珠溪国家湿地公园城区段河流湿地生态修复措施
2022-04-02赵玉枭梅雅茹周莉荫文艺瑶陈仁静朱仔伟
赵玉枭 ,梅雅茹 ,周莉荫 ,文艺瑶 ,陈仁静 ,朱仔伟 ★
(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.成都野趣生境园林景观设计有限公司,四川 成都 610041)
由于城市化进程中注重经济发展,未对城区段河流湿地的生态保护给予足够重视,以及人类活动干扰加之环境因素的影响,河流湿地[1]面积萎缩,生态质量下降,生态系统服务功能退化[2],生态环境的可持续发展受到影响[3]。如何通过科学的方法和技术手段对城区段河流进行湿地生态修复[4],促进湿地生态系统结构与功能的恢复与完善,成为亟待解决的问题。文章以江西万年城区段河流湿地为例,结合当地实际情况,针对性采取多种形式的生态修复措施,在实践过程中积累宝贵经验,为城区段河流湿地生态修复提供技术参考。
1 研究地概况
1.1 研究地概况
江西万年珠溪国家湿地公园,地理坐标为28°36′23″-28°45′24″ N,117°03′08″-117°09′36″ E。总面积1 060.1 hm2,其中湿地总面积为544.2 hm2,湿地率51.33%。公园划分为3个功能区:保护保育区、恢复重建区和合理利用区。
研究地位于江西万年珠溪国家湿地公园恢复重建区,主要是珠溪河的县城段水域,属城区段的河流型湿地。周边分布城市休闲设施,交通畅达。由于城市化进程的水利建设、人为干扰、缺乏科学管理等问题,导致该城区段河流湿地生态系统与服务功能退化,生物多样性降低。
1.2 存在问题
经过详细的现场调查,城区人的行为对河流湿地生态系统的破坏性影响主要表现在城市化及水利建设、点源性水质污染、环境影响等几个方面,具体表现为驳岸硬质化、植物群落单一、水质较差、人为环境干扰较大等问题。
1.2.1 河流驳岸硬质化
珠溪河城区段河道大部分为混凝土硬质陡峭挡墙。因硬质混凝土护坡,河流形态被几何规则化,截弯取直,自然河道成为了水泥硬化的人工驳岸河道,使得河流生态缓冲带退化消失,滨水界面缺乏生态过渡空间,生物多样性低。
1.2.2 植物群落单一化
河流湿地内仅种植少量园林景观植物,群落单一,空间异质性不明显,导致该河流湿地生态服务功能弱,无法起径流缓冲作用。局部出现入侵物种如水葫芦、粉绿狐尾藻等,且存在扩散趋势。
1.2.3 河流水质趋于富营养化
调查发现,珠溪河承担着净化污水处理厂重水的重任。城区段水域交界处分布有污水处理厂,污水排放使该区域水质明显劣于珠溪河上下游。同时,河流缓冲带、水生植物缺失导致城区段水域水体净化能力减弱,枯水期的水质趋向于富营养化。
1.2.4 人为干扰影响
该城区段湿地的人为干扰严重,存在洗衣、钓鱼、丢弃垃圾等人为干扰行为,存在点源性污染问题。尤其是在河流的中心岛屿上,声音嘈杂,动物取食易被惊吓,主要保护对象鸳鸯和白鹭受影响较大。动物生存栖息环境的缺失,导致该河流湿地生态平衡破坏、动物多样性减少。
2 修复理念及思路
2.1 修复理念
河流湿地生态修复对策应具有针对性、可行性、经济性等特征,尽可能的采用自然修复或近自然的修复方式[5-6],保护河流湿地的生物多样性,恢复河流生态系统的完整性,提高生态系统的服务功能,最终实现生态系统综合协调、自我维持和自我演替的良性循环[7]。
2.2 修复思路及依据
依据湿地生态学与恢复生态学对河流湿地修复的科学理论,针对珠溪河城区段湿地存在的问题,提出针对性的修复思路。首先,经过疏浚清淤等工程措施,改造硬质驳岸的生态缓冲带,恢复湿地良好的水文条件。恢复退化区域的植被和土壤,增加土壤肥力,保障生态缓冲带有一定的植被覆盖,以实现生态系统地表基底的稳定性。其次,采用植被恢复、植物浮岛等措施,净化水质改善水环境质量;通过控制污染源,近自然的搭配群落植被,实现生物群落的恢复,提高湿地生态系统的生产力和自我维持能力。再次,通过生境岛屿和浅滩的营造,林泽生境工程等措施,恢复湿地景观,提升空间异质性,增加生物多样性和生物物种组成;增强湿地的视觉和美学享受。最后,通过增设科普宣教牌,定期开展宣教活动,提升市民的湿地保护意识,促进城区段湿地区域的“生态、生产、生活”的协调发展,实现社会经济和湿地产业的可持续发展。
3 生态修复措施
河流型湿地修复措施以生态修复为主,工程措施、生物措施为辅。因自然河道的硬化不同程度上破坏了湿地生态系统[8],阻断了湿地土壤养分的循环,使水体自净能力和自然生态系统的恢复能力下降。同时,河流湿地生物生存、栖息和繁衍环境[9-11]和自然景观遭受严重破坏,影响人与自然和谐发展[12]。因此,因地制宜,修复河道生态系统,保证水岸与水体之间的养分交换[13]成为重中之重。
3.1 营建河流生态缓冲带和生物沟
进行城市段区域底泥清淤工程,将清淤所得泥土沿直立河岸回填推砌,边缘用密排木桩进行拦土,内侧适当抛石加固、临水侧固土,防止土壤被水流挟带。淤泥上层加盖表土,种植水生草本植物。营造驳岸缓冲带,曲化水岸基线(图1),降低河水冲刷力。部分破损的硬质驳岸采用石笼挡墙生态驳岸进行修复。
图1 生态缓冲带营造示意Fig. 1 Schematic diagram of ecological buffer zone construction
在湿地公园内部分城区道路与河道间的绿带中,挖一条略低于地表的水渠,选择卵石、砾石等填充,建设用于雨水收集和水生植被种植的生物沟(图2)。
图2 生物沟示意Fig. 2 Schematic diagram of biological sulcus
3.2 河流底栖环境修复
为防止入侵物种进一步扩散,在城区河流段进行入侵物种清理工作,同时清理河道内的漂浮异物,如生活垃圾等。选择卵石、砾石等基质,对清淤后的局部浅滩区域进行底质回填,吸附、沉降悬浊物。砾石间的空隙可作为底栖生物的生存空间。
3.3 恢复栖息地生境
生态浮岛营建:在河段内河湾处和滨河带适宜区域进行生态浮岛建设,浮床下部可作为鱼类取食、营巢、栖息空间。上部可作为鸟类停歇、取食空间。
生境营造:在河流的浅水区域营造浅滩和基塘,河流面较宽区域堆土营造生境岛屿,规划林泽生境;在原有河流缓冲带、浅滩、心岛中营造动物生境。针对不同生境进行合理的植物配置,营造多样化的生境栖息地[14]。加强河流的管理巡护,在动物栖息地设立隔离带,切断污染源,减少人为干扰。
生态小品营建:加入昆虫旅馆、倒木生境等生态小品吸引昆虫栖息,增强科普宣教的设施建设。
3.4 优化植被群落
湿地植被带营建:在河岸坡度较缓区域,恢复生态缓冲带植被,采用生物沟和生态浮岛的形式营建湿地植被带。种植不同层次结构的植物,如木本植物、草本植物、藤本植物、水生植物等,优化植被群落。
滨水栈道植被带营建:在珠溪公园下游滨水栈道和城市道路绿带之间营建浅水地形,种植各种类型的适生植物。
3.5 改善景观品质
软化硬质驳岸:在具有施工条件的部分硬质化驳岸区域种植迎春花(Jasminum nudiflorum)、连翘(Forsythia suspensa)、常春藤(Hedera nepalensis var.sinensis)、络石(Trachelospermum jasminoides)等悬垂植物,进行一定程度的遮挡,软化驳岸。
生态景观营造:丰富部分单一绿地斑块植被种类,塑造微地形,增加空间异质性。植被种植时以具有观赏性的水生植物为主,如水生美人蕉(Canna indica)、风车草 (Cyperus involucratus)、鸢尾(Iris tectorum)、花菖蒲(Iris ensata var. hortensis)、灯芯草(Juncus effusus)、芦苇(Phragmites australis)等。
小微湿地景观营造:在河流大型心岛中,结合原有地貌和微地形,依据河流湿地地形特征、气候、温度、土壤等合理进行改造,以乡土植物为主,乔木、灌木、地被、水生植物相结合进行植物配置,满足生态功能的同时,兼顾小微湿地观赏性。
3.6 科普宣教
注重宣教内容和形式,将科普宣教与湿地保护、湿地生态相结合,增设解说牌和宣教牌,定期开展群众参与度高的科普宣教活动,提升城市居民和访客保护湿地的意识。
3.6.1 户外解说牌
增设户外解说牌,对珠溪河生态结构进行科普,让访客知悉珠溪河流湿地生态的重要性。同时加入万年的地域民俗、历史文化等,使珠溪河岸带成为万年城市魅力的展示窗口。
3.6.2 生态宣传牌
在生态敏感区域,如水鸟集中出没区域、沙洲、水系汇流区域等,增设生态宣传牌,引导访客行为,增强其生态保护和环境保护意识。
4 生态修复治理成效
万年珠溪城区段的河流湿地生态修复遵循环境、经济和技术措施的可行性,因地制宜地采用合适的修复技术措施,适地适树。自2019年起开展生态修复至今,已初步取得成效:丰富了城区段河流湿地的地形结构,水环境改善明显;空间异质性、生物多样性和景观多样性明显提升;河岸生境恢复,生态廊道基本贯通;生态功能增强,生态效益显著提升(图3)。
图3 修复前后对比Fig. 3 Before and after reconstruction
水环境改善:缓冲带的营建促进了坡面上下水分及营养元素的交流,使水体自净能力和自然生态系统的恢复能力得到提高;河道清理及浮岛植物的净化作用使主要河段入河污染物得到有效控制,河流水质得到改善,水环境状况明显好转。
空间异质性增强:原有地形中加入的缓冲带、浅滩、基塘、心岛等地形构造,使地形结构多样化,空间异质性得到增强。
生物多样性提高:河岸植被带的恢复使河岸湿地水土保持、涵养水源功能明显强化,植被的恢复以及栖息地生境的修复为动物活动创造了必需的空间环境和通道,吸引了动物栖息,动植物种类增多;河流底栖环境的改善,生物沟、生态小品的设立使岸带生物与局部生物类型增加。经过修复治理,该区域的生物多样性得到较大幅度提升,生物群落多样性初步恢复。
景观美化:河水清澈度增加,不同地形和植被错落有致,植被景观层次丰富,各类植物长势良好;四季景色变化明显,构建了亮丽的城市湿地生态风景。
5 结束语
河流湿地因其巨大的生态系统服务功能与价值,被认为是一个国家重要的战略性生态资源,在此大背景下,城区段河流湿地修复与管理成为绿色生态城市建设可持续发展的必经之路。我国对城区段河流湿地生态修复日益重视,但仍面临诸多挑战。不同河流的生态修复既有共性,又有差异性,加之修复过程复杂多变,有针对性地系统制定和规划河流生态修复策略成为重中之重。
江西万年珠溪国家湿地公园城区段河流生态修复的案例,结合区域现状与发展趋势,因地制宜地制定河流生态修复策略,于实践中积累宝贵经验,为城区段河流湿地生态修复提供技术参考。在修复河流生态、提升其生态服务功能的同时,优化湿地公园生态环境,改善景观品质,助力江西万年打造生态名片,促进了人与自然的和谐共融。