基于自然解决方案理念的湿地一体化生态修复：以广西大新黑水河国家湿地公园为例

忻 飞 杨棠武 邵一奇 农梅英 尹树捷 安树青,2 张轩波,2*

(1 南京大学常熟生态研究院，南大(常熟)研究院有限公司，江苏 苏州215501；2 南京大学生命科学学院，江苏 南京 210046；3 广西大新黑水河国家湿地公园管理中心，广西 崇左 532200)

基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,NbS)是由国际自然保护联盟(IUCN)、欧盟和世界银行等机构推动的一种持续的管理和生态系统修复的综合行动(International Union for Conservation of Nature, 2012)，即利用自然促进生物多样性保护、自然资源可持续利用、气候变化适应和经济—社会—生态系统抗灾能力和适应性应对各种社会挑战，同时为人类提供经济、社会和环境效益的一种动态的解决方案(Cohen-Shacham, 2016; International Union For Conservation of Nature, 2019)。目前，NbS理念已从最初的促进生物多样性保护、适应气候变化等逐步扩展到实现可持续发展的经济、环境和生态等众多相关领域(罗明等, 2021)。

党的十八大以来，习近平总书记提出“山水林田湖草是生命共同体”的理念，强调“统筹山水林田湖草系统治理”要全方位、全地域、全过程开展生态文明建设，这与NbS理念高度契合。因此，在山水林田湖草系统保护修复以及全国重要生态系统保护和修复等总体规划工作中应贯彻NbS的理念，并强化对NbS理念的研究(杨崇曜等, 2021)。

湿地系统是一种兼备陆生与水生系统功能的生态系统，是生态空间中重要的组成部分(朱耀军, 2021)。然而，由于人类滥砍乱伐、超负荷的围湖造田以及过度的捕捞等开发活动导致湿地生态环境逐渐退化，生态系统结构遭破坏及生物多样性丧失，这也成为NbS面临的主要社会挑战之一(李成之, 2021)。

通过对广西大新黑水河国家湿地公园现状进行调查分析，发现黑水河国家湿地公园存在农村生活污水处理不彻底、河岸边采砂场植被破坏严重、河洲岛动物栖息地丧失、部分河岸水土流失等问题，且具有分散、板块小、涉及面积大等特征。为保障黑水河国家湿地公园水质稳定达标，维护湿地生态系统保护生物多样性，重点解决和改善湿地公园影响区域性生态安全的问题，应用NbS理念针对性地提出黑水河国家湿地公园一体化生态修复方案，恢复黑水河湿地生物多样性，为退化湿地生态修复提供借鉴与参考。

1 黑水河国家湿地公园概况

广西大新黑水河国家湿地公园位于中国南疆，是最原始和优美的内陆湿地之一(侯珏, 2016)。湿地公园范围自广西下雷自治区级自然保护区边界开始，由西北向东南经大新县雷平镇，至大新县界(22°36′11.47"～22°46′59.75" N，106°55′32.58"～107°9′36.21" E)，总面积692.52 hm2，其中湿地面积449.60 hm2，湿地率为65.0%(图1)。

图1 黑水河国家湿地公园区位图Fig.1 Location map of Heishui river wetland park

黑水河全长192 km，其中位于大新县境内有64.33 km，湿地公园内有37.9 km。黑水河集雨面积5 348.914 km2，年径流量66.43亿m3，平均流量91.01 m3/s，河床落差329 m。黑水河流域地下水较丰富，但分布不均匀，地下水类型主要是碳酸盐岩溶水，其次是基岩裂隙水，孔隙水面积小且水量少。由于岩溶发育，易接受大气降水及外来水的补给，碳酸盐岩溶水的赋存和运动以暗河和大泉形式的集中径流、排泄为主，以小泉形式的分散径流、排泄为次。

2 存在的生态问题

2.1 农村生活污水处理不彻底

据调查，黑水河周边农村分布居多且分散，农村生活污水来源广泛，随意排放，水质波动大，污染面源广。湿地公园周边村庄的生活污水只经过农户自建化粪池处理后便直接排入河道。农村生活污水直排是导致黑水河水环境日益恶劣的重要因素之一(庄小杰等, 2021)。

2.2 废弃采砂场植被破坏严重

上利水电站上游1 200 m处为废弃采砂场，河砂被开采后，导致了采砂范围附近水流和河床底质发生明显变化，对水环境、水生生物栖息地及岸边植被环境均产生了不利影响(雍镇著等, 2020)。此外，采砂场施工占据大量河滩地，导致河岸边有限的植被急剧减少，部分区域甚至绝迹。采砂场地废弃后还残留大量沙石和部分采砂设备，严重影响植物修复，对生态环境造成恶劣的影响。

2.3 洲岛鸟类栖息地丧失

上利水电站旁边的岛屿早期为鸟类栖息地，后发展成耕地、荒地，现已无植被生长，岛屿已完全不适宜鸟类栖息。鸟类在该区域中失去大量生存空间，鸟类种类、数量都急剧减少。

2.4 水土流失现象加剧

格强水电站至科渡屯段的河道部分河岸被农民开垦，河岸较陡，缓冲带宽度较窄，地形陡峭，植被破坏严重，土壤裸露。在暴雨集中时段，雨水对河岸冲刷严重，导致植被带被破坏及河岸水土流失。此外，由于村民在岸边过度放牧，导致岸边植被生态环境遭到破坏，加重了水土流失。

3 一体化生态修复设计

3.1 农村人工湿地构建工程

据调查，黑水河国家湿地公园南侧安平村有居民34户约136人，每日产生的生活污水约25 m3，拟设计采用“小微湿地+表流人工湿地”模式对生活污水进行处理(图2)。水质净化工程区占地面积1 000 m2，总停留时间12 d。小微湿地占地面积300 m2，沉淀区占地面积100 m2，浮叶植物区占地面积200 m2，挺水植物区占地面积200 m2，沉水植物区占地面积200 m2。各个单元区过渡带采用渗滤堰的方式连接。整个水质净化引水系统依次配水至小微湿地、沉淀区、浮叶植物区、挺水植物区和沉水植物区，排入附近河道。

图2 农村人工湿地构建平面布置图Fig.2 Plan of constructed wetland construction in rural areas

小微湿地主要是把原有坑塘进行微地形改造，把部分塘梗打断，连通水系后在塘底铺设20 cm厚的砾石，砾石直径约50～80 mm。塘梗四周均采用“石笼网+砾石”的方式进行加固，石笼网尺寸为1 000 mm×500 mm×500 mm。表流人工湿地采用多水塘活水链的工艺(杨棠武等, 2021)，在塘底铺设砾石，厚15 cm，其他与小微湿地微地形配置相同。

多水塘活水链由沉淀区、浮叶植物区、挺水植物区(芦苇床)及沉水植物区4个部分组 成(图2)，(1)沉 淀 区 具有沉淀功能，还可放置水蚤(Daphnia)、螺类、贝类等水生动物进一步消减水体中颗粒污染物；(2)浮叶植物区主要种植浮叶植物，可有效吸收磷；(3)挺水植物区为水体创造兼氧条件，植物生长过程中可吸收大量污染物，同时还可拦截悬浮物；(4)沉水植物区主要种植沉水植物，可有效去除氮、磷。

3.2 废弃采砂场生态修复工程

废弃采砂场位于上利水电站上游1 200 m处，占地面积710 m2。主要采用“生态恢复+科普宣教”的生态修复措施进行修复，种植采用“灌木植物+挺水植物+草本植物”的组合方式，以修复河岸植被带的完整性，重现河岸自然风光(图3)。此外，建设一处休息平台，平台采用混凝土仿木护栏及塑木板铺装建设，在靠近道路一侧设置隔离柱，间距1 m，采用DN110钢管，高30 cm，钢管内部采用水泥砂浆填筑，外部粘贴反光警示条。另外在平台旁边放置一些宣教展板及休闲座椅来丰富湿地宣传活动，增强周边村民对湿地的认知。

图3 废弃采砂场平面图Fig.3 Plan of abandoned sand mining site

3.3 鸟类栖息地修复工程

工程区位于上利水电站上游，占地面积6 200 m2，通过对黑水河国家湿地公园现有鸟类进行分析，明确主要修复鸟类为鹭类林鸟的栖息地。设计采用“微地形塑造+多序列植被修复+枯树”的组合方式，并根据不同鸟的生活习惯，种植鸟类喜爱的陆生、耐水生乔灌草和挺水、沉水植物，在满足鸟类需求的觅食、栖息繁殖的基础上还可增加植物类型，提供区域生物多样性(图4)。

图4 鸟类栖息地平面图Fig.4 Plan ofthe Bird habitat

根据现状实际情况，在靠近道路的区域设置一片密林隔离区，以减少人类活动对鸟类的干扰，其次植被修复向水面延伸依次为乔灌草、挺水植物及沉水植物(图5)。

图5 鸟类栖息地典型剖面图Fig.5 The typical section of the Bird habitat

设计多样地形，保持在常水位下1 m至常水位上0.5 m范围内。配置乔灌草、挺水植物、浮叶植物和沉水植物，以作鸟类躲避场所和食物；保留部分浅滩，增加一部分草地，塑造多样生境；把周边枯树放置在浅滩里供鸟类休憩使用。

3.4 河流原型水岸维护工程

针对部分河岸水土流失问题，主要在工程区强水电站至科渡屯段的河道岸边设置生态隔离带，可防止水土流失和有效隔离人为活动干扰。生态隔离带长10 km，植物种植宽度约3 m。工程区现状植被数量少，种类单一。河岸主要以较陡边坡护岸为主，缓冲带宽度较窄，地形陡峭。根据现状地形地势，种植采用“乔木+灌木+草本+挺水植物”的组合方式(图6)，通过河岸植被的种植，修复原型河岸植被带的完整性。植物选择主要以当地物种为主，主要有木菠萝(Artocarpus heterophyllus)、三角梅(Bougainvillea spectabilis)、芦苇(Phragmites australis)、风车草(Cyperus alternifolius)、梭鱼草(Pontederia cordata)等。

图6 河流原型水岸典型剖面图Fig.6 Typical section of prototype river bank

4 一体化生态修复成效

4.1 农村人工湿地构建成效

构建农村人工湿地后，非冬季湿地出水均能满足TP去除率达40%以上，COD、NH3-N、TN去除率达30%以上；冬季湿地出水均能满足TP去除率达30%以上，COD、NH3-N、TN去除率达20%以上。非冬季与冬季湿地出水均可达到河流Ⅳ类标准。通过对农村生活污水处理后，黑水河水体透明度得到大幅提高，改善了黑水河湿地公园周边农村的水生态环境，还丰富了植物多样性，新增植物8种，其中乔木2种，灌木2种，草本和水生植物4种，为农村地区的可持续发展创造了有利条件。

4.2 废弃采砂场生态修复工程成效

采取生态修复工程措施后，废弃采砂场呈现出随地貌和地形特征改变的植物多样性结构，生态环境焕然一新。植被带得以修复，水草丰茂、水质清澈。新增植被物种12种，其中乔木3种，灌木2种，草本和挺水植物7种。工程实施后不仅使植物多样性增加，还对黑水河水体具有净化作用。同时建设的休息平台也为村民提供了一个良好的休憩场所。

4.3 鸟类栖息地修复工程

鸟类栖息地修复工程修复了鸟类栖息地，增加了湿地公园内的鸟类多样性。新增了6种鸟类，分别是牛背鹭(Bubulcus ibis)、褐胸山鹧 鸪(Arborophila brunneopectus)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracica)、大拟啄木鸟(Megalaima virens)、蓝喉拟啄木鸟(Megalaima asiatica)、黑喉噪鹛(Garrulax chinensis)。此外，还增加了河岸边植物类型，优化了湿地公园内部景观。

4.4 河流原型水岸维护工程

通过对水土流失问题实施河流原型水岸维护工程后，恢复了河岸物种10种，其中乔木3种，灌木3种，草本和挺水植物4种，修复了河流岸边植被的完整性，呈现出较为自然的面貌，促进了水质改善，优化了整体生态环境，从根本上解决了水土流失问题。

5 小结

系统梳理了黑水河国家湿地公园存在的环境问题，基于NbS的治理理念，对黑水河国家湿地公园采用一体化生态修复工程。工程实施后，黑水河生态环境得到了明显改善，湿地的功能效益显著提升；湿地公园的基础设施更趋完善，管理和保护的方式方法更加多样；社区共建氛围更加融洽，自然教育更显湿地特色，群众自觉参与保护黑水河的意识不断提高；践行为民办实事好事的措施更加有效，助力乡村振兴的热情更加高涨。