湿地水环境生态恢复及研究展望_李胜男

湿地水环境生态恢复及研究展望李胜男王义飞崔丽娟李伟赵欣胜张岩张曼撤宋洪涛(中国林业科学研究院湿地研究所,国家林业局湿地研究中心,北京100091摘要:水环境退化是全球面临的重要问题,为对受损的水生态系统结构和功能进行恢复,促进良性的生态演替,保证人类可持续发展的需要,湿地水环境生态恢复技术已成为当前各国关注的焦点。湿地水环境恢复主要有生态拦截技术、湿地植物净化技术、水生动物净化技术、基于水环境处理的人工浮岛技术、人工湿地净化技术等。这类技术在美国、日本等已得到较为成功的应用,但在我国还处于起步阶段。今后应针对多种生态恢复模式的组合进行深入研究,并选取典型湿地水环境恢复实施示范工程,对各项恢复技术进行集成,加以推广应用;同时,深入湿地水环境恢复的基础理论研究,探讨其内在的规律和机理,建立湿地水环境生态恢复技术标准和规范,完善水生态系统健康评估体系,为该技术在我国的广泛推广和应用提供理论和技术支持。关键词:湿地;水环境;生态浮岛;人工湿地;生态恢复经济的高速发展和人类不合理的生产、生活方式对水环境造成了不同程度的损害,致使水生态系统受损严重,21世纪世界水资源委员会的一份报告指出,全世界有50%以上的水域已被污染,水域生态系统遭到严重破坏。我国水环境受损也比较严重,据统计,超过60%的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏(廖文根等,2006)。据2009年中国环境状况公报统计,流经全国的203条河流408个地表水国控监测断面中,W一V类和劣V类水质的断面比例42.7%,主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。对全国26个国控重点湖泊(水库)的水质调查显示,约有半数以上湖泊(占53.8%)受有机物和营养盐(N、)P的污染较为严重,水质多为V类或劣V类。水环境退化形势异常严峻,已经成为全球普遍面临的重要问题,退化后的水环境恢复,已经成为当前各国关注的焦点。1水环境恢复现状随着水环境恢复理论的不断完善和深人,近年来水环境恢复研究发展较快。美国有关受损水环境的修复研究,自1970年起就由lCeanLakerPogarm(CL)P组织实施,投人经费逐年增加(张维昊等,2003)。欧洲一些国家也从20世纪70年代开始水环境治理和修复工作,如荷兰早在1990年对AldeFeaen地区的水环境修复成效显著(lCasen,etal.1995)。20世纪80年代,我国在探索和实践的基础上,开始了对水环境恢复的研究工作,并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究基金项目:北京市科技计划重大项目“北京市湿地生态系统保护与恢复关键技术研究和示范,’(研80406。。58。。。。);国家“十一五”科技支撑计划项目“湿地生态系统保护与恢复技术试验示范”(2。。6BAI)。3A19)作者简介:李胜男,女,博士,副研究员,山东人,主要从事湿地生态与恢复研究·646·首届中国湖泊论坛论文集与实践(WeipingHu,etal.,2008;ShuqingYang,etal.,2010;Shui〕ingZhai,etal.,2010),取得了许多成功的经验。水环境恢复的目标一般不可能达到完全恢复水环境的原始状态,而是在保证水环境结构健康的前提下,满足人类可持续发展对水环境功能的要求(张维昊等,2003)。目前主要采用以生态恢复技术为主,物理恢复和化学恢复手段为辅助的水环境恢复技术(图1)。引水稀释、底泥覆盖或清除、曝气增氧等物理恢复水环境投加氧化剂、除藻剂、治磷剂等化学药剂恢复化学恢复生态拦截技术湿地植物净化技术水生动物净化技术图1常用的水环境恢复技术物理恢复主要针对污染水体沉积环境中的底泥,采取引水稀释、底泥覆盖或清除、曝气增氧等方法,清除底泥中过多的营养盐或减少底泥营养盐的释放,使水体在短时间内达到相应的水质标准。稀释或冲刷可以在短时间内有效减少污染物的浓度和负荷,但稀释速率选择不当,污染物浓度反而会增加。底泥覆盖或清除工程量大,成本较高,底泥易受扰动,破坏了原有表层微生物群落结构的稳定格局,在一定程度上会导致底泥中微生物群落种群组成或群落结构发生变化(钟继承等,2007),有可能进一步导致水体“肥化”,引起浮游生物、藻类大量增生,加剧其他类型的污染(贾海峰等,2006)。曝气增氧是采用机械调控改善水动力学循环的方法,是调控深水湖泊、水流缓慢或静水条件水质常用的技术(Sahoo,etal.,2002)。化学恢复主要是通过向水体中投加氧化剂、除藻剂、治磷剂等化学药剂,含Fe、Ca、AI等阳离子的盐类物质与水体中的无机磷等颗粒物结合,可控制水体中的营养盐迁移(Quaak,etal.,1993)。该方法能使水体在短时间内达到相应的水质标准,但实施成本较高,容易造成二次污染。水环境生态恢复主要根据生态学等基本原理,利用生物的新陈代谢对污染物的