人工湿地的生态效益

Posted 2023-01-14 湿地

篇首语：时间是把锋利的刀，成全过我的疯狂，也粉碎过我的梦想。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了人工湿地的生态效益相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.维持生物多样性

虽然人工湿地没有自然湿地那样十分丰富的物种，但水田、水塘、湖泊等水域地区生长的动植物种类也很多，例如：水田中生育的植物随季节和水田的状态有所不同。在春耕之前，在水田中生长着雀枕草、野花之类，在干季则有莲花草、野菊草等生长，在湿季则有田芥、六节草等发育。在水田杂草中还有很多湿生植物，以及水豆儿、黑藻、水葫芦等水生植物，说明水田是多样的湿生、水生植物的生育地。另外，在水田中的动物也是多样的。龙虾要在水田中度过一生，青蛙、蜻蜓等要在水田中产卵，并且是幼虫的生息场地，鹭鸟之类的水鸟要在水田中觅食。水田中还有高目鱼、田螺等生存，以及生活在叶面的半翅虫等。这些动物中有草食性动物，也有肉食性动物，水田中的多样生物组成了复杂的食物链。同样，在水塘和湖泊中也生长有大量的水生植物和各种各样的鱼类、虾、蟹、蚌等动物和微生物，为鸟类、鱼类提供丰富的食物和良好的生存繁衍空间，对物种保存和保护物种多样性发挥着重要作用。人工湿地也是重要的遗传基因库，维持野生物种种群的存续、筛选和改良具有商品意义的物种。而这些生物的存在，为我们提供了很高的经济实用和科学价值。

2.调节流量，控制洪涝

湿地是蓄水防洪除涝的天然“海绵”。湿地是一个巨大的蓄水库，可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，均匀地把径流放出，减弱危害下游的洪水，因此保护湿地就是保护天然储水系统。由于我国降水的季节分配和年度分配不均匀，通过天然和人工湿地的调节，储存来自降雨、河流过多的水量，从而避免发生洪涝灾害，保证工农业生产有稳定的水源供给。长江中下游的洞庭湖、鄱阳湖、太湖等许多湖泊发挥着储水功能，防止了无数次洪涝灾害；许多水库，在防洪、抗旱方面发挥了巨大的作用。上海位居太湖流域的下游，黄浦江贯穿上海市全境，也是目前整个流域唯一敞开的行洪排涝的通道。而一旦黄浦江受河口高潮顶托，极易因洪致涝，形成大面积涝灾。另一方面，由于上海城市化的飞速发展，上海中心城市面积由1986年300多km2发展到现在的600多km2，而城市的地圈系统(包括河、湖、水库、植被等)对过多的水的蓄、泄、拦的容量和能力大小，即下垫面的情况也有显著变化，同时也产生了大城市的“雨岛效应”。据龙华气象站最近10年的暴雨记录初步分析，10年来的上海的暴雨强度是以前平均的1.33倍，增加了1/3，说明城市暴雨强度增加明显。但与此同时，城市内河道的治理工作严重滞后，外围城市排涝建设也很落后于发展的步伐，加之城市化过程中，人为填没大量河道。上海市水资源普查结果表明，全市河湖面积已从八十年代的11.1%下降到8.4%，目前集中城市化地区河网水面率不足2%，容蓄雨水能力锐减，所以这个人口集中、经济集中、高科技集中的国际性城市的排水问题不容乐观。

1999年梅雨期上海地区受灾，也让我们看到了在蓄水防洪能力上的不足。其中成灾原因之一就是近年来由于河道自然淤积及城市化建设填堵河道等原因，使水面积减少较快。如青浦区水面积减少了19%，从60年代以来因围垦、淤积和近年来工业开发填堵河浜而丧失的湖泊、河道库容约0.75亿m3；松江区水面积也由原来的11%减少到8%；金山区水面积也减少到8.6%。因此，尽管近来大力疏浚河道，但西部松、金、青三区淤积土方量仍达0.5亿m3以上，河网调蓄能力大幅度降低。以青浦区为例，若原有0.75亿m3河道库容能保留至今，雨水经其调蓄，预计可以大幅度减少受灾面积。

上海郊区大量人工湿地的存在，恰恰可以在一定程度上弥补蓄水防洪除涝之不足，缓解城市在汛期的排水问题。虽然在上海近郊没有大型的水库，但有大量水田、水塘、小型湖泊、沟、渠等人工湿地，当这些大量的人工湿地被合理利用，可以连接成一个庞大的蓄水防洪除涝系统。所以人工湿地在调蓄洪水，抵御洪涝自然灾害方面的作用是不容忽视的。

3.补充地下水

人工湿地可以为地下蓄水层补充水源，从湿地流入到蓄水层的水可成为浅层地下水系统的一部分得以保持，浅层地下水系统可为周围地区供水，维持水位，或最终流入深层地下水系统。如果湿地受到破坏或消失，就无法为地下蓄水层供水，地下水资源就会减少。由开采地下水而引发的上海地面下沉的问题已成为上海城市安全的心腹大患。据上海市水务局公布的《上海市水资源普查报告》显示，最近几年来，虽然地下水开采量逐渐压缩，但是上海的地面沉降尚未有明显减少，如1999年，上海中心城区平均沉降量为10.74mm。要补充被开采或流失的地下水资源，进一步控制上海地面的沉降，人工湿地的作用不容忽视。

4.降解污染物

一方面，人工湿地有助于减缓水流的速度，当含有毒物和杂质（农药、生活污水和工业排放物）的流水经过湿地时，流速减慢，有利于毒物和杂质的沉淀和排除。另一方面，当工农业生产和人类其它活动等自然过程产生的农药、工业污染物、有毒物质进入湿地，湿地的生物和化学过程可使有毒物质降解和转化，一些人工湿地植物像芦苇、水湖莲等也能有效地吸收有毒物质，使当地和下游区域受益。所以不少人工湿地可以用做小型生活污水处理地，这一过程能够提高水的质量，有益于人们的生活和生产。目前，全国已有不少城市在利用人工湿地治理河流、湖泊等水污染问题上取得良好成效，其成功经验值得上海在水污染处理上借鉴。

目前，在上海市松江区五厍现代农业示范区已建成“人工湿地”面积为1800m2；上海市嘉定区等地的“人工湿地”也即将建成，在这类人工湿地中选栽的植物和填料，可对污水产生化学、物理、生物等作用，污染物被削减，水质得到改善。这些人工湿地在上海污水处理问题上重要作用的发挥，让我们看到了人工湿地对大上海“环保工厂”的独特作用。

利用人工湿地治理河流硝酸盐氮污染也有显著效果，而且工程投资少、运行费用低。如何治理河流硝酸盐氮污染一直是困扰环境保护工作者的难题，而美国农业研究局的科学家在北卡罗来纳州杜普林县的赫林马什河上率先尝试了人工湿地治理法。人工湿地依靠植物吸收及厌氧菌脱氮双重作用去除水中的硝酸盐氮。据测定，在温暖月份，每公顷湿地日去除硝酸盐氮3kg以上。进入湿地前河水中硝酸盐氮浓度为7mg／l，流出湿地后硝酸盐氮浓度降为2mg／l以下。。

经研究发现，由许多沟塘组成的多水塘人工湿地系统能够有效地控制面源污染。农业区域的面源污染是引起湖泊富营养化的主要原因之一。多水塘系统是用于灌溉的中国古代发明，它由许多沟塘组成，星罗棋布地分布在农田中。研究人员在巢湖六叉河小流域的长期试验研究发现，多水塘系统能够显著地降低径流速度，具有贮存暴雨径流，减少水、悬浮物和磷元素输出的强大功能。在面积为6.9 km2的六叉河小流域，多水塘系统平均每年可截留固体悬浮物和磷分别达14.38×106 kg和7016 kg。其中，灌溉是磷循环和去除的有效途径。采用多水塘系统使宝贵的养分资源循环利用，能减少湖泊的磷氮负荷，是控制面源污染的可持续方法。因此，多水塘系统不仅在传统农业灌溉方面有重要作用，而且对径流的截留、营养物质的储存、水的循环利用及促使沉积有多方面作用，多水塘系统是控制农业面源污染、使宝贵的营养元素多次循环的一种可持续方法。

从上面的分析可以看到人工湿地在清除、转化污染物和毒物方面的作用的确不容小视。目前，上海主要水域如黄浦江、苏州河等，污染问题虽然较过去有所好转，但一些水质指标仍然较差。上海要进行河道或普通生活污水处理，可以采用污水截流外排的污水处理方案，即将污水截流后外排长江口和东海，利用大水体进行稀释自净的方法，但我们更可以利用市郊的人工湿地治理河流、湖泊等水污染，这样不仅能够收到良好的治理效果，而且经济投入少，运行费用低。（蓝白蓝网）