海东湿地生态系统健康影响因素分析及改善对策研究

田 军，张春敏，常锋毅，金竹静，杨逢乐

(1.云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034； 2.中国科学院武汉植物园，湖北 武汉 430072)

海东湿地生态系统健康影响因素分析及改善对策研究

田 军1，张春敏1，常锋毅2，金竹静1，杨逢乐1

(1.云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034； 2.中国科学院武汉植物园，湖北 武汉 430072)

滇池东北岸海东湿地生态系统因为缺乏最基本的生态补水、水体流动性差，湿地出水口缺乏拦截蓝藻的措施，湿地植物配置不够完善，部分植被遭到人为破坏等原因导致湿地生态系统崩溃。须有针对性地采取蓝藻阻隔、水动力改善、植物配置优化等措施，以逐渐恢复湿地生态系统的健康，确保湿地各项功能的正常发挥。

湿地生态系统；影响因素；对策；海东湿地；滇池

湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统，它与森林、海洋并列，是全球三大生态类型之一[1]；它是重要的自然资源，是自然界生物多样性最丰富的生态系统和人类最重要的生存环境之一[2]。湖滨湿地是湖泊天然的保护屏障，是健康的湖泊生态系统重要的组成部分[3]，在涵养水源、蓄洪防旱、促淤造地、维持生物多样性[4]和生态平衡以及生态旅游、缓解污染[5]等方面有十分重要的作用。

滇池是我国第6大淡水湖泊，为云贵高原第一大淡水湖，被誉为“高原明珠”，也是昆明的“母亲湖”，具有工农业用水、水质净化、旅游休闲、水产养殖、调节气候等多种功能，对昆明市的国民经济和社会发展起着至关重要的作用[6]。然而，在经济迅速发展的压力下，滇池生态系统受损，水环境恶化，成为了我国“三河三湖”中治理难度最大的湖泊。为了保护滇池，在流域内实施了“四退三还”工程，迄今为止共有约33.3km2的湖滨湿地得到保护。滇池湖滨湿地对控制污染源、改善水质、保护滇池有重要作用，但是部分河道与湿地水路连通不足，湿地生态净化功能有待恢复和提升。

本研究中海东湿地是滇池东北岸重要的湖滨湿地，由于水动力不畅、蓝藻入侵等问题出现，导致湿地生态系统崩溃。本文拟通过全面调查和对存在问题进行分析，提出有效的改善对策，恢复湿地的生态健康，确保湿地功能能够有效发挥。

1 区域现状

海东湿地位于滇池东北岸新宝象河河口，具体位置见图1。湿地总占地面积约61.8hm2(927亩)，北至环湖东路、南至滇池，西至新宝象河、东至广普大沟。湿地规划建设时对水系、湿地系统、植物组成进行了研究，也兼顾了景观效果，因此建成初期，海东湿地植物生长繁茂、景色宜人、生态结构较为稳定。

由于滇池水体富营养化较为严重，在每年夏初秋末易暴发蓝藻水华。在滇池流域主导的西南风影响下，东北岸是蓝藻易聚集的区域，这正是海东湿地所处的地理位置。2016年9月滇池蓝藻大量繁殖，海东湿地内也涌入了许多蓝藻。蓝藻进入湿地后在水岸堆积，散发出难闻气味。进入湿地的蓝藻大量消耗水体中的溶解氧，降低水体透明度，阻断沉水植物的光合作用，严重威胁沉水植物的生存。蓝藻的入侵，直接导致水体中沉水植物、浮游动物、底栖动物和鱼虾等死亡，导致了海东湿地生态系统崩溃。

2 存在问题分析

根据海东湿地污染现状、运行管护情况、生态系统受损程度综合分析，目前造成湿地生态系统崩溃的主要原因是：

(1)海东湿地缺乏最基本的生态补水，水体流动性差。海东湿地自建成之后，尚未与邻近河流建立起良好的连通性，未引入新宝象河河水对其进行生态需水的补给。缺乏应有的补给水的进入，使得湿地系统水体流动性差，加之各小水体连接处的挺水植物生长茂密，更加阻隔了湿地水系的运行。一个缺乏有效生态补水、水动力差的湿地，不是健康的生态系统。

(2)湿地出水口缺乏拦截蓝藻的措施。海东湿地的出水口直接与滇池连通，缺乏拦截蓝藻的措施，因此，只要出现西南风，滇池水夹带着蓝藻极易涌入湿地内。并且，蓝藻水易进难出，在湿地堤岸堆积，不仅影响湿地景观环境，也对湿地水质和生态健康造成严重损害。

(3)湿地植物配置不够完善，在蓝藻的入侵下湿地生态系统崩溃。海东湿地现有漂浮植物和挺水植物较多，而沉水植物种类和数量较少，使得整个湿地系统中物种的多样性满足、而物种的完整性不足。此外，水体营养程度较高，漂浮植物大量繁殖覆盖了大部分水面，造成水体缺氧影响了沉水植物的生长；挺水植物生长过快、密度过大，占据了部分水域，造成了湿地沼泽化。漂浮植物和挺水植物的无控制增加，使得海东湿地的自由水面减少，影响了湿地系统的自我稳定性和水力调节能力。

(4)海东湿地部分植被遭到人为破坏，需要加强管理维护工作。海东湿地属于恢复型景观湿地，为了满足亲水性和环境友好性，未设置围栏将绿化区域与人行步道隔离。由于游客众多、管护人员数量不够，致使湿地内部分植被遭到踩踏、景观植物被故意采摘，湿地景观功能受到较大的破坏。此外，由于湿地管护不到位，导致了湿地内漂浮植物大量繁殖无人打捞，挺水植物直接在湿地内腐烂，沉入水塘底部抬高湿地形成沼泽化。

3 湿地生态系统健康恢复对策

湿地生态系统是一个复杂的非线性动态过程，湿地生态系统健康不但表现在能够提供特殊功能的能力(如洪水调蓄和水质净化等)，而且具有维持自身有机组织的能力[7]。为了恢复海东湿地的生态健康，需要重点改善湿地水源补给、水质污染、物种多样性、自由水面退化等问题。

根据海东湿地存在问题分析，出现生态系统崩溃的外部原因是蓝藻的入侵，内部原因是水文问题和植物配置不足。因此，恢复湿地生态系统健康一方面要阻隔外部蓝藻的进入，另一方面，要重点加强湿地内部结构的改善，解决水文问题，增加湿地补水改善水质情况，优化植物配置提高物种多样性，解决水面减少的问题。

湿地水文问题改善措施，是将新宝象河的水引入海东湿地，一方面河水的引入能够解决湿地水动力不足的问题，另一方面新宝象河河水较为清洁，引入湿地可以极大地改善湿地水质问题。

植物配置问题改善措施，主要是通过对湿地中浮叶植物、挺水植物和沉水植物等的合理搭配，建立一个健康的湿地生态系统，使湿地具有高效的水质净化能力和自我稳定性，并且具有良好的景观效果。

3.1 湿地水文问题改善措施

首先，减少外界蓝藻入侵的影响，对湿地出水口进行改造，提高出水口的高度，使得湿地水面与滇池分隔，蓝藻无法直接进入。

解决外部影响后，对湿地内部水源补给不足和水质富营养化严重的问题进行改善，主要措施就是引入新宝象河的河水进入湿地。新宝象河的河水主要是由上游昆明市第六污水处理厂尾水回补到河道的，水质较为清洁。引入河水进入海东湿地后，可以同时解决水源补给不足和湿地水质差的问题。

湿地补给水量的选择对湿地生态系统恢复有着非常重要的作用，补入的水量一方面要确保湿地能形成明显的水流流态，具有一定的流速和水动力，另一方面从发挥湿地净化功能的角度要确保适宜的水力负荷和污染负荷。表1中对比分析了海东湿地补水40000m3/d和20000m3/d，不同补水量情况下，水力负荷和污染物削减效果的理论值。根据新宝象河低污染的水质特征和实验结果，海东湿地水力负荷在0.2m3/m2·d左右较为适宜。另一方面湿地内的水力停留时间不宜过长，停留时间过长反而会导致水体蓝藻生长。因此，湿地内引入40000m3/d的水量效果最佳。海东湿地进水后采用管道布水的方式，将河水均匀地引入湿地内，确保湿地水流畅通。在局部水流阻隔区域，采用漂浮式的太阳能推流装置，使得整体湿地水流顺畅。

表1 湿地补给水量各理论参数对比

3.2 植物优化配置改善措施

湿地生态系统中，大型水生植物是保持水体、维持水体生态系统平衡的关键类群，它的生存、生长、繁殖等生命活动对其生活的水环境有着重要影响。水生植物在水体中通过一系列反馈机制抵抗外界干扰，维持着生态系统平衡，并使水环境按照一定的规律健康、有序地发展。因此，对于生态健康受损的湿地系统，修复工作的重点大多聚集在水生植物上，目前在湿地水生植物的恢复与优化方面开展了很多研究与实践。

海东湿地存在的问题主要是群落配置不合理、水生植被景观效果差、物种选择不合理以及水生植物群落管护不到位。针对问题，在进行湿地植被恢复过程中从水生植物群落结构调整入手，加大湿地沉水植物修复面积，减少现有浮叶植物覆盖度，优化湿地岸带挺水植物群落配置，提升沉水植物、浮叶植物与挺水植物生物多样性，在此基础上强化后期水生植物群落的维护与管理。

水生植物群落的配置主要包括空间配置(水平空间配置和垂直空间配置)、节律配比等。根据海东湿地水质状况与滇池周边气候特征，选择的植物群落以污水净化、美化环境、促进生态系统恢复为主要目标。在空间构建中，按空间生境梯度和水生植物生活型进行群落构建，提高群落内的生物多样性，增强水生生态系统的稳定性和适应性。群落配置除应考虑空间上的镶嵌外，还应考虑时间上的节律配比，以保证所建水生植物群落具有较强的生态环境功能和周期连续性。海东湿地水生植物修复工作具体包括沉水植物群落重建、浮叶植物多样性提升、挺水植物群落配置优化等三个方面。

3.2.1 沉水植物群落重建

沉水植物是水体生态修复的核心内容之一，是水体生物多样性赖以维持的基础，它的恢复是水生态修复的关键，其所产生的环境效应是生态系统稳定和水环境质量改善的重要依据。当沉水植物丰富时，水体表现为水质清澈、溶解氧高、藻类密度低、生物多样性高等特点，即草型清水态；反之，当沉水植物消失，水体处于较高营养状态时，高温季节一般藻类密度高、生物多样性低、水质浑浊，即藻型浊水态。因此，受损的湿地生态系统中沉水植物的恢复与重建是恢复健康的重要手段之一。

从水体水质要求和污染特征、生态系统的结构和功能、景观布局等各方面分析，为达到水体自净，沉水植物选择耐污、景观、四季常绿以及便于管理的配置物种，形成一年四季常绿、水下景观层次分明的“水生态系统”和“全生态水下景观”。有研究表明，生态修复中沉水植物生物量保持在3kg/m2左右、覆盖面积达到湖泊面积的30%以上时，对净化水质和维持湖泊生态系统的良性循环较为有利。

为确保生态结构的稳定性，防止因季节交替、植被消亡形成水中植被空白，在冬春交替期，充分引种沉水植物菹草是较为有利的。菹草萌发、生长于冬春季节，4—5月份是其生长旺期，此时正是夏绿型植被处于萌发的阶段，其他植被甚少，使菹草成为生长期衔接优良的冬绿型植物。因此，在海东湿地中选用苦草、菹草、黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、穿叶眼子菜、伊乐藻不同季节耐污能力、净化能力较强的沉水植物。

3.2.2 浮叶植物多样性提升

浮叶植物对水体的净化作用主要是通过根系和浮叶背面发挥作用，不仅可以吸收淤泥的营养物质，而且可以吸收水体中的营养物质。此外，浮叶植物最主要的作用是具有很高的景观功能。海东湿地属于景观湿地公园，对于景观功能有较大需求。

由于现有湿地浮叶植物种类单一，局部分布面积过密，因此采用如下修复对策：在对现有单一浮叶植物清除的基础上，考虑在海东湿地水深较大的(>2m)区域开展浮叶植物群落恢复。根据实地情况，海东湿地选用菱、睡莲、王莲、芡实、荇菜等观赏性较强的浮叶植物进行种植。

3.2.3 挺水植物群落配置优化

挺水植物是构建湿地岸带植被系统的主要类型，不仅具有同化、吸收污染物的功能，还有拦截、过滤污染物的作用。维持挺水植物的健康发展是保持湿地功能正常发挥的关键措施之一。

大量的研究表明，挺水植物对氮磷具有较高的去除率，部分具有克藻的功能；还能吸收水中的重金属离子，并降低水体的化学需氧量，为水生动物提供生存环境；挺水植物能伴生在沉水植物和浮叶植物群落中，也能在浮叶植物带浅水一侧形成挺水植物群落，类似于乔灌花草的立体配置，并能结合沉水、浮叶植物形成复层群落，发挥更大的生态功能。作为水域生态系统中的重要组成部分，挺水植物不仅是初级生产者，为水生动物提供丰富的食物，还可以为它们提供栖息生境和繁殖场所，有利于保护生物多样性和维持整个水域生态系统的稳定。此外，挺水植物的景观功能显著，在湿地岸带与沉水植物、浮叶植物构成由高到低的层次，其不同姿态、色彩、高度是水生景观的重要组成。

由于海东湿地挺水植物群落搭配不合理、局部区域生长过密，导致景观与生态效果差。因此，需要收割密度过高的现有挺水植物，选择水深<0.5m区域进行芦、香蒲、茭草、梭鱼草等的搭配种植。

4 结论

湖滨湿地作为湖泊保护的一道重要的屏障，对湖泊水体生态系统的保护具有至关重要的作用。而湖滨湿地功能的发挥，有赖于其自身生态系统的健康，具有良好的自我稳定性和抵御外界干扰的能力，否则不健康的湖滨湿地不仅无法发挥其水体净化功能，反而成为了湖泊水体的二次污染源。

本研究对滇池东北岸海东湿地生态系统崩溃的原因进行了分析，有针对性地提出了湿地修复和改善对策，以期能够逐渐恢复湿地生态系统健康，发挥正常的水体净化、湖泊保护功能。

[1]刘青松. 生态保护[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2003:134-146.

[2]Mitsch W J，Gosselink J G. Wetlands [M]. New York: Van Nostrand Reinhold,2000: 271.

[3]王玲玲，曾光明，黄国和，等. 湖滨湿地生态系统稳定性评价[J]. 生态学报，2005,25(12)：3406-3410.

[4]Well M J , Turpin T. Creating a wetland using rainwater as mitigation for loss of waterfowl habitat [J]. Water and Environment Management , 1999, 13( 3): 157-163.

[5]George M Huddles t on, W Barry Gil les pie, Joh n H Rodgers. Using constructed wetlands to treat biochemical oxygen demand and ammonia associated with a refinery effluent [J]. Ecotoxicology and Environment Safety , 2000, 45(2): 188-193.

[6]王巧铭，田昆，王学雷，等. 高原湿地滇池生态系统健康评估探讨[J]. 华中师范大学学报(自然科学版)，2015,49(2)：274-279.

[7]崔保山，杨志峰. 湿地生态系统健康研究进展[J]. 生态学杂志，2001,20(3)：31-36.

Analysis and Countermeasures on Influence Factors of Haidong Wetland Ecosystem Health

TIAN Jun1, ZHANG Chun-min1, CHANG Feng-yi2, JIN Zhu-jing1, YANG Feng-le1

(1.Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming Yunnan 650034, China)

Riparian wetland is a natural protective barrier to lake and has many important functions, such as water purification and ecological balance. However, the wetland with damaged ecosystem health could not display the various functions. Haidong wetland is located in the northeast of Dianchi Lake. In this paper, the reasons of wetland ecosystem collapse were analyzed. Some countermeasures for ecosystem health improvement including barrier of cyanobacteria, hydrodynamic improvement, and plant composition optimization and so on were put forward. It was hoped that these measures would be able to gradually recover the wetland ecosystem health.

wetland; ecosystem health; factors; countermeasures; Haidong wetland; Dianchi Lake

2017-01-17

国家“十二五”重大水专项课题(2012ZX07102002)。

X171

A

1673-9655(2017)04-0010-05