小微湿地修复实践:以江西省林业科学院竹园小微湿地为例
2022-03-02文艺瑶梅雅茹邓无畏陈仁静朱仔伟赵玉枭
文艺瑶 梅雅茹 邓无畏 陈仁静 刘 刚 朱仔伟* 赵玉枭 尹 佳
(1 江西省林业科学院,江西 南昌330013;2 江西师范大学,江西 南昌330022;3 野趣生境环境设计研究院,四川 成都610041;4江西润林生态科技发展有限公司,江西 南昌 330013)
近年来,小微湿地修复与建设成为实施乡村振兴战略、秀美乡村建设的重要组成部分,对改善农村居住环境、建设美丽乡村具有重要意义。小微湿地是指在自然条件下长期演变形成较为稳定、面积小于8 hm2的近海湿地、沼泽湿地、湖泊湿地、人工湿地以及宽度小于10 m、长度在5 km以内的河流湿地(赵晖等, 2018)。相较于大型湿地,小微湿地面积较小、分布较散且不均匀,形状各异,多呈块状或线状(任全进等, 2015),湿地间联系相对较低,与地表径流交流弱。由于小微湿地丰富的空间异质性和更高的水土比例,在水质净化、生物多样性等生态功能方面,10个1 hm2的小微湿地要远优于1个10 hm2的大湿地(崔丽娟等, 2021; Richardson et al, 2015; 刘红玉等, 2003)。
近年来,我国对小微湿地的保护和修复更为重视。小微湿地的认定和建设行业标准正在制定,北京、上海、江苏、青海等地均已开展小微湿地的认定修复和监管工作。通过地形地貌恢复、湿地植被恢复以及生态护岸等手段(王爽宇等, 2019),构建湿地多元利用模式建立试点,达到湿地保护和自然保育的目的(宋晴等, 2021)。通过与旅游产业结合,建设湿地产业、景观型和文化型小微湿地,推动自然环境和经济的一体化发展(高利雪, 2017)。
江西已开展小微湿地的修复建设工作(李田等, 2021),亟需建设一批功能、形态、资源特征多样的精品小微湿地试点,江西省林业科学院竹园小微湿地建设具有重要的示范作用。
1 研究区概况
竹园小微湿地属于江西省林业科学院城郊小微湿地群,位于南昌市城郊,靠近梅岭山脉,属于亚热带湿润季风气候,气候湿润,日照充足,气候温差大,是典型的“夏炎冬寒”城市。年平均相对湿度为78.5%,日照率为40%,适合植物生长,是营造“花园城市”的理想地区。竹园小微湿地位于江西省林科院内部东南角,场地西侧为大片竹林带和实验林,东侧与麦园小区相邻,整体面积约7 300 m2。竹园小微湿地四边环路,周围无其他基础设施,整体地势较低,空间较为独立,岸边缘较为陡峭,堆叠了半岛、孤岛等地形。水体独立,水源以自然降水为主,周边有少量汇水边沟与其相连,有暗管汇集周边径流,周围竹园施肥后的废水和落叶会对水体水质造成影响。湿地原本基底土壤条件差,为硬质化土壤,受雨水剥蚀现象不明显。周围环绕竹林,植物种类较为单一,仅有松树(Pinusspp.)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、再力花(Thalia dealbata)、粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和少量莎草类湿地植物。院内鸟类达59种,大多为鸣禽。
2 小微湿地存在的问题
竹园小微湿地存在以下问题:(1)小微湿地原有岸线陡峭,未能缓坡入水,缺乏生态缓冲带,不利于动植物生长,空间异质性较差;(2)水源主要依赖于天然降水,旱季水位下降明显,水体流动性差且浑浊,水质为Ⅴ类水,水文条件差;(3)小微湿地的水生植物因水位和地形长势不佳,与陆生植物断带明显,缺少挺水、浮水和沉水植物,植物群落结构单一,生物多样性和景观效果差;(4)除院内鸣禽偶尔出没外,水鸟仅发现1种,动物类型单一,缺少底栖生物和次级消费者,生态链不完整;(5)湿地周围仅有一条主路,环线单一,无休憩点,缺少科普牌和游览路线,科普宣教效果差。
3 小微湿地修复目标和修复理念
预计将场地修复建设成为一个生境类型和生物多样性丰富、湿地生态系统服务功能完善、科普宣教作用显著、人与自然和谐共生的典型城郊小微湿地。
整个修复过程将“竹”与“湿地”进行有机结合,采用“近自然”的修复原则,在保证小微湿地功能的条件下尊重并保留部分原场地特征,采取最少的人工干预,提高小微湿地的直观性和示范性。
4 小微湿地修复措施
4.1 微地形塑造
在尊重现状场地的基础上,将直立平直岸线进行延展蜿蜒和缓坡化处理,场地放坡维持在10%~20%之间,营建常水位水深小于10 cm的滨水浅滩;局部挖深形成深潭,深浅区交错,实现不同水深;将平滑单一的岛缘进行岸线重塑,构建生境岛;设置沉砂区、砾石缓坡带和出水缓滞过滤带。
4.2 生态驳岸改造
采取以生态为基础、安全为导向的工程措施,减少自然环境的破坏,生态驳岸的改造须符合工程要求的稳定性和强度,且具有可渗透性,增强与周遭环境的交互性。
在驳岸周围进行抛石加固,增加驳岸的稳定性,按照现场具体情况,必要时可进行二次抛石。在观景平台驳岸处采用石笼护坡,在有效固岸的同时增加亲水性。生境岛四周保留原有的陡峭结构,泥土易下落,修整原有泥土后打入杉木桩使驳岸稳定。根据沿岸水体深度选种不同类型的湿生、水生植物进行护岸,在常水位以上的缓坡处种植湿生林带、灌丛、禾草和莎草等,在水深0.3 m以下的浅水沼泽种植以禾本科为主的高1.5 m以上的植物群。
4.3 水文水系优化
地形塑造将水文关系重塑后,通过地形围挡形成Ⅲ级水域,各自承担不同的主要功能;在西侧角落设置内循环跌水景观和临时补水点,枯水季节从大湖面适当引流。在东北角设置筛子坝溢水口,保证小微湿地的常水位和暴雨排水畅通。
4.4 生境改造
(1)底栖生境。通过微地形塑造后,在大湖内取部分淤泥,铺于水生种植区域,撒上现场废弃竹子焚烧后的草木灰,冬季播撒草籽,翌年植被生长起来后灌水淹没;场地内铺设卵石、圆石和漂石。
(2)倒木生境。树木桩铺设长度>3 m、胸径>25 cm,铺设时斜入土层,半露出土壤面,水上鸟类栖息,水下藻类附着、鱼类栖息。
(3)砾石生境。砾石填充形成石笼围挡,梯级摆放,消减高差,砾石空隙栖息昆虫和鸟类。
(4)木桩生境。高低不一的杉木桩构成围挡,水上鸟类栖息,水下藻类附着。
(5)绿篱生境。种植浆果类灌木构建绿篱,绿篱间作小型鸟类的营巢和躲避空间。
(6)浅滩生境。地形塑造后用大块的毛石二次堆填,种植水生植物构成浅滩。
(7)多孔隙生境。用木材和石材等多孔隙自然基质构建昆虫和真菌的生存空间。
4.5 景观游憩建设
为方便游客游览休憩,开发小微湿地的科普宣教功能,建设小微湿地的游览路径。结合游览路线,利用原木等自然材料建设景观平台、休憩小亭和木栈道(图1);铺设小粒径砾石,营造竹林下的走廊式幽径,围篱可作为展示空间;制作指示标识牌和科普牌,构成复合性功能的入口标识物。
图1 观景平台、休憩亭、亲水木栈道Fig.1 Viewing platform, resting pavilion and hydrophilic wooden boardwalk
4.6 生物群落生态修复
根据周边环境,在保持生态环境稳定的基础上分别向陆岸和水域中移植植物,根据不同植物的空间关系确定植物配置图,控制好植物与水位的关系。陆岸处移除因建设需要占地的植被,其他现有外围植被基本保留,在岸坡土壤裸露区域种植火棘(Pyracantha fortuneana)和南天竹(Nandina domestica)。将水域中原有的强势物种再力花和粉绿狐尾藻移除,加入普适性较强的常见乡土湿地植物。按一定比例在水域中投放多种鱼类和底栖生物,完成动物群落的修复与重建。
5 小微湿地修复成效
竹园小微湿地修复后,湿地的生态功能明显改善。水体结构得到完善,地形结构更加丰富,生物多样性增加,科普宣教功能增强,景观修复效果显著。生物新增42种,其中植物新增33种,动物新增9种。
5.1 地形结构丰富
经过微地形塑造后,原本趋向垂直的驳岸结构变缓,形成生态缓冲带,为植物生长提供适宜的立地条件;增加水陆交替空间,实现了深潭浅滩的地形构造;增加了空间异质性,为野生动植物创造适宜的栖居空间。
5.2 水体结构完善
经过微地形塑造后,表流和潜流之间的水文交换增加,设置内循环跌水景观,水体流动性增强,水质得到净化,经过水质监测,整体水质由Ⅴ类水质提升到Ⅲ类水质;临时补水点弥补了依赖天然降水的不足,提升了小微湿地内部生态系统的稳定性,达到了径流集蓄、水土涵养的目的。
5.3 生物多样性增加
通过生境塑造和动植物种群的修复,增加了生物多样性。修复前竹园小微湿地常见的鸟类多为鸣禽,且少有鸟类栖息,修复后经生态监测发现小微湿地常见小䴙䴘(Podiceps ruficollis)、黑水鸡(Gallinula chloropus)、翠鸟(Alcedinidae)等水鸟;发现两栖蛙类(Ranidae)、蛇类(Serpentiformes)和中华蟾蜍(Bufo gargarizans)。经调查水生生物有鲫鱼(Carassius auratus)、餐 条(Hemiculter leucisculus)、甲鱼(Pelodiscus sinensis)、螺蛳(Sinotaia quadrata)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和日本沼虾(Macrobranchium nipponense)等,水生生态链得以重塑。植物种类新增33种(表1)
表1 竹园小微湿地新增植物Table 1 New plants in small and micro wetland of bamboo garden
5.4 科普宣教功能增强
在竹园小微湿地的入口处和科普区设置10块指示牌和科普板(图2、图3),起到了良好的科普宣教作用。
图2 科普板设计图Fig.2 Science board design drawing
图3 科普板Fig.3 The popular science board
5.5 景观修复效果明显
小微湿地修复后,新增平台、栈道和休憩亭,完善了景观游憩功能。湿地植被长势良好、错落有致,水生生态链逐步完善,景观环境优美。经过设施建设后,交通流线由原来的外部环线变成了内外部交错的双环线,线路更为丰富,两岸空间可游憩,湿地亲水中部区域可供游客观赏,游览路线避开动植物生长栖息区域,人与自然和谐共生。
6 结语
目前,我国各地都在响应国家的乡村振兴战略,大力提倡“秀美乡村建设”,实现路径中明确提出的“必须坚持人与自然和谐共生,走乡村绿色发展之路”。小微湿地因其重要的生态功能和建设的灵活性,成为该路径上的重要发力点。江西省林科院城郊小微湿地群建设项目地处南昌城郊,兼具城市与乡村的不同区位特征,其建设理念和实施方法为实现人与自然和谐共生提供了参照模式,也为乡村绿色发展和生态文明建设提供了一个科学可行的小微湿地建设方向。