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生態(tài)單元的概念在生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)和生物保護(hù)中被廣泛應(yīng)用。 通過闡述濕地生態(tài)單元的定義、內(nèi)涵和外延,分析了 濕地生態(tài)單元的特征,介紹了濕地生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部生態(tài)單元、濕地“外援”生態(tài)單元和人工重建濕地生態(tài)單元等在濕地恢復(fù)中 的應(yīng)用案例,并對(duì)濕地生態(tài)單元未來需要關(guān)注的研究方向進(jìn)行了總結(jié),以期為濕地保護(hù)與精細(xì)化管理提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
濕地生態(tài)單元的定義依據(jù)濕地學(xué)和生態(tài)學(xué)的相關(guān)研究?jī)?nèi)容,原指任何可以圈定的濕地動(dòng)植物可以生存的空間,或是在濕地生態(tài)系統(tǒng)里可以劃分的空間單位,之后發(fā)展到指具有相同或相似環(huán)境條件的,并且能夠?yàn)闈竦貏?dòng)植物群落提供的生存環(huán)境區(qū)域。隨著生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展,生態(tài)單元被看作是一個(gè)特定尺度下環(huán)境條件一致的景觀單元,例如一處開放的濕地、草地、林地、荒漠或者農(nóng)田,它們的特點(diǎn)都是含有特殊的環(huán)境和特定的生物群落,是濕地學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科的交叉領(lǐng)域。
濕地生態(tài)單元可分為三種類型。一是濕地環(huán)境單元,包括濕地(土壤)基質(zhì)(如土壤團(tuán)聚體、礫石和泥炭等)單元,濕地地形單元和濕地水環(huán)境單元等;二是濕地生物群落單元,依據(jù)研究對(duì)象的不同,包含濕地原生生物群落單元、濕地植物群落單元,濕地動(dòng)物群落單元和濕地微生物群落單元;三是濕地環(huán)境及其生物耦合組成的系統(tǒng)單元,即濕地生態(tài)系統(tǒng)本身可作為集合生態(tài)系統(tǒng)或區(qū)域景觀的生態(tài)單元。例如,小微濕地生態(tài)系統(tǒng)可提供濕地關(guān)鍵或?yàn)l危物種生境,作為濕地及相鄰生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)物遷移過程中的“踏腳石”,提高動(dòng)物在遷移中的存活率,也可為臨近生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)中的消費(fèi)者提供食物,提高生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級(jí)的復(fù)雜性。
(1)濕地生態(tài)單元的層次性是濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)
濕地生態(tài)單元在空間上具有層次性,其通過不同等級(jí)的分工可以提高濕地生態(tài)系統(tǒng)整體的適應(yīng)能力,進(jìn)而保障濕地生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。以河流濕地為例,一般可劃分為上、中、下游三個(gè)濕地生態(tài)單元,上、中、下游又可再分為若干支流。在特定時(shí)空尺度下,只有保障了黃河、長(zhǎng)江等的上中下游不同層次生態(tài)單元各自的結(jié)構(gòu)與功能,使流域格局完整性提高,才能維護(hù)整個(gè)流域的穩(wěn)定性和健康發(fā)展。通常情況下,上游生態(tài)單元是水資源可持續(xù)供給的基礎(chǔ),應(yīng)以水土保持、調(diào)蓄洪水為主,中游生態(tài)單元以人類居住和洪水調(diào)蓄為主,下游生態(tài)單元以人類聚居為主。
(2)濕地生態(tài)單元具有多樣性和相互支撐性
生態(tài)系統(tǒng)完整性是指生態(tài)系統(tǒng)具備區(qū)域自然生境應(yīng)包含的全部本土生物多樣性和生態(tài)學(xué)過程,其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和過程不受人類威脅和損害,生態(tài)系統(tǒng)處在自然變化范圍之內(nèi)并保持良性循環(huán),且本地物種處在能夠持續(xù)繁衍的種群水平上,濕地生態(tài)單元的多樣性和相互支撐性維持了濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性。
(3)不同濕地生態(tài)單元具有明顯的生態(tài)分異規(guī)律
在多樣的生態(tài)學(xué)尺度下,濕地生態(tài)單元由于地形、地貌、水文、土壤、氣象和生物等生態(tài)要素的不同會(huì)引起自然分異,人為活動(dòng)(如農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的變更,人類居住地的變遷,以及文化、宗教活動(dòng)等)同樣會(huì)引起濕地生態(tài)單元的變化。
(1)濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部生態(tài)單元的構(gòu)建
濕地地形生態(tài)單元的構(gòu)建:地形深刻影響了濕地生態(tài)單元的演變,自然界中的深水區(qū)地形主要特點(diǎn)是呈凹形分布,為滿足濕地動(dòng)物越冬以及濕地游禽棲息覓食,可深挖基底形成深水區(qū),構(gòu)建濕地坑塘生態(tài)單元,深度以濕地恢復(fù)區(qū)所在地*冷月份底層水體不結(jié)冰,并預(yù)留0.5m深的流動(dòng)水體為佳。
濕地水環(huán)境生態(tài)單元的構(gòu)建:濕地水環(huán)境生態(tài)單元是濕地生態(tài)系統(tǒng)必不可少的單元,也決定了濕地生態(tài)群落的演替,濕地水環(huán)境生態(tài)單元的完成可以影響濕地環(huán)境的變化,進(jìn)而影響濕地植被、底棲動(dòng)物等群落演變,淡水等水資源可持續(xù)和科學(xué)利用是水環(huán)境生態(tài)單元應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。
濕地生物鏈生態(tài)單元的構(gòu)建:通過將濾食性濕地動(dòng)物的本地種投入富營養(yǎng)化水域,濾食性濕地動(dòng)物攝食藍(lán)藻后,可改變水體的理化性質(zhì),抑制藍(lán)藻生長(zhǎng),增加水體透明度,恢復(fù)適宜包括沉水植物在內(nèi)的濕地植物生長(zhǎng)的水體環(huán)境,使之與濾食性濕地動(dòng)物形成良好的食物鏈關(guān)系,替代藍(lán)藻進(jìn)行水下光合作用,釋放大量的溶解氧,吸收水中過多的氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)。
(2)濕地“外援”生態(tài)單元的構(gòu)建
濕地的退化和喪失成為全球范圍內(nèi)普遍存在 的現(xiàn)象,完全依靠濕地自然恢復(fù)不僅需要濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)完整或未遭受嚴(yán)重破壞而且需要較長(zhǎng)一段時(shí)間,人類智慧的輔助也有非常重要的作用,我們將這類濕地生態(tài)單元的構(gòu)建或引入稱為濕地“外援”生態(tài)單元。
可利用濕地本身及周圍植物的枯枝落葉、石塊等為濕地鳥類、昆蟲、小型動(dòng)物等搭建“本杰士堆”
(3)人工重建或新建濕地生態(tài)系統(tǒng)單元
隨著對(duì)濕地功能的深入認(rèn)識(shí)以及天然濕地的不斷 退化和巨大的恢復(fù)成本,人們開始模擬自然濕地的結(jié)構(gòu)與功能重建或新建濕地,其中人工濕地是重建或新建濕地生態(tài)單元范例,可持續(xù)的人工濕地生態(tài)單元一直是濕地恢復(fù)工作的重要目標(biāo)之一。
在表流濕地生態(tài)單元的構(gòu)建中主要通過污染物的自然沉降、濕地植物莖葉的攔截和吸收、填料的吸附過濾,以及濕地微生物的吸收分解來去除水中污染物。表流濕地生態(tài)單元下層進(jìn)行防滲鋪裝防止污水下滲污染地下水,并填充砂土、壤土和礫石等材料作為基質(zhì)種植挺水植物、沉水植物,總體坡度保持在1%左右。表流濕地生態(tài)單元分為三種技術(shù)與組合模式:“砂土+挺水植物”模式;“砂土+礫石+沉水植物”模式;“砂土+礫石+壤土+挺水植物”模式。
潛流濕地生態(tài)單元主要通過利用填料表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富的植物根系及表層填料的吸收和截留等作用,去除污水中的污染物。潛流濕地生態(tài)單元下層鋪設(shè)防滲膜,并填充砂土、礫石作為基質(zhì),種植挺水植物,潛流濕地底面坡度要保持在4%左右。