湖滨带与缓冲带生态修复技术

湖滨带与缓冲带生态修复2016.01•内容提要：•一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用•二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用1.1湖滨带与缓冲带概念•湖滨区生态系统：湖滨带与缓冲带两个系统合称为湖滨区生态系统。•湖滨带：湖滨带又称湖泊岸边带、湖泊滨岸带等，通常是指湖滨水陆交错带，是湖泊流域陆生生态系统与水生生态系统间的过渡带。•缓冲带：缓冲带的本意是指位于两个或多个区域之间的隔离区或过渡区。缓冲带是湖滨带以外（最高水位以上）的陆向辐射带，是湖滨带的重要保护圈。一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用•生态修复通过人为改变和切断导致生态系统退化的主导因子或过程，减轻负荷压力，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息流动过程，依靠生态系统的自我恢复能力使其向有序的方向演化，使遭到破坏的生态系统逐步恢复并向良性循环方向发展。一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用•生物多样性：湖滨区由于复杂的发育结构及生境多样性，是湖泊生物物种最多、生物多样性最高的区域。•湖滨区生物：植物：陆生植被、湿生植被、水生植被。动物：底栖生物、着生生物、浮游生物、鱼类、鸟类，爬行类。一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用1.2湖滨带与缓冲带主要功能1.湖滨带主要功能•生物多样性保护功能•水质净化功能•水土保持与护岸功能•景观美学与休闲娱乐功能•经济价值2.缓冲带主要功能•入湖污染净化功能•减缓人为活动干扰，保护湖泊生态•休闲娱乐功能•栖息地功能•经济价值一、湖滨带与缓冲带及其功能与作用二、湖滨带与缓冲带类型、调查及问题分析2.1湖滨带与缓冲带的类型及特征2.1.1湖滨带类型•一般地，湖泊的湖滨带可划分为几种常见类型：•1、农田型湖滨带：以农田为主要土地利用形式的湖滨带。该类型地势平坦，农业比较发达，同时往往人口密度大，村落密集，人类活动十分强烈。这种湖滨带植物种类较少，且真正意义上的湖滨带植物已不复存在，取而代之的是年而复始的农作物。农业活动严重破坏了湖滨带的生态系统，农田面源废水大量入湖，污染湖水。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•2、养殖型湖滨带：这种湖滨带内建有大量鱼塘、蟹池，甚至有时会有二层、三层连片规模。经营者往往采取投放饵料、水草等进行高密度养殖，塘水与湖水交换，直接污染湖泊水体，使湖泊水体富营养化。由于鱼池多用钢筋混凝土或者砌石等材料，蟹池往往用软材料构建，基底被人为化，水生态系统被严重破坏，引起湖滨带生物物种消亡。•3、入湖河口型湖滨带入湖河口型湖滨带是以入湖河口及其相邻湖滨区为中心的一种湖滨带类型。该类湖滨带地势平缓，湖口处开阔，多见沉积三角洲或水下沙洲。一般河口湖滨带水生植物群落发育，种群较多，各种动植物繁衍栖息，自然生态系统有时保存较为完好。此类湖滨带也是湖泊生态保护与湖泊治理的重点。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•4、陡岸/堤岸型湖滨带这类湖滨带指山体形成或人们用砌石和混凝土等材料建造的硬质堤岸，其临岸处水较深，风浪较大，水生植物较少。人工硬质堤岸隔断了水陆生态系统的联系，彻底改变了湖滨带自然形态，破坏了湖滨带的生态功能，这类湖滨带是生态最差的类型，应当尽量拆除，重建湖滨带生态系统。在这当中，如何处理好防洪与生态保护的关系、水资源保护与湖泊水量的自然平衡之间的关系，是湖泊人工堤岸“废”与“存”之间不可回避的问题。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•1、农田型缓冲带：以农田、公路等为主要土地利用形式的缓冲带类型。该类型受人类干扰较为强烈。基底和原有自然植被已遭受干扰或破坏，缓冲带的功能基本丧失。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析2.1.2缓冲带类型•一般地，缓冲带可划分为四种常见类型：•2、公路-山体型缓冲带：以公路、山体等为主要土地利用形式的缓冲带类型。该类型缓冲带比较狭窄，植物群落及种类较少。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•3、临湖村落型缓冲带：以缓冲带内或紧邻缓冲带已建村落房屋为主要土地利用形式的一种缓冲带，这种类型缓冲带生态功能极差。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•4、自然滩地型缓冲带：以自然湖滩地、废弃荒地、陆上稀疏草地为主要土地利用形式的一种缓冲带。由于水土条件差，无农田耕种，自然植被长势也较差。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析•1、系统的生态完整性：健康的湖滨区应保有良好的生态完整性，这是衡量一个湖泊湖滨区生态系统是否健康的最重要的标志之一•2、基本保有自我修复能力湖滨区生态系统除了保持良好的生物多样性，生态结构稳定，基本保有自我修复能力是生态系统健康与安全的一个重要标志。•3、湖泊湖滨区服务功能湖泊湖滨区包括湖滨带与缓冲带整个体系，具有一系列生态、环境、净化等服务功能。•4、湖滨区生态服务功能湖滨带与缓冲带地区是鸟类、鱼类的栖息地与产卵场所；近岸水体为当地居民提供清洁的水源地，同时产出多种多样的水产品、生态资源；为当地居民提供自然休闲、生态观光场所；大规模的湖泊生态系统还能为当地气候调节发挥作用。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析2.1.3湖滨区生态环境综合特征2.2湖滨区主要污染源根据多年调查经验，湖泊沿岸湖滨区污染源主要来自3个方面：村落生活污染、景区污染和农田面源污染。二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析1.村落生活污染：主要包括村民日常生活产生的生活污水、人畜粪便与垃圾，有的还包括乡村企业的生产废水等，是湖滨区的主要污染源之一。2.农田面源污染：主要涉及农田施用的大量化肥、农药等，同时也包括生产过程中的固体废弃污染物。3.湖滨景区污染：包括景区的生活污水与生活垃圾污染及其他与旅游相关的污染。主要污染源的贡献率二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析以抚仙湖为例，农村生活灰水、人畜粪尿、农田面源污染是该湖岸主要污染贡献源。从下图可以看出，农田面源污染CODcr、TN贡献率最大，人畜粪尿的TP贡献率最大。CODcr贡献率TN贡献率TP贡献率2.3湖滨区主要生态环境问题二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析1.湖滨带的自然生态系统退化，生物资源再生循环过程受到严重影响2.湖滨带水生生物种群和数量发生改变，生物多样性下降3.自然恢复的湖滨带进程缓慢，湖滨带物种单一，生态功能不完善4.沿岸局部水体富营养化，导致大型水生植物死亡5.沿岸区域渔业养殖的超常规发展加剧了湖滨带生态系统的退化6.湖滨带地区面源污染突出7.水位下降，对湖滨带生态环境影响严重8.旅游业的过度发展加速了湖滨带生态的退化2.3.1湖滨带主要环境问题二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析1.缓冲带内生态系统被破坏，人为干扰较为严重2.缓冲带内村落、人口密集，污染物产生量大，影响湖泊水质安全3.种植结构不合理，高污染经济作物紧邻湖滨带种植4.生态功能不完善，无法有效发挥缓冲带作用5.景区景点沿线分布，旅游污染压力较大6.环境综合管理力度不够，缓冲带的保护缺乏系统性和长期性2.3.2缓冲带主要环境问题2.4湖滨带与缓冲带调查内容与方法二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析调查湖滨带与缓冲带以及入湖河流的现状，包括地理位置、水文、水质、生物、污染源分布、周边土地利用情况，以及处理设施现状等，为编制湖滨带与缓冲带的生态修复方案提供翔实可靠的基础数据，确定其主要问题，制定出科学合理的、有针对性的保护与修复方案，最终使方案有序地实施，改善湖滨区主要环境问题。1湖滨区调查目的二、湖滨带与缓冲带类型、调查与问题分析2湖滨带与缓冲带调查内容与方法调查类别调查内容调查方式生态特征调查水生物群落：浮游生物、大型水生植物、底栖固着藻类湿地生物：鸟类鱼类、湖滨带植物、其他动物等生境条件：水质、底质、湖岸形态等植被生物量：乔灌草覆盖面积与生物量入湖河流：水质、污染负荷、底质等现场调查收集资料湖滨区功能调查饮用水源地：水质、嗅味物质、藻毒素、重金属等经济水产品：藻毒素、异味物质等种类和含量游泳与休闲娱乐：水域、收入、影响湖滨带功能：现状、结构、净化等现场调查收集资料主要污染源调查人口及社会经济：村镇数量、人口及人口密度、生产水平、生活水平与社会经济状况等土地利用格局：面积、种类、变化等负荷量：村落污染物排放量、农田污染物、乡镇工业污水、畜禽养殖强度与污染物排放量等收集资料现场调查生态环境事故调查环境事故：水华爆发时间与面积、水源事故、污染事故事故损失：水源地水质恶化事故、鱼类死亡沉水植物退化调查等收集资料现场调查三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计3.1湖滨区生态修复的原则与思路三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计1.因地制宜，实事求是湖滨区生态修复应综合考虑湖滨区及其周边的地形地貌、土地利用、水文气候乃至社会经济等的现状和问题，制定因地制宜、有针对性的生态修复方案3.1.1湖滨区生态修复的原则2.准确定位，把握方向在深入细致地调查研究的基础上，对湖泊的基本特征、整体生态系统和湖滨区生态状况、污染特征等环境因素进行全面分析，与类似湖泊进行对比研究，从而提出准确的定位，制定合理的修复理念。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计3.合理区分，突出重点进行湖滨区生态修复前宜进行合理分区，结合地形地貌、水文气候、社会经济等条件，划分不同的工作单元，划分主次优先解决突出问题，使湖滨生态逐步有序得到修复和改善。4.自然保育与人工修复有机结合湖滨生态修复终极目的是使其恢复到理想的自然状态，是一个漫长的自然过程，在设计中应坚持自然修复为主，人工修复为辅，以自然保育为主线，最终做到两者的有机结合。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计5.整体布局，统筹规划湖滨生态修复方案的设计必须与流域的整体生态系统相结合，充分衔接。并统筹兼顾相关的工程规划，提高工程的可实施性和可操作性。6.双管齐下，构建并重良好的工程建设必须要具备有效的管理办法和运行机制，才能长效运行。没有良好的管理办法，人工恢复的植被无法成活，后期难以形成有效的生态系统。因此，设计时必须制定相应的运行管理措施。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计7.坚持本土物种，避免外来生物本土物种具有适应性强、生态互补性强等优势，在设计中应以坚持本土生物为主的原则，避免引进外来生物，而造成区域性的生态系统紊乱。特殊情况下必须引进时，必须适量，并进行生态危害与影响的科学评估。8.生态文明，以人为本湖滨区生态修复的主旨在恢复湖滨生态环境，完善其生态结构。但对其进行修复的出发点是为人类服务，因此应做到以人为本，坚持人与环境和谐发展，做到双赢，实现可持续发展，建设生态文明。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计不同湖泊的生态环境不尽相同，相对应的修复理念思路及方案也需区分对待，但总体上应以“人退湖进、分区分类、多层修复”的理念为指导进行修复。3.1.1湖滨区生态修复的思路1）人退湖进我国人口众多，愿择水而居，因此湖滨区人口相对集中，认为干扰强度较大，生态系统破坏严重。因此，在开展修复前应进行整理与清除，明确湖滨区范围与边界，恢复其应有空间。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计3）多层修复湖滨区由外到内逐渐由陆地过度到水域，高程逐渐降低，生境条件和相应的植被、动物等也有所变化，渐变的生物群落形成了多个圈层，因此，在设计时，采用多层修复的技术路线。2）分区分类根据生态状况、地形地貌、水文水系、土地利用、行政区划等条件对湖滨区进行特征分区和分类，根据不同区块、类型的特点，制定具有针对性的、更为合理可行的修复方案。三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计湖滨生态系统总体构建内容湖滨生态系统构建一般应包括“本底调查、分类分区、基底修复、污染控制、植被恢复”五个方面的工作内容。本底调查分类分区基底修复污染控制植被恢复生态现状污染状况水质现状土地利用湖滨带缓冲带人退湖进污染清除区内污染外部污染湖滨带缓冲带三、湖滨带与缓冲带生态修复理念与设计缓冲带属于湖泊陆相辐射带，其生态修复应以陆生和湿生植物为主。在进行修复时，通常建立“绿篱隔离带、多自然乔草带、生态透水植被带、灌草复合带”四大功能带。根据湖泊环境和现状进行合理配置和适当调整。其中