一、濕地生態恢復的概念
??濕地生態恢復指在退化或喪失的濕地通過生態技術或生態工程進行生態系統結構的修復或重建,使其發揮原有的或缺省的生態服務功能。
在濕地生態恢復中,應明確以下概念
(1)濕地恢復:把受損濕地或由於人類活動而發生改變的濕地恢復到干擾前的狀況。
(2)濕地改進:指將生態系統現有狀態進行改善,增加了人類所期望的某些特點。
?? 高強度的影響和管理,包括改變濕地的物理性質,比如將乙個本沒有明水面的濕地中修建乙個池塘作為水禽的棲息地。
?? 管理活動不改變濕地的土壤和水文情勢,比如安裝水禽的鳥巢,控制外來種的傳播,維持環濕地的綠帶等。
(3)濕地建造:通過人工措施把非濕地區域轉變為濕地。
(4)濕地改建: 是將恢復與改進(重建)措施有機結合起來,使不良狀態得到改造。 改建結果是重新獲得乙個既包括原有特徵,又包括對人類有益的新特性的狀態。
二、起源與發展
? 近年來,國際上形成了濕地恢復研究的兩大中心: 一是歐洲(含加拿大北部),主要以貧營養沼澤的恢復為主。一是北美(含加拿大南部),主要以富營養沼澤為主。
三、濕地退化的原因
1.對濕地的盲目開墾和改造
2. 生物資源過度利用(濫漁濫捕)
3. 濕地水資源的不合理利用(洞庭湖湖區大面積乾涸,湖心全見底 )
4. 濕地汙染加劇(赤潮現象)
5. 泥沙淤積日益嚴重
6. 海岸侵蝕不斷擴充套件(海浪、潮流、颶風、植被破壞、開採礦物和砂石)
四、濕地生態恢復的理論基礎
4.1 恢復生態學
? 是研究生態系統退化的原因、退化生態系統恢復與重建的技術與方法、生態學過程和機理的學科。
?4.2 生態學
4.2.1 限制因子理論
? 環境中對生物生長、發育、生殖、行為和分布直接或間接影響的環境要素稱為生態因子。任何一種生態因子只要接近或超過生物的耐受範圍,它就會成為這種生物的限制因子。
? 生態恢復要從多方面進行設計與改造生態環境和生物種群,但在進行生態恢復時必須找出該系統的關鍵因子,找準切入點,才能進行恢復工作。
4.2.2生態適宜性原理
? 根據生態適宜性原理,在生態恢復設計時要先調查恢復區的自然生態條件,如土壤性狀、光照特性、溫度等,根據生態環境因子來選擇適當的生物種類,使得生物種類與環境生態條件相適宜。讓最適應的植物或動物生長在最適宜的環境中
4.2.3 生態位理論
? 生態位主要指在自然生態系統中乙個種群在時間、空間上的位置及其與相關種群之間的功能關係。
? 根據生態位理論,在濕地恢復過程中,要避免引進生態位相同的物種,盡可能使各物種的生態位錯開,使各種群在群落中具有各自的生態位,避免種群之間的直接競爭,保證群落的穩定。
?4.2.4 生物群落演替理論
在濕地的生態恢復中,可通過控制濕地水文特性引導和加速演替的發生。
4.2.5 生物多樣性原理
? 濕地生態恢復中應最大限度地採取技術措施,通過引進新的物種、配置好初始種類組成、種植先鋒植物、進行肥水管理等,加快恢復與地帶性生態系統相似的生態系統。同時利用就地保護的方法,保護自然生境裡的生物多樣性。
多樣性高的生態系統具有如下特點:
??具有高生產力的種類出現的機會增加;
??營養的相互關係更加多樣化,能量流動可選擇的途徑多,各營養水平間的能量流動趨於穩定;
??被干擾後對來自系統外種類入侵的抵抗能力增強;
??某乙個種所有個體間的距離增加,植物病體的擴散降低;
??各個種類充分佔據已分化的生態位,從而系統對資源利用的效率有所提高。
4.3 其他理論
??自我設計和人為設計理論
??入侵理論
??洪水脈衝理論
??邊緣效應理論和中度干擾理論
4.3.1 自我設計和人為設計理論
? 濕地自我設計理論認為,只要有足夠的時間,濕地將根據環境條件合理地組織內在結構並會最終改變其組分。
? 人為設計理論認為,通過適當的工程措施和植物重建,可以加快濕地的恢復或重建過程。這種理論認為植物的生活史(種子的傳播、生長、定居過程)是重要因子。
通過強化物種的生活史來加快濕地的恢復。強化的措施主要指採用人工播種、種植幼苗、種植成樹等。
這兩種理論不同點在於:
? 自我設計理論把濕地恢復放在生態系統層次考慮,未考慮到缺乏種子庫的情況,其恢復的只能是環境決定的群落;
? 而人為設計理論把濕地恢復放在個體或種群層次上考慮,恢復可能是多種結果。這兩種理論均未考慮人類干擾在整個恢復過程中的重要作用。
4.3.2入侵理論
? 該理論認為,植物入侵的適宜生境由擴散障礙和選擇性決定,當移開乙個非選擇性的障礙時,就產生了乙個適宜生境。例如,在濕地中移走某一種植物,就為另種植物入侵提供了乙個臨時適宜生境。
入侵窗理論能夠解釋各種入侵方式,在恢復濕地時可人為加以利用。
? 演替的發生即基於較高演替階段的物種對前一階段的群落的入侵,如長江口的蘆葦在先鋒物種海三稜藤草群落中的入侵。
4.3.3洪水脈衝理論
? 認為河流與漫灘之間的水文連通性是影響河流生產力和物種多樣性的乙個關鍵因素。
4.3.4 中度干擾假說
? 中度干擾理論認為在適度干擾的地方物種豐富度最高,即在一定時空尺度下,有適度干擾時,會形成綴塊性的景觀,景觀中會有不同演替階段的群落存在,而且各生態系統會保留高生產力、高多樣性等演替早期特徵。
? 這一理論應用時的難點在於如何確定中度干擾的強度、頻率、持續時間
五、濕地生態恢復的原則
1. 地域性原則
2.生態學原則
生態學原則主要包括生態演替規律、生物多樣性原則、生態位原則等。
3.可行性原則
?濕地生態修復的可行性主要包括兩個方面,即環境的可行性和技術的可操作性。
?全面評價可行性是濕地生態修復成功的保障。
4.最小風險和最大效益原則
5. 美學原則
?在濕地的生態恢復中,應該注重對濕地美學價值和景觀功能的恢復。
6.優先性原則
六、濕地生態修復目標
濕地生態修復的基本目標和要求
(1)實現生態系統地表基底的穩定性
(2)修復濕地良好的水狀況
(3)修復植被和土壤
(4)增加物種組成和生物多樣性
(5)修復濕地景觀
七、濕地恢復與重建的主要問題
a.濕地恢復的現狀如何。
b.可得到的指導區域濕地恢復的科學理論有哪些。
c.在現有的濕地恢復工作中得到了哪些經驗和教訓。
d.在濕地恢復過程中下一步將會發生什麼。
? 為了確保成功,4個引數必須監測:
–水文、土壤、植被、景觀條件(如周圍土地利用/覆蓋狀況的變化情況)
? 濕地恢復的成功與否,經常要受到兩個條件制約:
–一是濕地的受損程度;
–二是對濕地先前特徵的了解程度。
八、濕地恢復的關鍵技術
? 根據濕地型別、恢復目標以及退化程度的不同, 濕地恢復實施過程中的恢復措施也不相同。
? 典型的濕地恢復的實施措施可分為
–土壤基質的恢復
–植被恢復
–棲息地保護與生境改善
–濕地生態水管理
–濕地富營養化及汙染治理
–有害生物防控
–火生態控制
(一)土壤基質的恢復
? 包括清除土壤汙染物、補充營養物、移走受汙染土壤等措施。
(二)濕地植被恢復
–天然種源植被恢復
??種子庫和孢子庫
??種子傳播
??植物繁殖體
–引種植被恢復
??播種(水力播種)
??移植
??看護植物
(三)棲息地保護、建設與生境改善
(四)濕地生態水管理
?? 直接輸水
?? 減少濕地排水(填堵排水溝壑、建堤岸)
?? 重建濕地系統的原始供水機制(在濕地和流域內加以控制)
(五)濕地富營養化及汙染治理
? 包括清除底泥、恢復湖濱濕地、種植水生植物、收割水生植物等。
1、控制濕地營養物
剝離表土法
–對於富集營養物的濕地而言,除去上層土壤是一種減少營養物含量的有效方法。
-有利於濕地補水(優點)
-表土可用於其它生態恢復工程(優點)
-很可能會使濕地失去至關重要的種子庫(缺點)
-主要限制因素是費用問題——挖掘和清運費用十分昂貴
吸附吸收法
–濕地公認是營養物質和其它化學物質的處理站
–植物吸收和土壤吸附過程可改善水體水質
收割法–收割植物
–雖然使用收割法降低營養物耗費時間長,且比較昂貴,但它依然是濕地內進行營養物質調整的最有效方法之一。
? 磷的沉降鈍化
–用凝聚沉澱法除磷(向水中投加鐵、鋁等鹽類)
2、 改善濕地酸化環境
-由失水或鹼性水源(地下水)減少引起的濕地酸化,可用增加水量方法,如提高地下水位或恢復洪水沖積。
-表層土壤去除
-鹼石灰釋放
3、汙水處理及土壤汙染物控制
? 最簡單的方法是直接清除濕地植被與表層土壤,但有可能損失收益。
? 目前控制土壤汙染應用較多的是原位修復法。
重金屬汙染土壤原位修復方法
(1)物理方法
? 摻砂摻粘和改良砂性土壤。
? 通過施用腐殖酸類肥料。
(2)化學方法
? 投加各種土壤改良劑。
(3)生物方法
? 生物方法可以具體分為植物、動物和微生物修復。目前採用較多的是植物修復。
(六)有害生物防控
? 包括病蟲害防治、有害動植物控制、外來物種控制。
(七)濕地火生態控制
? 包括為改善生境或者防火需要而進行的控制火燒、 防火道與生物防火帶建設。
控制木本植物入侵和濕地演替
收割和放牧:收割是保持物種豐富度的有效管理技術,放牧是恢復植被快速演替的乙個成本低且有效的方法
火燒-不推薦使用該方法
-被認為是恢復管理不善的濕地的最佳方法,特別是在火燒是惟一可行的管理技術時。
去除泥炭層:泥炭積累及其相關植被天然演替是很快的
控制火燒
–火是乙個自然過程
–改善棲息條件
–控制病蟲害
–防止大火災
1. 鹽沼退化原因
潮汐阻斷與泥沙淤積(築壩等海岸建築物阻斷潮汐、泥沙淤積填充鹽沼)
鹽沼環境汙染(海洋汙染(油洩漏)、淡水汙染(稀釋鹽度))
外來種入侵
放牧及其它物理干擾(放牧壓力、物理干擾(工程建設)、生境破碎化)
氣候變化和海平面上公升(頻繁洪水、土壤侵蝕或沉積、溫度上公升等,海平面上公升速率與
泥沙沉積速率的關係)
2. 鹽沼生態恢復的限制因素
物理方面
–淤泥的沉積與處置
–潮汐沖刷能力減弱
–洪水衝擊強度不足
–單一地形復合度的限制(人工開闢的鹽沼地形較為單一)
生物地球化學方面
–築堤和排水後的鹽沼經過洪水衝擊後,鐵作為電子接收體消耗殆盡,硫化物卻形成積累,發生的這些化學變化是不可逆的。
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