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论三江平原湿地优化重建

2013-04-08姚章村

水利科学与寒区工程 2013年2期
关键词:三江平原水田补水

□蒲 卫 姚章村

一、不同的湿地有不同的经济价值和生态功能

湿地一般可分三种类型,即滩涂湿地、潜育湿地及盐碱湿地。湿地是地球的肾,但并非所有湿地都具有同样的经济价值和生态功能。一般来说,盐碱湿地不如潜育湿地,潜育湿地不如滩涂湿地。而即使同样是潜育湿地,由于水环境条件的不同也会有不同的生态功能和经济价值。如对湿地通过地上地下排水后可将其变为森林。森林生态是世界上公认的生态功能、光合效率、经济效益最高的生态。十几年前在三江湿地中的沟洫台田造林或两沟一台造林,如今的打井种稻降低地下水,都可以形成湿地森林。湿地具有高效固碳、调节气候、调节径流、贮蓄雨洪、净化水质、降解污染、补给地下水、增加生物资源等功能。但事物往往有两面性,根据最新科技信息表明,通气性不良(潜育化)的湿地与水田,能排放地球温室气体,是地球升温的帮凶(如甲烷与N2O)。

二、三江平原湿地需优化重建

三江平原湿地是典型沼泽化、潜育化湿地,能排放地球温室气体,是地球升温的帮凶(如甲烷与N2O)。三江平原湿地受各种自然条件影响,表现为不同生态景观和具有不同生态价值。通过初步调研得知,三江平原低生产力湿地占三分之二以上。芦苇是衡量湿地功能高低最好的指示性生物之一,而三江平原的芦苇明显不如华北平原白洋淀的芦苇,也不如我省松嫩平原沙龙湿地的芦苇。三江平原芦苇面积虽很大,但产干苇3000 kg/hm2以下低产面积占78%;产干苇6000 kg/hm2高产面积仅占4%,而干苇平均产量仅2000kg/hm2。仅是世界上最高产量(12000 kg/hm2)的1/6。但如经适当排灌后,芦苇产量可达7000 kg/hm2以上,是平均产量的3.5倍。芦苇有“笫二森林”之称,除生态功能外,2.2t芦苇可代5 m3木材,造1t纸。

三江平原湿地大部分是潜育化湿地,不利苇草生长,植被以莎草为主。三江平原如果降低地下水位,可以增加湿地通透性,改良湿地土壤,有利于苇草等湿地生物生长,甚至可以变更物种,增加生物多样性,增加生物量,提高生态功能与经济价值(如由沙草→大小叶樟与芦苇→杨树林演变,形成湿池森林生态),如湿地次生杨树林和人工杨树林,都能增加湿地固碳能力和提高光合作用效率。因为一般植物太阳能利用率仅为0.2%,而杨树叶多面大,有利光合作用,使太阳能利用率达3~4%;一般每亩森林每年吸收碳0.75t, 而杨树是一般树林固碳量的20倍。如上世纪80年代,在三江平原前进农场的典型潜育化湿地上,仅初步排水,经2~3年后,就出现以次生杨树为主(面积占42.5%),其他莎草被小叶樟取代(面积占21.3%),产草量由原不足1000~2000kg/hm2, 增至4814~8610 kg/hm2。这说明三江平原湿地优化重建潜力巨大,任重道远。通过优化重建,可提升层次,产生更好的生态功能。这也是生态水利建设的一个新思路。现如今,三江平原通过打井种稻适当降低地下水(笔者认为地下水位以控制在20m左右为宜),就使得三江平原不良湿地得到了有效保护、高效利用和优化重建。

三、三江平原湿地优化重建措施与取得的初步成果

在三江平原进行“灌降排蓄”生态水利的建设中,通过井灌使全区域地下水位下降(三江平原的地下水为一个巨大的连通体),有利于对三江平原原生湿地(尤其是潜育湿地与盐碱湿地)的改良,使不良湿地向良性优化湿地发展,包括减少甲烷和其他有害气体与物质的排放。

三江平原近十几年来迅猛发展的人工湿地(打井种稻),就是对原有湿地丧失的补尝(据资料显示,现有水田面积已可抵70%已丧失的湿地,若人工湿地发展至200万hm2,再加上尚存的100多万hm2原始湿地,即相当于三江平原原全部湿地的面积)。更主要的是,通过井灌和控制灌溉(水田与湿地),降低地下水,增强通透性,改善湿地经常缺氧和低温状态,可减少湿地甲烷等有害气体排放,且可大大促进生物多样性和生物量的生长。我们可参照世界上湿地优化重建先进国家与地区(如荷兰王国等)的成功实践,结合本地自然社会特点,在统一规划下,因地制宜,对原生湿地进行改良与利用、保护与发展等优化重建。如对湿地的降水与地表径流不要轻易让其流失,因为三江平原500~600 mm的平均年降水量若充分存贮起来,就足以形成湿地。通过修建堤坝拦蓄降水与径流,尤其是在占同抚挠力河流域面积10~15%的河滩、漫滩和沼泽性河床进行节节拦蓄,控制河流径流,除可增加三江平原湿地面积外,还可为湿地直接补给水源,且通过湿地净化(包括补给地下水的净化),再从湿地引水进行水田灌溉和养殖,发展绿色食品生产。

另外,利用这些漫滩湿地渗漏力强(可视为 “天窗”),增加对地下水的补给,减少水的流失,增加湿地可利用水资源。黑龙江垦区建三江分局,近十几年迅猛发展井灌60多万hm2, 降低了地下水位3~10m,等于建设了巨大的水库;兴建拦蓄地表水工程937处,中小节制闸2252座,在原沼泽河床建造大型节制闸3座,再加上临时堵截,使地表水利用由原来的2%提高至2010年的20%,大大增加了人工水面、自然水面的供水。今后萝北地区若需要(现该地区降水补给好,井灌尚未使地下水有太明显下降,尚未产生疏干湿地、沙化威胁),还可拦梧桐河和嘟噜河水为萝北地区水城子湿地补水(尤其要引雨洪水)和蓄水净化;拦挠力河与内外七星河为各自流域所有湿地(三环泡、七星泡,漂伐湿地)补水、蓄水、净化;拦穆棱河、七虎林河与阿布泌河,扩大沿河湿地,净化水质,增加对地下水补给;拦别拉洪河等沼泽性河流,恢复别拉洪河河滩湿地,扩大贮水库容,净化水质,增加地下水补给;对安帮河及倭肯河也可因地制宜采取相应对策。在渠灌区或实施水旱轮作时的地上地下排水,可把湿地作为容泄区,加强湿地保护力度,减少水资源流失。

笔者认为,提倡三江平原建设“排降蓄灌”生态水利,从宏观来看,就是三江平原湿地的优化重建。通过调研证明,井灌导致地下水位的下降,但随着地下水位的降低,三江平原湿地可利用水资源量(补水)不是减少,而是增多。主要原因是地下水下降形成了地下水库,提高了降水调控能力,减少了流失,实现了雨洪资源化。更主要的是,随着地下水位的下降,地下水位低于了江河水位,增加了激发江河等过境水的补给,实现了地下中远距离调水,又增加了湿地大量补水资源。通过井灌,不仅对人工湿地(水田)实施了灌溉,而且还可以向湿地补水,弥补本地降水的不足,解决地面调控多年降水的难题。近年来别拉洪河流域地下水普遍下降,然而别拉洪河产流量并未减少,反而增加,这就是由于抽出的大量地下水比由于地下水下降而增加地上水的下渗量多,客观上已产生灌溉水田的同时,也在向湿地补水的功效。

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