人工湿地生态系统服务综合评价研究

第36卷第1期水生生物学报Vol.36,No.12012年1月ACTAHYDROBIOLOGICASINICAJan.,2012收稿日期:2010-11-26;修订日期:2011-09-28基金项目:湖北省杰出青年基金(2010CDA093);国家自然科学基金项目(50808172);“十一五”国家水专项(2009ZX07106-002-004)资助作者简介:董金凯(1984－),男,河南省鹿邑县人;硕士;研究方向为人工湿地生态工程学和给水排水。E-mail:dong.jk@foxmail.com通讯作者:贺锋，博士，研究员；E-mail:hefeng@ihb.ac.cnDOI:10.3724/SP.J.1035.2012.00109人工湿地生态系统服务综合评价研究董金凯1,2贺锋1肖蕾1黄丹萍1吴振斌1(1.中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉430072;2.机械工业第六设计研究院有限公司,郑州450007)摘要:人工湿地作为一种高生产力的生态系统能为人类提供多种服务。但多年来对人工湿地的研究主要集中在其净化机理上,而一直缺乏系统、综合的人工湿地生态系统服务评价体系。基于层次分析法和模糊隶属函数法等数学理论,首次建立了对人工湿地生态系统服务进行综合评价的方法——人工湿地生态系统服务综合指数。开展了以北京奥林匹克森林公园人工湿地为例生态系统服务综合评价。其生态系统服务综合指数的得分为0.7848分。该得分较理想,说明北京奥林匹克森林公园人工湿地具有可观的生态系统服务价值。它能在净化水质、提供栖息地、有机质生产、微气候调节、休闲娱乐和科研教育等诸多方面提供良好服务。对人工湿地生态系统服务进行综合评价,有利于比较不同人工湿地或同一人工湿地不同时期服务质量的优劣,从而为人工湿地的研发、设计、建设、运行和管理提供指导。关键词:人工湿地;生态系统服务;综合评价;人工湿地生态系统服务综合指数中图分类号:Q14文献标识码:A文章编号:1000-3207(2012)01-0109-10人工湿地(ConstructedWetland,CW)是在自然湿地降解污水的基础上发展起来的污水处理生态工程技术,是一种由人工建造和监督控制的,人为地将土壤、沙、石等材料按一定比例组成基质,并栽种经过选择的耐污植物,培育多种微生物,组成类似于自然湿地的新型污水净化系统[1,2]。长期以来,对人工湿地的研究工作主要集中在其净化机理和净化效果方面,并已取得丰硕成果[3,4]。对生态系统服务(EcosystemService,ES)价值评价方法通常有市场价值法、机会成本法、恢复费用法、影子工程法、旅行成本法、享乐价格法、意愿调查法等[5]。这些方法各有特点,但存在具有许多不完善的地方。评价结果会产生较大误差,有些价值可能被重复计算,而有些价值则根本无法计算。特别是替代市场评价技术和模拟市场评价技术所得出的结论,往往会因研究人员、研究对象、时间、地点和被调查对象等的不同而不同。在对湿地和人工湿地生态系统开展价值评价时,国内外的研究者大都直接利用Costanza,etal.的评价方法和计算参数,未见有突破性的、更科学有效的评价方法[6—8]。这有违科学性、适用性原则。因此,亟待建立人工湿地的生态系统服务综合评价方法。1材料与方法1.1研究背景本研究以北京奥林匹克森林公园(BeijingOlympicForestPark,BOFP)人工湿地为对象,进行人工湿地生态系统服务综合评价。北京奥林匹克森林公园人工湿地(BOFP-CW)总面积为41500m2,处理水量为2600m3/d的再生水和20000m3/d奥海循环水。该工程采用中国科学院水生生物研究所复合垂直流专利技术为工艺流程,于2006年12月开始施工建设,2007年8月建成投入试运行,高质量地服务了北京2008年第29届奥林匹克运动会和北京2008年残奥会[8,9]。BOFP-CW分六个单元并联,其中1、2、3号湿110水生生物学报36卷地又平行分隔为面积相等的a、b两区。每个区都由一个上流池和一个下行流池组成。湿地的基质为砾石、碎石等,种植了芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhaorientalis)、菖蒲(Acoruscalamus)、黄花鸢尾(Irispseudacorus)、水葱(Scirpusvalidus)、千屈菜(Lythrumsalicaria)、菰(Zizanialatifolia)、黑三棱(Sparganiumstoloniferum)、红蓼(Polygonumorien-tale)、泽泻(Alismaplantago-aquatica)等10种植物。BOFP-CW具有净化水质,为许多植物、动物和微生物提供栖息地,生产有机质,调节微气候,休闲娱乐