环境生态工程及案例分析

湿地生态工程一般模式及案例分析目录•前言•针对湿地水体的生态工程•针对湿地底质的生态工程•针对湿地生物的生态工程•湿地生态工程的一般模式•案例——三峡水库白夹溪生态工程设计前言森林、湿地、海洋为全球三大生态系统，湿地生态系统是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡生态系统，补称为“地球之肾”，在调节地球生物圈中大气成分平衡、促进淡水良性循环、涵养水源、调节气候和洪水径流、蓄洪防旱、促淤造陆、降解污染物、净化水质、保护生物多样化、控制土壤侵蚀、补充地下含水层和为人类提供生产、生活资源等方面具有十分重要的作用。湿地生态工程针对不同的湿地要素,主要从湿地水体、底质、生物几方面展开。针对湿地水体的生态工程目前,湿地水体面临的主要问题是湖泊、水库等的富营养化和严重污染;由于农业灌溉和盲目的景观需求,改变了河道原本的自然弯曲形状，导致水质破坏以及一系列连锁反应。针对河道的整治最根本的措施是河流地貌学以及水动力学特征的改善,目的是改善河流生态系统的结构与功能,标志是水质的净化和生物群落多样性的提高针对湿地水体的生态工程主要措施有:①在上游流域实行流量控制,以提高水位。②恢复河道自然走势,使它按原来的流路曲折前进。③在人工大堤上打出沟槽,或者去除河道上的堤坝,允许河水漫滩,恢复河滨沼泽。④从水文动力学角度来看,要增加支流数目。针对湿地底质的生态工程目前,湿地的底质面临的主要问题是：（1）由于围垦、建造堤坝等,排干湿地水,造成湿地土壤肥力下降;（2）水质污染导致土壤污染;（3）潮汐盐沼的水盐条件受到极大影响,导致盐沼湿地面积减小;（4）由于海平面上升、大型水利工程的影响,流域来水减少,导致河口湿地退化。针对湿地底质的生态工程恢复湿地基质的主要措施有:第一,在土壤里加入修复剂,转化驱除污染物;第二,利用某些具有超积累功能的植物吸收一些重金属污染物;第三,在缺乏土壤覆盖的地区,采取客土移植。在初步改善的基础上适当引种植物,通过植物的新陈代谢,增加土壤肥力；第四,增加支流数目,恢复水文状况,进而恢复湿地基质状况。针对湿地底质的生态工程为改善湿地面积日益萎缩的状况,主要采取以下修复措施:第一,去除堤坝,将河水重新引入湿地中,恢复湿地底质肥力,同时恢复湿地面积。第二,重新挖掘潮汐湿地,增加灌溉,调整水盐条件，增加潮汐循环。针对湿地生物的生态工程受损湿地的生物群落往往是缺乏植被覆盖或者种群结构单一,从而导致生态系统不稳定。湿地生物修复一般在以下几个方面展开:(1)沿海的盐沼湿地,抬升沉积层是恢愎湿地植被的关键。植被恢复一般在潮间带上部,受到高能潮汐影响较少的地方。在泥沙来源稳定的前提下,先锋物种的建群也有利于泥沙的沉积与湿地高程的抬升,从而为更多湿地生物提供良好的生境。(2)先锋物种的选择。在退化严重的湿地生态系统,先锋植物能够有效保持和改良人工固定的土壤,一般应选择根系发达,生长迅速的一年生草本物种,以更快改善土壤结构和养分自给能力。(3)恢复本地物种与引入外源种。在植被恢复时,尽量使用当地物种。当地物种长期与环境协同进化,据有较高的适应性。有时为了增加系统生物多样性,也采取适当引入外源种。在引入外源植物时应注意考虑自然条件是否有利于该种植物的生长。避免引进与本地种生态位相同的物种。湿地生态工程的一般模式目前,世界上对于受损而处于退化状态的湿地生态系统运用生态工程手段进行恢复,一般都遵循以下步骤：(1)针对该地区的水资源、底质状况、生物群落等情况进行本底调查。这是湿地生态工程的基础性工作。(2)根据调查结果确定合理的工程目标。湿地有多重生态服务功能,实践过程中,要拟定合理的目标,有所侧重。(3)根据调查结果和确定的目标,提出工程方案进行修复。工程的修复是湿地生态工程的核心内容。此外,为保证工程的成功,还要进行生态监测与评价工作。湿地生态工程一般模式三峡水库白夹溪生态工程设计三峡水库消落带面积348．93km2，是我国面积最大的水库消落带。三峡水库消落带的形成，使蓄水前该区域生态环境条件发生剧变，导致一系列生态环境问题产生。着眼于消落带湿地的生态友好型利用，选择具有典型消落带湿地特征的开县澎溪河一级支流白夹溪，自2008年以来实施了针对消落带湿地综合治理的生态工程。三峡水库岸边消落带三峡水库白夹溪生态工程设计生态工程设计内容如下：（1）基塘工作适用于季节性水位变动的基塘工程模式，就是在三峡水库消落带的平缓区域，在坡面上构建水塘系统，塘的大小、深浅、形状根据自然地形和湿地生态特点确定，塘内筛选适应于消落带季节性水位变动，同时具有观赏价值、环境净化功能、经济价值的湿地作物、湿地蔬菜、湿地花卉等，充分利用消落带自身丰富的营养物质，构建消落带基塘系统。三峡水库白夹溪生态工程设计选择白夹溪河口地带的老土地湾，该区域是三峡水库蓄水的直接影响区，根据生态工程学原理，在该区域挖塘、堆基。根据自然地形，塘的平均大小约30～60hm2，塘的深浅控制在0.3-1m，2008-2010年共建设试验性基塘约10hm2。塘基宽约0．8—1m，塘基上种植桑树、枸杞。塘与塘之间通过传统的水堰连结。试验性种植茭白、普通莲藕、太空飞天荷花(专门针对消落带水位变动而定向培育的品种)、慈菇、荸荠、水生美人蕉、菱角、水芹、蕹菜、水稻等水生作物。对基塘系统内的水生作物采取近自然生态管理模式，禁止农药化肥的施用。根据植物的生长特性，于每年蓄水之前和退水之后测定各种水生作物的产出情况。三峡水库白夹溪生态工程设计（2）林泽工作林泽工程是在消落带筛选种植耐淹且具有经济利用价值的乔木、灌木，形成在冬水夏陆逆境下的林木群落。根据三峡水库消落带的水位变动规律、高程、地形及土质条件等，选择白夹溪大湾，以海拔高程175m为界，以海拔高程160—175m作为林泽工程的实施范围。筛选种植耐淹的乔木(种类包括落羽杉、池杉、水松、水杉、乌桕等)、灌木(包括桑树、枸杞、长叶水麻、秋华柳等)．通过乔、灌配置，营建消落带生态屏障带。三峡水库白夹溪生态工程设计林泽工程主要采用两种模式：1)湿生乔木+湿生灌草模式：该带的湿生灌草主要构建于海拔高程在170m以下的区域，种植桑树、秋华柳、枸杞和狗牙根等适生灌草。该带的湿生乔木主要构建于海拔高程170～175m之间的区域，种植植物主要以池杉、落羽杉、水松、水杉、乌桕等湿生乔木为主。2)灌木+湿生草本植物模式：该模式适用于坡度在15度～25度之间的消落带，主要构建草本植物带和湿生灌木林带。该带的湿生灌木主要构建于海拔高程在165～170m之间的区域，种植植物有桑树、枸杞、长叶水麻、秋华柳等。该带的湿生草本植物主要构建于海拔高程在165m以下的区域，草种选择狗牙根、牛筋草等。三峡水库白夹溪生态工程设计（3）鸟类生境再造工程根据鸟类生态学和生态工程学原理。采取生物措施为主，工程措施为辅，进行湿地鸟类栖息地修复和重建。通过湿地地形重塑，生境修复和再造，构建近自然湿地生态体系，增加区域内群落多样性、物种多样性和景观多样性。三峡水库白夹溪生态工程设计①地形重塑：选择老土地湾与白夹溪交犷口以下至白夹溪河口，基于河流-湿地复合体理念，通过挖塘、浅滩开挖、开拓沟渠、土堤建设等，构筑河岸洼地、水塘，以及将洼地、水塘与河流相连的沟渠系统，形成适于水鸟栖息的湿地生态环境。②底质改造：根据鸟类生态学原理，在原有细沙和粘土底质基础上，在局部区域铺沙、铺设细卵石，形成细沙、卵石、水体镶嵌的异质性斑块，满足鸟类生境的需求。③植物配置：根据不同区域消落带的水位特征，按照各种植物的生态习性进行合理配置，在湿地物种的选择上，既要考虑易栽培，易繁殖，又具有一定的景观和经济价值，尽量把库岸的乔、灌、草和水体的挺水、浮叶和沉水植物进行合理搭配，在短期淹没区和淹没区边缘种植湿生植物，形成适于鸟类生存需求的多种湿地植物群落共存的生境格局。谢谢！