退化湿地生态恢复.ppt

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1、退化湿地生态系统恢复,一、湿地的概念,湿地是分布于陆地生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。拉姆萨尔公约，湿地的定义为：“湿地是指不问其为天然或者人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。”,湿地在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化环境、维持生物多样性和生态平衡等方面均具有十分重要的作用，有“地球之肾”之称。中国是世界上湿地类型多、面积大、分布广的国家之一，涵盖了全球39个湿地类型，从寒温带到热带，从沿海到内陆，从平原到高原山区均有湿地分布，包括沼泽、泥炭地、湿草甸、

2、浅水湖泊、高原咸水湖泊、盐沼和海岸滩涂等多种类型，其中，青藏高原湿地属高寒湿地，在世界上为中国独有，它具有独特生态功能，通过涵养水源，孕育了长江、雅鲁藏布江等亚洲主要江河。我国湿地面积约2600万平方公里，仅次于加拿大和俄罗斯，居世界第三位。,安徽湿地自然保护区,三江自然湿地保护区,黑龙江湿地自然保护区,二、湿地生态系统的特点,1、脆弱性。湿地特殊的水文条件决定了湿地生态系统易受自然及人为活动干扰，生态极易受破坏，且破坏后难以恢复。2、高生产力和生物与生态多样性。湿地多样的动植物群落决定其具有较高的生产力和丰富多样的生物物种和生态系统类型。3、过渡性。湿地既具有陆生生态系统的地带性分布特点，又

3、具有水生生态系统的地带性分布特点，表现出水陆相兼的过渡性分布规律。湿地水陆交界的边缘效应是湿地具有高生产力和丰富生物多样性的基本原因。,湿地的上述特点决定了其在调节气候与水文情势、净化环境、维持生物多样性和生态平衡、提供资源等方面具有重要的功能。因此，对湿地进行生态恢复研究时，应充分考虑湿地生态系统的特点和功能。,尽管湿地有着如此多的功能和价值，但由于对其缺乏足够的认识，过去人们大多将湿地视为荒地，是开发与拓荒的对象，对它只是索取，而缺乏有效的保护。加之，湿地受到一些自然因素如植被演替与沉积作用等的影响，导致湿地生态系统遭到破坏，湿地迅速消失，湿地环境发生很大改变，灾害频繁。全球湿地退化问题变

4、得非常突出，尤其是发展中国家更为严重。这严重地威胁着人类社会、经济与生态的可持续性。,三、湿地生态系统恢复,1、目标 湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术，逐步恢复退化湿地生态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统的自我持续状态。但对于不同的退化湿地生态系统，其侧重点和要求也会有所不同。总体而言，湿地生态恢复的基本目标和要求如下：,1 实现生态系统地表基底的稳定性 2 恢复湿地良好的水状况 3 恢复植被和土壤，保证一定的植被概率和土壤肥力 4 增加物种组成和生物多样性 5 实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持能力 6 恢复湿地景观，增加视觉和美学享受 7 实现区

5、域社会、经济的可持续发展,2、湿地生态恢复的方法 湿地恢复方法通常包括工程治理和生物治理部分，大多数工作都采取工程治理与生物治理相结合的方针。,2.1 湿地的工程治理 根据引起湿地生态系统退化的原因，采取人工设计的工程，进行无害化处理，减少不利因素的影响，从而改善环境基质和环境条件，为生物生长创造条件。因此，工程治理是生物治理的前提和条件。采取适当的工程措施，可以大大加速生态恢复的时间。常见的湿地恢复工程治理措施有：1 退耕还湿工程 2 兴建保护区水源补给工程 3 水质改善工程,2.2 湿地的生物治理 生物治理的第一步是植被恢复，只有植被恢复了，才有可能招引来动物，逐步形成稳定的群落和生态系统

6、。植被恢复包括恢复不合理开垦的耕地，通过自然恢复和人工种植两种途径，对退耕还湿区域内的耕地进行因地制宜的恢复植被，并为动物栖息提供适宜的条件。同时根据湿地植物的生长特点，在适合湿地植物生长地区种植湿地物种，恢复湿地生态系统的生物多样性。,2.3 退化湿地恢复的策略 不同的湿地类型，其生态恢复的策略亦有所不同。见下表,2.4 退化湿地恢复的技术 根据国内外对各类湿地恢复项目研究的进展来看，可概括出以下几项技术：废水处理技术，包括物理处理技术、化学处理技术、氧化塘处理技术；点源、非点源控制技术；土地处理技术；光化学处理技术；沉积物抽取技术；先锋物种引入技术；土壤种子库引入技术；生物技术：包括生物操

7、纵、生物控制和生物收获等技术；种群动态调控与行为控制技术；物种保护技术等。,2.5 退化湿地恢复的评价 在湿地的生态恢复过程中，人们较为关心的问题之一是以什么指标衡量湿地恢复和达到何种程度可算湿地恢复成功。这就要求我们建立湿地恢复的评价体系。通常，各种方法都试图通过生物的或非生物的因素去度量或构建湿地功能的评价指数。按照最初的恢复目标建立相应的评价体系，这些评价体系要么聚焦于水文学和土壤学等自然学科，要么聚焦于生物科学，这是湿地恢复评价关注的第一个方面。湿地恢复评价关注的第二个方面是在评价技术中使用参照系作为退化湿地的比较标准。湿地恢复的目标是对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构

8、和功能。因此，选择合理的参照系对于湿地恢复评价工作是非常重要的。湿地恢复评价关注的第三个方面是构建评价指数，从而对湿地多种功能的恢复情况进行定量的评价。,评价之后再将恢复之前湿地的状态与恢复之后的状态或者与参照湿地进行比较，就可以评价湿地恢复的效果。具体说来，该方法有以下几个步骤：1 确定研究对象。湿地生态系统的主要生态要素有：水文、土壤、植被、碳素和养分循环以及动物群落。2 确定参照系。由于存在不同程度的干扰和实际情况的差异，参照系会产生一定的变动。3 构建指数。针对湿地的各种功能和生态要素，构建合理的指数，通过长期的跟踪监测从而对这些功能和要素进行评分。,白龟山库区湿地生态退化分析与恢复探

9、讨,白龟山水库,一湿地保护区概况1地理位置及土地利用状况 白龟山库区湿地位于平顶山市区中心西南约6 km处,地理坐标在北纬334214334616、东经11302311131445之间,地处淮河流域沙颍河水系沙河支流上,由库区河汊、河滩湿地组成。保护区总面积为7 790 hm2,东西长20.9 km,南北跨度7.4 km,其中有林地420 hm2、滩地1 170 hm2、水域6 200hm2。,2自然与社会经济条件 气候特征:保护区属暖温带大陆性季风气候区,68月份盛行南风或偏南风,其他月份均为东北风、西北风,年平均风速2.5 m/s。年平均气温14.9,极端最高温度43.4,极端最低温度-1

10、9.7,年均降水量650800 mm,无霜期214 d。地势:白龟山水库北侧和西北侧为低山丘陵,东侧为平原,水库由北侧的低山、西部的丘陵、南部的顺河坝(长16.2 km)、东部的拦河坝(长1.46 km)围成,整个地势西北高、东南低。,水文特征:水体主要来源为上游沙河水,澎河、应河、大浪河等入库河流是主要补给河流。水库汇流面积1 380 km2,水库占地70 km2,总库容6.49亿m3,常年蓄水量为2.5亿m3。社会经济条件:保护区东北紧邻现代化新城区,西南部是传统农业区,东南侧分布有电力、建材等工业企业。保护区周边分布有2区1县7个乡镇28个行政村,人口密度大,周边经济发展对水库的依赖性极

11、强。,3生物多样性特征 保护区主要生态类型有湿地、森林、灌草丛和农田,区内物种丰富,分布集中。据调查,保护区内有陆生野生脊椎动物239种,其中鸟类186种、兽类20种、两栖类10种、爬行类23种。国家一级重点保护动物有白鹳、黑鹳、大鸨、金雕等4种,国家二级重点保护动物有鸳鸯、大天鹅、小天鹅、苍鹰等23种。属中日候鸟保护协定中保护的鸟类有86种,属中澳候鸟保护协定中保护的鸟类有18种。从鱼类区系组成情况看,以中国江淮平原鱼类为主,其次是南方热带复合体鱼类,分属5目12科。区内植被类型可分为落叶阔叶林、灌草丛、湿地草甸、沼泽植被、水生植被等5个植被型、16个群系。有维管束植物67科186属391种

12、,约占全省植物总种数的8.7%。其中蕨类植物6科6属10种,占河南省蕨类总科数的20.7%,总属数的8.6%,总种数的4.9%;被子植物61科180属381种,占河南省植物总科数的38.6%,总属数的17.2%,总种数的9.1%。,白龟山水库,二 湿地生态退化特征及影响因素1湿地生态系统受损,生物多样性下降 近年来,由于土地利用变化所引起的湿地生态功能受损,是白龟山库区湿地生态退化的重要特征。湿地及周边土地利用变化主要表现在3个方面。(1)平顶山市新城区建设。新城区建设紧邻库区湿地实验区的北部,部分湿地、耕地、荒草地及坑塘等转变为城市建设用地,土地利用的变化直接导致土地覆被的变化,严重威胁湿地

13、及生态交错带的生物多样性。如新城区西侧滍阳镇大量湿地被建筑垃圾填平,生物多样性消失殆尽。为了景观美化并改善新城环境,新城区沿库岸栽植了栾树、桂花、银杏、雪松、女贞等10余种绿化树种,但原来由构树、苦楝、黄荆、酸枣、水柳、黄背草、茅草、臭草、芦苇、连线草等组成的天然乔灌草植物群落被完全破坏。,人工栽植的植被抵抗病虫害能力较差,需要经常喷洒杀虫剂,不仅危害非靶标动植物,而且农药残留污染土壤,并随降雨径流进入水库,造成水体污染。另外,道路作为一种典型的人工干扰廊道,不仅直接占用土地,使自然生态系统面积减少,原有土地利用方式转化为人工裸地,而且噪声、废气和水污染以及人工灯光也会造成生境破碎化和生态系统

14、功能下降3,给外来物种入侵创造机会。如新城区湖滨大道距离水体过近,最近距离不超过10 m,使该区域湿地人工化严重,生境破碎。,(2)非法采沙。受利益驱使,库区非法采沙活动近年来异常猖獗,虽当地政府屡次取缔,但收效甚微。采沙不仅会改变水体的运移平衡,直接影响水库行洪安全,造成水库水质污染,对水生生态系统产生不利影响,而且长期采沙致使库岸受侵蚀严重,部分库岸发生崩塌,大量湿地被破坏,从而导致湿地鸟类、湿生植被等随其生境面积减少而迁徙或丧失。如位于湿地核心区的沙岛是保护区天然植被和鸟类密度最大的区域之一,由于非法采沙,致使其面积不断萎缩,天然植被遭到破坏。加上库区周边网箱养鱼、围网捕鱼、猎捕野生动物

15、等行为,造成水库鱼类自然增殖能力变小、种类趋于单一,大型野生动物数量锐减。据调查,近年由于大量捕捞,水库鱼类产量逐年下降,捕获个体与同类相比也逐渐变小。采沙在加剧水土流失的同时,占用了大量湿地及周边耕地、林地、草地等,使土地利用性质发生改变。据调查,研究区库滨带有非法采沙点数十个,每个采沙点面积从600 m2到6 000 m2不等,沙堆周围植物枯死、土壤沙化,严重威胁库滨带生态安全。,(3)湿地围垦。受多种因素影响,近年来入库河流及水库水位持续下降,出露的库底、河口滩地及原来的部分湿地大部分被开垦为耕地,而且大规模的土地整理使库区湿地的条块性分割越来越严重。据研究4,19942002年,白龟山

16、水库水域面积呈减小态势,8年内减少了542.47 hm2,其中库区西侧沙河入库河口露出的库底有306.92 hm2被开垦为耕地,93.1 hm2滩地成为荒草地。库区湿地的农业化利用和条块性分割使原湿地生境破碎或发生根本性变化,从而导致生物多样性的变化甚至某些生物种的灭绝。,2水体污染 相关研究表明,白龟山水库水质指标如BOD5、CODMn、氨氮、总磷、氟化物和pH值等指数近年来均呈上升趋势,而DO则呈逐年递减趋势。由此可见,保护区内水质已经有所下降,主要体现在生活污染、农业污染、工业热污染和河流污染等,污染源主要有:(1)随着新城区开发建设的推进,保护区周边入住人口迅速增加,部分未经处理的生活

17、污水和生活垃圾直接进入水体,而且在水库周边还分布着众多餐饮、娱乐等场所,形成多点污染;同时,由于湿地北岸的石质低山丘陵与坡地植被覆盖率低,水土流失严重,增大了水体富营养化的潜在发生率。另外,由于近年来水库水位下降,库区东北侧靠近姚孟电厂处出露的41.73 hm2库底也被改为工业用地4,加之受火电厂及周边建材等工业影响,库滨带生态环境明显恶化。这主要是因为湿地利用属性的改变以及建设用地、工矿用地的侵占,破坏了原有水系格局和交换能力,降低了库区水环境容量和对污染物的稀释、净化和吸纳能力。据2009年5月实地调查,白龟山水库浅水区部分水域水藻滋生,沿库岸蔓延,宽度达数百米。,(2)近年来保护区周边农

18、业生产中化肥施用量逐年增加,但利用率较低,只有40%50%被植物吸收,50%以上的化肥被农田灌溉水和地表径流冲走,最终汇入水库。加之农业病虫害较多,农药用量也在不断增加,农田被污染,随降雨淋洗后汇入水库形成污染。(3)湿地周边水域水产养殖和畜禽养殖,对水质产生了严重影响,损害了饮用水源地功能。(4)作为国家重点火力发电基地的姚孟电厂所排放的废热水,未经任何降温处理和废热利用便通过明渠直接排入水库,引起水温增高、DO下降,造成生物量改变,破坏水生生态环境。,(5)据当地环境监测中心站对入库河流水质监测,生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数等指标均符合地表水环境质量标准中的类标准,水质较好,但氮、磷等营

19、养指数均较高(资料来源于平顶山市环境保护局发布的平顶山市2006年环境状况公报)。其主要原因是:入库河流上游所流经的地区工业水平薄弱、经济发展落后,加上受国家饮用水水源保护区污染防治管理规定约束,尚无大量工业污染进入上游河流,但受沿岸居民生活和农业生产的影响,入库河流富营养物质均有所增加,从而在一定程度上对白龟山水库水质构成了潜在危害。,三保护区湿地恢复策略1加强保护区水土保持和生态林业建设 库区北岸石质低山丘陵生态退化、水土流失非常严重,而南岸是大型人工顺河坝。基于这一重要特征,白龟山库区湿地恢复的一项重要内容是库区周边区域的水土保持和生态林业建设。(1)低山丘陵石多土少,土壤贫瘠,既怕旱又

20、怕涝,天然植被经过长期的采伐早已消失殆尽,到处呈现出裸露的石质坡地或旱生杂草。加之由于新城区建设,使原有地形和植被发生了很大变化,建筑地形开挖使得尚未绿化的坡地到处堆满了碎石渣土,挖高垫低人为再造地形也使得某些地方大面积基岩裸露,以致每到雨季,北岸坡地水土流失严重,造成湿地生态功能萎缩。因此,水库北岸应从植树造林、绿化荒山、保持水土、涵养水源等入手,以抗逆性植物(如适于本地生存的刺槐、臭椿、侧柏、紫穗槐、锦鸡儿等乡土树种,紫云英、油菜、绿豆、黄豆、沙打旺、紫花苜蓿等豆科植物)为主,重点进行生态林建设,并适当发展林产业。,(2)人工顺河坝坝体较高,外侧为农田,大部分堤段无林地或只有少量郁闭度较低

21、的疏林地,受地下水渗漏影响,周边农田存在着土壤盐渍化等潜在次生生态危害。因此,应根据堤防干渠及外缘的地势,针对不同性质的土壤,并从城市景观特点方面考虑,着重构建生态防护林、生态经济林和景观生态林。如在堤岸沿线以乔木、灌木为主,配置杨树、柳树、白蜡、银杏、杜仲、国槐、枫树等乔木以及柽柳、月季、黄杨、紫穗槐、木槿等灌木。同时在堤岸外围营建小带距、小网格生态林带,在周边农田建设高标准农田防护林网,对生态景观区的堤坝等地进行规划栽植,以改善顺河坝沿线的生态环境和景观。,2保护区周边生态农业建设 库区西侧湿地面积较广,是保护区的核心区域,当前水体质量并未出现明显恶化,但由于周边区域为农田,农用化肥、农药

22、的大量施用势必通过降雨径流等进入水库,使库区湿地存在着潜在的水体富营养化及水体污染危害。与此同时,农田的不断围垦,使湿地资源不断遭受破坏。为防止库区湿地生态系统功能退化,首要措施是对该区域进行退耕还湿地,以恢复原有的自然景观。除此之外,更主要的途径应是控制湿地周边区域农田的开发规模,走内涵式农业道路。既要发展生态型绿色农业,又要兼顾湿地的潜在景观旅游功能,依据人类与自然共生原理,把地理学研究空间关系与生态学研究结构功能所用方法结合起来,进行适应型景观生态设计,建立多种复合高效生态系统,实现有限湿地资源的综合开发与循环利用。其侧重方向可以考虑在周边区域农田建立生态农业示范基地,倡导绿色农业,减少

23、农药、化肥施用量,推广综合防治和生物防治措施,防止农业氮、磷及农药残留对环境的影响,最大程度地减轻农业活动对水源区的污染。,3保护区生态旅游 保护区内湿地资源和人文景观资源丰富,加强湿地资源的保护,不是只保护不利用,而是要在湿地资源保护发展的基础上,做好湿地资源的综合开发1。区内历史文化悠久,水库北岸有应国古墓群遗址、北宋废墟遗址、千年古刹香山寺等古迹。应在科学的旅游规划基础上,在保护区实验区将湿地景观资源、文化资源开发与周边低山丘陵旅游资源开发进行整合,开展生态旅游活动,4进行水污染控制 虽然当前库区水质状况尚未受到明显污染,但人为活动干扰压力越来越大。南水北调中线输水干线工程计划从白龟山水

24、库上游穿沙河,利用该水库进行调节并向周边城市供水。工程实施后,白龟山水库下泄水量将减少,直接后果是沙河中下游水资源总量减少、承载力降低,水质从上游向下游势必出现下降的趋势。因此,应加大水污染控制力度,从入库河流上游到水库周边农田、城市建设用地、工矿用地、居民生活等方面由线到面、多点监控,对水质进行监测、控制与处理。,5保护区管理对策 从保护区自身建设等方面规范、约束保护区管理,包括:编制保护区生态规划,制定严格的管理措施,打击湿地破坏活动;将保护区内的围垦农田因地制宜地退耕还林(湿)或退耕还湖;对湿地周围的建筑、交通等基础设施进行限制性规划、改造,以防止保护区过多的人为活动带来更大的破坏性扰动;对库区周边湿地的采沙船、沙场、捕鱼船、养鱼网箱等进行清理,增强管理执法的力度和长效性;建立固定的监测点,定期对区域内的野生动物进行监测,制定固定的巡护路线,使现存的稀有野生动物得到保护,并加强巡逻和检查,确保生物多样性不遭受破坏;加强生态环境监测、预报,为湿地生态环境保护和建设提供连续、立体、动态的监测信息,以确保生态环境建设的持续性、安全性和高效性;加大宣传力度,提高公众的参与意识与生态意识。,谢谢,