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海洋恢复生态学
1.5.5.5.2 二、 湿地生态系统恢复的技术方法
二、 湿地生态系统恢复的技术方法

(一)湿地退化状况调查

1.实地采样调查

取湿地水样分析pH、温度、营养盐浓度、油类、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等指标(李团结等,2011)。

取底质样品分析有机碳、油类、重金属元素(铜、铅、锌、镉和总汞)、硫化物等含量(李团结等,2011)。

2.遥感技术

采用3S技术、航空摄影技术等,并结合计算机技术,进行大范围湿地调查。

例如,牛振国等(2009)对我国湿地进行了遥感制图及相关地理特征分析,具体方法如下。以Landsat ETM+遥感影像为基本数据源(http://glcf.umiacs.umd.edu/ data/2007),获得不同时段的湿地影像。图像处理后,进行影像的拼接和投影转换,利用空间分辨率为1km的全国高程数据(GTOPO30)、全国2000年土地利用/覆盖数据(1∶10万)、Google Earth地图数据和全国沼泽数据等作为辅助数据进行检查与分析。最后进行解译(牛振国等,2009)。

3.资料搜集法

通过查阅我国沼泽湿地数据库(张树清,2002)及国家林业局组织的统计调查结果(雷昆和张明祥,2005)等,了解我国滨海湿地基本情况。

(二)生境整治技术方法

1.水文条件整治

水文条件(酸碱度等)的调整,主要通过工程修复的方法进行,如修建堤坝、挖出填埋等。

例如,黄河三角洲主要通过修筑堤坝,在雨季和黄河丰水期蓄积淡水、旱季引水补充,降低生境酸碱度(唐娜等,2006);美国德拉华湾采用人工构建排水系统的方法,改善盐沼湿地的水文条件。

2.基底整治

基底整治主要包括沉积物填充、清淤等,如填充沉积物以弥补退化的湿地或重新构建湿地。

有研究分别对比了美国路易斯安那州湿地西部原生盐沼和恢复3年至19年的盐沼结构参数,结果表明恢复时间越久,结构特征越接近原生盐沼;恢复几年后,其群落也会向原生盐沼方向发展(陈彬等,2012)。但是也有调查显示,填充沉积物成分与原基质成分差异较大,因此可能需要几十年才能达到与原生盐沼基质相当的水平(Edwards & Proffitt, 2003)。

3.污染治理

主要包括水体及基底污染的治理,修复措施有物理技术、化学技术和生物技术。实际修复过程中,往往需要多种方法综合使用,才能达到理想效果(请参考第十二章)。

4.土壤改良

向土壤中加入改良剂,如有机质(污泥、堆肥等)和无机肥料(尿素等),主要针对于土壤质地较粗的恢复区域。改良剂的加入可以促进微生物的生长,有助于滨海湿地生态系统的恢复。

(三)植被恢复

植被恢复不仅能够改善生态系统的生境条件,对于增加物种多样性、维持生态系统的稳定、保证生态系统的正常功能也有着重要作用。如种植大型藻类、芦苇等。

1.物种选择

选择植被物种时,要优先选择本地物种,或已在本地成功驯化的物种;一般选用抗污染能力强、根系发达且具有良好的环境适应能力的植物(吴建强等,2005),同时还要考虑物种多样性以及群落结构的合理性。

经济价值和生态美观也是在选择树种时需要考虑的因素。

2.种植方法

植被建植的方法主要有播种、移植和种植(陈彬等,2012)。为保证其成活率,种植时要采用合适的种植方式,考虑不同植物的适宜生长条件,同时要考虑种植季节。湿地植物在春季栽种容易成活,如在冬季应做好防冻措施,如在夏季应做好遮阳防晒措施(冯杰,2009)。

(四)恢复后的监测、管理与保护

1.恢复后的监测与管理

湿地恢复后采用实地调查、遥感技术等对恢复情况进行监测,及时发现并解决存在的问题。监测内容主要包括以下几个方面:①温度、pH、营养盐浓度等水文条件;②土壤有机质含量、沉积物种类及比例等;③污染改善状况;④ 植被种类、成活率、健康状况、密度、高度、覆盖率等;⑤ 动物种类、丰度等;⑥ 群落层次状况。

2.保护措施

一是建立自然保护区(图13-14、图13-15、表13-6),减少人类活动的干扰;二是有关各部门合理分工,对湿地生态系统进行监督和管理;三是建立完善的法律体系,明确奖励和惩治制度。

(五)恢复效果评价技术方法

目前,恢复效果评估主要采用参照系统对照类比法。若选取原生态系统作参照具有一定的困难,可选用历史的自然残留区或自然恢复区,或选取未受破坏或破坏程度较轻的邻近区域作为参照(陈彬等,2012),如美国旧金山湾湿地恢复项目(Hinkle & Mitsch,2005)。

图13-14 广西北海滨海国家湿地公园

图13-15 万鹤山湿地公园

此处需要指出的是,恢复效果的评估并不是短期内就能完成的。有研究表明,至少要花50年的时间土壤中的碳、氮含量才能恢复(Craft & Casey,2000)。美国旧金山湾湿地恢复评估结果表明,植被覆盖率恢复至50%至少需要3年;还有研究者认为,至少需要5年才能使恢复区的功能与参照区域相当(Simenstad & Cordell,2000)。

(六) 我国湿地保护法律

我国目前没有针对湿地而立的法律,不过有一系列法律法规涉及到湿地保护。其中与湿地保护有关的法律主要有《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国土地管理法》《中华人民共和国野生动物保护法》《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水土保持法》《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国环境影响评价法》等。与湿地保护有关的主要行政法规有《风景名胜区管理暂行条例》《森林法实施条例》《河道管理条例》《水土保持法实施条例》《矿产资源法实施细则》《防止船舶污染海域管理条例》《陆生野生动物保护实施条例》《水生野生动物保护实施条例》《近岸海域环境功能区管理办法》《基本农田保护条例》《自然保护区条例》等(任青萍,2005)。

表13-6 我国已列入《湿地公约》国际重要湿地名录的湿地