小微湿地及其水生态修复要点探讨

杜 冰 史加达 李泓毅

（中海生态环境科技有限公司 四川成都 610095）

引言

湿地被誉为“地球之肾”，是地球上水陆相互作用形成的、具有过渡性质的自然生态系统，具有调节径流、净化水质、调节小气候、保护生物多样性等多种独特功能，是人类最重要的生存环境之一[1]。此外，湿地拥有很强的碳汇功能，是高效的“吸碳器”和“储碳库”，是气候变化的“缓冲器”[2]。而且，湿地生态碳汇具有突出价值，对于“中国力争2030 年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标”具有重要意义[3]。

大型湿地分布广、受到的关注和保护较多，与之相比，面积较小的湿地，却常常在现有的湿地保护体系中被忽视[4]。2018 年10 月，在阿联酋迪拜召开的国际《湿地公约》第十三届缔约方大会（CoP13）审议通过了首次由中国政府提交的 《小微湿地保护与管理》（Draft Resolution on Conservation and Management of Small Wetlands）决议草案，小微湿地的保护与建设得到国际社会的广泛关注。

1 小微湿地的定义及特征

小微湿地目前尚无统一的定义，对于其面积范围界定、水文状况和地形地貌上均存在较大差异[5]。任全进等人认为小微湿地是指自然界在长期发展演变过程中形成的一些具有较稳定生态系统的小型自然湿地[6]。赵晖等人认为小微湿地是指面积在8hm2以下、全年或部分时间有水的近海的海岸湿地、沼泽湿地、湖泊湿地、人工湿地，以及长度5km 以下、宽度10m 以下的河流湿地[7]。2021 年北京市市场监督管理局正式出台《小微湿地修复技术规范》，将小微湿地定义为：面积在1hm2以下的，周期性积水并具有一定生态功能的小型湿地（注：包括泡沼、溪流、泉、潭以及宽度在5m 以下的河流，也包括坑塘、水田、城市景观水面和净化湿地等不同类型的湿地）[8]。2021 年江西省市场监督管理局正式出台《小微湿地建设指南》，将小微湿地定义为：自然界在长期演变过程中形成的小型、微型湿地，乡村小微湿地多以塘、田、沟渠、堰井、溪等形态出现，面积一般在8hm2以下[9]。

虽然国内众多专家学者以及不同省市政府相关职能部门从不同的研究角度出发对小微湿地阐述的定义不同，但根据目前针对小微湿地的调查数据及研究资料，小微湿地具有几个共同特征：面积小、周期性积水、呈线性或块状分布，且以敞水面为中心，以塘埂、道路、绿地等为边界[5][7]。

2 小微湿地的水生态修复原则

湿地水生态修复是指采用适当的生物生态工程技术措施对受损湿地的生态系统结构实施恢复或重建，使其逐渐恢复原有的水生态结构和功能，达到净化水质、美化环境等目的[10]。虽然目前小微湿地的建设及水生态修复越来越受到重视，但是，针对小微湿地的水生态修复方面的研究仍较少。根据《湿地生态学》中的生态修复基本原则，并结合目前江西省市场监督管理局发布的《小微湿地建设指南》中小微湿地建设的基本原则，可以总结出小微湿地的水生态修复应遵循整体性原则、生态优先原则和可行性原则[9][10]。

2.1 整体性原则

应从恢复和重建湿地生态系统结构完整性的角度为出发点，统筹规划实施，使湿地地形、水系结构与湿地生物等各要素互相适应，并强调湿地生物食物网链的完整性，确保湿地生态系统中稳定的物质循环和能量流动。

2.2 生态优先原则

应遵循生态系统自身的演替规律，在丰富生物多样性和完善生态位的同时应优先采用本地种水生动植物，并尽量减少人工材料的应用，完善湿地生态系统的结构。

2.3 可行性原则

应基于环境的可行性及技术的可操作性进行修复，在充分调查现有基础环境状况的前提下，合理确定湿地修复目标，选择相对成熟且适宜的技术，采取适当的人工措施，使其恢复原有的功能。

3 小微湿地的水生态修复要点

3.1 进行微地形改造，为营造小微湿地生物栖息地创造良好的基底条件

微地形是在一定范围内承载湿地小水面和湿地生物等要素的地面形态，是湿地生物的重要栖息地[11]。研究表明，微地形不仅对小微湿地土壤属性和质量有着显著影响，而且对于植物的定植、生物量的提高、生产力的提升以及群落正向演替的促进等方面均发挥着重要作用[12]。小微湿地生态修复时进行适当的微地形调整，营造浅滩、浅水区、深水区和促进水体交换的地形，可以为湿地生物的生存创造良好的生长或生活条件，有助于实现湿地的生物多样性、景观多样性和生态系统多样性[11]。

3.2 完善水系结构，为恢复小微湿地生物多样性创造基本条件

水是维持湿地存在的最基本因子，是湿地生物组成的决定性因素，也是湿地生态系统中物质循环和能量流动的介质[13]。

研究表明，湿地水源的稳定性很大程度上决定了湿地的稳定性[14]。小微湿生态地修复时应保障水源和水位稳定，从而确保生态修复区生物群落的正常演替及生态系统的持续健康发展，为动植物创造更加多样的生境条件[15]。此外，保证湿地具有较好的水系连通性，可使水体中的营养物质维持相对稳定的状态，对湿地中的植物、鱼类、大型无脊椎动物、浮游动物等水生生物的生存和生物多样性具有积极作用[16]。

3.3 优化种植水生植物，净化水质，改善小微湿地整体生态环境

湿地植物作为湿地生态系统第一生产者，为湿地其它生物的生长和新陈代谢提供主要的能量来源[10][17]。湿地水生植物在维持湿地生态系统稳定及改善生物多样性等方面均发挥着至关重要的作用，它是湿地发挥生态功能的基础[18]。研究表明，湿地水生植物不仅可以吸收和降解水体中的污染物、净化水质，还可以抑制藻类的繁殖、减轻水体富营养化，同时又可以为水生动物等提供栖息地和食物源[19]。植物的根系可以为微生物（或分解者）提供好氧环境及丰富的营养和能量，有助于提高微生物的活性及数量[20]。此外，挺水植物的茎叶与浮叶植物的根还具有减缓水流流速的作用，有助于过滤和沉淀颗粒物质[21]。多种水生植物都具有较强的化感抑藻作用，在小微湿地中选择栽种此类植物，并进行合理配置，既可以实现水体景观的效果，又可以达到抑藻的目的[22]。小微湿地的植物修复应以群落恢复为出发点和落脚点，在保留现状优势种的基础上配置多样化的乡土植物，对于生境恢复型小微湿地，应优选满足动物栖息和觅食的多样性植物类型，在一定程度上满足本土动物的需求[23]。

3.4 合理配置水生动物，恢复食物网链结构，促进物质循环和能量流动

水生动物作为水域生态系统的主要消费者，不仅对于维持水生态系统功能稳定具有重要作用，还影响着水生态系统的净化效果，且能够在一定程度上调节水体的水质[24]。

水生动物包括鱼类、底栖动物和浮游动物。研究表明，基于经典生物操纵理论或非经典生物操纵理论，通过减小滤食性鱼类的数量或者直接投放凶猛肉食性鱼类的方式改变鱼类群落结构，以此来壮大浮游动物群落的生物量从而降低浮游植物（藻类）的生物量，均可以达到使水体变清的目的[25]。底栖动物群落对整个水生态系统的净化功效有极大的影响，螺类、蚌类等底栖动物不仅对水体中的无机颗粒物、有机碎屑和低等藻类有较好的净化效果，还对水体中的重金属有富集作用，此外，螺类、蚌类等底栖动物群落与水生植物群落的协同作用更有利于水体中的氨氮、总磷等水体污染物，提高水体透明度[26]。浮游动物对水生态系统保持平衡有一定的影响作用，浮游动物中大型溞和长刺溞可以通过牧食或营养盐再循环等方式影响浮游植物群落的结构，浮游动物生物量适中时对水体中浮游植物（藻类）的丰度和生物量均有一定的抑制效应，有助于使水体保持清水态[27]。因此，小微湿地进行人工恢复时可适当投放鱼类、螺类等水生动物，促进小微湿地生态系统恢复[9]。

4 实例分析

以成都市某老旧公园内小微湿地为例，水域面积1.35 hm2，属于典型的城市小微湿地，既具有净化水质、保护生物多样性、改善环境的作用，又具有为周边居民提供休闲游憩空间的作用。由于该公园建成较早，随着城市的开发建设，公园周边外部环境已经发生了较大变化，加之公园维护人员对该小微湿地缺乏有效管理，导致该小微湿地主要存在以下问题：

（1）小微湿地原有的岸线基本为硬质驳岸，且直立驳岸占比较大，缺乏生态性；且未考虑缓坡入水，不利于动植物生长。此外，湿地水域内淤积严重，导致水深较浅。

（2）引水渠道已经堵塞废弃，水源不稳定，湖区补水主要依赖自然降雨，导致湖区水位随季节波动较大，常水位无法保证，严重影响植物的正常生长，导致水体自净化能力下降，水体浑浊，水质常年为劣Ⅴ类水质。

（3）现状水生植物群落结构单一，生物多样性较低，且景观性较差。挺水植物主要为芦苇、香蒲等高大植株类挺水品种，沉水植物仅发现狐尾藻，且过度繁殖，铺满水面。

（4）现状水生动物群落结构不合理，生态食物网链不完整。湖区鱼类主要以鲫鱼、草鱼等草食性鱼类为主，缺乏滤食性和肉食性鱼类；螺类主要为外来入侵种福寿螺，繁殖力极强，其它螺类和蚌类生物量极低。

根据该小微湿地的基础现状及存在的主要问题，明确该小微湿地水生态修复以生境营造和生物多样性恢复为主，并遵循整体性、生态优先和可行性的水生态修复原则，具体采用如下修复要点。

4.1 水下地形及岸坡改造

由于现状小微湿地淤积严重，且淤泥混杂着植物腐殖质等，为黑臭底泥，为了降低底泥对上覆水的二次污染风险，首先通过对现状底泥进行清淤，并实施水下地形塑造，将平均水深调整至1m，并在不同区域内营造浅滩、浅水区、深水区和促进水体交换的地形。水下地形改造完成后，对有条件实施驳岸生态化改造的区域将原有硬质驳岸进行破除，增大自然驳岸占比，坡比基本缓于1:3，形成草坡入水生态缓冲带，为生物的生存创造良好的生长或生活条件，更加利于水生动植物的生长。

4.2 水系连通

小微湿地周边较近水源主要为西侧河道水源，经对该河道水质进行多次取样检测，结果显示该水源水质基本为Ⅳ类～Ⅴ类水质之间，水质相对较好，因此选择该河道水体作为小微湿地补水水源。水源选定后则对补水渠道进行有效疏通，确保外部河道水源可以补充至该小微湿地，以此满足本小微湿地生态需水量，并在补水口增加垒石跌水措施，可以有效增加来水中的溶解氧含量，保障水源和水位稳定，为水生动植物创造更加多样的生境条件。

4.3 进行植物配置

本小微湿地水生态恢复以生境恢复的方式为主，在以本地种为选取方向的基础上，优选满足动物栖息和觅食的多样性植物类型，既确保了生态安全性，又满足丰富了生物多样性，同时又提升了景观效果。在水深0～0.35m 的水域种植挺水及浮叶植物，以菖蒲、鸢尾、美人蕉、梭鱼草、千屈菜、睡莲等多年生草本植物为主；在水深0.5～1.2m 的水域种植沉水植物，以苦草、竹叶眼子菜、黑藻等多年生无茎沉水草本为主。此外，通过在岸带完善乔灌草等植被缓冲带，既达到了截留地表径流污染的作用又丰富了视觉空间效果。

4.4 进行水生动物搭配

小微湿地水体完成蓄水后，许多自然鱼类将逐渐建立种群，主要是小型鱼类和底栖杂食性鱼类，这些鱼类对浮游动物的牧食性很强，不利于浮游植物的控制和清水态水体的形成。因此通过投放乌鳢、鳜鱼等肉食性鱼类控制小型鱼类和底栖杂食性鱼类的数量，并投放以鲢鱼为主的滤食性鱼类，从而构建控制浮游植物能力强、健康的食物网结构。此外，通过投放梨形环棱螺、铜锈环棱螺和褶纹冠蚌等大型底栖动物，完善水生态系统食物网链，加速水底碎屑的分解、调节泥水界面的物质交换及促进水体的自净等。在本小微湿地水生态修复主体施工完成后的一年内，通过定期的水质监测及分析，根据小微湿地水质状况及叶绿素a 含量水平高低，分批少量投放大型溞和长刺溞等大型枝角类浮游动物，有效控制浮游植物生物量，达到小微湿地生物调控、水体透明度提升的目的。

该老旧公园内小微湿地水生态修复后，湿地的地形条件更加丰富，水系连通性得到了增强，水生生物群落得以恢复。通过对该小微湿地水生态修复后一年内的水质及水生态系统状况进行跟踪检测，结果显示该小微湿地内水体透明度值在0.7-1.0m 之间变化，水质基本处于Ⅲ类水～Ⅳ类水之间，水质持续稳定良好，其中总氮（TN）含量平均值为1.42mg/L，TN 含量在各月份均稳定在Ⅳ类水及以上水平；氨氮（NH3-N）含量平均值为0.8mg/L，NH3-N 含量在各月份均稳定在Ⅲ类水及以上水平；总磷（TP）含量平均值为0.06mg/L，TP含量在各月份均稳定在Ⅳ类水及以上水平；高锰酸盐指数（CODMn）含量的平均值为4.06mg/L，CODMn含量在各月份均稳定在Ⅲ类水及以上水平。此外，水生植物群落多样性保持较高，挺水植物品种共9 种，沉水植物品种共6 种。鱼类群落以肉食性和滤食性鱼类为主，草食性鱼类生物量控制在低水平范围内。大型底栖动物螺类和蚌类共计8 种，包括外来入侵种福寿螺，但其生物量处于可控水平，后期仍需要进一步采取生物防控措施进行有效灭杀或控制以确保小微湿地生态系统的稳定性。浮游动物主要以大型枝角类为主，且生物量处于适中水平，对湿地水生态系统保持平衡起到了一定的作用。由此可见，该小微湿地通过水生态修复后其生态功能明显增强，生物多样性得到了丰富，水质明显改善，水体透明度持续稳定较高。

结语

小微湿地作为生态环境的重要组成部分，虽然面积小，但其在净化水质、保护生物多样性和环境改善等多个方面发挥着积极的作用。尽管目前我国学者对小微湿地的保护和修复研究取得了一些进展，但在小微湿地的水生态系统修复的设计和建设等方面仍还处于探索阶段，因此如何恢复小微湿地水生态系统结构，恢复其生态功能仍是未来重要的研究方向。