CN105347491B - 一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，包括浅滩湿地、高滩湿地、泥滩湿地和敞水面湿地，浅滩湿地设于泥滩湿地的上游，高滩湿地设于浅滩湿地和泥滩湿地的一侧，浅滩湿地、泥滩湿地和高滩湿地之间具有一定的间隔，敞水面湿地环绕在浅滩湿地、泥滩湿地和高滩湿地周围。本发明在湿地内利用一块区域布置四种类型的自然湿地，可显著提高该区域生境的多样性，辅以植被恢复、动物投放、鸟类招引等措施，可有效提高生物多样性，对上游来水也可起到较好的净化作用，本发明投资省、运行维持费用低、适用范围广，不仅可有效提高水质和生物多样性，而且也可显著改善湿地景观。

Description

一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统

技术领域

本发明涉及生态环境工程技术领域，尤其涉及湿地组合系统在生态修复中的应用。

背景技术

随着城市化的快速发展和人口的激增，人类对自然资源的需求不断增加，对自然环境的改造也在不断拓展，人为活动的触角已经延伸到了自然生态系统的方方面面，在拓展了人类生存空间的同时，也极大地压缩了生态系统中其他生物的生存空间。此外，由于人类对自然生态系统的不合理利用以及污染和破坏，使得适宜的生物栖息地范围不断缩小，而生物栖息地的破坏又反过来影响了人类对自然资源的利用。近年来频频出现的河流、湖泊重污染事件就是人为活动破坏了河流和湖泊的生态系统和其自净能力的后果，而河流和湖泊的水质下降，则直接影响到人类对水资源的利用。因此，重建人与自然生态系统的和谐共存关系已经刻不容缓。

湿地被誉为“地球之肾”，是水陆相互作用形成的独特生态系统，具有季节或常年积水、生长或栖息喜湿动植物等基本特征，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。然而近年来由于社会经济发展对湿地的影响，湿地面积不断下降，湿地生境空间结构的多样性也不断下降。由于不同动植物对生境的偏好不同，同一种动物在觅食、休憩、繁殖等不同活动中对生境的需求也不同，生境多样性的降低对生物多样性构成了直接的威胁，甚至出现某种特定生境的丧失造成依赖于其的某个特定物种灭绝。而湿地生物多样性的降低则进一步导致了湿地生态系统功能的下降。

目前，对于湿地生态系统的修复也越来越受重视，除了物理和化学方法，人工湿地、仿自然湿地的方法由于其费用低、效果好、二次污染低等原因得到了广泛的应用。但这些修复技术一般仅关注湿地水质的改善，而未考虑湿地作为生物的栖息地的功能。一些恢复湿地自然植被系统的生态修复技术虽然以水质改善为目的，客观上为一部分生物提供了栖息地，但也未考虑到不同类型生物对于不同栖息生境的要求。因此，开发一种能为多种类型生物提供栖息地、恢复生物多样性、构建稳定的湿地生态系统的湿地生态恢复技术显得尤为迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，能够对生态环境进行修复，利用生态环境对周围环境进行调节，对上游来水进行净化，提高湿地的景观价值。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，所述湿地系统包括浅滩湿地、高滩湿地、泥滩湿地和敞水面湿地，所述浅滩湿地设于所述泥滩湿地的上游，所述高滩湿地设于所述浅滩湿地和所述泥滩湿地的一侧，所述浅滩湿地、泥滩湿地和高滩湿地之间具有一定的间隔，所述敞水面湿地环绕在所述浅滩湿地、泥滩湿地和所述高滩湿地周围；

所述浅滩湿地包括多个不同高程的浅滩、河网水系和滨岸带，所述浅滩湿地的最大高程在常水位以上1m左右，所述浅滩湿地的植被恢复以挺水植被为主；

所述高滩湿地包括多个岛屿及岛屿之间的河道，所述高滩湿地的最大高程在洪水位以上2-5m，所述岛屿露出水面的区域的植被恢复陆生植被为主，所述岛屿被季节性淹没的区域的植被恢复以湿生植被为主，所述岛屿之间的河道的植被恢复以沉水植被为主；

所述泥滩湿地包括两栖生物栖息岛、泥滩区域和周边浅水区域，所述泥滩区域地形平坦，所述泥滩区域与周边浅水区域之间的高程差为至少0.5m，所述两栖生物栖息岛的最大高程在洪水位以上1-2m，所述泥滩湿地的恢复植被以湿生灌木和挺水植被为主；

所述敞水面湿地是所述高滩湿地、浅滩湿地和所述泥滩湿地向外延伸水深不超过3m的区域，该区域是在原有地形的基础上进行适当的挖深和堆高形成，所述敞水面湿地的恢复植被以沉水植被为主；

所述浅滩湿地占湿地组合系统总面积的20-30%，所述高滩湿地占湿地组合系统总面积的15-25%，所述泥滩湿地占湿地组合系统总面积的10-20%，所述敞水面湿地占湿地组合系统总面积的25-55%。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述浅滩湿地包括常水位以上的区域和常水位以下的区域，其中，常水位以上的区域占浅滩湿地的60-70%，常水位以上的区域为被水系分隔开的浅滩，浅滩的高程在常水位以上0.5-1.5m，浅滩之间的水系深度为0.5-1.5m，所述浅滩湿地的滨岸带坡降比为1：4-1：7。

在浅滩湿地区域中，常水位0.5m以上的区域零星种植垂柳、枫杨等湿生乔木，杞柳、野茉莉、野蔷薇等湿生灌木，以及狗牙根、高羊茅等地被植物；常水位0.5m以下至水深0.5m内，种植芦苇、香蒲、菖蒲等水生植物，浅滩湿地区域中水系宽度不足5m的区域内不种植水生植物。

所述高滩湿地中岛屿面积占高滩湿地面积的70-80%，岛屿的高程在洪水位以上2-5m，岛屿的滨岸带坡降比为1：2-1：7，岛屿之间的河道水深为0.5-1.5m。

在高滩湿地中，高于洪水位以上1m的区域种植本地高大乔木、小型灌木以及地被植物，为鸣禽以及一些陆生动物提供栖息地；常水位以上0.5m至洪水位以上1m的区域，种植垂柳、枫杨、水杉、池杉等乔木以及狗牙根、高羊茅、黑麦草等地被植物；常水位以下0.5m至常水位以上0.5m之间的区域，种植芦苇、香蒲、再力花等水生草本植物。

所述泥滩湿地按高程分为常水位以上的部分和常水位以下的部分，其中，常水位以上的部分占70%-80%，泥滩湿地中间区域的高程在常水位以上20-30cm，泥滩湿地边缘区域的高程在常水位以上0-20cm，泥滩湿地周边浅水区域高程在常水位以下0-20cm；两栖生物栖息岛的数量为1-2个，两栖生物栖息岛的最高点高程在洪水位以上1-2m，周边河道水深0.5-1.5m。

泥滩湿地的中间区域恢复湿生灌木、湿生草本植物群落，边缘区域恢复部分的挺水植物群落，保留部分裸露的泥滩地、营造沙地，放置石块、树根，泥滩湿地周边浅水区域铺设宽5m、厚20cm的细沙，两栖生物栖息岛高于常水位以上0.5m的区域种植灌木、地被植物和湿生草本植物，常水位以下0.5m至常水位以上0.5m区域种植芦苇等水生草本植物。

敞水面湿地区域的主体水深为1m-2m，局部塑造0.5m左右水深的浅水区以及2-3m水深的深水区。

敞水面湿地种植适于本地生长的沉水植被，包括黑藻、苦草、眼子菜、菹草等；在靠近滩地且水深1m以内的区域恢复浮叶植物，包括水鳖、荇菜、睡莲等植物；适当投放具有除藻功能的底栖动物（寡毛类、双壳类、腹足类、甲壳类等）、浮游动物（轮虫、枝角类、桡足类等）和游泳动物（滤食、刮食性鱼类等）等动物群落，所投放的各种动物均应为本地物种。

按照一定比例设置的不同类型的湿地组合，一方面能够提供多样的生境条件以提高生物多样性，如浅滩湿地主要为野生植物和一些小型湿地动物、涉禽、游禽提供栖息地和觅食场所；高滩湿地主要为一些鸣禽和陆生动物提供栖息地；泥滩湿地主要为两栖及爬行类动物提供栖息、繁衍生境；敞水面湿地主要为沉水植物及底栖动物、浮游生物等提供栖息地。另一方面，不同类型湿地中物理、化学及生物的共同作用及湿地植物输氧造成的湿地基质中好氧、缺氧、厌氧状态的交替出现是保证湿地对氮磷及有机物具有较强处理能力的原因。

本发明的有益效果是：1、在湿地内利用一块区域布置四种类型的自然湿地，可显著提高该区域生境的多样性，辅以植被恢复、动物投放、鸟类招引等措施，可有效提高生物多样性，对上游来水也可起到较好的净化作用，生态湿地的构建，能够有效修复附近的地质、气候、水源等多重生态环境，对周边的空气和水土起到修复和净化的作用，生态净化的手段相比较物理化学处理手段更为科学合理，符合自然规律，生态系统自成一个循环体，不会产生任何需要附加处理的废弃物，生态系统一旦建成，便能够自行运作，不需要任何人工的辅助参与。2、本发明投资省、运行维持费用低、适用范围广，不仅可有效提高水质和生物多样性，而且也可显著改善湿地景观。

附图说明

图1是本发明的平面示意图。

图2是本发明中浅滩湿地区域平面示意图。

图3是本发明中浅滩湿地区域典型剖面图。

图4是本发明中高滩湿地区域平面示意图。

图5是本发明中高滩湿地区域典型剖面图。

图6是本发明中泥滩湿地区域平面示意图。

图7是本发明中泥滩湿地区域典型剖面图。

图8是本发明中敞水面湿地区域典型剖面图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括布置于湿地内的浅滩湿地1，高滩湿地2，泥滩湿地3，以及在三种湿地之间及外围的敞水面湿地4。浅滩湿地1位于泥滩湿地3的上游，高滩湿地2位于浅滩湿地1和泥滩湿地3的旁边，浅滩湿地1、高滩湿地2和泥滩湿地3之间具有一定的间隔，敞水面湿地4位于这些间隔之中。

不同类型的自然湿地适应于涉禽、游禽、鸣禽、陆生动物、两栖爬行动物、底栖动物、浮游生物以及陆生和湿生植物的生境需求。

如图2所示浅滩湿地1，面积占工程区面积20-30%。按高程分为常水位以上部分与常水位以下部分，其中常水位以上部分占60%-70%。常水位以上区域为被水系分隔开的浅滩。浅滩高程多在常水位以上0.5-1.5m，面积相对较小的浅滩高程在常水位以上0.5m，面积相对较大的浅滩中间部分高程在常水位以上1.5m，浅滩地形总体平整但局部有20-50cm的高程起伏。浅滩之间的水系水深0.5-1.5m，宽窄不一，岸线形态蜿蜒曲折。滨岸带坡降比1:4-1:7。浅滩湿地区域丰富的水系、较长的滨岸带为湿地植被提供了丰富的生境，为一些涉禽和游禽以及一些小型湿地动物提供了多样的栖息空间。

如图3所示，浅滩湿地区域中，在常水位0.5m以上的区域零星种植垂柳、枫杨等湿生乔木，杞柳、野茉莉、野蔷薇等湿生灌木，以及狗牙根、高羊茅等地被植物。在常水位0.5m以下至水深0.5m内，种植芦苇、香蒲、菖蒲等水生植物，浅滩湿地区域中水系宽度不足5m的区域内不种植水生植物。

浅滩湿地1中的湿生灌木与地被植物形成和谐稳定的生态循环系统，对浅滩湿地1自身进行循环修复和净化，对周围空气环境进行第一级净化，通过湿地上植被的恢复，对土壤乃至周边水质中的PH值进行调节，同时对水土中的微生物含量也能起到一定的调整作用。

如图4所示高滩湿地区域2，占工程区总面积15-25%。所述高滩湿地包括数个岛屿和岛屿之间的河道，其中岛屿面积占高滩湿地面积70-80%。所述岛屿中面积相对较小的岛屿最高点高程在洪水位（20年一遇，下同）以上2m，面积相对较大的岛屿最高点高程在洪水位以上5m，岛屿上地形有一定的起伏。岛屿滨岸带有陡坡有缓坡，坡降比为1:2-1:7。岛屿之间的河道水深0.5-1.5m，河道宽窄不一，岸线形态蜿蜒曲折。各岛屿最高点高程H1-H4各有不同，且在洪水位以上2m-5m之间。

如图5所示，对于高滩湿地，高于洪水位以上1m区域种植本地高大乔木、小型灌木以及地被植物，乔木多选择结果实的、适于鸟类取食和栖息的树种，包括槐树、楝树、栾树等，为鸣禽以及一些陆生动物提供栖息地。常水位以上0.5m至洪水位以上1m区域区域，种植垂柳、枫杨、水杉、池杉等乔木以及狗牙根、高羊茅、黑麦草等地被植物，确保固土护坡。常水位以下0.5m至常水位以上0.5m之间区域，种植芦苇、香蒲、再力花等水生草本植物。

高滩湿地2自成一个生态修复系统，在这个生态修复系统中，不仅能够对高滩湿地本身的环境和土质进行修复，还能够对周围环境的气候和水质进行调节，改善土壤环境，调节水体PH值和微生物含量，同时高滩湿地2由于其自身的地势特点及植被特点，还能够起到水土保持作用，对下游的陆生环境起到保护作用。

如图6所示泥滩湿地区域3，占工程区总面积10-20%。按高程分为常水位以上部分与常水位以下部分，其中常水位以上部分占70%-80%。泥滩湿地中间区域高程在常水位以上20-30cm，泥滩湿地边缘区域高程在常水位以上0-20cm，泥滩湿地周边浅水区域高程在常水位以下0-20cm。构建1-2个两栖生物栖息岛，最高点高程在洪水位以上1-2m。周边河道水深0.5-1.5m。形成不同高程、不同水深、不同植被和基底的复杂生境，满足两栖爬行类动物栖息、觅食、隐蔽、冬眠等的需求。生物栖息岛最高点高程H5、H6分别为洪水位以上1-2m。

如图7所示，泥滩湿地中间区域恢复湿生灌木、湿生草本植物群落，边缘区域恢复部分的挺水植物群落，保留部分裸露的泥滩地、营造沙地，放置石块、树根，并在相邻的周边浅水区域铺设细沙宽5m、厚20cm。生物栖息岛高于常水位以上0.5m区域种植灌木、地被植物和湿生草本植物，常水位以下0.5m至常水位以上0.5m区域种植芦苇等水生草本植物。

泥滩湿地3位于浅滩湿地1的下游，泥滩湿地3在浅滩湿地1的基础上，对上游来水进行第二轮的净化，对在泥滩湿地3中未得到彻底净化的水质进行进一步的生态修复，达到彻底净化的效果，同时，浅滩湿地1和泥滩湿地3的组合，能够在一定程度上对湿地区域起到水土保持和平衡的作用，防止湿地区域自身的水土流失，上下游湿地的组合能够更好地平衡土壤和水质的PH值和微生物含量。

如图8所示的敞水面湿地，占工程区总面积25%-55%。敞水面湿地区域水深一般为1m-2m，但局部也可塑造0.5m左右水深的浅水区以及2-3m水深的深水区，增加水深和河底地形的复杂性。恢复敞水面湿地的沉水植被，种植适于本地生长的植物，一般可选择黑藻、苦草、眼子菜、菹草等；在靠近滩地、水深1m以内的区域恢复浮叶植物，种植水鳖、荇菜、睡莲等植物。适当投放具有除藻功能的底栖动物（寡毛类、双壳类、腹足类、甲壳类等）、浮游动物（轮虫、枝角类、桡足类等）和游泳动物（滤食、刮食性鱼类等）等动物群落，所投放的各种动物均应为本地物种，以免引入生物入侵种。

敞水面湿地4填充了上述三种湿地之间的空隙，并将上述三种湿地连接起来，形成整体的湿地系统，敞水面湿地4除了能够在一定程度上进行自生态循环之外，还在起到搬运工的作用，对上游来水进行输送，在三种湿地之间起到微生物、水质甚至部分土壤的交换，对三种湿地之间的空气环境和生态气候也起到极佳的融合作用。

实际运用中，应根据基础资料，了解湿地水位变化以及地形情况，根据观察数据分析鸟类和小型动物的分布情况，选择适宜的位置构建湿地组合系统，并合理分配各种湿地面积，达到最优配备效果。

Claims (9)

1.一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：所述湿地系统包括浅滩湿地、高滩湿地、泥滩湿地和敞水面湿地，所述浅滩湿地设于所述泥滩湿地的上游，所述高滩湿地设于所述浅滩湿地和所述泥滩湿地的一侧，所述浅滩湿地、泥滩湿地和高滩湿地之间具有一定的间隔，所述敞水面湿地环绕在所述浅滩湿地、泥滩湿地和所述高滩湿地周围；

所述浅滩湿地包括多个不同高程的浅滩、河网水系和滨岸带，所述浅滩湿地的最大高程在常水位以上1m，所述浅滩湿地的植被恢复以挺水植被为主；

所述高滩湿地包括多个岛屿及岛屿之间的河道，所述高滩湿地的最大高程在洪水位以上2-5m，所述岛屿露出水面的区域的植被恢复以陆生植被为主，所述岛屿被季节性淹没的区域的植被恢复以湿生植被为主，所述岛屿之间的河道的植被恢复以沉水植被为主；

所述泥滩湿地包括两栖生物栖息岛、泥滩区域和周边浅水区域，所述泥滩区域地形平坦，所述泥滩区域与周边浅水区域之间的高程差为至少0.5m，所述两栖生物栖息岛的最大高程在洪水位以上1-2m，所述泥滩湿地的恢复植被以湿生灌木和挺水植被为主；

所述敞水面湿地是所述高滩湿地、浅滩湿地和所述泥滩湿地向外延伸水深不超过3m的区域，该区域是在原有地形的基础上进行适当的挖深和堆高形成，所述敞水面湿地的恢复植被以沉水植被为主；

所述浅滩湿地占湿地组合系统总面积的20-30%，所述高滩湿地占湿地组合系统总面积的15-25%，所述泥滩湿地占湿地组合系统总面积的10-20%，所述敞水面湿地占湿地组合系统总面积的25-55%。

2.如权利要求1所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：所述浅滩湿地包括常水位以上的区域和常水位以下的区域，其中，常水位以上的区域占浅滩湿地的60-70%，常水位以上的区域为被水系分隔开的浅滩，浅滩的高程在常水位以上0.5-1.5m，浅滩之间的水系深度为0.5-1.5m，所述浅滩湿地的滨岸带坡降比为1：4-1：7。

3.如权利要求2所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：在浅滩湿地区域中，常水位0.5m以上的区域零星种植包括垂柳、枫杨在内的湿生乔木，包括杞柳、野茉莉、野蔷薇在内的湿生灌木，以及包括狗牙根、高羊茅在内的地被植物；常水位0.5m以下至水深0.5m内，种植包括芦苇、香蒲、菖蒲在内的水生植物，浅滩湿地区域中水系宽度不足5m的区域内不种植水生植物。

4.如权利要求1所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：所述高滩湿地中岛屿面积占高滩湿地面积的70-80%，岛屿的高程在洪水位以上2-5m，岛屿的滨岸带坡降比为1：2-1：7，岛屿之间的河道水深为0.5-1.5m。

5.如权利要求4所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：在高滩湿地中，高于洪水位以上1m的区域种植本地高大乔木、小型灌木以及地被植物，为鸣禽以及一些陆生动物提供栖息地；常水位以上0.5m至洪水位以上1m的区域，种植包括垂柳、枫杨、水杉、池杉在内的乔木以及包括狗牙根、高羊茅、黑麦草在内的地被植物；常水位以下0.5m至常水位以上0.5m之间的区域，种植包括芦苇、香蒲、再力花在内的水生草本植物。

6.如权利要求1所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：所述泥滩湿地按高程分为常水位以上的部分和常水位以下的部分，其中，常水位以上的部分占70%-80%，泥滩湿地中间区域的高程在常水位以上20-30cm，泥滩湿地边缘区域的高程在常水位以上0-20cm，泥滩湿地周边浅水区域高程在常水位以下0-20cm；两栖生物栖息岛的数量为1-2个，两栖生物栖息岛的最高点高程在洪水位以上1-2m，周边河道水深0.5-1.5m。

7.如权利要求6所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：泥滩湿地的中间区域恢复湿生灌木、湿生草本植物群落，边缘区域恢复部分的挺水植物群落，保留部分裸露的泥滩地、营造沙地，放置石块、树根，泥滩湿地周边浅水区域铺设宽5m、厚20cm的细沙，两栖生物栖息岛高于常水位以上0.5m的区域种植灌木、地被植物和湿生草本植物，常水位以下0.5m至常水位以上0.5m区域种植包括芦苇在内的水生草本植物。

8.如权利要求1所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：敞水面湿地区域的主体水深为1m-2m，局部塑造0.5m左右水深的浅水区以及2-3m水深的深水区。

9.如权利要求8所述的一种提高湿地生物多样性的湿地组合系统，其特征在于：敞水面湿地种植适于本地生长的沉水植被，包括黑藻、苦草、眼子菜、菹草；在靠近滩地且水深1m以内的区域恢复浮叶植物，包括水鳖、荇菜、睡莲；适当投放具有除藻功能的底栖动物、浮游动物和游泳动物，所投放的各种动物均应为本地物种。