劉 寧 戴小華 王 潔 謝 冬

（1 江蘇昆山天福國家濕地公園保護管理中心，江蘇 蘇州 210000；2 南京林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037；3 江蘇太湖濕地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，江蘇 蘇州 215000)

“基于自然的解決方案”（Nature-based solutions, NbS）旨在通過保護、可持續(xù)管理和恢復(fù)自然或人工生態(tài)系統(tǒng)，從而有效地和適應(yīng)性地解決社會挑戰(zhàn)，同時為人類福祉和生物多樣性帶來益處的行動(Wild et al., 2020)。為在大尺度上使NbS 的修復(fù)效果最佳，2020 年7 月世界自然保護聯(lián)盟IUCN 正式發(fā)布《NbS 全球標(biāo)準(zhǔn)》，使其有助于應(yīng)對和解決氣候變化、生物多樣性喪失以及其他全球?qū)用娴娜祟惿鐣魬?zhàn)(IUCN, 2020)。我國已將NbS納入《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略2035》，并將長期開展生態(tài)保護恢復(fù)等NbS 行動與實踐(王金洲等,2023)。目前，我國NbS 的研究和實踐處于起步階段，將NbS 應(yīng)用于棲息地的修復(fù)研究較少。

太湖流域城市化程度高、人口密集，隨著城市化進程的快速發(fā)展，導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重，棲息地破碎化，流域內(nèi)濕地普遍面臨著人為活動干擾和自然環(huán)境惡化的威脅（張睿婷等, 2021）。為了保護和恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)，棲息地修復(fù)是一種行之有效的手段。根據(jù)場地的歷史資料和周邊濕地環(huán)境為參照，通過結(jié)合NbS 理念，構(gòu)造適宜的棲息地，得到最優(yōu)的恢復(fù)方案（邵君學(xué)等, 2021）。目前，NbS 理念已與濕地恢復(fù)工程相結(jié)合，并在湖濱帶濕地、人工濕地及鳥類棲息地方面進行了初步嘗試（朱正杰等, 2022; 謝先坤等, 2022；忻飛等, 2021; 劉文平等, 2021）。

本文以江蘇昆山天福國家濕地公園為研究對象，從水系修復(fù)、植被修復(fù)、鳥類生境營建3 個方面開展基于NbS 的棲息地濕地保護與恢復(fù)工程，并提出相應(yīng)的管理措施和建議，為保護區(qū)開展太湖流域類似的棲息地保護管理提供了借鑒與參考。

1 研究區(qū)概況

江蘇昆山天福國家濕地公園（121°05′22.32″—121°07′44.08″E，31°19′18.28″—31°21′13.53″N）位于昆山市東南部的花橋經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。濕地公園總面積779.54 hm2，南靠滬寧城際鐵路，北依上海市嘉定區(qū)和平村，東鄰上海市嘉定區(qū)周涇村，西連昆山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的蓬朗村，區(qū)位優(yōu)勢明顯，交通便捷（圖1），是滬寧發(fā)展軸和沿滬發(fā)展軸交匯的重要節(jié)點。江蘇昆山天福國家濕地公園屬太湖流域吳淞江水系，屬典型的水稻田人工濕地與河網(wǎng)濕地，是東亞—澳大利西亞候鳥遷飛路線上的重要區(qū)域，也是高度城市化、土地利用高度集約化的區(qū)域。該區(qū)域生態(tài)用地面積少，野生動植物面臨嚴(yán)重的棲息地破碎化威脅。2017 年，濕地公園將原先跑馬場區(qū)域進行了棲息地改造與生態(tài)修復(fù)，確定了以水鳥為評價指標(biāo)的管理體系。構(gòu)建了彼此連通且深淺不一的8 個水塘作為池塘修復(fù)區(qū)（水域總面積9.7 hm2），與非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)的水稻田修復(fù)區(qū)（總面積10 hm2）共同作為水鳥棲息地。

圖1 天福國家濕地公園規(guī)劃圖Fig. 1 Planning map of Tianfu National Wetland Park

2 棲息地水環(huán)境修復(fù)

水稻田中農(nóng)業(yè)退水中富含氮、磷等營養(yǎng)元素，進入湖泊濕地后將引起水體富營養(yǎng)化，但這些營養(yǎng)元素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)卻十分寶貴。因此，將農(nóng)田退水中的營養(yǎng)元素分離，使其在農(nóng)田范圍內(nèi)循環(huán)使用，將有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少化肥用量及濕地富營養(yǎng)化。為充分考慮農(nóng)耕濕地的需求，提出了從“溝渠—水塘—河道”層層攔截面源污染物的減排技術(shù)，從源頭削減了農(nóng)業(yè)面源污染物進入河道，有效提升了水體透明度，改善了農(nóng)耕濕地生態(tài)環(huán)境（圖2）。同時也最大限度保留了基本農(nóng)田面積，將原有河流、濕地和溝渠等水生態(tài)敏感區(qū)進行整合，優(yōu)化了各濕地要素之間的關(guān)系。

圖2 “溝渠-水塘-河道”攔截減排技術(shù)示意圖Fig.2 Schematic diagram of ＂ditch-pond-river＂interception and emission reduction technology

2.1 農(nóng)田水系顆粒物緩沖技術(shù)

為了重建農(nóng)田、溝渠和河道之間的關(guān)系，在6.5 hm2的水稻田修復(fù)區(qū)，通過加寬加深農(nóng)田溝渠，農(nóng)田退水進入后先靜置分層，上層的水溢流到水塘，深度凈化后排入河道，下層顆粒物沉降后的淤泥通過水泵返回農(nóng)田，增加土壤營養(yǎng)，如此循環(huán)使用（圖2）。考慮到農(nóng)田的集約高效使用，采用寬而深的溝渠，溝渠上截面寬3.5 m、下截面寬1.5 m、深2 m，占整個農(nóng)田面積的2%，定期對深溝進行清淤，將大粒徑顆粒物清除并返回農(nóng)田（圖3）。有效改善了農(nóng)田區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)狀況，減輕了農(nóng)業(yè)退水對周邊河道的不利影響。

圖3 農(nóng)田水系顆粒物緩沖技術(shù)示意圖Fig.3 Schematic diagram of suspended solid buffer facility in farmland water system

2.2 利用農(nóng)田凈化池塘營造近自然棲息地

通過深溝可截流農(nóng)田退水中大部分的顆粒物與營養(yǎng)元素，但部分細小顆粒物無法及時沉降，此部分顆粒物經(jīng)溢流壩進入農(nóng)田池塘進一步沉淀。池塘修復(fù)區(qū)主要為深淺不一的池塘組成，深度0.5 ～1.2 m，考慮到農(nóng)田的集約高效使用，面積占整個農(nóng)田面積的8%。池塘采用緩坡設(shè)計，構(gòu)建近自然棲息地，并建設(shè)水位調(diào)節(jié)設(shè)施與多樣化水位高程進行搭配，設(shè)計水位管理表，各池塘可根據(jù)不同時間進行獨立的水位調(diào)控，滿足不同生物對棲息地的要求。

2.3 生態(tài)界面護岸技術(shù)

農(nóng)耕濕地的河道或溝渠由于長期服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，其橫截面已成“U”型，在農(nóng)業(yè)退水季節(jié)及雨季，大量地表徑流夾雜陸源顆粒物沖刷河（溝）岸兩側(cè)，造成水土流失，嚴(yán)重影響濕地水質(zhì)。采用環(huán)保粗纖維可降解材料經(jīng)過特殊處理生產(chǎn)的新型可降解的生態(tài)基材，對河道和溝渠的水—陸生態(tài)界面進行鋪裝，依照岸帶形態(tài)鋪設(shè)厚度5 cm 的生態(tài)基材，采用U 型釘進行固定，在河道鋪裝的生態(tài)基材表面種植蘆葦（Phragmites australis）等挺水植物，防止河岸邊坡水土流失，攔截地表徑流帶來的陸源顆粒物。

3 棲息地植被管理

3.1 植被刈割管理

植物群落管理應(yīng)根據(jù)不同管理目標(biāo)而定。2020年春季起，天福國家濕地公園保護管理中心探索水鳥棲息地植被刈割管理模式。相較于自然演替，刈割對植物群落特征有顯著的影響，刈割顯著增強了植物群落間的相互作用關(guān)系，對“植物—鳥類群落”具有顯著影響（陳慶, 2018; 邵君學(xué)等, 2022）。刈割具有一定的累積效應(yīng)，連續(xù)刈割并不能保持棲息地質(zhì)量。多季節(jié)的持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，刈割通過調(diào)節(jié)植物建群種的群落結(jié)構(gòu)對鳥類產(chǎn)生影響。在濕地公園的實踐中發(fā)現(xiàn)，輕度刈割（群落高度變化率為0.54，蓋度變化率為0.20）將影響禾本科植物的群落結(jié)構(gòu)，以增加雀形目鳥類數(shù)量的增加，重度刈割（群落高度及蓋度變化率均為1.02 或群落高度變化率為0.32，蓋度變化率為5.54）則起到相反的作用；刈割通過調(diào)節(jié)水鳥建群種所依賴的微生境植物群落特征而影響水鳥建群種，因此，維持相對簡單的植物群落結(jié)構(gòu)可促進鸻鷸類數(shù)量增加。

3.2 外來入侵植物防治

外來植物的繁殖體傳播在生物入侵中扮演了重要的角色（Xie et al., 2018）。因此，基于繁殖體庫的清除和阻斷新技術(shù)，可實現(xiàn)外來水生植物的有效防控，該技術(shù)已在天福國家濕地公園示范區(qū)內(nèi)成功應(yīng)用，包括沿岸帶挺水植物定植技術(shù)、外來水生植物沉浮式柵格防護欄技術(shù)和生物柵欄控制技術(shù)，有效阻隔了外來植物繁殖體，并通過逐步替換已建群的外來水生植物，達到恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能。建立物種豐富的水生生物群落，可降低群落的可入侵性，減小其成災(zāi)范圍。通過應(yīng)用該新技術(shù)，天福國家濕地公園外來植被的總蓋度降低了近30%，植物群落多樣性指數(shù)增加了2 倍，且本地植物的生物量也顯著提高。

3.2.1 沿岸帶挺水植物定植技術(shù) 采用環(huán)保粗纖維可降解材料在池塘濱岸種植蘆葦、鳶尾（Iris tectorum）等本地挺水植物帶，清除與阻斷華東地區(qū)廣泛分布的喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides） 和南美天胡荽（Hydrocotyle vulgaris）等入侵水生植物，逐步替換外來種梭魚草（Pontederia cordata）、 再力花（Thalia dealbata）和紙莎草（Cyperus papyrus）等外來景觀植物，凈化地表徑流帶入的污染物。

3.2.2 外來水生植物沉浮式柵格防護欄技術(shù) 采用環(huán)保粗纖維可降解材料在深水區(qū)種植苦草（Vallisneria natans）、 黑藻（Hydrilla verticillata）等本地沉水植物帶，清除與阻斷在太湖流域廣泛分布的外來水生植物伊樂藻（Elodea nuttallii）和水盾草（Cabomba caroliniana），控制外來種大規(guī)模入侵。

4 結(jié)語

基于自然解決方案在江蘇昆山天福國家濕地公園的成功應(yīng)用，顯著減少了農(nóng)田面源污染物向河道的排放，將河道顆粒物的總量降低了80%以上，水體透明度提升1.5 倍，河道水質(zhì)明顯改善。項目實施后，近自然棲息地的水生生物多樣性顯著提升，恢復(fù)成效顯著。示范區(qū)鳥類種數(shù)增長57%，其中，國家Ⅱ級保護動物的鳥類12 種，CITES 附錄Ⅰ的鳥類1 種，CITES 附錄Ⅱ的鳥類8 種。目前，基于自然解決方案的棲息地示范區(qū)已成為太湖流域單位面積鳥類多樣性最高的人工修復(fù)棲息地。