凌源清水河湿地生态修复技术与效果评价
2021-12-03高福华
高福华
(凌源市河坎子乡林业站,辽宁 朝阳122500)
湿地生态修复工程旨在通过生态修复,提高河流形态的异质性,最大限度地发挥湿地生态系统的多样性,建设“自然+人工”复合湿地生态系统[1],为距离岸边相对较远的地段提供稳定的水源灌溉,同时扩大固定湿地水域面积及水体中的水生植物群系,使泥沙沉积,并对水质氨氮过高的情况进行自我生态修复和有效净化,为生物群落的多样性恢复创造条件。
1 青水河湿地概况
河坎子乡位于辽宁省朝阳市凌源市南部,与河北省青龙县、宽城县交界,省内与葫芦岛建昌为邻,清水河贯穿全域,干流总长度84.7 km,汇水总面积138.52 km2。2018年,对清水河进行生态修复,通过建设生态缓冲带、溢流堰或拦河坝、水生植物培育等生态修复技术,扩大固定湿地水域面积。
2 黑鹳的生活习性与现状
黑鹳(Ciconia nigra)是国家Ⅰ级重点保护野生动物,大型涉禽、候鸟,栖息于靠近河流的高山地带,常在浅水溪流中捕食鱼类、蛙及昆虫。因其生活习性的特殊性,对水质要求高,受人为活动影响小,繁殖率不高,种群数量恢复一直较为缓慢。在清水河实施生态修复、改善湿地环境、采取就地保护是保证黑鹳种群恢复的最佳方法。
3 湿地生态修复技术
根据河道湿地修复区域的具体状况,从建设生态缓冲带、建设拦河堰坝、培育水生植物三方面进行生态修复,实施以“多级表流湿地+生物滞留塘+生态缓冲带”为主的工艺组合。一是在湿地建设生态缓冲带,利用河道周边的坡耕地、耕地、居民区及原有的生产生活设施等,采取建设经济林带、退耕还湿、生活垃圾集中处理、杜绝生产生活污水直接排放等措施,建设生态护坡,消减农业面源污染。二是在湿地河道建造多个溢流堰或拦河坝,扩大固定湿地水域面积,形成表流湿地及生物滞留塘,来净化河道水体[2]。三是在湿地内引进栽植多种水生植物,使污染物经湿地水域植物吸附、自然沉积与生物降解,实现湿地污染的生态修复,达到自然净化水体、有效改善湿地环境的目的。
3.1 建设湿地生态缓冲带
3.1.1 项目区坡耕地经济林建设。根据河坎子乡当地的自然气候特点、立地条件以及该区域适生经济作物的生物学特性,在坡耕地栽植薄皮核桃、板栗等高效经济林。在经济林树种初果期以前,利用林间光照,根据水肥吸收状况、植物根系分布等的不同,发展林下经济,进行林药间作、林草间作,间作品种可选择黄耆、豆科植物等,进行立体多层次栽培[3],达到最大干物质生长量,提高产出效益。
3.1.2 景观林带+中草药种植。项目区由原住居民村庄附近的耕地集中连片组成,为减少耕地水肥流失对湿地河流造成的面源污染,对耕地实施了流转,并进行了集约化经营,在耕地上栽植复叶槭、梓树等园林景观树种,树种规格为胸径6~10 cm不等,并根据树冠大小确定栽植密度,栽植密度一般为3 m×4 m,行间种植柴胡、桔梗等中药材。
3.2 建设清水河拦河堰坝
项目区地处清水河上游,汇水面积相对较小,根据多年径流量、自然降雨量测量,新建堤坝蓄水后,能有效减缓洪水对两岸的毁坏性冲刷,且能有效减缓洪水流速、改善湿地生态系统。项目区生态湿地生态治理修复的核心工程是建设拦河坝,按照规划,在沿岸4 km的原有河道地段,结合村屯分布,建设四道拦河坝,拦河坝从上游开始分别为1-4号,长度分别为38 m、60 m、35 m、35 m。2号坝处在区域中心地带,是生态修复后的核心观景点,坝体设计为浆砌石重力坝,其整体性能好,抗渗好,土方工程量小,施工质量易控制,工程造价较低。2号坝坝长60 m,坝高8 m,坝顶净宽8 m。迎水坡垂直,为混凝土护坡。背水坡坡度为45°,为混凝土护坡。坝底部建有两个直径0.6 m的泄水管。坝体护坡为混凝土护坡,混凝土标号C20,W4,F200。坝体基础垫层为C15混凝土,厚度为0.2 m。下游消力池为多层台阶消能。
2号坝除特殊需求外,一般泄水管关闭,坝内常年保持固定水位,河流溢水从60 m长坝顶流过,不影响车辆行人穿行。发挥出拦河坝和漫水桥双重作用,增加了景观效果。1、3、4道坝建造根据河道原有宽度建设,坝体结构与2号坝相似。
3.3 栽植水生植物
3.3.1 选择植物品种。项目区流域的水生植物包括沉水植物、浮叶植物和挺水植物,表流湿地中挺水植物可选择菖蒲、黑三棱等;浮叶植物可选择睡莲、荷花等;沉水植物可选择金鱼藻、菹草等。
3.3.2 栽植技术。在本地,沉水植物只要保持在固定湿地水域环境中,即可自然生长;挺水植物和浮水植物,需要人工栽植。可在原有水生植物稀疏地段补植菖蒲、睡莲等,以维持湿地生态环境的常年稳定。栽植后注意保证日照充足,以免因日照不足而造成植物出现徒长、叶小而薄、不开花等现象。此外,栽植中须用田土、池塘烂泥等有机黏质土作为底土,并在表层铺盖直径一两厘米的粗砂,以防止灌水或震动导致水浑浊。另外,须保持0.5~1.0 m左右的水深,使挺水植物茎叶挺出水面,使浮水植物的叶浮于水面呈自然状态。
4 湿地生态修复应用评价
2018年,以河坎子清水河为中心的湿地生态修复工程完工,其建设了四道拦河坝,湿地水域面积达到27.5 hm2,湿地工程对当地自然环境与社会发展产生了深远影响。
4.1 湿地生态修复对黑鹳的影响
河坎子乡1月气温最低,坝内水面与河流浅水区域大面积封冻,生态修复后,因坝体高,坝内水面冻结冰层厚度在2 m以上,下部为未结冻流水,在坝体底部外侧安装有流水阀门,不断流出未结冻天然清洁活水,形成局部小面积活水区域,可供黑鹳栖息觅食。通过湿地生态修复,改变了黑鹳候鸟迁徙的习性,黑鹳种群可在北方安全越冬。
4.2 湿地生态修复的生态效益
湿地生态修复使淹没区面积大幅度增加,河岸原有自然生长的植被未经人为破坏,满足了湿地水体自然沉降、净化的需要。坝体蓄水截流,增加了湿地深水区面积,四处深水区深度为3.5~8.0 m。同时,湿地生态修复大幅度增加了浅水区面积,形成了区域内湿地资源多样性格局,为湿地内鱼类以及其他生物资源多样性恢复创造了条件[4]。
4.3 湿地生态修复的社会效益与经济效益
湿地生态修复工程有效改善了清水河水系的水生态环境,提高了水体的自净能力,有效保障了区域生态安全和地方经济的可持续发展。湿地生态修复使河流水质逐渐得到改善、当地居民的生活环境质量进一步提高,湿地生态修复能够助力旅游产业、生态养殖产业、有机农业等绿色产业的可持续发展[5]。项目建设实施过程,是全民参与环境保护宣传的过程,也促进了京津冀环首都经济圈一体化发展。