潼湖濕地位于廣東省惠州市西端,范圍涉及廣州軍區潼湖生產基地、潼湖鎮、潼僑鎮、陳江鎮和瀝林鎮。天然濕地范圍寬廣,在調控洪水、調節河川徑流等方面功能巨大。作為珠三角地區較大型的內陸淡水濕地,潼湖濕地擁有較豐富的生物資源,是珠三角東岸最具生態價值的城市綠環節點之一和“自然之腎”。
1 生態環境現狀
20世紀60年代以來,隨著工業化、城市化進程,潼湖地區人口密度增加,地表資源受到不同程度的人為干擾,主要表現如下。
1)潼湖面積萎縮。歷史上潼湖長度約22 km,平均寬約7 km,面積達155 km2。上世紀 50年代,隨著潼湖一期和二期的整治、觀洞水庫的建成,治理水患的同時也使其面積萎縮為 66 km2。1966 年,部隊進駐潼湖,開始對積水洼地進行圍塘造田,湖面逐漸演變成為現在的小型湖泊、魚塘和水田相間的格局,濕地面積已嚴重萎縮、退化,不足當年的 1/5。
2)水體污染嚴重。上世紀90年代開始,潼湖地區建造了大量的磚窯廠和養豬場,煙囪高聳入云,未經處理的污水排入魚塘,水質和空氣遭到嚴重破壞。盡管在2005年后,有關部門加強了對環境的管理,嚴拆了非法養殖場和磚窯廠,并規劃建設了污水處理廠,但是潼湖濕地的環境狀況仍不容樂觀。潼湖濕地現狀水體污染嚴重,水質極端惡化,濕地地表水目前的總體水質為V 類。污染物主要為氮(N)、磷(P)等有機質,導致水生植被如風眼藍Eichhornia crassipes 等瘋狂生長,大量消耗水中溶解氧,幾乎沒有沉水植物,水體惡臭、魚蝦死亡。
3)生物多樣性較低。潼湖濕地湖面縮小、水質惡化等問題已經影響到了沉水植物、魚類、鳥類等物種的生物多樣性。由于缺少潼湖生態環境變化前生物種類的相關數據,選擇同樣在惠州境內、數據完備且具有部分相似地貌類型的惠州象頭山國家級自然保護區(區內擁有溪流 40多條,水庫10座)進行比較,潼湖地區的生物種類數量僅占對方生物種數的 16.7%(動植物種類總數:潼湖濕地337種;惠州象頭山國家級自然保護區 2014種),生物多樣性相對較低。
目前,潼湖地區所在的4鎮1地(潼湖鎮、潼僑鎮、瀝林鎮和陳江街道辦以及廣州軍區潼湖生產基地)人口約2 000人,現狀產業構成中以種植業和養殖業為主的第一產業占據較大比例,其次是正在清理整頓的各類磚廠。因此,實現潼湖濕地的生態修復,不僅有利于充分發揮潼湖濕地在調蓄洪水、提高生物多樣性、調節區域氣候、降解污染物等方面的生態效益,而且有利于推動惠州地區旅游業和周邊產業的發展,對帶動地方經濟、實現區域產業結構調整和優化均具有積極意義。
2 生態修復目標
潼湖濕地生態恢復的目標在于逐步恢復其退化的濕地生態系統的結構和功能,使能達到自我持續狀態。本文主要針對現狀中的關鍵問題——潼湖濕地水體水質生態修復提出可行性的措施,旨在通過適當的人為措施干預,恢復潼湖濕地生態系統天然具備的自凈和自我恢復能力以及水陸生態系統相兼的過渡性分布規律,使潼湖濕地地表水水質在5 年左右達到Ⅲ類(枯水季)~ Ⅱ類水(雨季)。
3 水體水質生態修復的可行性措施
潼湖水體水質的生態修復主要采用退田/ 塘還湖、重塑湖底、控制和攔截污染源、修復底泥、清除鳳眼藍、重建水體凈化和水體內外循環等措施實現。
3.1 退田/ 塘還湖
為了維持濕地生態系統的健康與安全,必須保持濕地尤其是自然濕地面積的穩定性。因此,應積極地進行退田/ 塘還湖,將一些海拔較低的低產田地魚塘退出,改造成連續的水面,重現潼湖歷史上“千頃湖面”的盛景。可以1961 年潼湖洪泛區域面積為主要依據,優先考慮其中相對土壤濕度較高的田地和魚塘,圍繞現有的湖泊濕地主體,向外擴張以確定濕地恢復區域范圍,營建時使湖岸線呈現自然的曲折多彎,形成灣、岬、泮、半島、離島等湖泊濕地景觀。
3.2 湖底的重塑
為了實現潼湖濕地生態功能,滿足不同生態類型魚類的生活需求,需對湖底進行清淤和地形塑造,使湖水面積在50% 以上,水深在1.5 m以上,使潼湖水深在總體上呈現由湖中心向湖岸逐漸變淺,并保持由湖底到湖岸平緩過渡的原生湖底地貌形態,留有適當的淺水區面積。可按魚類、水生植物的生境要求設計為:深水區(帶)(水深1.6 ~ 2.4 m)、中水區(帶)(水深0.6 ~ 1.2 m)、淺水區(帶)(水深0.2 ~ 0.4 m)。
此外,還需在局部區域為喜歡冷水的魚類規劃超深水區(水深5 m 左右),為其在夏季水溫升高時提供避難所。建議可將湖底塑造與底泥修復結合進行,并利用疏挖的底泥來塑造湖中島嶼和周邊微地形,因底泥富含N、P 等有機物質,可以考慮在其堆放位置營建森林,豐富周邊區域森林植被的覆蓋率,并營建成濕地野生動物的棲息地。
3.3 污染源的控制和攔截
污染源的控制和攔截主要通過采用雨污分流技術和設置截污管(溝)線、生態攔截和人工濕地-穩定塘的組合系統技術實現。
3.3.1 雨污分流技術和設置截污管(溝)線
雨污分流的排水體制允許雨水直接排入潼湖,加快污水的收集率,提高污水的處理率,避免污水對濕地水體造成污染。與此同時,在潼湖主水體岸線規劃建設生活污水和工業廢水截流溝、截污管道。如有必要,甚至可以在潼湖主水體周邊建立小型的污水處理廠,對污水進行集中處理后排入潼湖水體。
3.3.2 生態攔截
在潼湖和相連河道岸沿線以及潼湖的各個入水口安置生物膜,如土壤、卵石、碎石、砂等基質表面都具有巨大的生物膜[1],并種植池杉Taxodium distichum var. imbricatum、落羽杉Taxodium distichum、水石榕Elaeocarpus hainanensis、垂柳Salix babylonica 等濕生喬木,構建以慈姑Sagittaria trifolia var. sinensis、菖蒲Acorus calamus、蘆葦Phragmitesaustralis 等為主的挺水植物帶, 并種植如睡蓮Nymphaea tetragona、菱Trapa natans 等部分吸收污染物較強的浮水、漂浮類水生植物,形成喬、灌、草相結合的立體緩沖帶。通過植物的截留和納污等功能,建立生態屏障,割斷或減少污染源輸入。
建議植被緩沖帶的營建與生態駁岸的營建共同進行。
3.3.3 人工濕地- 穩定塘的組合系統技術
穩定塘和人工濕地工藝作為污水生態處理技術,具有處理效果好、投資少、運行維護費用低、能夠改善局部生態環境等特點;二者的組合不僅可用于污水的常規二級處理,也可用于二級處理出水的深度處理、回收及回用[2]。因而建議在對城市污水進行截流處理的同時,對河道進行整治(尤其是對污染嚴重又是潼湖最寬入水口的三河涌),建立人工濕地——穩定塘組合系統,對污水進行生態深度處理后方可進入潼湖。
3.4 底泥的修復
底泥的修復主要采用底泥疏浚的方式完成。底泥疏浚是解決水體水質內源污染的重要措施,通過底泥的疏挖去除沉積物中的營養鹽和其他污染物,減少對水體的釋放。底泥疏浚的缺點在于工程量較大,效果難以持久,并有可能破壞原有的底棲生物群落,且挖出的污泥易造成二次污染[3]。根據前期調查結果,除潼湖中部及西部外,其余地區底泥中銅(Cu)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pb)、砷(As)、汞(Hg)含量均未超出標準,確保了這些區域疏浚的底泥作為改良劑施入土壤的安全性,建議該措施的實行可結合湖底的重塑進行。
3.5 清除鳳眼藍
清除鳳眼藍可采用濾網攔截和機械打撈的方式進行。
3.5.1 濾網攔截
設置水上過濾網或采用圍欄圈養的方式將肆意生長泛濫成災的鳳眼藍圈定在一定的范圍內,防止其蔓延。
3.5.2 機械打撈
利用打撈船等機械設備捕撈水面上的鳳眼藍,間接去除水體N、P營養鹽。機械除鳳眼藍技術的優點是能夠快速應付鳳眼藍的大面積爆發,操作簡單,沒有負面效應,但只能作為一種應急補救措施。捕撈的鳳眼藍可以用作飼料,或用其堆制有機肥及生產沼氣,也可直接利用其干粉或將燃燒后的灰分作為肥料或土壤改良劑使用。
3.6 水體的凈化
水體的凈化可采用引水換水、生長床—沉水植物移植技術和微生物凈化技術實現。
3.6.1 引水換水
通過周期性從東江引水、換水,稀釋水中營養鹽和有機物濃度,防止藻類瘋長,改善水質。此方法宜在潼湖的枯水季進行,若換除的水水質過差,還需經過污水處理廠的處理方可排入東江。使用時需綜合考慮從東江周期性引水換水的成本和現有污水處理廠的處理能力。
3.6.2 生長床—沉水植物移植技術
運用沉水植物生長床為沉水植物的生長創造條件,從而擺脫由于受污染水體的透光度低而使沉水植被難以恢復的限制。沉水植物的存活能夠為水體提供更高的氧含量,并由此提高其他水生植物存活的概率,從而進一步凈化水體。沉水植物 生 長 床 的 構 造 可 詳 見 發 明 專 利CNIO1356881A[4]。
3.6.3 微生物凈化技術
人工選育培養出的光合細菌、硝化細菌等復合高效微生物,如日本研制的EM菌劑、美國的Clear-Flo系列菌劑,均能夠有效去除N、P 營養元素和有機污染物,抑制藻類生長,增加水體溶解氧,改善水質。
3.7 水體內外循環的重建
3.7.1 潼湖濕地水體的外循環
潼湖現修建有東岸、建塘、潼湖等水閘,其中東岸涌分別經過東岸水閘和建塘水閘連通了東江和東引運河,謝崗涌經潼湖水閘連通石馬河。這三個水閘為潼湖水賦予人工調控的特征,河水去向和水流方向隨季節及人工調控方式,大致有3種情況:1)在干枯水期,為保證潼湖流域農業和景觀用水,下游閘門關閉,河水不外排,河水基本不流動,個別時候向東倒流;2)在一般雨季,開啟潼湖水閘,河水經謝崗涌進入石馬河,東岸涌河水向東倒流;或開啟建塘閘門,河水引入東引運河,謝崗涌水向東倒流;3)在特大暴雨后泄洪期,潼湖水閘、建塘水閘、東岸水閘同時開啟,河水分別流入石馬河、東引運河和東江干流。
3.7.2 潼湖濕地水體的內循環
潼湖濕地內循環的過程涉及大氣降水、植被蒸騰、水面蒸發、河流徑流、地表徑流、地下徑流等多個過程。鑒于潼湖現狀,建議增加潼湖濕地的水體面積和周邊植被(尤其是森林植被)面積,建議周邊修建的道路和廣場鋪裝多用新型的透水材料(如排水性瀝青),促進潼湖水體內循環的正常進行。此外,還應該結合水域以及陸地的具體情況,考慮水流速度和流量以及周邊地質條件和土壤狀況來營建生態駁岸,以充分保證駁岸與潼湖濕地之間的水分交換和調節,并且有助于提高岸棲生物的豐富度,形成較為自然的景觀。生態駁岸的形式可采用自然原型駁岸、自然型駁岸和臺階式人工自然駁岸等 [5]。
4 水體水質生態修復的分期、分區實行方案
潼湖濕地水體水質的生態修復在實行過程中建議以以下方案分期、分區進行:
1)準備期(約3個月):利用水閘切斷潼湖與各個河流的水體交換;針對現有潼湖主體水域區域集中打撈鳳眼藍。
2)改造期(約18個月):在擬退田 /塘還湖區域通過修壩等措施分區放空已有水體,疏浚底泥,改造地形,整體完工后去除分區間的堤壩;在潼湖主體水域通過堤壩進行分區,并在各分區間設立閘門,首先放空緊挨擬退田 /塘還湖區域分區的水體,轉移入擬退田/塘還湖區域,若有條件,可利用污水處理廠或人工濕地 -穩定塘的組合系統技術進行適度處理后再轉移污染水體,對放空分區進行底泥疏浚和地形改造,臨岸區域同時進行生態駁岸的塑造;以此類推,完成潼湖主體水域的湖底重塑。與此同時,在潼湖周邊完善雨污分流和截污管(溝)線的設置,并在潼湖的各個入水口修建生態攔截或人工濕地 -穩定塘的組合系統。
3)調整期(約39個月):去除潼湖主體水域分區間的堤壩,打通主體水域與各個河流和擬退田 /塘還湖區域的聯系;若有條件,引東江水灌注,降低潼湖水體富營養物質的含量;引入生長床—沉水植物移植技術或局部采用微生物凈化技術凈化水體;在潼湖水體各個區域設置水體水質監測點,關注水體水質的變化。
5 結語和展望
近年來,廣東省、惠州市、仲愷開發區以及周邊鎮(街道)和軍墾部隊等高度關注潼湖濕地的生態環境,曾多次組織相關部門展開調研工作。2014年底,惠州市已正式啟動了潼湖濕地公園的總體規劃,力將潼湖濕地打造成濕地生態保護與城市可持續發展相協調的中國濕地生態示范區。相信在不遠的將來,潼湖濕地將以嶄新的面貌呈現在世人眼前。
致謝:感謝廣東省城鄉規劃設計研究院在本文資料收集和撰寫過程中的大力支持!
參考文獻 :
[1] 白峰青. 湖泊生態系統退化機理及修復理論與技術研究 [D]. 長安大學,2004.
[2] 丁永偉,王寶貞,王琳. 人工濕地和穩定塘在污水深度處理和綜合利用中的應用 [J]. 中國建設信息(水工業市場),2009(6):48-51.
[3] 武燕杰,萬紅友,闞靈佳. 湖泊富營養化的生物修復及其展望 [J]. 環保科技,2008(1):45-48.
[4] 安樹青,姜昊,方淑波,等. 可升降沉水植物生長床及其制作和應用方法 [P].2009-02-04.
[5] 李雄雄. 人工濕地的生態駁岸技術及應用 [J]. 江西建材,2014(18):199.
作者簡介:
徐瑾/1985年生/浙江湖州人/講師/研究方向為自然保護地規劃
原文地址:http://www.guoyeah.com/207.html