（一）湿地破坏背景分析

20世纪初，新泽西州和特拉华州鼓励将自然盐沼开垦为农田，种植干盐草。他们建设1～2m高的堤坝来消除或者控制潮汐水流（图14-19）。但是，这些堤坝在暴雨期间经常被淹没，于是他们在湿地中建设排水沟，并在堤坝上建设水控制结构用于排水。水控制结构另一个作用是在春季向湿地灌溉，给干盐草供给盐分和营养物质，但同时抑制了陆生植物的生长。

图14-19　自然湿地和筑有堤坝的干盐草农场

围堤和农业活动对干盐草农场湿地生态系统具有负面影响。

（1）自然的小溪被用来服务农业活动，每天不再经历原来的两次潮汐。潮汐的减弱和雨水的冲刷降低了土壤盐分，这为芦苇的生长提供了条件。同时，堤坝阻止了沉积物流入盐沼平原，使湿地高度不断降低。

（2）围堤将数千公顷的湿地与河口环境隔离，为堤内湿地提供水源的潮沟的进水量明显降低，进水量的降低导致了沉积物的减少，一些小的潮沟逐渐消失。

（3）通常湿地的植被能有效削减水浪的能量。干盐草农场和周围的堤坝看似能抵御风暴潮，但当堤坝破裂，沼泽平原将遭受灾难性的洪水，洪水将涌入之前受保护的高地。在自然的沼泽湿地，洪水会迅速退去，但是在干盐草农场，由于堤坝的存在洪水会滞留数周或者数月。

（4）河流携带的泥沙能够帮助海湾沙滩免遭侵蚀，但是堤坝降低了许多河道对河口的输沙量。特拉华河河口的许多河流或者海滨沿岸的泥沙供应显著减少，最终导致了海岸的侵蚀。

（5）将大面积的湿地与河口生态系统隔离，湿地向河口净输出的藻类、沉积碎屑和动物等有机质大量减少，使得鱼类等水生动物的食物减少。

（二）具体解决方案

基于上述背景分析，主要目标为恢复3处干盐草农场湿地的自然潮汐作用，使盐沼湿地的功能得到恢复。具体方案如下。①构建沟渠网络（图14-20），恢复盐沼湿地的日常潮汐，疏通湿地与河口，增加碎屑等有机质的沉积，增加河道对河口的输沙量，为鱼类等水生动物提供栖息地、索饵场和产卵场。②恢复护花米草和狐米草等湿地植物。

图14-20　恢复前、后干盐草农场示意图

1.早期恢复

新泽西州早期的恢复活动主要是去除围堤，通过种植植被使其得到自然恢复。但是围堤的拆除并没有经过合理的设计，因此产生了许多不同的结果。拆除围堤致使湿地被层流侵蚀，植被被冲走。产生了许多辫状水道，不利于沉积作用。与邻近的自然湿地相比，平均的“自然”恢复结果是达到50%植被覆盖率需要用十年；而最差的恢复造成了恢复区域地表水聚集，大大减缓了植被覆盖（图14-21）。

图14-21　植被覆盖恢复需要的时间（引自Weinstein等，1997）

2.日常潮汐的水动力学条件的恢复

恢复过程采用生态工程的原则，全面考虑整个生态系统而不仅仅是某一区域或者一些物种。干盐草农场湿地恢复需要将这些区域重新连接到河口。因此，恢复过程的基础是重建日常潮汐的水动力学条件。设计工程师设计了一个完整的渠道系统，模拟邻近的自然湿地，但这需要巨大的工程量。因此，干盐草农场湿地恢复使用了工程与自然过程相结合的生态工程方法，即人工建造主要的沟渠（一级和二级渠道），三级和四级渠道、渠道深度、倾斜度、浅滩的位置以及渠道的截面积等都任其自然发展形成。当这种排水系统发展为一系列沟渠的时候，干湿水文周期在湿地恢复，这时候不需要人为干预湿地植被就可自然恢复。

渠道设计的主要步骤如下。①恢复区域的地形概貌分析。②设计出渠道示意图和潮汐水流图。③使用二维水利数值模型生成渠道。④ 将设计方案与邻近的自然湿地进行比对校验。

渠道设计的关键因素如下。①潮水速率。渠道设计需要确定湿地开口数目和大型潮沟，然后将模型与邻近自然湿地进行比对校验。当设计渠道流速小于0.6m/s时，湿地环境不会被侵蚀，同时又保障湿地有足够多的进水量。②稳定的渠道截面。稳定的渠道截面可以使幼鱼留在浅水区从而远离天敌。最初的设计是模拟自然盐沼的渠道截面而建立梯形截面，但是梯形截面施工难度极大，设计人员试验了多种截面来达到自然梯形截面的效果（图14-22）。试验表明，任何一种截面都会演变成自然梯形截面。

图14-22　不同的渠道截面

以丹尼斯镇恢复地点为例，渠道数目明显增加。1999年统计结果显示，与1996年相比一级、二级、三级、渠道数目分别增加了232%、103%和260%，三级以下的渠道从无到有（图14-23）。

3.植被的恢复

（1）使用除草剂减少芦苇这种单一类型植被的覆盖率，增加互花米草和狐米草的覆盖率，这一过程增加了滨海湿地生态系统的稳定性。

（2）植被恢复是在自然潮汐条件得以恢复的基础上进行的。通常来讲，在生境恢复到自然状态的时候，自然植被即可恢复。考虑到种植的人力物力消耗过大，而且恢复区周围有生态条件较为完好的其他自然盐沼，因此植被恢复采用了依靠邻近种源、再结合自然恢复过程的方法。

图14-23　1996～1998年丹尼斯镇渠道数目变化

（三）恢复效果

渠道设计构建的成功为后续的植被生长提供了必要的条件。构建的渠道可以向湿地输送营养物质和沉积物，鱼类等生物也可借助渠道进入湿地，同时湿地的产物也可通过渠道进入河口。图14-24为新渠道的形成和刚累积的沉积物。

图14-24　新渠道的形成以及刚累积的沉积物

用生态工程原理进行湿地恢复，恢复的湿地面积约4550hm2，加上受恢复湿地保护的高地缓冲区和其他土地，共有8701hm2（表14-4）。利用红外线拍照技术对恢复地进行跟踪监测，随时记录植被的恢复情况，结果显示丹尼斯镇和莫里斯河镇在6年内达到了植被恢复目标（图14-25和图14-26）。

表14-4　湿地恢复区域及面积（单位：hm2）

图14-25　丹尼斯镇湿地恢复点1995年和2003年植被覆盖图

图14-26　莫里斯河镇湿地恢复点1995年和2003年植被覆盖图

除本案例叙述的湿地恢复外，特拉华海湾其他恢复措施包括安装了八个鱼梯以帮助河鲱鱼返回到先前产卵地。PSEG还引进了先进的冷却水引入技术，以减少无脊椎动物和幼鱼的损失。生物监测计划，将继续监测特拉华河河口沿海洄游鱼类物种的数量和分布，评估鱼类和无脊椎动物对湿地的影响。