川西高原湿地生态系统现状及恢复措施

刘 旭

(四川省林业调查规划院，四川 成都 610081)



川西高原湿地生态系统现状及恢复措施

刘 旭

(四川省林业调查规划院，四川 成都 610081)

摘要：阐述了川西高原地区的湿地萎缩情况，从自然和人为角度分析了其原因，同时结合石渠县已实施的各类微型挡水坝的效果，对比分析了各类微型挡水坝的优劣，并对微型挡水坝的坝型、尺寸和材质等方面进行了论述，最终提出了适用于川西高原地区的微型挡水坝的优化设计，以达到提高微型水坝稳定性以及恢复湿地的目的。

关键词：开沟排水；湿地生态；填沟还湿；微型挡水坝

1引言

湿地是重要的国土资源和自然资源，其如同森林、耕地、海洋一样具有多种功能。湿地包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及湿地范围的岛屿或低潮时水深超过6 m的水域。所有季节性或常年积水地段，包括沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流及泛洪平原、河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、水库、池塘、水稻田以及低潮时水深浅于6 m的海岸带等，均属湿地范畴。

2研究区概况

川西高原地区地处青藏高原东南缘，属我国长江、黄河源头，是《全国主体功能区规划》确定的国家重点生态功能区之一，是长江、黄河流域重要的生态安全屏障。区内森林、草原和湿地等生态系统，在水源涵养、水资源补给、水土保持、生物多样性保护、区域气候调节等方面起着重要作用。

川西高原地区也是四川省湿地资源最为丰富的地区，自然湿地资源约占全省总量的2/3，主要以河流、湖泊和沼泽为主。根据2011年卫星遥感数据，川西高原地区共有湿地面积87.28 万hm2，其中沼泽73.70 万hm2、河流10.89 万hm2、湖泊2.47 万hm2、水库0.22 万hm2。但长期以来，由于全球气候变化和森林过度开发、草原超载放牧、湿地开沟排水等人类活动的严重干扰，林草植被遭到严重破坏，湿地不断退化萎缩，水土流失加剧。

川西高原地区处于中纬度地区，受东南季风、西南季风及西风环流交替影响，季风气候明显，雨热同季，气候垂直变化大，类型多样，总体以寒温带气候为主，冬寒夏凉，热量不足。年气温-1～12 ℃，年降水量500～900 mm，且降水年内分配不均，雨量集中于6～9月，年日照1600～2600 h，雪灾、暴雨、洪水、冰雹等气象灾害频发。

3湿地萎缩现状及原因

3.1湿地萎缩现状

川西高原地区的湿地萎缩主要体现在高原沼泽湿地和湖泊，其中沼泽湿地萎缩尤为严重，相当部分沼泽湿地由常年片状积水、季节性湿洼地积水逐步演变为干涸状态，沼泽区水位和地下水位明显下降，湿地面积萎缩，湿地生态环境呈现“沼泽→沼泽化草甸→草甸→沙化地→荒漠”逆向演替趋势。

以若尔盖湿地为例，近几十年来，其湖泊、沼泽均发生了严重退化，与20世纪70年代相比，湿地总面积退化了20.20 % ，年均净减3370.46 hm2。1985年该区尚有17个面积在6. 67 万hm2以上的湖泊，到2000年已经有6个完全干涸，其余11个也有不同程度的萎缩。该区域1985年湖泊总面积为2165 hm2，15年后仅剩水面1323 hm2，萎缩842 hm2，减幅达38.9 %，平均每年减少56.13 hm2，年均递减速度达3.34 %。调查表明，若尔盖湿地的萎缩在20世纪60年代开始趋于明显，而进入80年代以后，湿地的萎缩呈明显加剧的趋势，常年积水沼泽区向季节性积水沼泽过渡或变化。

3.2湿地萎缩原因

川西高原地区的湿地萎缩包括自然和人为2大原因。

近几十年来，气温和降水量的变化是川西高原地区湿地萎缩的重要自然原因。以若尔盖湿地为例，据若尔盖县气象站有气象记录以来的年平均温度和年总降水量的年际变化序列分析，1957～2002年以来，若尔盖地区气温记录明显为上升趋势，尤其是进入20世纪90年代以后，这种趋势更加明显，气温倾向率平均每10年增加约0.23 ℃ ，其数值明显高于全球气温增幅(0.03～0.06 ℃/10年)。若尔盖地区的降水量从80年代中期开始有减少趋势，这与阿坝州北部地区的整体趋势呈现一致。

湿地萎缩的人为原因则包括开沟排水和过度放牧。20世纪60～70年代，为增加草场面积，川西高原地区曾进行开沟排水，导致沼泽面积减少，现在虽然停止了挖沟和维护活动，一些沟渠已经自然淤平，但仍有相当多的排水沟在运行，大量天然侵蚀沟仍在不断产生，将水从湿地中抽取出来；此外，过度放牧对沼泽退化有着不可忽视的作用，长期以来，川西高原地区的牧民主要通过游牧等传统方式利用草场，但自20世纪50年代以来，该种方式被逐步改变，先后搞合作化、实行集体经营，放牧半径越来越小，牧民原有的放牧系统被打破。过度啃食和踩踏导致泥炭地退化，逐步丧失了吸收和保持水分的基本功能。

4湿地生态系统恢复措施

4.1已实施微型挡水坝对比与分析

20世纪为发展畜牧业而人为开挖的排水沟和自然冲刷形成的冲蚀沟，造成湿地水量逐步流失，针对这一情况，目前开始在川西高原地区尝试采用修筑微型挡水坝的方式来填沟还湿，以提升沼泽湿地的水位，恢复湿地面积，恢复和提高湿地生态环境质量。

微型挡水坝填沟还湿的效果已由川西高原地区部分县进行了尝试、摸索，以石渠县为例，该县于2009年前后，在境内的洛须省级自然保护区、长沙贡玛国家级自然保护区和县内的一般湿地区域内，选用不同的材质、断面型式的微型挡水坝进行湿地生态系统的恢复，增加湿地面积、提升湿地水位，如图1～4所示。

图1　a类微型挡水坝

图2　a类微型挡水坝

图3　b类微型挡水坝

图4　c类微型挡水坝

根据现场调查资料，选取了3类典型的微型挡水坝进行讨论，分析其优劣，对比湿地变化情况。

4.1.1a类微型挡水坝

坝型选用矩形断面的直立型式，坝高2～2.5 m，埋深0.8 m，顶部设置宽1.5 m的溢洪口，坝体材料为M7.5浆砌块石(图1，2)。

优点：湿地面积、水位提升效果最为明显；对湿地上游径流基本能全部拦截，多余径流则通过溢洪口排出；经过当地冬季的极低温度、暴雨季节后，依然能稳定发挥作用。

缺点：坝体材料为水泥、沥青等无法降解的材质，对湿地生态环境影响较大；当地极低气温对坝体影响较大，冻胀造成坝体、坝基变形，局部坝体、坝基出现渗漏；需专业队伍进行施工。

4.1.2b类微型挡水坝

坝型选用梯形断面，坝高1.0～1.2 m，坝体材料为塑料编织袋装填土石(图3)。

优点：湿地面积、水位提升效果较好；对湿地上游大部分径流能进行拦截，部分水流通过编织袋之间和袋中土石缝隙排出；对当地的极低温环境适应性好，冻胀对坝体的影响较小；施工难度小。

缺点：坝体材料为不可降解的编织袋，对湿地生态环境有较大影响；在暴雨季节由于径流过大，易造成坝体垮塌。

4.1.3c类微型挡水坝

坝型选用梯形断面，坝高0.8～1 m，坝体材料为素土夯实(图4)。

优点：湿地面积、水位提升效果一般；对湿地上游径流能进行适当拦截；对当地的极低温环境适应性好，冻胀对坝体的影响很小；施工难度小。

缺点：在非暴雨季节，由于水流的冲刷，易在坝体与坡岸衔接处形成冲沟，进而造成蓄水失败；在暴雨季节由于径流过大，易造成坝体垮塌。

综上所述，通过对比3类微型挡水坝实施前后，湿地面积、湿地水位的变化，可以肯定，3类微型挡水坝均达到了填沟还湿的目的，对湿地生态系统恢复均起到了积极效果，但又各有优缺点，其中最主要的缺点包括使用材质的环保性不够、坝体的稳定性有待提高等。

4.2优化后的微型挡水坝

经过对上述3类微型挡水坝的对比分析，并综合考虑川西高原地区的冬季气温极低、夏季暴雨集中的气候特点，对已实施的微型挡水坝进行了优化改良：坝型选用梯形断面，在筑坝前，先在坝体中央预埋木桩，起到支撑加固作用，然后用砂砾石经碾压压实后形成梯形断面的坝心，再以可降解的麻质编织袋装土石在坝心外侧砌码，并预留溢洪口。

此外，还根据沟渠形状、水文条件(流速、坡降等)对微型挡水坝进行了细化设计。对沟渠宽度、沟深均较大的沟渠采用自身尺寸、体量较大的微Ⅰ型微型挡水坝，该型微型挡水坝坝高2～4 m，埋深0.5 m，溢流口宽1.5～4.0 m，高度为0.3～0.4 m，并根据抗冲刷要求的不同又细分了微Ⅰ-A、微Ⅰ-B型2种，其差异主要在于坝体两侧是否铺砌有干砌片石；对沟渠宽度、沟深均较小的沟渠则采用自身尺寸、体量较小的微Ⅱ型微型挡水坝，该型微型挡水坝坝高1～2 m，溢流口宽1.5～4.0 m，高度为0.3～0.4 m。

5结论与讨论

(1)通过对微型挡水坝的改良优化设计，可以肯定，提高了微型挡水坝的稳定性，采用砂砾石的坝心和麻质编织袋的组合，既能保证微型挡水坝较长时间存在于治理沟渠，也能保证有适量的水流通过坝体流向下游，使得湿地的不至于过干或是过湿。

(2)对于冲刷严重的沟渠，提出了在微型挡水坝坝体表面增设干砌片石，以减少对坝体的冲刷。

(3)改良优化后的微型挡水坝，提高了适用性和针对性，使得不同的沟渠可选择不同种类的微型挡水坝，可达到恢复湿地的目的和节约工程造价的双重目的。

(4)但改良后的微型挡水坝仍需做进一步研究，包括利用木桩增加坝体稳定性是否达到预期效果；采用砂砾石坝心，辅以麻袋装填砂砾石土的坝体在经过夏季暴雨、冬季低温后坝体的稳定性；以及筑坝过程中的施工工艺、流程等问题均需要在具体实施过程进行一一论证、解决。

参考文献：

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[4]张晓云,吕宪国,顾海军.若尔盖湿地面临的威胁、保护现状及对策分析[J].湿地科学,2005,3(4):292-297.

[5]李建国,顾海军.若尔盖湿地保护与利用状况及对策建议[C]∥中国自然资源学会.全国湿地资源保护与合理利用研讨会.[出版地不详]：中国自然资源保护专业委员会，2004.

收稿日期：2016-04-08

作者简介：刘旭(1980—)，男，高级工程师，主要从事公路设计工作。

中图分类号：X322

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)10-0140-03