胶莱两湾与黄河三角洲湿地保护与修复研究
胶莱两湾与黄河三角洲湿地保护与修复研究
摘要:湿地是水陆系统相互作用形成的独特的生态系统,是自然界生物多样性最丰富的生态景观,具有“地球之肾”、“生物基因库”和“人类摇篮”的美誉。近几十年来,受围垦、滩涂养殖、污染等因素的影响,我国湿地资源受到严重破坏,胶州湾和莱州湾沿岸湿地呈现出明显的退化趋势,湿地面积不断萎缩,生物多样性遭到破坏。黄河湿地三角洲在自然与人为双重作用下不断损失和退化。本文主要针对两湾及附近黄河三角洲湿地现状,探讨湿地修复对策,分析胶莱人工海河对两湾及黄河三角洲湿地保护的作用,这对于全球湿地的保护及可持续发展具有重要的意义。
关键字:湿地 胶州湾 莱州湾 黄河三角洲 胶莱人工海河
湿地是陆地和水生生态系统间的过渡带,具有丰富的生物多样性和极高的生产力水平,在促淤造陆、控制污染、抵御洪水、调节气候与径流、蓄洪防旱及维持生物多样性和生态平衡等方面起着其他生态系统不可替代的作用。同时湿地又是一个非常脆弱的生态系统,其特殊的水文条件决定了它容易受到人类活动的干扰,造成湿地功能的改变或丧失。国际公约中将湿地定义为“湿地系指不问其为天然或人工,长久或暂时性的沼泽、湿源、泥炭地或水域地带。带有或静止,或流动,或为淡水、半咸或咸的水体,包括退潮时水深不超过
我国拥有巨大的湿地资源,总面积达6750万公顷 ,约占世界湿地面积的10%。然而,近些年来由于人类对湿地的不合理利用,湿地的面积、数量和质量呈现出急剧下降趋势,生态环境受到严重破坏。据悉,我国沿海地区已累计丧失滨海滩涂湿地面积约119万公顷,相当于我国沿海湿地的50%。
1胶莱两湾湿地
1.1两湾湿地概况
胶州湾地处山东半岛南岸,面积约
莱州湾位于山东北部,渤海南部,总面积约
1.2 湿地退化严重
近几十年来,胶莱两湾湿地面积不断萎缩,湿地植被退化严重,生物的生存环境趋于恶化,生物多样性急剧减少,造成生态系统结构失衡,呈现出严重的退化趋势。据资料显示,从1928~2005年,胶州湾面积减少了36%,纳潮量减少了四分之一以上,约4亿多立方米。海岸线长度也在减少,仅1988~2005年间就减少了
莱州湾滨海湿地亦呈现明显的退化趋势,原有海岸湿地自然景观发生了显著的变化。沿海湿地面积每年以2万多公顷的速度减少,海洋生物栖息分布面积大范围缩减,珍稀鸟类的生境破碎化现象日益加重。初步测算莱州湾近10多年湾内岸线缩减大约10多千米,海域总而积减少近
沿海湿地的迅速减少使两湾内原沿岸带地形地貌发生了重大变化,生境破坏使原有野生物种栖息地大量丧失。湾内岸线和滩涂而积逐年缩减,海岸形状的变化导致原来的潮流、潮位及纳潮量等水动力条件的变化,从而对这些海区的物理自净能力及水质产生一定影响。
1.3湿地退化原因分析
两湾海岸湿地生态系统面临的主要威胁是湿地面积的萎缩和生态环境的恶化,造成的主要原因是围垦和环境污染。
海岸湿地是水生生物、鸟类的重要栖息地,也是陆源污染物向海洋运输的重要净化带。近几十年来两湾湿地面积萎缩的主要原因是潮滩的围垦。围垦破坏了海洋物种和其他重要的野生珍稀物种的生存环境,导致生物栖息地、产卵场、繁殖场、索饵场遭到破坏,海岸带生态系统遭到严重破坏,尤其是滩涂贝类的生长和繁殖空间大量丧失。围垦使两湾海域面积、滩涂面积和纳潮量逐渐减小,破坏了湿地植被,导致湾内外水体交换能力和水体自净能力减弱,造成区域内海水水质日益恶化,加大了赤潮发生的频率和强度。同时也大大降低了湿地调节气候、储水分洪、抵御风暴潮及护岸保田等功能。
近几十年来的盐田建设、养殖池塘、港口等各种海岸工程的建设逐步侵占大面积的沿岸湿地,导致各类湿地面积不断萎缩,破坏了潮上带的湿地植被。
海岸湿地是陆源污染物的最终承泻区,未经处理的生活污水和工农业废水的大量排放、农药的排入、航运业的污染、油气开采以及近岸海水养殖业的迅猛发展,造成了海岸湿地和近岸水域污染。从而导致湿地生物死亡,生物多样性下降,破坏湿地的原有生物群落结构,难降解的污染物能在海洋生物体内大量富集并通过食物链传递进而对其他物种的生存及人类健康构成严重危害。近年来我国海岸湿地和近岸海水富营养化程度明显加重,赤潮发生频率和面积逐步增加。据不完全统计,1980-1992年间我国近海水域共发现赤潮近300起,对湿地生物资源造成了严重损害,给社会造成了巨大的经济损失。
①陆源污染
陆源污染是造成两湾湿地和近岸海水污染的最主要原因。
胶州湾东岸是青岛市人口及工业的密集区,每年有大量的工业废水和生活污水排入胶州湾,重大污染事故时有发生。据资料统计,胶州湾沿岸污水直排口、混合排污口和入海河口多达40多处,年排放污水2亿多立方米。据2003年青岛市海洋环境质量公报显示,胶州湾内中度污染和轻度污染海域约占胶州湾总面积的五分之三。胶州湾东岸沿线一些入海河口的水质为劣五类水质。
渤海占我国管辖海域面积的3%左右,每年接纳的陆源污水量达40亿吨,占全国直接排海污水总量的40%,其受污染的面积已从1992年的25%上升到目前的60%。污染使产卵场受到破坏,渔业资源严重衰退,湿地生态系统严重退化。莱州湾湾内局部地区已呈现“荒漠化”,其浅海滩涂出现贝类氨中毒导致大面积死亡的现象时有发生,局部地区如小清河口,已无生物可言。
②养殖污染
滩涂及浅海养殖也是造成湿地退化的重要因素。养殖过程中投放的大量饲料、饵料,滥用药物及高密度养殖下鱼、虾、蟹、贝的大量排泄物,都给沿岸湿地和水域带来了严重的污染。造成海域的富营养化,为赤潮发生提供丰厚的物质基础。据估计,在养虾盛期每天就有1000万吨左右养虾废水排入胶州湾。
③油气开采及溢油事故
随航运业的发展,海损溢油事故的潜在危险也有所增加。据统计,自1979年以来,胶州湾共发生事故溢油200多起,其中油轮溢油事故近40起。油气开采不仅占用湿地资源,开采过程中的石油污染还会导致生物多样性的迅速减少,破坏湿地植被。
渤海是半封闭的内海,水体交换能力很差,全部交换一次需要30年时间或更长的时间。莱州湾作为渤海三湾之一,水体交换能力更差。胶州湾亦属半封闭型深水海湾,湾内外水体交换缓慢。由于两湾水动力不足,海水交换差,污染物的稀释扩散能力弱,存贮容量和输移容量也比较低。加之近年来陆源污水和养殖废水的大量排放,污染物在半封闭海湾中滞留时间长,从而导致了两湾水质和沿岸湿地生态环境的持续恶化,甚至引发赤潮。
2黄河三角洲湿地
黄河三角洲位于山东省东北部,渤海湾南岸和莱州湾西岸,地处117.31~119.18E和36.55~38.16N之间,是典型的滨海河口湿地。黄河三角洲湿地总面积
黄河三角洲生物资源、湿地资源和景观资源十分丰富,生态类型独特,是我国暖温带最完整、最广阔、最年轻的湿地生态系统。据综合科学考察认定:区内有各种生物1971种,其中水生生物800多种,植物种类160多种,鸟类269种,其中国家重点保护野生动物32种;国家重点保护的濒危植物野大豆分布广泛,遍布天然草场、天然实生柳林和天然柽柳灌木林。是生物的天然基因库。
随着黄河三角洲地区人口的不断增多及经济的迅速发展,人类活动对其影响也越来越大。围垦、石油开采、污染物大量排放、过度捕捞等已经对湿地生态系统造成了严重的破坏,伴随着水资源不足、黄河断流、风暴潮等各种自然因素的作用,三角洲湿地环境遭到了严重的干扰和破坏,生态系统受到严重威胁,已成为人们普遍关注的热点。据有关研究统计,2001年黄河三角洲的湿地面积比20世纪70年代减少了近一半,湿地的鱼类种群数目比20世纪70年代减少了40%,鸟类减少了30%。目前,黄河三角洲面临的主要生态问题是湿地生态系统和河口海域的污染。通过1993—2003年对黄河三角洲内的19条河流进行的污染监测表明:黄河三角洲19条河流中有7条受到严重污染,5条属重污染,5条属中污染,1条为轻污染,仅有黄河水质属尚清洁,且污染有加重趋势。主要污染物为D0、CODGr、BOD5、NH3-N、挥发性酚、石油类和ss。黄河断流加剧了污染程度,使河流自净能力降低。加之半封闭海湾渤海的自净能力也很差,致使近海海域污染加重,赤潮发生机率增大。
3湿地生态系统的修复
湿地本身具有一定的自我修复能力,但由于人类活动的剧烈影响,超过了其承受能力,从而导致湿地的退化。两湾湿地的修复除了要严格控制围海造地等海岸工程建设之外,还要严格控制污染源,并对受污染的湿地和水质进行修复。
3.1生物修复
湿地修复技术包括物理(焚烧、换土)、化学(萃取、化学氧化)及生物修复技术。其中生物修复对人和环境的影响最小,不易引起二次污染,并且工程简单,处理费用低。生物修复技术是指利用微生物、植物及其他生物,降解或去除环境中的污染物的过程。利用生物修复技术治理受污染的海岸湿地,对于保护海岸湿地生态环境、发展沿海经济具有重要意义。
目前湿地植物修复和微生物修复的应用比较广泛。①植物具有很强的纳污、治污生态功能,它与其根际微生物共同作用,通过对污染物的固定、吸收、转化、转移等方式修复受损的环境。植物修复可以用于处理多种复合型污染物,尤其适于大面积低浓度的污染物处理。合理地运用植物修复海岸湿地的水土污染的同时,还可起到美化水域环境、提高生物多样性及创造经济价值的作用。②微生物修复技术是在人为强化的条件下,用自然环境中的土著微生物或人为投加外源微生物的代谢活动,对环境中的污染物进行转化、降解与去除的方法。微生物在在治理环境有机污染物方面发挥着巨大的作用。如海洋石油污染及石油污染的土壤都可利用微生物修复。微生物中的食烷菌属和解环菌属细菌分别能够降解石油中的烷烃和芳香烃化合物,在海洋环境的石油污染净化过程中担当重要角色。
3.2 人工湿地控制污染
湿地具有控制污染的能力,能滞留和降解污染物,具有很强的自净能力,被认为是“天然的污水净化器”。然而湿地是一个极为脆弱的生态系统,容易受到人来活动的干扰,一旦污染物超过其自净能力,则会引起湿地生态系统的退化。
人工湿地是由人工建造和控制的一种工程化的沼泽地,主要是通过基质—微生物一植物复合生态系统的物理、化学和生物三重协同作用进行污水的净化,将污染物转化为对环境无害或危害小的物质释放到环境中,同时污水中的营养物质也能被湿地植物和微生物所利用,从而促进其生长繁殖。人工湿地在污水处理、污染物控制和改善环境等方面比自然湿地具有更大的优势,对N、P、有机物和重金属有很好的去除能力。可应用于用于处理城市生活污水、农业及城市污染治理和水体的富营养化治理。据研究,2hm2湿地能净化200hm2农田径流中过剩的氮和磷。湿地中的许多水生植物组织中富集的重金属浓度比周围水中的浓度高出10万倍以上。
芦苇人工湿地是应用比较广的人工湿地生态系统。芦苇在两湾及黄河三角洲湿地都有广泛分布,它的耐污去污能力很强,对污水中的有机物、营养物质、重金属和有毒物质具有很高的去除率。同时芦苇具有较强的抗盐碱性,可用来进行两湾湿地的污染控制,改善和恢复两湾湿地生态环境。
芦苇湿地主要利用发育良好的根系及其根际大量增殖的微生物,使污水水质得到快速的净化。①芦苇对重金属的吸附和富集作用。据悉,芦苇体内的重金属浓度可达到污水中重金属浓度的几十、几百甚至几千倍。其体内富集的污染物质通过收割最终从系统中去除。②根际微生物对有机物和氮、磷的吸收和降解作用。芦苇的根茎发达,根际具有较高的氧化还原电势,有利于微生物生长附着,有机污染物通过微生物的吸收、同化及异化作用而被去除,也有利于硝化反硝化的脱氮过程和磷的去除。
芦苇用途广泛,可应用于造纸业、农业和建筑业中,且易于收割和开发利用。污水为芦苇的生长提供营养物质,促进其生长发育,不仅能控制污染,收割后还可产生经济效益。同时,芦苇人工湿地还可为其它动植物和微生物提供生境,并具有生态景观价值,对两湾的污染控制和景观美化也都有很好的作用。
3.3胶莱人工海河疏导污染物
海洋对污染物有一定的纳污能力,一定范围内可以被降解。然而半封闭的渤海和胶州湾水体交换能力差,海水自净能力弱,加之近几十年污染物的大量排放,使两湾湿地和水体生态系统遭到严重破坏。胶莱人工海河的疏导作用可大大提高海水的自净能力,对两湾湿地保护和污染控制将会是一条捷径,从而促进两湾沿岸湿地恢复,同时也有利于黄河三角洲地区的湿地保护。

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