CN105638015A - 一种潮间带盐沼湿地的恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潮间带盐沼湿地的恢复方法，包括：在潮间带中选定适宜湿地恢复和湿地植被生长的恢复区域；在恢复区域的外缘构建生态坝，安装用于连通恢复区域和海域的涵管；在恢复区域内对部分基底进行挖掘形成浅塘，抬高部分基底形成适宜于盐沼植物生长的植物生长区域；在植物生长区域内种植湿地植物，在种植期和幼苗期将涵管关闭，利用水泵将浅塘中的水灌入恢复区域中的湿地，湿地排水自流返回浅塘，湿地和浅塘形成内部水循环，保持低水位；待湿地植被成熟后打开涵管，引入海水潮汐流，形成潮汐水位变化，为已形成的盐沼植被提供适宜的淹水-落干交替的生境，使恢复区域逐渐恢复成盐沼湿地。本发明通过土方平衡和水量调控等技术手段，恢复退化的潮间带湿地，提高湿地生态系统结构和功能的稳定性。

Description

一种潮间带盐沼湿地的恢复方法

技术领域

本发明属于海洋环境保护和生态工程领域，尤其涉及一种潮间带盐沼湿地的恢复方法。

背景技术

盐沼湿地是海岸与开放海域之间(潮间带)生长盐沼植物的潮滩区域，是全球生产力较高的生态系统之一，具有丰富的生物多样性，为潮间带提供极为重要的生态服务功能，是全球“蓝色碳汇”的主要贡献者。盐沼湿地具有防护岸滩、清洁水质、碳汇等重要生态功能。而且，盐沼植物是推动湿地生态系统物质循环和能量流动的基础要素，其在维持个体生存、种群稳定与群落发展的同时，也为湿地生态系统中的其他生物提供了丰富的食物，并创造了良好的栖息环境。

然而，湿地生态系统对外界干扰的抵抗力较弱，极易退化。近十多年来，随着河口海岸地区的人口迅速增长和经济快速发展，在不合理开发利用与自然侵蚀的共同作用下，湿地生物资源逐渐受损、退化并消亡，导致我国盐沼湿地植被面积锐减、生态质量和生态作用低下，湿地水质污染，湿地生态系统功能退化等一系列环境问题，严重制约了潮间带城镇经济的可持续发展。因此保护湿地以及恢复湿地生态，对于维护湿地生态平衡，改善水质，促进沿海城镇经济可持续发展，具有十分重要的意义。

湿地修复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现退化前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的生态作用。包括湿地的修复、湿地改建以及湿地重建。湿地恢复的方法主要有：自然恢复和人工促进恢复。自然恢复方法是通过自然过程恢复湿地的功能和价值，优势在于低成本以及恢复的湿地与周围景观的协调一致，但是该方法时间长，见效慢，仅适用于退化尚不算严重的湿地。人工促进恢复方法则是人类直接控制湿地恢复的过程，以恢复、新建或改进湿地生态系统，人工促进恢复方法时间短，见效快，但需花费大量资金和物力。

目前，越来越多的专利开始关注于滨海、河流、湖泊的湿地恢复技术和方法。比如，专利公开号CN102763549A利用控制地表水位对湿地植被进行原位修复；专利公开号CN103314763A通过湿地地形整改和植物配置进行高原湿地植被生态恢复；专利公开号CN104828949A将湖滨人工湿地分为防护林带和植物缓冲带来进行湖滨人工湿地生态恢复；上述三个专利所述方法进行的湿地恢复工程周期较长，见效较慢，且仅关注于湿地植被的恢复与重建而忽视了如何进一步改善湿地水质，从而导致构建的湿地生态系统不够完善且湿地生态功能无法发挥到最大。专利CN1880583A和CN101723514A以种植乡土物种在湖滨带进行自然湿地生态系统的恢复和水质治理，但是该方法需根据不同水位梯度筛选适合植物，无法自行调控水位以配合湿地植被不同生长期的需求。专利CN103774607A通过在湖滨带区域挖塘和堆岛来修复基底，进一步形成“塘库湖湾水网系统”，然而该法缺乏对湿地生态系统的整体设计，且不适用于海岸带潮汐涨落的生境条件，更无法大规模地恢复盐沼湿地植被。

因此，亟需一种基于科学的策略和合理的生态设计来恢复和重建盐沼湿地的方法。

发明内容

本发明提出了一种潮间带盐沼湿地的恢复方法，包括如下步骤：

步骤一：在潮间带中选定适宜湿地恢复和湿地植被生长的恢复区域；

步骤二：在所述恢复区域的外缘构建生态坝，在所述生态坝下安装用于连通所述恢复区域和海域的涵管；

步骤三：在所述恢复区域内对部分基底进行挖掘形成至少一个浅塘，同时利用挖出的余土直接吹填抬高部分基底形成适宜于盐沼植物生长的植物生长区域；

步骤四：在所述植物生长区域内种植湿地植物，在种植期和幼苗期将所述涵管关闭，利用水泵将所述浅塘中的水灌入所述恢复区域中的湿地，湿地排水自流返回所述浅塘，所述湿地和所述浅塘形成内部水循环，保持低水位，以进行盐沼湿地恢复；

步骤五：待湿地植被成熟后，将所述涵管打开引入海水潮汐流，利用海水潮汐水位变化对所述恢复区域内水体进行循环净化，使所述恢复区域逐渐恢复成盐沼湿地。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，所述涵管为防海水腐蚀的塑料PPC或钢管材质。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，所述浅塘的深度与植物生长区域的高度的比例为1:1-2。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，所述植物生长区域高出水平面1-2米。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，在所述涵管上安装涵闸，以调控所述恢复区域的水位。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，步骤三之后进一步包括：在所述植物生长区域的表层覆盖营养土以利于植物生长。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，步骤四中保持低水位是指水位保持在1.5m以下。

本发明提出的所述潮间带盐沼湿地的恢复方法中，多个所述浅塘之间利用管道连通。

本发明的有益效果在于：

利用本发明恢复方法利用人工干预和自然演替相结合，在湿地植被生长前期通过水位调控促进植被快速生长，待植被成熟后引入潮汐形成盐沼湿地，使得恢复的湿地更接近自然；通过此方法构建来湿地与塘的内循环系统，能够有效改善水质，且为湿地生物提供了多样化生境；利用此方法可以低成本地快速实现盐沼湿地恢复；该方法建成的湿地工程可辟为较大规模的生态旅游和水产养殖基地。

附图说明

图1为本发明恢复方法的流程图。

图2为潮间带盐沼湿地恢复区内循环示意图。

图3为湿地恢复区与外部潮汐连通后，涨潮时水流示意图；5为涵管。

图4为湿地恢复区与外部潮汐连通后，退潮时水流示意图。

图1-4中，1-堤岸，2-生态坝，3-进出口水管，4-潮沟，5-涵管。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

如图1所示，本发明潮间带盐沼湿地的恢复方法包括如下步骤：

步骤一：在潮间带寻找适宜湿地恢复、湿地植被生长的恢复区域，如，基底较高的光滩或原有退化湿地；

步骤二：在恢复区域的外缘(如恢复区域与外部海域之间)构建生态坝2，以起到保滩作用，防止湿地基底损失；在生态坝2下安装涵管5，涵管5连通湿地恢复区域内部浅塘与外部海域，并在涵管5加设涵闸，以调控恢复区域水位，为植被恢复创造条件；

步骤三：在恢复区域内实施基底修复，即根据实际地形，将部分区域挖深，形成若干有利于大型藻类、浮游动物、鱼类栖息生长的浅塘；同时利用挖出的余土，直接吹填至另一部分区域，抬高其基底，形成适宜于盐沼植物生长的植物生长区域，并在表层覆盖营养土以利于植物生长；植物生长区周边利用松木桩结构护岸，同时在内部开挖一定长度潮沟4，以利于植物生长区内部引排水；在浅塘内部布设太阳能潜水泵，并通过管道连接各个浅塘，以及植物生长区；

步骤四：在植物生长区域种植适宜本地条件的盐沼植物，在引种期和植被生长期主要通过涵闸调控适宜水位，并关闭涵闸，为种苗提供适宜的生境条件；同时利用太阳潜水泵将浅塘内水体提升至植物生长区，流经植物生长区之后再返回浅塘；形成内循环以改善内部区域水质；

步骤五：在植被成熟养护期，通过开启涵闸，引入海水潮汐流，为已形成的盐沼植被提供适宜的淹水-落干交替的生境，任其自然演替，最终形成真正的盐沼湿地。

在本发明的一个实施例中，实验地点为一处受自然侵蚀和人为干扰双重影响的受损岸段。在海洋潮汐侵蚀和陆域污染干扰的共同作用下，潮滩湿地退化情况严重，局部区域潮滩湿地消亡，并演变为光滩。水质恶化，COD、TP、TN分别为99mg/L、0.13mg/L、2.6mg/L，表观水色呈暗黄色，透明度仅为25cm；已开始采取生态修复和生态监测等综合措施，恢复盐沼湿地，保护该海岸生态环境。

参阅图2，在其北岸某岸段构筑一道约188m长的生态坝2，起到相对独立封闭的目的；生态坝2与海塘主堤、库区隔堤围成湿地恢复区域，面积为6000m²。生态坝2下方布置涵管5，涵管5上设置涵闸，可通过涵闸开启和关闭控制生态恢复区域引排水；

在生态恢复区域内重构基底，即靠近生态坝2部分挖深1m，形成1号浅塘，面积为1200m²，该区域原始平均标高为0.5m，挖深后基底标高-0.5m；靠岸堤部分挖深1m，形成2号浅塘，面积为500m²，该区域原始平均基底标高为2m，挖深后基底标高为1m；挖出的土将生态恢复区内剩余部分包括2号浅塘周边抬高形成盐沼湿地基底构成的植物生长区域，基底标高2.2-2.1m，面积为2000m²，在基底上覆10cm营养土，以利于盐沼植物生长，在盐沼植物生长区域内开挖潮沟4共160m，以利于内部水量分配；为防止侵蚀在盐沼植物生长区域外侧、以及内部潮沟4两侧用密布松木桩保护；

参阅图2，在1号浅塘、2号浅塘、盐沼植物生长区域内配设进出水管及潜水泵，形成水体内循环系统，即该系统运行时，可通过潜水泵提升1号浅塘水体至2号浅塘，2号浅塘出水再由潮沟4自流进入植物生长区域，在盐沼植物生长区域内停留一段时间后，最终自流返回1号浅塘；

参阅图3，4月初在2000m²恢复区域内岸滩湿地部分(土方堆高区)种植适宜当地气候和环境的芦苇、海三棱藨草、糙叶苔草、藨草等湿地盐生植物，提高多样性；在退潮时间观察1号浅塘水位至1.5m左右时，关闭涵管5涵闸防止海水进出，即通过调控水位方式为种苗生长提供良好条件，避免长期淹水，同时对于入侵的互花米草，及时人工清除；同时开启内循环系统潜水泵，使得恢复区域内水体处于内循环状态；

参阅图2，在1号浅塘内设置水体混合装置，同时种植沉水植物，1号浅塘水体由太阳能潜水泵(30m³/h)提升进入2号浅塘；在2号浅塘内种植沉水植物，并设置浮岛，通过自然沉淀和浮岛植物根系接触沉淀去除大部分SS，出水进入盐沼植物生长区域，通过植物根系-基质-微生物的复合作用，进行强化净化，去除部分氮、磷及COD，出水通过自然落差，重新汇入1号浅塘；通过持续内循环净化作用在较短时间改善水质，满足水生生态系统形成要求。其水体循环的基本工况条件如下：1号浅塘水位2.0m，2号浅塘水位2.2m，盐沼植物生长区域水位2.1m，日循环水量500m²，1号浅塘停留时间为5d，2号浅塘停留时间为0.5d，盐沼植物生长区域停留时间0.2d；

上述植物生长期即内循环净化阶段共50d，塘中水体COD、TP、TN分别降低至53mg/L、0.04mg/L、0.46mg/L；至第28d，COD、TP、TN分别为47mg/L、0.036mg/L、0.31mg/L，此时表观水色清澈明亮，并可见底。5月底盐沼植物成活，7月份之后芦苇、海三棱藨草、糙叶苔草、藨草进入快速生长期并逐步成熟，株高及盖度上升明显；至9月份植物生长良好，盖度达到80％。

参阅图4，此时湿地植物对于水位变动及淹水过程已较为适应，因此可开启涵管5的涵闸，使得恢复区域水位与外部海域水位一致变动，为已形成的潮间带盐沼植被提供适宜的淹水-落干交替的生境；

利用该方法将湿地恢复工程建成以后，成功恢复本地滩涂湿地植物形成近自然湿地群落，而且整个湿地系统水质净化效果显著，最终形成岸滩湿地景观与水质净化功能相结合的湿地生态园，为底栖动物、鱼类等湿地动物提供栖息地，为近岸水域涵养优质海水水源，为当地提供生态环境公众教育的场所。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (8)

1.一种潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在潮间带中选定适宜湿地恢复和湿地植被生长的恢复区域；

步骤二：在所述恢复区域的外缘构建生态坝，在所述生态坝下安装用于连通所述恢复区域和海域的涵管；

步骤三：在所述恢复区域内对部分基底进行挖掘形成至少一个浅塘，同时利用挖出的余土直接吹填抬高部分基底形成适宜于盐沼植物生长的植物生长区域；

步骤四：在所述植物生长区域内种植湿地植物，在种植期和幼苗期将所述涵管关闭，利用水泵将所述浅塘中的水灌入所述恢复区域中的湿地，湿地排水自流返回所述浅塘，所述湿地和所述浅塘形成内部水循环，保持低水位，以进行盐沼湿地恢复；

步骤五：待湿地植被成熟后，将所述涵管打开引入海水潮汐流，为盐沼植被提供适宜的淹水-落干交替的生境，使所述恢复区域逐渐恢复成盐沼湿地。

2.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，所述涵管为防海水腐蚀的塑料PPC或钢管材质。

3.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，所述浅塘的深度与植物生长区域的高度的比例为1:1-2。

4.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，所述植物生长区域高出水平面1-2米。

5.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，在所述涵管上安装涵闸，以调控所述恢复区域的水位。

6.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，步骤三之后进一步包括：在所述植物生长区域的表层覆盖营养土以利于植物生长。

7.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，步骤四中保持低水位是指水位保持在1.5m以下。

8.如权利要求1所述的潮间带盐沼湿地的恢复方法，其特征在于，多个所述浅塘之间利用管道连通。