朱秀迪 成波 李紅清 王小雨 江波
摘要:水利工程具有防洪、發(fā)電、供水、航運等多重效益,但其建設(shè)和運行可能帶來濕地萎縮、生境退化、生物多樣性減少、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低等生態(tài)環(huán)境問題。系統(tǒng)研究水利工程建設(shè)和運行對濕地生態(tài)環(huán)境的影響并提出多目標(biāo)協(xié)同提升的濕地生態(tài)保護修復(fù)技術(shù),對濕地生態(tài)保護和修復(fù)具有重要現(xiàn)實意義和科學(xué)研究價值。對國內(nèi)外水利工程影響下濕地關(guān)鍵修復(fù)技術(shù)研究進展及濕地保護修復(fù)尚存的主要問題進行分析,展望濕地保護修復(fù)技術(shù)的研究和發(fā)展方向,以期為受水利工程影響下河湖濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究提供思路和借鑒。
關(guān)鍵詞:濕地保護; 生態(tài)保護; 生態(tài)修復(fù); 水利工程
中圖法分類號:X171 文獻標(biāo)志碼:A DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.07.001
文章編號:1006 - 0081(2022)07 - 0008 - 07
0 引 言
濕地是重要的國土資源及自然資源,為許多動植物提供了獨特的生境,與人類的生存、繁衍、發(fā)展息息相關(guān)。全球濕地面積雖然僅占地球表面的 1% 左右,卻為全球約 20% 的物種,尤其是瀕危及特有物種提供了合適的棲息地[1-3]。因此濕地在保護全球生物多樣性與完整性等方面發(fā)揮了重要作用[4-5]。
水利工程作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施重要的組成部分,在防治洪水泛濫、保障供水安全、保護生態(tài)環(huán)境以及推動國民經(jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[6]。截至2020年4月,全球已建造了58 713座水壩[7],全球河流受到了嚴重的物理阻隔[8],進而導(dǎo)致水利工程上下游產(chǎn)生和維持濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的水文情勢、水環(huán)境、地貌形態(tài)、沉積態(tài)均發(fā)生顯著改變[9-12],對濕地保護與修復(fù)帶來了全新的挑戰(zhàn)。
自19 世紀開始,國外就逐步開展了有關(guān)濕地保護與修復(fù)的相關(guān)研究,早期主要集中在控制污水排放和湖泊水污染治理上,目前已建立了相對完善的濕地保護修復(fù)法律法規(guī)體系[13]。中國早在 2003年就編制了《全國濕地保護工程規(guī)劃》;2017年,國家林業(yè)局、國家發(fā)展改革委、財政部共同編制了《全國濕地保護“十三五”實施規(guī)劃》,明確了濕地修復(fù)的指導(dǎo)思想與目標(biāo)任務(wù),確定了“十三五”期間需實施的重大濕地保護修復(fù)工程與發(fā)展方向;2020年,《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021~2035年)》明確了“堅持保護優(yōu)先,自然恢復(fù)為主”“恢復(fù)長江黃河生態(tài)系統(tǒng)”及“全面保護瀕危野生動植物及其棲息地”等重大生態(tài)保護舉措,內(nèi)容涵蓋了退耕還濕、自然保護地建設(shè)、濕地生態(tài)保護能力及保障體系建設(shè)等多個方面,為中國濕地保護修復(fù)工作起到了很好的支撐作用。目前,受水利工程影響的濕地恢復(fù)和修復(fù)工作尚未引起足夠的重視。因此,全面認識水利工程對濕地生態(tài)的影響并采取有針對性的濕地生態(tài)保護和修復(fù)技術(shù),對于維護濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性、維持濕地生態(tài)多樣性和改善社會生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。
本研究在歸納總結(jié)國內(nèi)外受水利工程影響的濕地生態(tài)保護修復(fù)相關(guān)技術(shù)研究進展的基礎(chǔ)上,分析其不足,提出未來應(yīng)加強的若干研究方向,以期促進水利工程、濕地科學(xué)等交叉學(xué)科的整體發(fā)展。
1 濕地生態(tài)保護與修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀
1.1 水文連通修復(fù)技術(shù)
水文連通修復(fù)可按其連通性方向分為縱向水文連通、側(cè)向水文連通及垂向水文連通[14-15](圖1)。上下游的水文連通稱為縱向水文連通[16-17]、河流-泛濫平原/濕地和河流-湖泊系統(tǒng)稱之為側(cè)向水文連通[18-19],地表水和地下水的垂直水文交換稱為垂向水文連通性[20]。
縱向連通性恢復(fù)主要包括拆壩、筑生態(tài)壩及建立生態(tài)渠道等技術(shù)[21]。Brown等[22]提出綜合大壩評估建模技術(shù)以評估大壩建設(shè)及拆除的成本及收益分析。Corsair等[23]提出基于多標(biāo)準決策分析方法的水壩退出策略。目前,中國發(fā)布了SLT 791-2019《水庫降等與報廢評估導(dǎo)則》,形成1套較為完整的水庫降等與報廢流程。生態(tài)水壩是利用生態(tài)袋(將草籽和鋸末混合在沙袋中)或當(dāng)?shù)赝寥篮椭脖唤ㄔ斓耐杆暂^好的壩,既有保水功效,又有泄水功效[24]。生態(tài)渠道是具有源匯功能的人工渠道,可為魚類提供洄游通道,連接破碎濕地,引水至缺水濕地,根本上緩解缺水型濕地退化[25]。
側(cè)向連通性可以通過人工洪水及拆除或減少不透水性河岸來進行恢復(fù)。與疏?;蜻B通線路重建相比,人工洪水可在避免工程建設(shè)對環(huán)境的物理擾動情況下,將河流及缺水的洪泛區(qū)連接起來,具有經(jīng)濟性與環(huán)保性。提高河岸透水性,同樣能夠通過增加側(cè)向水文補給增強側(cè)向水文連通性。石頭和混凝土等傳統(tǒng)護岸材料會通過隔離水土物質(zhì)交換對岸坡型濕地的水文連通性形成負面影響[26]。因而在河岸帶側(cè)向連通性恢復(fù)時,應(yīng)盡量使用高透水性的非生物親水材料,如天然材料(木樁、竹籠、鵝卵石)、生態(tài)塑料袋、植被混凝土、三維植被網(wǎng)、石籠網(wǎng)、細石混凝土等。這些材料不僅可以滿足過濾和防沖刷的要求,而且還可以為植物生長和無脊椎動物和魚類的發(fā)育提供棲息條件[27-28]。
垂向連通性可以通過拆除水體不透水下墊面或提升水體下墊面透水率等方式來恢復(fù)。
1.2 水利工程控制的濕地水文調(diào)控技術(shù)
水利工程控制的濕地生態(tài)水文調(diào)控技術(shù)主要包括濕地生態(tài)水文調(diào)控策略制定及濕地水文調(diào)控效果評價(圖2)。生態(tài)水文調(diào)控策略制定包括濕地生態(tài)需水量確定、劃定調(diào)度時段、制定調(diào)度路徑3個部分[29]。濕地生態(tài)需水量定義為特定調(diào)度目標(biāo)下濕地所需的生態(tài)水量,是制定濕地生態(tài)調(diào)度策略的基礎(chǔ)。因此,在確定濕地生態(tài)需水量之前,首先應(yīng)明確調(diào)度目標(biāo),如維系濕地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、恢復(fù)歷史適宜參考時期的濕地生態(tài)景觀、保障濕地基本形態(tài)或某些具體的指示性目標(biāo)、保護濕地生物多樣性等[30]。目前,國內(nèi)濕地生態(tài)需水量多利用目標(biāo)水量、目標(biāo)水位、目標(biāo)水面、目標(biāo)生物棲息數(shù)量和密度等水文或生態(tài)指標(biāo)來量化調(diào)度目標(biāo),并基于此作為生態(tài)調(diào)度計算的邊界條件,確定生態(tài)調(diào)度水量[31]。調(diào)度時段主要囊括調(diào)度起止時間、年內(nèi)調(diào)度頻次及調(diào)度時長等[32]。調(diào)度路徑通?;跐竦厮幍牡乩須夂蛩奶攸c來進行選擇[29]。在制定涵蓋調(diào)度水量、調(diào)度時段、調(diào)度路徑等多目標(biāo)多要素的調(diào)度方案后,基于濕地與可利用調(diào)度水源的位置關(guān)系、區(qū)域水資源供需矛盾、調(diào)度線路的調(diào)水能力和資源消耗等條件,考慮上下游關(guān)系綜合確定調(diào)度策略[33]。此外,為進一步論證生態(tài)調(diào)度策略的合理性,避免水資源及經(jīng)濟損失,國內(nèi)外學(xué)者還會進行濕地生態(tài)調(diào)度措施的生態(tài)效益預(yù)測分析和生態(tài)調(diào)度后效分析[34-35]。
1.3 濕地動植物恢復(fù)技術(shù)
濕地動植物恢復(fù)技術(shù)是修復(fù)受水利工程影響的濕地最直接的方式?,F(xiàn)存的濕地動植物恢復(fù)方法如圖3所示。
1.3.1 濕地植物恢復(fù)
水利工程導(dǎo)致的濕地連通性降低與水文情勢變化在一定程度上導(dǎo)致了濕地時空格局分布的改變或生境質(zhì)量的下降。目前濕地植被恢復(fù)技術(shù)的選擇通常依據(jù)濕地資源現(xiàn)狀及特點,在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,因地制宜地采取自然恢復(fù)、人工促進自然恢復(fù)和人工恢復(fù)等恢復(fù)模式。其中,自然恢復(fù)是指通過濕地自身動態(tài)變化過程而進行的被動性恢復(fù),主要在植物種質(zhì)資源豐富、具有良好水文周期、自然肥力高等區(qū)域采用。人工促進自然恢復(fù)是指通過人工輔助手段進行恢復(fù),在自然恢復(fù)進程緩慢區(qū)域,通過人工撒播、補種水生植物等方式輔助自然恢復(fù),如要求在濕地植物恢復(fù)過程中,盡量保持原始的自然地貌及水流狀態(tài);選擇鄉(xiāng)土植物,按照生態(tài)習(xí)性,分別栽種挺水、沉水、浮水植物等濕地植物,豐富植物群落多樣性。人工恢復(fù)主要通過退耕還濕、退田還湖、生態(tài)農(nóng)業(yè)及建立人工濕地等方式增加濕地面積,從而促進濕地植物恢復(fù)。
1.3.2 濕地動物恢復(fù)
濕地動物恢復(fù)的主要手段如下:① 水環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)。水環(huán)境質(zhì)量改善能夠促進底棲無脊椎動物的多樣性和豐富度增加[36-37]。水環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)可按治理對象分為源頭水污染阻控技術(shù)和受損水環(huán)境改善技術(shù)。源頭水污染阻控技術(shù)多可采用厭氧池、塔式蚯蚓濾池組、微曝氣潛流人工濕地、水生植物等組合方式凈化源頭水流,促進河湖濕地水質(zhì)改善。受損水環(huán)境改善技術(shù)通常包括利用內(nèi)電解基質(zhì)強化凈化、潛水泵、碳纖維生態(tài)草、沉水植物光合補氧等方法的黑臭河道水質(zhì)凈化技術(shù),以及構(gòu)建生態(tài)格、掛壁式立體生態(tài)修復(fù)竹排、石籠等方法的完全硬化河道水污染凈化技術(shù)。② 濕地重建技術(shù)。兩棲動物物種多樣性、豐富度與濕地覆蓋呈正相關(guān)[38]。因此可采用生態(tài)促淤、水位調(diào)節(jié)、人工濕地建設(shè)等方法增加水利工程驅(qū)動的濕地面積損失區(qū)的濕地面積。③ 多類型適宜生境營造技術(shù)。多類型生境可為不同類型濕地動物提供棲息覓食場所,提高濕地生態(tài)種群多樣性。通??筛鶕?jù)能量塔原理和食物鏈食物網(wǎng)的物質(zhì)流動原理,針對濕地水文水質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)特征,顧及濕地修復(fù)區(qū)濕地動物的生活習(xí)性和對環(huán)境的適應(yīng)能力,通過地形改造、基質(zhì)恢復(fù)、補充與完善各營養(yǎng)級功能團等技術(shù)塑造多元化生境條件,改善濕地生境質(zhì)量,改善其種群動態(tài)和群落組成[39]。
2 河湖濕地生態(tài)修復(fù)面臨的主要問題
2.1 忽視“源頭預(yù)防”
水利工程作為調(diào)蓄水資源分配、保障供水安全和防洪安全的重大工程措施,在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益和社會效益的同時,也不可避免地對江湖連通與河湖水文情勢產(chǎn)生影響,進而影響湖泊濕地生態(tài)水文過程、湖泊濕地生境及生物多樣性[40-42]。目前,受水利工程影響的濕地修復(fù)研究方案制定時通常存在“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”“改造自然”等思維慣性,缺乏對影響濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程、功能及生物多樣性的關(guān)鍵驅(qū)動因子的溯源研究,過度干預(yù)自然演替過程,致使生態(tài)修復(fù)缺乏可持續(xù)性[43]。如果只聚焦生態(tài)系統(tǒng)退化過程及其空間格局,而忽視退化過程的驅(qū)動機制,并不能達成“源頭預(yù)防”的效果[40]。
2.2 修復(fù)目標(biāo)手段單一、系統(tǒng)性不強
生態(tài)修復(fù)目標(biāo)既包括從供給側(cè)提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性以及生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù)供給能力,又包括從需求側(cè)的角度提升人類福祉[40]。然而,現(xiàn)有的濕地生態(tài)修復(fù)往往局限于濕地生態(tài)系統(tǒng)本身,忽視了濕地生態(tài)系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟、文化等要素之間的耦合作用。其針對的也往往是濕地生態(tài)系統(tǒng)某一個或某幾個生態(tài)功能,忽視了濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是在保護濕地生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上維持和提升人類福祉,以達到生態(tài)修復(fù)多目標(biāo)協(xié)同提升。中國過去的濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)大多聚焦于土壤、植被等單一生態(tài)要素,或水環(huán)境質(zhì)量變化等單一過程,或聚焦于單個濕地,缺乏從流域生態(tài)系統(tǒng)的角度對濕地生態(tài)系統(tǒng)進行系統(tǒng)性、整體性修復(fù),導(dǎo)致治標(biāo)不治本的問題較為突出。另外,現(xiàn)有濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)往往忽視不同區(qū)域濕地生態(tài)特征和社會經(jīng)濟發(fā)展水平的差異,在推進有關(guān)重點濕地生態(tài)工程建設(shè)中,往往存在生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)及模式單一,生態(tài)工程建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容和治理措施上缺乏創(chuàng)新,生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)性和整體性不足,適用技術(shù)推廣應(yīng)用不夠廣泛等問題,對濕地生態(tài)保護和修復(fù)工程建設(shè)的支撐作用不足。
2.3 多元投入機制尚未建立
濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是一個長期的過程。實施前期的修復(fù)試驗、實施后的跟蹤監(jiān)測評估以及適應(yīng)性管理模式探索均需要較大的財力、物力及人力投入。濕地生態(tài)補償是以市場機制和經(jīng)濟手段調(diào)節(jié)利益相關(guān)者關(guān)系、協(xié)調(diào)濕地生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展的重要制度安排[44-46],也是保障濕地生態(tài)修復(fù)效果的基礎(chǔ)支撐。從理論上講,生態(tài)補償是通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的受益者向提供者支付費用,鼓勵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行維護和保育,解決由于市場機制失靈造成的生態(tài)效益外部性問題,達到利益調(diào)控和效益權(quán)衡的核心目標(biāo)[46-48]。生態(tài)補償?shù)耐緩胶褪侄问菂f(xié)調(diào)利益相關(guān)方關(guān)系,其政策的成功與否在很大程度上取決于利益相關(guān)方的參與程度[49],及其在生態(tài)補償機制建立過程中扮演的角色和作用[50]。但受限于生態(tài)補償政策設(shè)計過程中難以將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給方與受益方有機地聯(lián)系起來[51],導(dǎo)致利益相關(guān)方參與不夠、補償主客體難以界定和補償標(biāo)準確定缺乏科學(xué)基礎(chǔ)等諸多問題[45],進而導(dǎo)致濕地生態(tài)修復(fù)的前期試驗、跟蹤監(jiān)測以及管理模式探索等環(huán)節(jié)實施進程緩慢。
3 河湖濕地生態(tài)修復(fù)的解決措施
3.1 加強濕地源頭治理
由于受損濕地的恢復(fù)具有“范圍局限、見效緩慢、效果有限”等顯著的問題。不管是對受損程度較低的濕地生態(tài)系統(tǒng)進行自然恢復(fù),還是采用人工輔助修復(fù)或生態(tài)重建的生態(tài)修復(fù)方式對自然恢復(fù)難度較大的濕地生態(tài)系統(tǒng)進行恢復(fù),其核心點都是要對主要擾動因子進行調(diào)控。因此,實施生態(tài)修復(fù)技術(shù)過程中,加強“源頭預(yù)防”,弱化水利工程建設(shè)對濕地造成的直接與間接不利影響,降低造成濕地生態(tài)系統(tǒng)退化的關(guān)鍵影響源與受損濕地生態(tài)聯(lián)系,對于濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)治理工作尤為重要。首先,各地區(qū)有關(guān)部門應(yīng)進一步加強可能對濕地有影響的水利工程論證與審批工作,加大相關(guān)項目濕地保護措施,落實監(jiān)督監(jiān)管力度,探索新型管理體制并細化管控單元,積極動員公眾參與濕地保護修復(fù),提高公眾濕地保護意識。此外,對于確有必要開展但對濕地生態(tài)具有一定不利影響的水利工程,應(yīng)在項目建設(shè)的同時開展生態(tài)預(yù)修復(fù),以避免或降低水利工程對濕地生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。
3.2 提升濕地生態(tài)系統(tǒng)性修復(fù)技術(shù)研究水平
在國家持續(xù)、大力推進實施各項重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程建設(shè)的關(guān)鍵期,迫切需要積極統(tǒng)籌山水林田湖草一體化修復(fù)技術(shù),大力提升濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究水平。具體可從以下6個方面著手:① 深入研究濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能及其與自然資源要素的相互作用關(guān)系,明確濕地生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵目標(biāo)。② 深入研究濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程與功能退化的驅(qū)動機制,研發(fā)耦合模型,明確生態(tài)保護修復(fù)關(guān)鍵途徑和標(biāo)準體系。③ 從自然-社會-經(jīng)濟耦合效應(yīng)的角度,分析并明確濕地生態(tài)修復(fù)的利益相關(guān)方。④ 深入研究濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能與自然資源要素的相互作用關(guān)系及濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能的驅(qū)動機制,從問題解決和目標(biāo)實現(xiàn)出發(fā)研發(fā)濕地生態(tài)保護修復(fù)關(guān)鍵技術(shù),為濕地生態(tài)保護修復(fù)提供科技支撐。⑤ 以水利工程影響下的濕地生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)提升為目標(biāo),深入研究水利工程影響下濕地水文情勢和水環(huán)境變化對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能的影響機制,提出以河岸(湖濱)帶植被組成和配置為主體的生態(tài)修復(fù)標(biāo)準體系和研究面向水文情勢變化的濕地生態(tài)修復(fù)標(biāo)準體系。⑥ 從濕地生態(tài)水量保障、濕地資源合理利用和保護、濕地水環(huán)境保障等技術(shù)角度,研究以“水資源-水環(huán)境-水生態(tài)”(三水)為調(diào)控核心、濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類福祉保護為主要需求的河湖濕地生態(tài)保護修復(fù)技術(shù)體系。
3.3 加快開展多元投入機制研究
為更有效地保障濕地生態(tài)修復(fù)效果,地方政府層面應(yīng)充分整合現(xiàn)有資金政策和渠道,加強生態(tài)補償,動員社會多元力量參與濕地生態(tài)修復(fù)工作?;?“誰受益、誰恢復(fù)”原則吸引社會資本的資金保障體系,探索多元化投融資渠道的市場化資金運作模式,以期降低生態(tài)修復(fù)在資金投入方面的阻礙。
此外,為更科學(xué)有效達成濕地生態(tài)修復(fù)多元投入目標(biāo),亟待開展?jié)竦厣鷳B(tài)補償機制前期研究、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合與集成評估、利益相關(guān)方效益評估相關(guān)的研究,具體包括以下4個方面的內(nèi)容。
(1) 生態(tài)補償政策前期研究。基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生及空間轉(zhuǎn)移規(guī)律,確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給者和需求者的空間分布特征及相互關(guān)系,并以此為基礎(chǔ)確定生態(tài)補償主客體、補償范圍、補償標(biāo)準、補償方式和補償途徑。
(2) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合與集成評估。基于利益相關(guān)分析和濕地生態(tài)修復(fù)目標(biāo),確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估指標(biāo)體系,并結(jié)合生態(tài)監(jiān)測、社會調(diào)查和定量評估模型(生物物理模型和經(jīng)濟評估模型),開展?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合與集成評估。
(3) 生態(tài)補償機制效果評估。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合與集成評估的基礎(chǔ)上,分析生態(tài)補償實施前后濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動態(tài)變化、濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相互關(guān)系及供給者生計的變化,揭示生態(tài)補償實施前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是否得到提升、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給者的生計是否得到改善及生態(tài)補償機制實施是否有效地調(diào)節(jié)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡關(guān)系。
(4) 生態(tài)補償機制優(yōu)化及成果借鑒?;谏鷳B(tài)補償機制實施效果評估結(jié)果,優(yōu)化生態(tài)補償范圍和標(biāo)準,提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)多尺度利益相關(guān)者的參與度和滿意度,保障修復(fù)區(qū)域生態(tài)可持續(xù)向好,同時為其他區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)補償機制建設(shè)和濕地生態(tài)修復(fù)及管理提供依據(jù)。
4 結(jié) 論
當(dāng)前,針對水利工程造成的濕地水文連通性下降、水文節(jié)律失常及生物多樣性下降等多項問題,國內(nèi)外學(xué)者在濕地關(guān)鍵修復(fù)技術(shù)方面取得了一系列的創(chuàng)新及突破。但仍在源頭阻控、綜合治理及多元共治體系構(gòu)建等方面存在技術(shù)瓶頸。相關(guān)研究可沿如下3個方面深入加強:① 強化濕地生態(tài)預(yù)警及預(yù)修復(fù)技術(shù)的研發(fā)工作,通過降低造成濕地生態(tài)系統(tǒng)退化的關(guān)鍵影響源與受損濕地的生態(tài)聯(lián)系實現(xiàn)源頭治理。② 以提升濕地生態(tài)系統(tǒng)性修復(fù)技術(shù)研究水平為牽引,推進濕地系統(tǒng)性治理研究工作開展。③ 加快濕地生態(tài)補償機制前期研究、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合與集成評估、利益相關(guān)方成本效益評估等方向研究成果的產(chǎn)出。
參考文獻:
[1] FANG J, WANG Z, ZHAO S, et al. Biodiversity changes in the lakes of the Central Yangtze[J]. Frontiers in Ecology and the Environment, 2006: 369-377.
[2] DUDGEON? D, ARTHINGTON A H, GESSNER M O, et al. Freshwater biodiversity: importance, threats, status and conservation challenges[J]. Biological reviews,2006,81(2): 163-182.
[3] SEURING S, MüLLER M. From a literature review to a conceptual framework for sustainable supply chain management[J]. Journal of Cleaner Production,2008,16(15): 1699-1710.
[4] ADAPA S, BHULLAR N, DE SOUZA S V. A systematic review and agenda for using alternative water sources for consumer markets in Australia[J]. Journal of Cleaner Production, 2016, 124: 14-20.
[5] ZENG G, CHEN M, ZENG Z. Shale gas: surface water also at risk[J]. Nature, 2013, 499(7457): 154-154.
[6] 王義. 試析水利工程管理方法及堤防技術(shù)研究[J]. 科技風(fēng), 2019(1): 201.
[7] 黃強, 劉東, 魏曉婷, 等. 中國筑壩數(shù)量世界之最原因分析[J]. 水力發(fā)電學(xué)報, 2021, 40(9): 35-45.
[8] CHEN M, QIN X, ZENG G, et al. Impacts of human activity modes and climate on heavy metal “spread” in groundwater are biased[J]. Chemosphere, 2016, 152: 439-445.
[9] DONOHUE I, GARCIA MOLINOS J. Impacts of increased sediment loads on the ecology of lakes[J]. Biological Reviews, 2009, 84(4): 517-531.
[10] WU H, ZENG G, LIANG J, et al. Changes of soil microbial biomass and bacterial community structure in Dongting Lake: impacts of 50,000 dams of Yangtze River[J]. Ecological engineering, 2013, 57: 72-78.
[11] [C]U [C]EK L, KLEME? J J, KRAVANJA Z. A review of footprint analysis tools for monitoring impacts on sustainability[J]. Journal of Cleaner Production,2012,34:9-20.
[12] POFF N L, OLDEN J D, MERRITT D M, et al. Homogenization of regional river dynamics by dams and global biodiversity implications[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104(14): 5732-5737.
[13] 顏雄, 魏賢亮, 魏千賀,等. 湖泊濕地保護與修復(fù)研究進展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017(5): 157-164.
[14] WILLIAMS C J, PIERSON F B, ROBICHAUD P R, et al. Structural and functional connectivity as a driver of hillslope erosion following disturbance[J]. International Journal of Wildland Fire, 2015, 25(3): 306-321.
[15] MENG B, LIU J L, BAO K, et al. Methodologies and management framework for restoration of wetland hydrologic connectivity: A synthesis[J]. Integrated Environmental Assessment and Management,2020,16(4): 438-451.
[16] RAINS M, LEIBOWITZ S, COHEN M, et al. Geographically isolated wetlands are part of the hydrological landscape[J]. Hydrological Processes, 2016,30:153-160.
[17] DENG C, LIU P, WANG D, et al. Temporal variation and scaling of parameters for a monthly hydrologic model[J]. Journal of Hydrology, 2018, 558: 290-300.
[18] COHEN M J, CREED I F, ALEXANDER L, et al. Do geographically isolated wetlands influence landscape functions?[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(8): 1978-1986.
[19] VAN DER MOST M, HUDSON P F. The influence of floodplain geomorphology and hydrologic connectivity on alligator gar (Atractosteus spatula) habitat along the embanked floodplain of the Lower Mississippi River[J]. Geomorphology, 2018, 302: 62-75.
[20] GAO C, GAO X, JIA P. Summary comments on hydrologic connectivity[J]. Chinese Journal of Applied & Environmental Biology, 2017, 23(3): 586-594.
[21] 胡蘇萍, 徐燦燦, 李弘. 退役壩拆除研究進展[C]//“第十八屆中國海洋 (岸) 工程學(xué)術(shù)討論會”論文集. 北京:海洋出版社,2017.
[22] BROWN P H, TULLOS D, TILT B, et al. Modeling the costs and benefits of dam construction from a multidisciplinary perspective[J]. Journal of Environmental Management, 2009, 90: S303-S311.
[23] CORSAIR H J, RUCH J B, ZHENG P Q, et al. Multicriteria decision analysis of stream restoration: potential and examples[J]. Group Decision and Negotiation, 2009, 18(4): 387-417.
[24] 戚登臣, 李廣宇. 黃河上游瑪曲濕地退化現(xiàn)狀, 成因及保護對策[J]. 濕地科學(xué), 2007, 5(4): 341-347.
[25] OBOLEWSKI K. Macrozoobenthos patterns along environmental gradients and hydrological connectivity of oxbow lakes[J]. Ecological Engineering, 2011, 37(5): 796-805.
[26] PAN B, YUAN J, ZHANG X, et al. A review of ecological restoration techniques in fluvial rivers[J]. International Journal of Sediment Research, 2016, 31(2): 110-119.
[27] HUGHES F M R, COLSTON A, MOUNTFORD J O. Restoring riparian ecosystems: the challenge of accommodating variability and designing restoration trajectories[J]. Ecology and Society, 2005, 10(1):22.
[28] HENGCHAOVANICH D. Vetiver grass for slope stabilization and erosion control[M]. Bang Kor:Office of the Royal Development Projects Board, 1998.
[29] 張珮綸, 王浩, 雷曉輝,等. 濕地生態(tài)補水研究綜述[J]. 人民黃河, 2017, 39(9): 64-69.
[30] 崔麗娟, 鮑達明, 肖紅, 等. 基于生態(tài)保護目標(biāo)的濕地生態(tài)需水研究[J]. 世界林業(yè)研究, 2006, 19(2): 18-22.
[31] 崔保山, 楊志峰. 濕地生態(tài)環(huán)境需水量等級劃分與實例分析[J]. 資源科學(xué), 2003, 25(1): 21-28.
[32] 劉越, 程伍群, 尹健梅, 等. 白洋淀濕地生態(tài)水位及生態(tài)補水方案分析[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2010, 33(2): 107-109.
[33] 崔楨, 沈紅, 章光新. 3 個時期莫莫格國家級自然保護區(qū)景觀格局和濕地水文連通性變化及其驅(qū)動因素分析[J]. 濕地科學(xué), 2016(6): 866-873.
[34] 卓俊玲, 葛磊, 史雪廷. 黃河河口淡水濕地生態(tài)補水研究[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2013, 34(2): 14-21.
[35] 靳勇超, 羅建武, 朱彥鵬, 等. 內(nèi)蒙古輝河國家級自然保護區(qū)濕地保護成效[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2015, 28(9): 1424-1429.
[36] YANG M, LU K, BATZER D P, et al. Freshwater release into estuarine wetlands changes the structure of benthic invertebrate assemblages: A case study from the Yellow River Delta[J]. Science of the Total Environment, 2019, 687: 752-758.
[37] CAI Y, LIANG J, ZHANG P, et al. Review on strategies of close-to-natural wetland restoration and a brief case plan for a typical wetland in northern China[J]. Chemosphere, 2021: 131534.
[38] HOULAHAN J E, KEDDY P A, MAKKAY K, et al. The effects of adjacent land use on wetland species richness and community composition[J]. Wetlands, 2006, 26(1): 79-96.
[39] 崔麗娟, 張曼胤, 李偉, 等. 濕地基質(zhì)恢復(fù)研究[J]. 世界林業(yè)研究, 2011, 24(3): 11-15.
[40] 傅伯杰.國土空間生態(tài)修復(fù)亟待把握的幾個要點[J].中國科學(xué)院院刊,2021,36(01):64-69.
[41] ZHOU J, ZHANG M, LU P. The effect of dams on phosphorus in the middle and lower Yangtze river[J]. Water Resources Research, 2013, 49(6): 3659-3669.
[42] 周建軍, 張曼. 近年長江中下游徑流節(jié)律變化, 效應(yīng)與修復(fù)對策[J]. 湖泊科學(xué), 2018, 30(6): 1471-1488.
[43] 蔡運龍. 蔡運龍:生態(tài)修復(fù)必須跳出“改造自然”的老路[J].環(huán)境與生活,2021(8):42-43.
[44] 郝海廣,勾蒙蒙,張惠遠,等.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和農(nóng)戶福祉的生態(tài)補償效果評估研究進展[J].生態(tài)學(xué)報,2018,38(19):6810-6817.
[45] 歐陽志云,鄭華,岳平.建立我國生態(tài)補償機制的思路與措施[J].生態(tài)學(xué)報,2013,33(3):686-692.
[46] 李文華, 李芬, 李世東, 等. 森林生態(tài)效益補償?shù)难芯楷F(xiàn)狀與展望[J]. 自然資源學(xué)報, 2006, 21(5): 677-688.
[47] 范明明, 李文軍. 生態(tài)補償理論研究進展及爭論——基于生態(tài)與社會關(guān)系的思考[J]. 中國人口資源與環(huán)境, 2017(3): 130-137.
[48] 賴敏, 吳紹洪, 尹云鶴, 等. 三江源區(qū)基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的生態(tài)補償額度[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2015, 35(2): 227-236.
[49] SOMMERVILLE M, JONES J P, RAHAJAHARISON M, et al. The role of fairness and benefit distribution in community-based Payment for Environmental Services interventions: A case study from Menabe, Madagascar[J]. Ecological Economics, 2010, 69(6): 1262-1271.
[50] GREINER R, GREGG D. Farmers’ intrinsic motivations, barriers to the adoption of conservation practices and effectiveness of policy instruments: Empirical evidence from northern Australia[J]. Land Use Policy, 2011, 28(1): 257-265.
[51] 王女杰, 劉建, 吳大千, 等. 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的區(qū)域生態(tài)補償——以山東省為例[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2010(23): 6646-6653.
(編輯:李 晗)
Progress of ecological protection and restoration technologies of river and lake wetlands affected by water conservancy projects: A review
ZHU Xiudi CHENG Bo LI Hongqing WANG Xiaoyu JIANG Bo
(1. Changjiang Water Resources Protection Institute, Wuhan 430051, China; 2. Key Laboratory of Regional Ecology and Environmental Change, School of Geography and Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China)
Abstract:Water conservancy projects have multiple benefits such as flood control, power generation, water supply, and shipping. However, their construction and operation may bring about ecological and environmental problems such as wetland shrinkage, habitat degradation, decrease in biodiversity, and reduction in ecosystem stability. Systematically studying the impact of the construction and operation of water conservancy projects on wetlands and proposing multi-objective collaborative improvement of wetland ecological protection and restoration technology are of great real significance and scientific research value to wetland protection and restoration. This research summaries the research progress of key wetland restoration technologies under the influence of water conservancy at home and abroad, points out main problems of wetland protection and restoration, and makes a prospect of the future research and development of wetland protection and restoration technologies. The results can provide ideas for the research field about ecological restoration of wetlands affected by water conservancy projects.
Key words: wetland protection; ecological protection; ecological restoration;water conservancy project