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湿地生态系统

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湿地生态系统

湿地生态系统范文第1篇

以辽河保护区七星湿地为研究对象,采用主成分分析法与相关性分析法筛选湿地生态系统健康评价指标,构建了由化学需氧量(CODMn)、总磷(TP)浓度、氨氮(NH3N)浓度、叶绿素a(Chla)浓度、溶解氧(DO)浓度5个指标构成的湿地生态系统健康综合评价指标体系,以表征湿地生态系统的水环境质量、水生生物和栖息地环境质量特征;运用综合指数法对七星湿地生态系统健康状况进行评价。结果表明:七星湿地13个采样点中,6个为亚健康等级,6个为一般病态等级,1个为疾病等级;七星湿地总体生态系统健康状况为亚健康等级。

关键词

辽河保护区;七星湿地;生态系统健康;主成分分析;综合指数

湿地是地球上水生与陆地生态系统的过渡区,具有物产丰富、水量平衡、滞纳洪水、调节局地气候、去除污染物、提供野生生物栖息地、休闲旅游和维护区域生态平衡等重要功能,与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。湿地是自然界富有生物多样性和较高生产力的生态系统,具有巨大的生态、经济和社会效益。随着湿地系统的急剧减少,引发了一系列生态环境问题。

国内外学者从生态学、地貌学、地理学、水文学、环境学以及经济学等方面对湿地生态系统进行了多方面的研究,湿地生态系统健康评价是其中的研究热点之一。如Parker等建立了考虑栖息地大小、植被覆盖率、生境多样性和植物组成的湿地快速健康评价指标体系,对栖息地的状态进行评价;Spencer等建立了从湿地、土壤、边缘植物(fringingvegetation)、水生植物和水质4个方面的快速评价永久性漫滩湿地健康状况的指标体系,对澳大利亚东南部的WrrayDarling盆地内永久性漫滩湿地健康状况进行评价,并与长期实测值进行对比;崔保山等分别建立了湿地、湖泊生态系统建康评价指标体系,对湿地、湖泊生态系统健康进行评价;高阳等建立了以自然状态河段为本底,基于河道湿地缓冲带复合指标的京郊河溪近自然生态评价体系,对位于北京怀柔区二级水源保护区内的怀九河进行了分段近自然生态评价。湿地是辽河保护区生态系统中最重要的组成部分,发挥着遏制河道断流和湿地萎缩、维持河流和湿地的正常生态功能、保护水环境质量和生态平衡、实现流域水资源和水环境的可持续利用等重要作用。通过科学地分析湿地的生态功能,对湿地生态现状做出客观正确的评价,以期为制订合理的湿地保护对策提供依据。

1研究区域

1、1研究区域概况七星湿地位于辽河保护区中部,是典型的支流河口湿地,用于阻控西小河、万泉河、羊肠河及长河等4条支流中的污染物,净化支流来水,减轻辽河干流污染负荷,也是辽河保护区管理局重点建设的大型支流汇合口湿地,在辽河保护区内具有典型性和示范作用。辽河保护区七星湿地建设工程位于辽宁省沈阳市沈北新区黄家街道北部,毗邻辽河石佛寺水库。项目借助自然河道水系,在万泉河、西小河、羊肠河及长河4条河流回流的下游修建2座钢坝闸和1座溢流坝,拦蓄河水。目前已形成湿地面积667hm2,水深15m,蓄水量1000万m3。

1、2样品采集与分析研究区域内共布设13个采样点(图1),于2012年8—10月开展七星湿地生态系统健康野外调查与监测,每月监测1次,对采集的样品进行水温、pH、化学需氧量(CODMn)、氨氮(NH3N)浓度、硝氮(NO3N)浓度、亚硝氮(NO2N)浓度、电导率(EC)、总磷(TP)浓度、叶绿素a(Chla)浓度、溶解氧(DO)浓度、氧化还原电位(ORP)等监测,结果见表1。现场采样和实验室内分析均参照《水和废水监测分析方法》进行。

2湿地生态系统健康评价模型

2、1候选指标的筛选方法利用主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)对候选评价指标进行主成分提取。根据提取主成分个数累计方差>70%的原则,按照最大方差旋转法(varimax),保留旋转因子载荷值为04左右的指标作为下一步待筛选指标;对余下的候选指标进行正态分布检验,符合正态分布的指标采用Pearson相关分析,不符合正态分布的指标采用Spearman秩相关分析;最后根据显著性水平确定指标间的相关程度。结合指标实际重要程度,选取其中相对独立和重要的指标作为评价指标,上述分析过程在SPSS190统计软件中完成。

2、2综合指数法综合指数法是常见的多指标综合评价法,通过将调查分析得到的数据与标准值或参照值进行比照,转化成量化值,然后加权合成,得到湿地生态系统健康的综合指数值。根据总指数的分级数值范围,确定湿地生态系统的健康等级。

3七星湿地生态系统健康评价

3、1指标体系的建立

3、1、1候选指标体系的组成在遵循完整性、代表性、可操作性、可行性、定性和定量,并对人类干扰有明显的响应关系,且能够全面反映七星湿地生态系统健康的不同特征属性的原则下,选取能够反映水环境质量、水生生物特征及栖息地环境质量的11个特征指标作为七星湿地生态系统健康评价的候选指标。其中,反映水环境质量状况指标8项,包括水温、pH、化学需氧量CODMn、NH3N浓度、NO3N浓度、NO2N浓度、EC、TP浓度;反映水生生物特征指标1项,为Chla浓度;反映栖息地环境质量指标2项,包括DO浓度、ORP。

3、1、2指标筛选对11项指标进行主成分分析,按照积累方差贡献率>70%的原则提取3个主成分(表2)。O第一主成分包括pH、ORP、DO浓度;第二主成分包括EC、NH3N浓度、Chla浓度;第三主成分包括CODMn、TP浓度。由于pH在各采样点波动较小,ORP与DO浓度显著相关,EC与TP浓度显著相关,根据实际情况,保留DO浓度、NH3N浓度、Chla浓度、CODMn、TP浓度5项指标为七星湿地生态系统健康评价的核心指标。其中,水环境质量由NH3N浓度、CODMn、TP浓度构成;水生生物特征由Chla浓度构成;栖息地环境质量由DO浓度构成。

3、2湿地生态系统健康评价

3、2、1指标权重的确定通过每项指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值,计算各指标的权重。

3、2、2评价等级和标准的确定依据GB3838—2002《地表水环境质量标准》构建七星湿地生态系统健康评价标准,见表4。七星湿地生态健康综合评分等级,见表5。

3、2、3七星湿地生态系统健康评价依据评价标准,根据五分法对各指标进行评分;通过加权平均法计算各指标分值;为便于区分采样点间得分的差异,将各指标加权平均后的得分乘以20,使5项指标的分值介于0~20,计算得到湿地生态系统健康综合评分,满分为100分。将分值划分为0~20、>20~40、>40~60、>60~80和>80~100共5个等级,分别代表河流水生态系统的疾病、一般病态、亚健康、健康和很健康等级状况(表5)。七星湿地生态系统健康评价结果详见表6。2#与7#采样点的湿地生态系统健康状态不佳的原因在于分别受万泉河与长河水质的影响,万泉河与长河的汇入,给湿地带来了大量的工业废水和生活污水,其水中CODMn、NH3N和TP的浓度远超出地表水Ⅴ类水质标准(GB3838—2002),使得湿地水环境质量处于不健康水平,从而导致健康水平的下降。9#采样点湿地生态系统健康状态不佳主要是受长河水质的影响,水中TP和Chla浓度较高,会在一定程度上促使水体中藻类生长相对旺盛,使水体呈富营养化趋势,造成了生物多样性在一定程度上的减少和水环境质量的下降,从而导致健康水平的下降。相反,污染物经过湿地内部的净化作用,在湿地出口处浓度明显降低,12#与13#采样点的湿地生态系统健康状态较好。通过辽河保护区湿地恢复与建设工程的不断深入,七星湿地生态系统健康状况将会不断改善。

4结论

(1)通过主成分分析与相关性分析,从11个候选指标中筛选出5个指标,所建立的综合指标体系能够从水环境质量、水生生物特征、栖息地环境质量方面反映辽河保护区支流汇入口人工湿地生态系统健康状况。因此,根据人工湿地的不同类型,可选取化学需氧量(CODMn)、总磷(TP)浓度、氨氮(NH3N)浓度、叶绿素a(Chla)浓度、溶解氧(DO)浓度作为辽河保护区湿地生态系统管理策略优选模型。(2)采用综合指数法对七星湿地生态系统健康状况进行评价,13个采样点中,6个为亚健康等级,6个为一般病态等级,1个为疾病等级。七星湿地总体生态系统健康状态为亚健康等级。(3)七星湿地重要支流河的汇入,为湿地带来大量的工业废水和生活污水,水体中营养物浓度较高,CODMn、NH3N和TP浓度超出地表水Ⅴ类水质标准(GB3838—2002),河流水环境质量和生境受到较为强烈的干扰,应在河流两岸加强植被缓冲带建设。

5展望

(1)七星湿地生态系统健康评价仅根据2012年丰水期的调查和监测数据完成的,还应对不同水期进行长时间定点调查与监测,进而对七星湿地生态系统健康进行分期与分类评价,以确定辽河保护区湿地生态系统管理目标,为辽河保护区湿地生态系统管理提供技术保障。(2)湿地毗邻河流,水体污染等水环境效应对湿地功能、结构等影响显著。反过来,湿地系统能够去除河流中污染物等功能对河流系统也有显著作用。因此,在科学评估湿地生态系统健康的前提下,采用最节能环保的方式,最大限度地减少对湿地的干扰性、破坏,适度有序地发挥湿地的多种功能。

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湿地生态系统范文第2篇

关键词:沣峪湿地;现状;保护措施

沣峪湿地位于秦岭的北麓地区,是秦岭的72峪之一。近年来,陕西省旅游业的发展持续走高,侵占湿地资源的现象屡禁不止,且有不断上升的趋势。随着气候变化和人类活动等多方面的影响,沣峪水环境也遭到了破坏。沣峪湿地生态系统结构发生了一系列变化,湿地功能开始减弱。文章对沣峪湿地生态系统的健康状况进行了综合评价,提出了生态修复策略。为掌握沣峪湿地的生态现状,深入分析沣峪湿地生态系统现状,分析沣峪湿地生态系统的演化过程及影响因素,探索改善沣峪生态环境的措施,恢复沣峪湿地生态系统的稳定状态,对秦岭地区生态文明城市建设具有重要的理论和现实意义。

1研究区概况

沣峪湿地位于西安市长安区市区以南约35km处,因沣峪湿地地理环境各组成要素相互作用,形成了独特的生态系统,属于三大生态系统之一。它不仅很大程度维护了秦岭生物多样性,还能存储洪水、防止干旱,降解污染,对调节气候和控制水土流失方面起着举足轻重的作用,同时也是沣河流域生态环境建设中的关键一环。沣河流域由秦岭深处的沣峪河、祥峪河和高冠河各自分别流经区域以及三大河流会合之后所流经的广大区域构成,属于黄河流域的渭河水系。峪口以上长26km,贯穿喂子坪乡的整个区域,由许多支流汇合,例如小坝沟、大坝沟、东富尔河、红梢河、南石槽和拐扒沟。其中最长的大坝沟长度7000m。沣峪河流域面积约161.5km2,平均径流量约有853m3,平均下降约8.8%。沣峪湿地在维护秦岭生物多样性,存储洪水和防止干旱,控制水土流失方面以及调节当地小气候发挥着至关重要的作用。

1.1自然环境

沣河位于西安市长安区西南方向,属于渭河水系,是黄河流域的主要支流。它发源于秦岭主山北侧的喂子坪乡鸡窝子村,距峪口26km,贯穿喂子坪乡全境。由大坝口、红梢河、南石漕、小坝口、拐扒沟、东富尔河等多条支流汇集,其中大坝沟长达7km。沣峪河年平均径流量8626万m3,汇流区面积165.8km2,年均减少8.8%。

1.2社会环境状况

作为西安市政府振兴经济的四大支柱产业之一的旅游业。近年来,从当前的情况出发,把自然景区作为发展旅游业的基础,用公路干线连接各个旅游景区,随着当地经济以及旅游业的发展,沣峪流域西万公路的车流量呈现出强烈增长的态势,目前每天可高达5000辆。为适应这种发展趋势,沿沣河河道公路一侧修建了60多家加油站和洗车店等。这无疑为当地人们群众的致富之路开辟了一条新途径,同时,洗车和修车店会产生大量含有泥沙、油污的废水,由于缺乏环境保护意识和废水处理条件,而将未经处理直接排入沣河河道中。

1.3旅游开发状况

近年来,由于其独特的自然资源,沣峪湿地已逐渐发展成为西安郊区著名的风景名胜区和避暑胜地。沿沣峪河开发了数十个风景名胜区、泳滩和度假胜地。这些风景区中很多都是直接建在河道上,另有些则建在沣峪河道两岸的森林之中。在河道边设置旅游景点是造成河水污染的主要因素,一是农家乐和酒店等产生的生活污水未经处理直接排放到河流中;二是游客在游览过程中,由于缺乏环境保护意识而随意丢弃的食品包装袋、矿泉水瓶、卫生纸等,都对水质产生一定程度的影响。

2湿地保护存在的问题

2.1沣峪湿地的生态结构和功能发生了变化

沣峪湿地生态系统具有脆弱性过渡性结构和功能独特性的生态系统特点,具有较强的自我净化能力和自我恢复能力。随着西安市经济不断发展,城市化进程不断提升,生活污染物排放以及围湖造地等因素,导致湿地资源的萎缩成为当前环境问题的焦点,导致生态功能下降。

2.2环保意识薄弱、官方宣传力度不足

我国人口素质在21世纪得到了较大提升,但破坏环境等行为仍然频频发生,一方面是“知法犯法”类型,要加强约束;一方面是没有意识到自身行为是破坏环境的行为,因此要加强教育。目前宣传教育的力度不足,覆盖人群不够广泛,因此绝大多数人对沣峪湿地的环境问题关注不足,保护意识也不强。地方政府的宣传工作仍然没有到位。

2.3设计不合理,人造设施占比过大

沣峪湿地自开发以来,成为周边县市的热门景点,为满足游览需求,增加了许多设施,如栈道、凉亭、商业街、旅馆等,景观植物则更多地考虑经济性、观赏性和栽培难度,忽略了沣峪湿地原本的植被样貌。人造设施在建设和使用过程中,或多或少会对沣峪湿地的生态环境有所破坏,使沣峪湿地失去其原有特色,导致景区同质化。

2.4弱化了湿地的生态功能和水质净化功能

沣峪湿地的开发没有依据地质地貌类型,以及原有植被类型等因素配置适合本地的植物品种,植被采用了公园中常用的落叶松、芦苇等,品种较为单一,缺乏沉水植被,多为草甸、灌木、乔木,植被种群不合理,难以发挥净化水质的功能,也不能起到维持生物多样性的作用。

2.5注峪湿地保护的体系未完善

虽然政府已经在沣河流域建立了多重保护制度,但各个部门的责任权利和利益尚不明确,它属于自然保护区,被林业环境保护、农业和水利部门多重管理。在大多数情况下,这些部门管理不协调,甚至发生冲突和争执,导致不能及时治理流域生态。一方面,林业部门拥有明确的法律依据,可以进行依法行政,并有专门的执法团队。另一方面,环境保护以及农业和水利部门对植被破坏等案件,没有任何法律依据。在保护过程中政府被要求协调每个环节,明确各部门的全责范围,自觉承担社会应负的责任和人民的自觉行为。

3沣峪湿地保护策略

沣河在陕西省西安市的城市发展过程中占有重要地位,目前沣西沣东新城的建设,必然会影响沣河的生态环境,因此,保护沣河势在必行。沣河的保护应该由点及面,在沣河的关键节点重点保护,沣峪湿地在沣河流域的上游部分,是沣河保护十分重要的部分。沣峪湿地的保护工作是从源头开始,直接影响沣河整体治理的效果。结合沣河的具体情况,沣峪湿地的保护日趋紧迫,提出如下对策建议。

3.1保护沣峪湿地现存资源,促进生态功能协调作用

沣峪湿地拥有独特的生态功能。在地方经济的持续发展过程中,沣峪湿地资源作为一种自然资源发挥着不可替代的作用,它不仅能够有效带动西安的经济发展,还从可持续发展的角度确定了沣峪湿地的生态环境发挥着至关重要的作用,多样的动植物资源和强大的节水功能使西安湿地更具特色。退耕还湖是目前恢复生态的主要措施之一,能够发挥自然环境自我恢复的功能,应该禁止开采河水,设置人为建筑与河流的保护距离,建立健全河流保护的法律法规,保护沣峪湿地不会被进一步破坏。

3.2把控水源、节约水资源

河流与人们生产和家庭用水有着紧密的联系。为了加快城市优化进程,工业和农业用水、生产用水和城市生活用水得到了大量的供给,水资源的质量在湿地生态系统中得到了保障,有的其至可以直接饮用。因此,应更加重视保护现有的湿地生态系统,学会合理利用湿地淡水。一方面,必须保护水源不受污染。另一方面,对于生产活动用水要珍惜及合理使用。

3.3抓好生态旅游的开发建设

相关各单位和部门需要设计出完善的方案,对湿地进行有效规划,使其各项资源得到充分开发和应用,促进湿地发展的合理性[1]。相关管理部门要将各方面工作都安排好,促进生态旅游的和谐发展。首先,要强化民众的意识,让民众能充分认识到生态旅游是一种湿地保护行为。其次,结合群众力量,将旅游业的发展和湿地保护紧密结合在一起,对其进行有机改造,促进其可持续发展。最后,要制定一系列计划对于湿地资源进行合理使用,将湿地资源与当地政治经济以及文化结合在一起,促进其合理使用和发展,有效改善当地生态环境。在实行和建设的过程中,为合理开发和利用湿地资源,应充分考虑可持续发展战略。为适度把握湿地资源开发和利用以获得相关利益,有必要充分了解沣峪湿地区域经济与生态系统保护之间的关系,建立和谐的发展关系,防止出现偏向经济发展的现象。为了从根本上使人们认识到湿地保护的重要性,要求政府、有关机构和专业保护组织增加对教育的投资,以便普及湿地保护的概念。

3.4加强法制的作用和制定相关评价体系

依据湿地保护条例,沣河管理保护条例的相关法律法规规定和要求,以相关法律为标准,及时找出沣峪湿地存在的不同类型问题,制定出解决沣峪湿地问题的方案,使沣峪湿地在治理方面越来越完善,形成一套完整可靠的治理体系,并从可持续发展、生态经济、社会影响等方面进行思考,并且探索沣峪湿地的评价体系,结合各方面的问题以及解决措施,构建出隶属于沣峪湿地独特、系统、完整的评价体系,在建立完成时对其综合效益进行有效评估。

参考文献

湿地生态系统范文第3篇

关键词:湿地生态系统;健康评价;模糊AHP法

中图分类号:X826文献标识码:A文章编号:1008-2670(2014)03-0033-08

一、引言

自2009年11月《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》(以下简称《规划》)经国务院正式批复以来,中国最后一个正在开发的大河三角洲――黄河三角洲,成为中国区域协调发展战略的重要组成部分,成为国内首个被明确定位为“高效生态经济区”的国家战略发展区,“高效、生态”是国家对该区域发展模式的核心定位。这是其区别于长江三角洲、珠江三角洲的最大特点。

《规划》提出,加快发展黄河三角洲高效生态经济,不仅关系到环渤海地区整体实力的提升和区域协调发展的全局,也关系到环渤海和黄河下游生态环境的保护。近年来,生态系统健康评价受到人们的持续关注[1]。所谓生态系统健康,是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力,是生态系统的综合特性。湿地作为生态系统的一种,是人类最重要的生存环境,是自然界最富生物多样性的生态景观之一,不仅为人类的生产和生活提供多种资源,而且具有巨大的环境功能和效益,其在调节气候、涵养水源、净化环境、保护生物多样性等方面起着重要的作用[2]。因此,对湿地生态系统的健康进行评价尤为重要。

(二)对策建议

根据以上评价结果所反映的问题,今后,黄河三角洲高效生态经济区的湿地管理应在以下若干方面有针对性地加以改进,强化治理措施。

(1)加大治沙治碱力度,逐步改善相对脆弱的生态环境。针对土地沙化,要从源头开始进行治理。就目前来看,遏制沙化土地扩张的措施主要有以下几种:其一,在入海口地区上挖沙、降河、造地,把黄河下游降为地下河,把黄河河区沙质化土壤变成良田,在有水源之后,经过开发种植生态系统自然会得到保护。其二,引水冲沙,可以通过引莱州湾海水注入到黄河利津以下河段,造成水面和河床跌差,进而能够减少泥沙淤积,冲深河槽。另外,由于咸水、淡水的混合可能产生异重流,导致泥沙远离河口区。其三,当来水量足够时,要进行配套的生态工程建设,在沿海、沿河、沿路等地段设立防护林带,在滨海地区营造海浪防护林带,在沿河设风景防护林带,加强植被建设,搞好环境绿化,重点做好水土保持工作。

(2)加强清淤工程和黄河流路的治理,防范风暴潮的侵蚀和生态环境的恶化。首先要最大限度地减少进入河口地区的来沙量,切实搞好清淤工程。要设法推动黄河中上游水土流失的治理,从根本上减少进入下游河道的泥沙量,同时在下游引洪放淤,疏通河道。通过有效的“疏”、“导”措施,加大输往三角洲滨海范围以外的沙量。其次,要尽可能扩大河口三角洲堆沙范围或空间,有计划地实施改道工程。要尽量扩大尾闾流路在三角洲入海的范围,并利用海洋蚀退的动力向外输沙,以减缓岸线的延伸。第三,加高加固三角洲沿岸堤防,并充分考虑风暴潮对黄河口延伸造成的影响,逐步建立包括保护黄河三角洲生态环境系统在内的较为完善的风暴潮防护体系,还可考虑将防潮大堤与沿海公路相结合,不仅可以少占土地,还可以节省投资,而且也能提高防潮大堤的防护抗灾强度。

(3)合理引进淡水资源,强化水资源统一调度,缩小水资源供需矛盾。一要统筹规划,统一调度和强化水资源管理。水资源是流动的多功能、多用途的实体资源,一条河流既不可能分割开发、治理,也不可能为单一目标开发、治理。黄河水资源的开发利用不能只考虑当地局部利益和一时的利益,而应该从全局出发包括全流域乃至全国的社会经济发展总体规划出发,统筹考虑黄河流域各行业、居民生活、生态环境和景观旅游等多方面对水资源、水环境的需求,使有限水资源发挥最大作用。为此,统筹规划和统一调度水资源,在黄河流域具有特殊的重要意义和显著的社会经济和生态环境效益。二要加快兴建、加固骨干水库,切实搞好蓄水工程。针对黄河水干流水量60%集中在汛期的特点,在沿黄地带要因地制宜,多建水库,把汛期的水尽量蓄积起来,在黄河下游有计划地修建平原水库,相机引黄河汛期或冬季来水,做到以丰补缺,丰蓄枯用。通过积蓄黄河水,达到蓄淡压碱、有效遏制海水侵蚀之目的,维持湿地生态的良性发展。三要合理使用水源,限量开采地下水。针对沿黄地区地下水位高的特点,要采取科学合理的用水方法,尽量把现有的各引黄渠道尽量衬砌起来,减少渗漏。四要针对水土保持进行综合治理,防止水土流失。必须认真搞好水土保持工作,不断增加蓄水能力,提高降水资源的利用效率。目前,通过水土保持综合治理可更有效地拦蓄降水,有利于缓解人畜饮水困难,提高土壤水分存贮,增强抗御旱灾能力。同时,水土保持综合治理还能大大增加植被和作物的面积和生物产量,改水分无效蒸发为有效蒸腾,提高降水资源的利用率。

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湿地生态系统范文第4篇

关键词:预警系统;生态系统;红树林;指标体系

一、引言

近年来我国经济发展迅速,但人们在注重经济增长的同时,却忽视了环境保护与环境价值。面对日益严重的资源破坏与环境问题,建立自然保护区成为了人类保护资源环境的重要措施。本文以深圳福田红树林自然保护区为研究对象进行研究,与国内外其他大规模湿地生态系统相比,福田红树林自然保护区因其面积小,湿地生态系统的生态健康更加脆弱,迫切需要构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作。首先在广泛查阅资料的基础上构建福田红树林自然保护区湿地生态系统指标体系;其次构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作,为了解、掌握湿地生态系统的健康信息,实时监测和诊断生态系统健康状况,及时的采取科学的防范措施;最后结合福田红树林自然保护区的数据进行实证分析,分析了福田红树林自然保护区近几年的发展趋势,并针对福田红树林自然保护区最大的现实问题即外来物种入侵进行了重点分析。

二、近年来福田红树林生态发展情况分析

福田保护区地处北回归线以南,水热条件好,适合红树林生长。保护区红树林总面积为lll.lha,福田保护区内有真红树植物4科5属5种,半红树植物5科5属5种。保护区内除缺少榄李(Lumnitzera racemosa)外,分布有大陆上所有的红树林种类。受半日潮周期淹浸,形成深厚的淤泥,土壤没有结构,表层土壤(0-3Ocm)含盐量14.5,pH值为5.3;中层土壤(30-60cm)含盐量18.2,pH值为6.6;底层土壤(60-90cm)含盐量19.3,pH值为7.1,显示为蓝灯处于安全警状态。

红树林湿地生态系统由红树植物、其它陆地植被、鸟类、两栖爬行动物、昆虫、底栖动物、浮游生物等生物以及其赖以生存的土壤、大气、海水等环境要素共同组成,通过物质循环和能量转换发挥生态功能。福田红树林湿地生态系统受城市扩张和环境污染影响较为严重,红树林湿地面积不断缩减,滩涂淤积导致海床升高、高楼林立阻断鸟类迁飞通道、水环境污染导致鱼虾死亡、外来物种海桑疯狂扩散已然构成生物入侵、虫害频繁爆发导致红树植物白骨壤不能自然繁殖等生态问题日益突出,整个生态系统在空间结构与生态过程、自我调节与更新能力以及对外部胁迫的恢复能力等方面,均呈现出不稳定性和不可持续性征兆。

三、福田红树林最大的问题及警情分析

近年来,红树林生态系统受到胁迫而导致食虫鸟类的种类和个体数目大大下降,使害虫特别是鳞翅目害虫缺少天敌。20世纪90年代以来,福田红树林虫害日趋严重,红树林主要树种秋茄、白骨壤、桐花树等都受到不同程度的危害,特别是白骨壤受害情况更为显著。白骨壤出现大面积虫害,平均枯萎面积达到26%,大于18%,显示红灯,处于重警状态。

八点广翅蜡蝉在红树林寄主较为广泛,通过对林区主要红树上枝条是否产卵以及产卵数量发现,八点广翅蜡蝉对秋茄危害较为严重,平均每30cm枝条上可有83.8个卵;其次为白骨壤、海桑、木榄和桐花,平均每30cm枝条上的卵量为22.6~26.4个之间;老鼠{和海漆上的卵量较少,分别为3.9个/30cm枝条和9.0个/30cm枝条。八点广翅蜡蝉对红树林的危害处于重警状态。

该虫以成、若虫群集在嫩枝、叶背和嫩芽上吸食汁液,使植株营养不良,树势衰弱,常导致落花落果,严重时枝条死亡其排泄物(蜜露)可诱发霉污病,影响叶片的光合作用。

海桑和原产于孟加拉国的无瓣海桑做为外来物种,是1993年10月下旬从海南引进到福田红树林保护区试验性种植,目的是为开展外来物种研究,增加生物多样性和红树植物品种,改善区内生态环境,在沿海推广红树林优良品种的种植。引种后经过多年的观察,海桑和无瓣海桑表现出与本地品种不同的一些特点,如耐适应、易成活、生长快、树躯高、抗风浪等诸多生理生态学特性都有良好的表现,尤其在幼树成长阶段这些特性表现的更加明显,同时,也能与本地秋茄、木榄等多个品种相伴而生、和平共处,完全达到了当初引种时对无瓣海桑树种的期待。这对后来在深圳西部沿海推广种植红树林防护林工程建设发挥了很好的作用。它作为深圳沿海造林的优选先锋树种,已在宝安区沿海一带种植了数十公顷,取得了显著的生态效益、经济效益与社会效益。

随着海桑和无瓣海桑对深圳湾生境的适应,至2006年夏季以后,在保护区观鸟屋两侧均发现大片幼苗的扩散和暴发,超出1600株/hm2,显示红灯处于重警状态。海桑和无瓣海桑的爆发导致天然林和海桑林下的生物多样性有所降低。目前,海桑和无瓣海桑已经成为西乡、宝安等区域的优势种,对本地红树种的生长造成了一定的威胁。2007年冬季深圳遭遇持续多日的冻害性天气,超出了海桑和无瓣海桑的生理承受限度,随之发生枯枝、落叶的现象。直到2008年5月份以后,海桑和无瓣海桑才逐渐恢复生机,最终极少量海桑和无瓣海桑树枯死。所以红树林迫切需要预警系统,持续监测观察虫害信息和红树林树种生长情况,一旦出现虫害或物种失衡,才能及时进行治理。

特区经济的高速发展造成了严重的城市污染,城市内各种特有污染物的排放给保护区的发展带来了巨大的压力。水污染:深圳湾沿岸的部分城市排污口尚未纳入市政管网,水污染状况严重,而且河口明渠段穿越保护区的凤塘河仍然有部分城市污染源无法截流,干流的水体基本全部黑臭,这种情况导致了深圳湾红树林滩涂处于中度以上污染状态,而红树林内的铜、汞等重金属含量,均超出国家地表水V类水质标准,水环境质量的下降严重影响到河口湿地的生长发育以及底栖生物和鸟类的生存,红树林生境已经受到威胁和破坏;大气污染:城市大气中硫氧化物以及氮氧化物等污染物的浓度较高,一定程度上影响了红树林生态系统正常的生存和发展,对区内动植物构成危害;噪声污染:滨海大道和广深高速等快速路上车辆行驶和人类活动所产生的城市噪声污染程度较强,鸟类的迁徙、觅食和栖息都受到干扰;光污染:保护区周边的车辆、路灯以及建筑物等所排放的光污染也日趋严重,即将成为影响红树植物和鸟类正常生长活动的重要因素。(作者单位:吉林财经大学)

参考文献:

湿地生态系统范文第5篇

关键词:人工湿地;应用;

中图分类号:R123.3;文献标识码:A ;文章编号:

随着社会经济的发展,人口数量的剧增,各种污染也相应增加。其中水污染(工业废水、生活污水、农业面源污水)最为严重,据有关资料显示,我国已有85%的江河湖泊受到不同程度的污染,仅1994年全国城市废水排放量高达360亿吨,其中80%废水未经处理直接排入江河湖泊。进入21世纪以来,人们更注重生活质量的提高,无论是政府还是个人都认识到水污染问题的严重性,这就需要找到一条解决该问题的有效途径。下面本文就简单的分析一下:

一、湿地的定义与人工湿地的特征

由于湿地种类繁多、分布广泛,而且不同湿地之间差异也较大,因此很难给湿地下一个明确的定义。1994年的《中国湿地生态环境保护规划》会议上对湿地的解释是:处于陆地与水域的交汇处,水位接近或处于地表面,或有浅层积水,一般以低水位时水深2米处为界,并具有以下特征:

(1)至少周期性的以水生、湿生植物为植物优势种;

(2)低层土主要是湿生土壤;

(3)在每年的生长季节底层土被水淹没4个月以上。

人工湿地是把选定的填料(如沙砾) 按一定的坡度填在一定长宽比及底面坡降的浅池内或低洼地中,在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物(如水葫芦、菹草、芦苇等),构成一个湿地生态系统。

二、人工湿地的类型

在废水处理中,主要应用两种类型,即表层流人工湿地(废水水平流动,通过湿地而沉淀)和渗漏人工湿地(废水垂直流入,经渗透沉积后排水去除),它们具有不同的作用,可以根据需要选择。

目前,美国、澳大利亚、日本、英国、荷兰、德国等国家已广泛应用表层流人工湿地来处理废水。废水从它表面流过,一般有一个或几个填料床组成,床底填有基质,并有防漏层来阻止废水渗入地下而污染地下水,在系统中种植一些水生植物如水葫芦、芦苇、菹草等,废水经常同表层水流相混合,在湿地内流动,持续时间一般为10天左右。这种类型的湿地,对生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、悬浮物等指标的去除率高于渗漏人工湿地。渗漏人工湿地使污水从湿地表面纵向流入填料床的底部,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地,可用于处理氨氮含量较高的污水,但其缺点是对有机物的去除能力不如表层流人工湿地。

三、人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统,具有如下优点:

①建造和运行费用便宜;

②易于维护,技术含量低;

③可进行有效可靠的处理;

④可缓冲对水力和污染负荷的冲击;

⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息等;

但也有不足:

①占地面积大;

②易受病虫害影响;

③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解,设计运行参数不精确,因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放,有的人工湿地反而成了污染源。

另外,据已有数据,当上下表面植物密度增大时, 人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2—3个生长周期,所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此,目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。

四、人工湿地在废水处理中的应用

人工湿地是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术。1974年,自前西德首先建造人工湿地以来,该技术在美国、加拿大及欧洲一些发达国家得到迅速发展。我国人工湿地的研究起步较晚,于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程白泥坑人工湿地污水处理系统。

(1)它能够利用基质-微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等,来实现对污水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化。

(2)它具有投资低(150~800元/吨)、耗能少、操作简单、运行成本低廉(0.1~0.2元/吨)的特点,因此有较高的经济效益(其基建和运行费用仅为传统二级处理的1/l0~1/2,胡康萍等,1991)。

(3)它作为一个生态系统,能维持生物多样性及构成景观的一部分,在去除污染物的同时,具有美化环境的功能,因此有较高的生态效益。

(4)人工湿地处理废水的效果

随着研究的发展,对湿地去污能力的研究不再停留在定性上,而是更注重定量的研究。其中一个反映湿地去污能力的重要数据库是NADB(North American Data Base),它是通过对100多个废水处理型湿地的调查研究而建立(Knight et al.,1992)。该数据库说明湿地对BOD、COD的去除率可达80~90%,但对氮、磷的去除率相对较低,而且变化也较大,一般在50%左右。J.T.A.Verhoeven和A.F.M.Meuleman(1999)通过对渗漏湿地十年的研究,也得出了反应湿地去污能力的一些数据。从实践的角度来说,人工湿地的去污能力会更强。因为它们的目的性更明确,而且可在最大程度上受人为控制。在欧洲和美国,凡是投入运行并达到成熟的人工湿地,基本上都能达到尾水排放标准。

五、前景展望与实践应用

从人工湿地成功的应用实例可以看出,它是一种正在得到不断研究、应用的废水处理技术。尽管运用人工湿地来处理工业废水、日常生活污水、农业废水等方面的研究已有三四十年的历史,但是迄今为止应用人工湿地处理养殖废水的研究却只有510年的时间,而且具体的研究事例也尚未多见。所以在现阶段我们的研究主要是应用人工湿地来净化蛋鸭养殖过程中所产生的污水。本研究以德清县利虹禽业有限公司的蛋鸭养殖场(见图4)为基地,该蛋鸭养殖场是浙江省较大的蛋鸭养殖场,占地面积达80亩,全年饲养蛋鸭、种鸭10万只。养殖场采用循环水人工池,鸭场水清鸭壮,病害少。但到夏天,特别是高温季节,排水量增加,过多过肥的池水又造成了水田肥害,河水的富营养化。因此,我们通过构建人工湿地来净化这些富营养水体,并要进行长期的实验来说明湿地的去污能力。

总得来说, 人工湿地污水处理系统是一种较好的处理方式,特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益,因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良,有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。

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