专利名称：一种迹地型退化湿地恢复方法
技术领域：
本发明属于生态工程技术领域，涉及一种迹地型退化湿地生态系统功能的恢复方法。
背景技术：
自1900年以来，随着工农业的迅猛发展，人口的大量增加和城市化进程的不断加 快，以及全球变化的影响，全球湿地生态系统正在遭受着严重的退化，致使湿地成为最严重 的退化生态系统之一。据估计，目前已有50%的原始湿地在地球上消失。美国自殖民时期 以来，己经有50%的湿地消失，即使是现在，仍在以每年8000-16000hm2的速度消失；欧洲 的荷兰和德国，湿地丧失分别达到55%和57% ；自1900年到1993年的93年间，法国丧失 湿地近67% ；越南Mekong三角洲在战争期间大量排水，导致了 75000hm2的潮汐淡水湿地严 重的水文和生态退化；菲律宾自1920年到1980年，大约有3 X 105hm2的红树林资源丧失，占 其原有总量的67%。据国家林业局《湿地公约》履行办公室2001年报告，我国有50%的滨 海滩涂湿地丧失，约13%的湖泊消失，七大水系63. 的河段水质因污染而失去了饮用水 功能。因此，退化湿地恢复技术是各国政府迫切需要的。北美湿地恢复研究开展的较早，以美国为代表的湿地恢复研究较为深入。美国主 要通过工程措施恢复和重建湿地，主要包括增加湖泊深度，筑坝，将拉直的河流恢复成蜿蜒 的状态，将香蒲群落改造成土著群落，增加鱼的产量，迁移富营养沉积物、有毒物质，以及湿 地生境替代与补偿等。欧洲的湿地恢复研究历史较长，也较为深入。欧洲主要通过工程措 施和生物措施恢复和重建湿地，主要包括控制排污，拆除提坝，清淤，抬高水位和降低湖底， 安装水泵，控制放牧，停止围垦，规范河流管理以及恢复土著植被等。另外，澳大利亚通过种 植水生植物恢复用于沉积稀有金属矿砂的湖泊群；印度通过采取禁止放牧，禁挖草坪，污水 分流及处理等保护措施恢复日益退化的河岸湿地生态系统；越南通过筑坝封育恢复湿地。总之，国际上对退化湿地的恢复研究为发展中国家进行退化湿地的恢复与重建提 供了很多可以借鉴的研究和理论指导。但同时也需要注意到，湿地恢复成功率较低，美国佛 罗里达州滨海湿地恢复成功率为45%，而内陆淡水湿地恢复成功率仅为12%。相对国际研究来讲，我国对湿地恢复的研究开展的比较晚，从70年代开始。我国 主要通过工程措施、生物措施和管理措施恢复和重建湿地，主要包括氧化塘生态工程技术， 湖滨湿地工程技术，水生植被恢复工程技术，人工浮岛工程技术，仿自然型提坝工程技术， 人工介质岸边生态净化工程技术，防护林或草林复合系统工程技术，河流廊道水边生物恢 复技术，湖滨带截污及污水处理工程技术，林基鱼塘系统工程技术，蓄水工程，应急调水工 程，湖滨带生态恢复工程，种植结构进行调整，轮牧禁牧，填埋沟渠，治沙种草，禁采泥炭等。但是由于我国湿地保护和恢复方面的工作起步比较晚，技术相对零散、缺乏针对 性，还没有形成可行、成熟的保护和恢复技术体系，还远远不能解决我国湿地退化的问题。因此，为了我国湿地的保护与恢复工程的顺利实施，本发明集成了水文联通技术、 微地形改造技术、基质恢复技术、植被恢复技术和岸带护坡技术，可根据退化湿地的具体情况，既可以综合运用整体的技术体系，也可以单独运用其中的某一项技术，具有针对性、可 行性、实用性。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有针对性、可行性和实用性的迹地型退化湿地的恢复 方法。为了实现本发明目的，本发明的一种迹地型退化湿地的恢复方法，其采用选自水 文联通方法、微地形改造方法、基质恢复方法、植被恢复方法或岸带护坡方法中的一种或多 种方法，进行退化湿地恢复处理。其中，水文联通方法主要应用于水文条件遭到破坏的退化湿地。水文联通方法是 通过工程措施对水体形状、规模、空间布局进行调整，稳定水域面积，优化湿地恢复区域内 水资源分配格局，重新建立起水体之间良好的水平联系和垂直联系(也就是使各水体之间 相互连通)，改善湿地生态环境，保证湿地生态系统营养物质的正常输入输出，调节湿地生 物群落的水分条件。水文联通方法主要包括扩挖小水面、沟通小水面、局部深挖和区域滞水四种方法。微地形改造方法主要应用于退化湿地地形地貌的改造，营造湿地生物生存的适宜 环境。通过工程措施削低过陡或过高的地貌、平整局部地形(适合鸟类等需要)、营造生境 岛、规整小型水面的形状，改善和营造湿地植被和水鸟的生存环境，增加湿地生境的异质性 和稳定性。微地形改造方法主要包括营建浅滩湿地、规整小型水面和营造生境岛。基质恢复方法主要应用于土壤较为贫瘠或缺少壤质土的退化湿地的恢复。通过工 程措施对营养贫瘠区域进行回填壤质土，增强湿地基质储存水分和营养物质的能力，完善 湿地生态系统营养物质的传递途径，为土壤生物提供繁殖场所，为植被提供良好的营养条 件，为鸟类等动物提供栖息地。基质恢复方法主要包括分层回填壤质土、种植坑回填壤质土和种植槽回填壤质 土。湿地植被恢复方法主要应用于植被覆盖率较低或无植被覆盖的退化湿地。通过种 植适宜的湿地植物，构建优化的湿地植被群落结构，适度调控湿地植物群落演替方向，营造 适宜湿地动物生存的环境，修复退化的湿地生物链。湿地植被恢复方法主要包括恢复小型水面植被、恢复大型水面植被、恢复常水位 出露滩地植被、恢复常水位以下植被、恢复滨水带植被、恢复隔离带植被和恢复固坡及护岸 植被。岸带护坡方法主要应用于容易受到水流冲击及容易塌陷的地段。通过配置天然石 块、木桩(部分活木桩)、生态砖等天然固定材料，邻水侧种植根系较发达能够固着土壤的 水生植物，增强岸带抗水流冲击及抗塌陷能力，保证坡岸稳固以及植被的快速恢复。岸带护坡方法主要包括木桩护坡和块石护坡。本发明在借鉴已有湿地恢复技术的基础上，设计了一种可根据退化湿地的水文不 畅、地形起伏过大、土壤贫瘠、植被稀少和坡岸陡峭易塌陷等具体情况，可以针对其中一种退化状况或几种退化状况，运用本发明其中的某一项方法，或综合运用几项的退化湿地恢 复方法；既可以综合运用整体的技术体系，也可以单独运用其中的某一项技术的退化湿地 恢复方法。本发明的方法集成创新了水文联通技术、微地形改造技术、基质恢复技术、植被恢 复技术和岸带护坡技术，即采用多级滞水、溢渗联通、穴植与带植、生境调节型辅助恢复等 组成的恢复技术。本发明可以应用于退化湿地生态系统功能的恢复；湿地水禽生境的恢复 与营造；湿地景观的恢复与构建，例如用于湿地公园建设等；污染水体的净化和富营养化 治理等方面。本发明通过生态工程措施改善了退化湿地的地形地貌、水系系统、湿地基质和岸 带环境，使湿地植被自陆地向开阔水域合理布局，构建优化的湿地植被群落结构，有效地提 高了退化湿地的稳定性和自我维持性。本发明的恢复方法有效地解决了退化湿地保护与恢 复工程中遇到的关键技术问题。
图1-1、1-2、1_3为本发明实例的深挖水面及局部放大示意图；图2-1、2-2、2_3为本发明实例的扩挖水面及局部放大示意图；图3-1、3-2、3_3为本发明实例的沟通水面及局部放大示意图；图4为本发明实例的单排木桩护坡示意图；图5为本发明实例的双排木桩护坡示意图；图6为本发明实例的土坡块石护坡恢复示意图；图7为本发明实例的碎石坡块石护坡示意图。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1图1-1-图1-3、图2-1-图2_3和图3_1_图3_3可用于说明本发明实例的水文联 通方法。水文联通方法主要应用于水文条件遭到破坏的退化湿地。水文联通方法是通过工 程措施对水体形状、规模、空间布局进行调整，稳定水域面积，优化湿地恢复区域内水资源 分配格局，重新建立起水体之间良好的水平联系和垂直联系，改善湿地生态环境，保证湿地 生态系统营养物质的正常的输入输出，调节湿地生物群落的水分条件。如图1-1-图1-3、图2-1-图2_3和图3_1_图3_3所示，水文联通方法主要包括1) 扩挖小水面，即通过对过小水面的岸边进行挖掘，扩大水面浸润区域，增加淹水面积；2)沟 通小水面，即通过对相邻的过小水面进行连通，构筑阶梯形串式水泡系统，增强水体间自然 渗透，建立水平方向的水文联通，增加水体稳定性；3)局部深挖，即通过对水体较浅的区域 进行局部深挖，增强与潜水层之间垂直方向的水文联通，增加湿地局部水量；4)区域滞水， 即在区域下游地带修建小型滞水、留水设施，控制水的流失，增加区域水体面积及水量的稳 定性。实施例2
微地形改造方法主要应用于退化湿地地形地貌的改造，营造湿地生物生存的适宜 环境。通过工程措施削低过陡或过高的地貌、平整局部地形(适合鸟类等需要)、营造生境 岛、规整小型水面的形状，改善和营造湿地植被和水鸟的生存环境，增加湿地生境的异质性 和稳定性。微地形改造方法主要包括1)营建浅滩湿地，即通过对临近水面起伏不平的开阔 地段进行局部土地平整，削平过高的地势，营造适宜湿地植被生长和水鸟栖息的开阔环境；
2)规整小型水面，即通过对过弯小型水面的形状进行规整，去弯取直，增加湿地的稳定性；
3)营造生境岛，即针对不同种类水鸟的栖息环境要求，在距离岸边一定距离的开阔水面处 营造适宜水鸟栖息的岛屿。在微地形改造方法中，完全结合已有的地形地貌进行地形改造，并根据目标栖息 地物种进行了不同水深的浅滩地营造，为多种湿地水鸟提供了栖息环境，节约了生境恢复 的占地面积。实施例3基质恢复方法主要应用于土壤较为贫瘠或缺少壤质土的退化湿地的恢复。通过工 程措施对营养贫瘠区域进行回填壤土，增强湿地基质储存水分和营养物质的能力，完善湿 地生态系统营养物质的传递途径，为土壤生物提供繁殖场所，为植被提供良好的营养条件， 为鸟类等动物提供栖息地。基质恢复方法主要包括1)分层回填，即在土壤贫瘠的开阔区，分层回填符合湿 地植被生长要求的土壤(壤质土)10-20cm，恢复湿地基质；2)种植坑回填，即在恢复区范 围内，挖掘不同规格的种植坑回填壤质土，其中大坑坑径X坑深为IOOXSOcm ；中坑坑径X 坑深为60X50cm;小坑坑径X坑深为50X40cm ;3)种植槽回填，即在土壤贫瘠的岸带，挖 掘深20-40cm，宽20-30的种植槽，回填壤质土。在基质恢复技术中，仅对土壤贫瘠的开阔区进行薄层覆土，而仅仅对种植坑、种植 槽进行覆土时，采用局部深层覆土，是对普通意义基质恢复技术的改进与创新，节约了用土 量，降低了施工成本和经济成本。实施例4湿地植被恢复方法主要应用于植被覆盖率较低或无植被覆盖的退化湿地。通过种 植适宜的湿地植物，构建优化的湿地植被群落结构，适度调控湿地植物群落演替方向，营造 适宜湿地动物生存的环境，修复退化的湿地生物链。湿地植被恢复方法主要包括1)恢复小型水面植被，即以自然恢复为主；2)恢复 大型水面植被，即以适量撒播沉水和浮水植物的繁殖体为主，如狐尾藻、眼子菜、荇菜等；3) 恢复常水位出露滩地植被，即以种植低矮湿生植物的幼苗为主，如选取带土成丛苔草(直 径30-40cm)种植在坑深为15-25cm，坑径为30_40cm的种植坑中，种植密度为1_3丛/m2 ；
4)恢复常水位以下植被，即以种植高大挺水植物的幼苗或繁殖体为主，如选取香蒲幼苗 种植在深为15-25cm，宽为3-5cm的种植坑中，种植密度为25-30株/m2 ；5)恢复滨水带植 被，即以种植湿生灌木的繁殖体或幼苗为主，如选取SO-IOOcm的杞柳繁殖体，3-5棵一丛， 种植密度为1-3丛/m2，1-20丛一片，插植在滨水带靠近水面一侧，插入深度30-50cm ；选 取120-150cm的灌木柳幼苗分散栽种在滨水带远离水面一侧为主，种植坑坑径X坑深为 60 X 50cm，种植密度为1500-5000株/hm2 ；6)恢复隔离带植被，即以种植高大乔木和灌木为
6主，如选取200-250cm的旱柳、国槐等高大乔木多排种植于坑径X坑深为100 X 80cm的种 植坑中，株间距为200cm，行间距为300cm ；选取沙棘等灌木间种于高大乔木间；7)恢复固坡 及护岸植被，即以种植根系发达的灌木为主，如选取定植3-4年的紫穗槐分成2至3个根一 丛，种植在坑径X坑深为50 X 40cm的种植坑中，行间距为60cm，株间距为60cm。湿地植物恢复方法的特色之处在于选取的植物从水中生长的浮水植物到岸边生 长的灌丛和乔木植物，模拟了自然湿地生态系统从水体到陆地的植被演替序列，增加了生 物多样性，极大地加快了湿地恢复进程。并采用高大乔木作为整个湿地外围的隔离区，减少 了人类对核心湿地的干扰。实施例5图4-图7用于说明本发明实例的湿地岸带护坡方法。岸带护坡方法主要应用于容易受到水流冲击及容易塌陷的地段。通过配置天然石 块、木桩(部分活木桩)、生态砖等天然固定材料，邻水侧种植根系较发达能够固着土壤的 水生植物，增强岸带抗水流冲击及抗塌陷能力，保证坡岸稳固以及植被的快速恢复。岸带护坡方法主要包括1)木桩护坡，即以柳木桩(桩径6-8cm，长1.5m以上)成 排垂直于水平面紧密打入较陡的斜坡，在过于陡峭或易塌陷的斜坡，打入双排木桩，两排间 隔0. 5m左右，地上部分留1/3左右，地下部分2/3左右。部分桩体可成活，形成绿篱，加强护 坡效果。坡面覆浅层土壤，种植根系发达的多年生草本植物和小型灌木，如图5和6所示； 2)块石护坡，即主要是在需要稳固的坡面临近水边处的下层以碎石铺设，之上铺设两圈、两 层以上30-50cm的块石，以块石的重力作用固着壤土，防止水流冲击侵蚀，坡面上覆浅层土 壤，并种植以紫穗槐、沙棘和杞柳为主的护坡植物固着坡面，如图7和8所示。本方法的特 色之处在于木桩采用活体柳木桩，在通过物理固坡的同时，活体柳木桩扎根生长，增加了木 桩固着边坡土壤的能力，具有极强的生态性；而块石护坡采用大粒径的圆润块石，在护坡的 同时增加了景观效果。实施例6本发明试验区为采沙迹地型退化湿地。试验区原为废弃的河道，由于挖沙等人为 活动，湿地生态系统破坏严重，裸地和陆生植被占主导地位，水域面积仅占29%左右，而且 主要由一系列大小不等的不连续水体构成。应用本发明前，退化湿地内土壤沙砾质、营养贫瘠，水体散乱、水文不畅，地形起伏 过大、坡岸陡峭易塌陷，植被稀少。针对试验区的特点，采用多种方法综合处理。具体步骤 如下首先针对试验区水体散乱、不连续，地形起伏过大的特点，应用营建浅滩湿地、规 整小型水面、营造生境岛、扩挖小水面、沟通小水面、局部深挖和下游区域滞水等方法对试 验区进行地形地貌改造(具体方法见实施例1和实施例2)，使之满足后续退化湿地恢复方 法的要求。然后根据试验区土壤沙砾质，营养贫瘠的特点，回填壤质土，为植被提供良好的营 养条件(具体方法见实施例3)。最后根据植被稀少的特点，挖掘种植坑和种植槽，并回填壤质土，在不同的区域种 植适宜的湿地植物(具体方法见实施例4)，在岸坡较陡、容易塌陷的岸带，结合木桩护坡和 块石护坡方法(具体方法见实施例5)，保证坡岸稳固以及湿地植被的快速恢复。
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应用本发明后，湿地土壤动物得到了恢复，土壤肥力提高；植被总覆盖率大大增 加，由恢复前的13%增加到现在恢复后的69% ；湿地水鸟的种类有所增加。本发明使试验 区的湿地水源更加充沛，生产力更高，湿地物种也更加丰富，使试验区的生态环境更有利于 湿地动植物，特别是水禽等野生生物生长，为湿地周边人群生存和发展提供物质基础，并且 改善了试验区的小气候，为试验区所在地带来了很好的生态与社会效益，促进了周边地区 的经济发展。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
一种迹地型退化湿地的恢复方法，其特征在于，其采用选自水文联通方法、微地形改造方法、基质恢复方法、植被恢复方法或岸带护坡方法中的一种或多种方法，进行退化湿地恢复处理。
2.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述水文联通方法采用调整水体的 形状、规模及空间布局，稳定水域面积，优化湿地恢复区域内水资源分配格局，重新建立水 体之间的水平联系和垂直联系。
3.根据权利要求1或2所述的恢复方法，其特征在于，所述水文联通方法主要包括扩 挖小水面、沟通小水面、局部深挖和区域滞水四种方法。
4.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述微地形改造方法采用削低过陡 或过高的地貌、平整局部地形、营造生境岛和规整小型水面的形状。
5.根据权利要求4所述的恢复方法，其特征在于，所述微地形改造方法包括营建浅滩 湿地、规整小型水面和营造生境岛。
6.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，基质恢复方法主要包括分层回填壤 质土、种植坑回填壤质土和种植槽回填壤质土。
7.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述湿地植被恢复方法主要包括恢 复小型水面植被、恢复大型水面植被、恢复常水位出露滩地植被、恢复常水位以下植被、恢 复滨水带植被、恢复隔离带植被和恢复固坡及护岸植被。
8.根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述岸带护坡方法采用配置天然石 块、木桩或生态砖，邻水侧种植根系较发达能够固着土壤的水生植物。
9.根据权利要求8所述的恢复方法，其特征在于，所述岸带护坡方法主要包括木桩护 坡和块石护坡。
全文摘要
本发明提供了一种迹地型退化湿地的恢复方法，其采用选自水文联通方法、微地形改造方法、基质恢复方法、植被恢复方法或岸带护坡方法中的一种或多种方法进行退化湿地恢复处理。本发明可根据退化湿地的具体情况，既可以综合运用整体的技术体系，也可以单独运用其中的某一项技术。本发明通过生态工程措施改善了退化湿地的地形地貌、水系系统、湿地基质和岸带环境，使湿地植被自陆地向开阔水域合理布局，构建优化的湿地植被群落结构，有效地提高了退化湿地的稳定性和自我维持性。
文档编号E02D17/20GK101962947SQ20091008977
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者刘茂松, 商晓静, 崔丽娟, 张曼胤, 徐驰, 李伟, 王义飞, 盛晟, 黄成 申请人:中国林业科学研究院林业研究所