人工濕地已經(jīng)成為周邊城鄉(xiāng)居民的休閑場(chǎng)所。不過(guò)人工濕地也存在占地范圍較大，建設(shè)用地協(xié)調(diào)難度大；冬季處理效果低于其他季節(jié)[2]等問(wèn)題。總的來(lái)看，人工濕地社會(huì)綜合效益顯著，建議因地制宜大力推廣。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的急劇增長(zhǎng)，水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，造成許多地區(qū)水資源短缺。研究和應(yīng)用新型的污水處理工藝和技術(shù)便顯得極其重要，人工濕地正是順應(yīng)這一需求的一種簡(jiǎn)便高效的生態(tài)系統(tǒng)污水處理技術(shù)。為了切合當(dāng)前“全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展”的綠色發(fā)展思路，配合天津市“以綠色發(fā)展理念為引領(lǐng)，以保護(hù)濕地資源及生態(tài)功能為目標(biāo)，以創(chuàng)新生態(tài)保護(hù)管理體制機(jī)制為突破口”的濕地相關(guān)政策，本文對(duì)近年來(lái)天津市人工濕地發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，針對(duì)現(xiàn)狀給出相應(yīng)建議，希望能為改善生態(tài)環(huán)境，保護(hù)家園盡一份力。

2 文獻(xiàn)綜述

人工濕地可以對(duì)城區(qū)的氣候起到調(diào)節(jié)作用，從而提高城市環(huán)境質(zhì)量，改善周圍居民的居住環(huán)境，同時(shí)可以吸收車輛排放的尾氣等污染物，緩解周圍交通運(yùn)輸帶來(lái)的環(huán)境壓力，對(duì)于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的影響[3]。

國(guó)外對(duì)人工濕地的研究工作開展的較早，1953年德國(guó)Seidel博士[4]首次提出通過(guò)合理的選擇一些植物種植于人工濕地可以降低水體污染，開創(chuàng)了人工濕地系統(tǒng)植物處理工藝的先河。荷蘭根據(jù)Seidel博士的思路，開發(fā)了一種稱為L(zhǎng)elystad Process大規(guī)模人工濕地處理體系。1972年Kickuth提出了“根區(qū)法理論”[5]。此后，人工濕地工程開始在世界范圍內(nèi)受到重視和應(yīng)用。國(guó)外學(xué)者對(duì)人工濕地的評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)在功能評(píng)價(jià)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。

我國(guó)人工濕地處理系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)起步較晚。目前，天津、山東和上海都有很多示范性工程，其中天津市擁有豐富的濕地資源，濕地面積248784.8 hm2,占全市國(guó)土面積的20.9%[6]。濕地是天津的區(qū)域特色，保護(hù)和合理開發(fā)利用濕地成為保護(hù)天津城市生態(tài)環(huán)境與促進(jìn)天津經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要方面。以合理開發(fā)利用為中心帶動(dòng)濕地周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可給濕地地區(qū)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。比如濕地具有較為豐富的生物資源，農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品等，為工業(yè)產(chǎn)品提供豐富的原材料，同時(shí)間接帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、漁業(yè)、牧業(yè)和副業(yè)生產(chǎn)[7]

目前在國(guó)內(nèi)已有的人工濕地發(fā)展概況及應(yīng)用前景的研究中，李加林等[8]對(duì)于人類活動(dòng)影響下的濕地時(shí)空演化特征分析，揭示了在人類活動(dòng)影響下的不同演化規(guī)律和環(huán)境質(zhì)量特征，為人工濕地的開發(fā)和保護(hù)提供科學(xué)合理的參考。王雪梅等[12]基于選址適宜性、構(gòu)建、水質(zhì)凈化功能和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益等指標(biāo)構(gòu)建了人工濕地綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，沈萬(wàn)斌等[9]研究指出基于人工濕地環(huán)境經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)價(jià)。

3 天津市人工濕地發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)分析

3.1 天津市人工濕地概況

目前，按照國(guó)家生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查的濕地分類體系如表1。

天津市位于中國(guó)華北平原的東北部，它獨(dú)有的濕地景觀的形成得益于其獨(dú)特的地域優(yōu)勢(shì)與環(huán)境條件。天津濕地面積248784.8 hm2,占全市國(guó)土面積的20.9%，天津建立濕地保護(hù)區(qū)4處,面積15萬(wàn)hm2,占全市濕地總面積的60.3%。全市有水庫(kù)與湖泊100多座,一、二級(jí)河流98條，5800多個(gè)坑塘。天津市的鹽田濕地和稻田濕地分別占全市濕地面積15.6%和14%。此外,城市中心區(qū)有濕地3890 hm2(計(jì)算面積3104.8 hm2)。

表1 國(guó)家濕地分類

其中天津市的人工濕地類型如表2。

表2 天津市人工濕地分類

3.2 天津市人工濕地發(fā)展歷史概況

首先對(duì)1976～2009年天津市人工濕地發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表3。

由圖1可知，天津市濕地總面積與人工濕地的曲線走勢(shì)十分相似，其濕地總面積與人工濕地總面積都明顯表現(xiàn)出一個(gè)先增長(zhǎng)后減少的過(guò)程，由兩者的pearson相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.869，這表明天津市濕地總面積與人工濕地面積有很大的相關(guān)性。

表3 天津市1976～2009年人工濕地面積變化 km2

圖1 1976～2009年天津地區(qū)濕地面積變化曲線

3.3 各類型人工濕地發(fā)展概況解析。

3.3.1 鹽田濕地

由圖2、表4可以看出：天津市鹽田濕地面積呈現(xiàn)一直減少的趨勢(shì)，其在1984年至1992年下降幅度最大，減少了60.69 km2，在1992至1999年呈現(xiàn)短暫的緩慢增加的趨勢(shì)，從1999年開始又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)?？偟膩?lái)說(shuō)，天津市鹽田濕地面積由204.54 km2銳減到95.83 km2(截至到2009年)。

究其根本，是傳統(tǒng)鹽業(yè)正在被新興產(chǎn)業(yè)逐步吞蝕侵占的發(fā)展演變現(xiàn)象，隨著城市的發(fā)展以及人們對(duì)物質(zhì)文化需求的日益增加，用于城市建設(shè)的土地面積也隨之增加，又因?yàn)殡S著科技的發(fā)展，人們的制鹽手段更加先進(jìn)化，導(dǎo)致人們對(duì)鹽田濕地的需求量逐漸減少，這對(duì)鹽田濕地的面積必然有部分侵占。

圖2 天津鹽田濕地面積變化

表4 總面積與人工濕地的相關(guān)性檢驗(yàn)

3.3.2 坑塘濕地

天津市的坑塘濕地總面積最大時(shí)達(dá)到了37．42 km2，最小時(shí)小至12．73 km2，其總面積相比于其它濕地類型很小，且其呈零散分布狀態(tài)，雖然斑塊數(shù)量眾多，但個(gè)體面積很小，因此天津市人工濕地總體情況與坑塘濕地面積沒(méi)有明顯關(guān)系(圖3)，故不展開詳細(xì)論述。

圖3 天津塘坑濕地面積變化

3.3.3 水稻田濕地

天津市水稻田濕地面積從1984年開始迅速增長(zhǎng)，在1999年達(dá)到天津市水稻田濕地面積的最大值，從1999年后又開始迅速下降，降回到1980年代的水平。根據(jù)天津市歷史氣候可知，在1999年和2000年，天津市平原區(qū)降水很少，分別是335．1 mm和371．2 mm，不適合種植水稻。而在接下來(lái)的2001～2003年期間，天津市氣候干燥，借助地下水澆灌水稻，因此水稻的培養(yǎng)成本增加，生產(chǎn)水稻的經(jīng)濟(jì)利益不斷下降，因此水稻田濕地面積急劇下降(圖4)。

圖4 天津水稻田濕地面積變化

4 對(duì)策建議

4.1 建立完善的法律法規(guī)

天津市人工濕地資源較為豐富，具有較高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但在開發(fā)過(guò)程中，仍然存在如何兼顧其生態(tài)價(jià)值，經(jīng)濟(jì)價(jià)值，社會(huì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)利用等一系列問(wèn)題。有關(guān)部門應(yīng)該加大對(duì)污水排放的治理管理力度，完善相關(guān)管理?xiàng)l例，以減少對(duì)濕地水資源的污染。通過(guò)建立對(duì)威脅濕地生態(tài)系統(tǒng)活動(dòng)的限制性政策和有利于人工濕地資源開發(fā)利用的鼓勵(lì)性政策。

4.2 建立合理高效的人工濕地管理機(jī)制和決策管理體系

目前天津市薊州區(qū)3000畝人工濕地已經(jīng)打造完成，并已對(duì)外開放。濕地公園對(duì)空氣質(zhì)量，居民用水及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用。應(yīng)強(qiáng)化濕地保護(hù)管理力度加強(qiáng)保護(hù)管理機(jī)構(gòu)建設(shè)，引進(jìn)專業(yè)人才，增加資金投入[7]。政府各級(jí)部門應(yīng)當(dāng)明確保護(hù)區(qū)管理職責(zé)，協(xié)調(diào)多部門統(tǒng)一建立管理監(jiān)督機(jī)構(gòu)，因地制宜地建立濕地修復(fù)方案，并定期開展?jié)竦乇O(jiān)管人員的學(xué)習(xí)活動(dòng)，提高業(yè)務(wù)能力，提高執(zhí)法能力。

4.3 開展全民濕地保護(hù)教育

目前天津多處人工濕地公園均面向市民開放，在觀賞景致的同時(shí)保護(hù)好濕地環(huán)境尤為重要。天津市政府及相關(guān)部門應(yīng)通過(guò)各種方式提高人們對(duì)人工濕地價(jià)值的認(rèn)識(shí)，樹立濕地與人類的生存、健康和發(fā)展息息相關(guān)的觀念，自覺(jué)規(guī)范在濕地環(huán)境中的行為，增強(qiáng)保護(hù)濕地的自覺(jué)性。

4.4 建設(shè)具有天津特色的濕地自然保護(hù)區(qū)

依托天津市獨(dú)特的地理位置和生態(tài)資源，設(shè)立濕地自然保護(hù)區(qū)，人工濕地公園等，完善建造人工濕地生態(tài)景觀，增加可供游客娛樂(lè)的觀光設(shè)施，以此發(fā)展天津市人工濕地的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，增加經(jīng)濟(jì)收入。在不破壞濕地生態(tài)系統(tǒng)的前提下，有計(jì)劃地發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，投放優(yōu)良魚蝦貝類品種，同時(shí)對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行深加工處理，以多方面獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益[6]。

4.5 科學(xué)選擇人工濕地位置

人工濕地選址應(yīng)符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，綜合考慮水源質(zhì)量，土地質(zhì)量，城市生態(tài)治理等各方面情況。前文中提到建設(shè)人工濕地占地范圍較大導(dǎo)致協(xié)調(diào)難度大。人工濕地首先要充分考慮周圍居民的生活狀況，少拆遷，少占地，保證周圍居民不受洪澇災(zāi)害影響。設(shè)置處理城市污水或者村鎮(zhèn)生活污水的人工濕地時(shí)，既要靠近城區(qū)，又要根據(jù)環(huán)境影響評(píng)價(jià)要求，與居民區(qū)有一定的防護(hù)距離。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)天津人工濕地發(fā)展?fàn)顩r的統(tǒng)計(jì)分析，提出了5項(xiàng)關(guān)于人工濕地發(fā)展及選址的對(duì)策建議，包括法律法規(guī)，部門監(jiān)管，宣傳教育，特色項(xiàng)目等幾個(gè)方面，從而能夠協(xié)調(diào)人工濕地的區(qū)域生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有效地發(fā)揮人工濕地的綜合效益，進(jìn)而創(chuàng)造天津特有的沿海經(jīng)濟(jì)地位。而目前對(duì)于人工濕地的研究大多數(shù)偏向理論方面，今后可通過(guò)對(duì)人工濕地周邊的空氣指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出更為精確合理的意見(jiàn)。