第五章水域与湿地生态系统的恢复重建

（三）海岸带生态系统的功能
产品
服务
食品：1997年海产类提供的蛋白质 就业：1990年渔业和水产业共提
占人类总蛋白质消费量16.5%，是全 供290万个就业岗位，1998年仅加
球最主要的蛋白质来源
勒比海岸的旅游业就提供就业岗
位29万个
建筑材料：河床开采出的沙石以及 珊瑚中开采出的石灰可用于生产水 泥和混凝土
化肥农药污染
近岸水域水质中主要污染物为无机氮,磷， 容易造成赤潮，尤其是糠醛工业造成重金属、 有机污染物、化学需氧量 （COD），生化 需氧量或生化耗氧量 （BOD）严重超标，
工业和生活污染
蘑菇湖水质污染
紫金矿业污染
海岸工程建设、围海造田和海水入侵
港口建设
迪拜棕榈岛工程
跨海大桥
旅游度假村
（五）海岸带恢复技术
种功能。
•
近年来滇池的污染十分严重， “七五”以来国家和云南省投入治理经费突破40亿
元。水质污染从70年代后期开始，进入80年代，特别是90年代，富营养化日趋严重
。目前仍属5类重污染湖泊。
• 原因：一是滇池地处昆明城市下游，是滇池盆地最低凹地带；二是生活污 水进入滇池；三是工业废水进入滇池；四是农业面源污染；五是滇池流域 城镇化迅速发展；六是滇池属于半封闭性湖泊，缺乏充足的洁净水对湖泊 水体进行置换；七是在自然演化过程中，湖面缩小，湖盆变浅，进入老龄 化阶段，内源污染物堆积，污染严重。
二、河流生态系统恢复的迫切性
• 河流与人类进化有着密切的联系,人类的文明多起源于河流江 畔。在自然界中河流不仅仅是为人类服务的,也应该是其他生 命生存和繁衍的地方,同时还应是河流自身生命演化的场所。
• 如：西亚两河文明（美索不达米亚文明）底格里斯河和幼发拉底河之 间的美索不达米亚平原所发展出来的文明，是最早的文明。主要由苏 美尔、阿卡德、巴比伦、亚述等文明组成。
➢ 缓冲带修复 （分蓄、削减洪水） ➢ 植被恢复 （影响河流流动，抗冲刷，泥沙沉积，稳定河床） ➢ 工程修复 （降低塌方，减少泥沙，增加河道宽度） ➢ 浅滩和深塘构建（适合坡度较陡和错颗粒泥沙的河流恢复）
河流纵向生态修复
➢ 流量补偿 （流量变化影响河流和流域生物分布及其丰度） ➢ 库区自然环境的补偿性恢复 ➢ 消落带生态系统的生态恢复
水位频繁的大幅度波动，水库周边消落带漫滩湿地和植被系统 容易遭受破坏。最佳选择以植被工程为主，土石工程为辅的模式进行 治理。
第三节 湖泊生态系统的 恢复重建
一、湖泊生态系统的服务功能
资源功能 净化功能 防洪排涝功能 维持生物多样性功能
二、外界干扰对湖泊生态系统的影响
（一）环境变化 ➢ 气候变化 ➢ 酸雨 ➢ 臭氧层破坏
• 富营养化湖泊生态修复技术
** 优化水产养殖结构，恢复生态系统平衡 在湖泊富营养化过程中，水生植被本身也发 生演替变化，以适应不同的营养水平和水环境 条件。
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长江 中下 游湖 泊富 营养 化过 程中 沉水 植被 演替 模式
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• 富营养化湖泊生态修复技术
** 优化水产养殖结构，恢复生态系统平衡
• 黄河文明（公元前4000年至公元前2000年之间）主要是夏、商、周三 代。这时的黄河文明主要凝聚在黄河中下游的大中原地区，以今天的 河南省为核心，大中原地区文化是黄河文明的中心（仰韶文明）。
• 长江文明（河姆渡文明、良渚文明 等）
• 河流是各种水生生物生存的自然空间。 河流给人类提供了宝贵的水资源,同时 对全球环境起着重要的调节和改善作用 。近几十年来,河流汇水区植被覆盖下 降、城市各类污染排放、河流库坝工程 建设、水资源过量开采、河流渠化、人 工化、裁弯取直等对河流生态系统的结 构、功能与动力学过程造成严重破坏,
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（二）全球海岸带生态系统的概况
监测结果表明，绝大部 分珊瑚礁、红树林和海 草床生态系统处于健康 状态，雷州半岛西南沿 岸珊瑚礁生态系统处于 亚健康状态。主要海湾、 河口及滨海湿地生态系 统处于亚健康或不健康 状态。其中锦州湾、莱 州湾、杭州湾和珠江口 生态系统处于不健康状 态，主要表现在富营养 化及营养盐失衡，生物 群落结构异常，河口产 卵场退化，生境丧失或 改变等。主要影响因素 是陆源污染物排海、围 填海侵占海洋生境、生 物资源过度开发。
（二）人类活动
入湖污染 围湖垦殖 水利工程 过度捕捞 外来种入侵
• 富营养化湖泊ຫໍສະໝຸດ Baidu态修复技术
富营养化湖泊：人为干扰和影响—藻类大量增 生—水生植被衰退—生物多样性下降—水质迅 速恶化—湖泊功能下降。
修复措施：
* 环境技术—用水处理技术消除进入湖泊水 体中的N、P和有机污染物等；点源
• 治理方案— * 大型水生植被恢复工程 * 底泥疏竣工程 * 养殖污染控制工程（控制围网养殖、鱼草轮
养） * 水源地水质保护的物理-生态工程 * 藻类收集与利用工程 * 环湖绿化生态保护工程 * 截污和换水工程
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案例：滇池污染生态治理工程
背景：
滇池流域位于云贵高原 ，地处长江、珠江和红河三大水 系分水岭地带。滇池是中国第六 大内陆淡水湖，是我国13个重 点保护水系之一，具有城市供水 、调蓄防洪、旅游、水产养殖、 调节气候、净化污染和航运等多
⑤加强渔业管理 2020/3/4
四、退化河流生态系统恢复重建的原则和方法
（一）原则
➢ 自然循环原则（自我调节） ➢ 功能性需求原则（健康依赖于功能的发挥） ➢ 主功能优先原则（不同河段，不同时段） ➢ 多功能协调原则（各功能之间相互协调） ➢ 分时段考虑原则（时间、不同河段的动态变化
） ➢ 分段细化原则
养殖水域的有机污染和富营养化
污染来源： ➢养殖动物排泄：如NH4+-N ➢残饵、粪团沉降过程释放：大量溶解有机物 ➢海底沉积物释放：大量营养盐类
• 形成的原因： – 养殖技术水平低：单一化养殖、养殖密度高、 饵料质量差、投饵方式不科学、…… – 养殖场所规划差：多处封闭、半封闭海湾，物 理自净能力较弱，需要合理的布局和规划
赤潮
红树林破坏
渔业资源下降
• 渔业资源下降的原因是多方面的，最主要的有二点：一是水域污染严 重，二是过度捕捞。 水域污染是造成渔业资源下降的首要原因，而陆 源污染又是造成水域污染的主要元凶。
• 渤海是一个近封闭的海域，由陆地所环抱，只有渤海海峡与黄海相通 ，海水循环交换能力弱，专家预计，海水全部交换一次，需要16 年以 上的时间。近年来，渤海每年接纳的陆源污水量28 亿吨，各类污染物 质70 多万吨，入海污染物大幅度增加，致使渤海环境质量急剧恶化， 几乎成了一个巨大的纳污池。
生物多样性：海洋系统中生活的 已知生物约有25万种，还有许多 未知海洋生物。
医药品：很多海洋生物都可以分泌 抗生素以及抗发炎、抗肿瘤和抗癌 物质
旅游业：海岸旅游业的收入颇丰 ，1988年仅加勒比海地区，旅游 业收入高达280亿美元
（四）海岸带主要的生态环境问题
➢ 赤潮（种群大爆发） ➢ 红树林破坏 ➢ 渔业资源下降 ➢ 海水养殖过度 ➢ 化肥农药污染 ➢ 工业和生活污染 ➢ 海岸工程建设、围海造田和海水入侵
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第一节 岸带生态系统的恢复重 建
• 海岸带生态系统的恢复重建
• 河岸带生态系统的恢复重建
生态交错带
一、海岸带生态系统的恢复重建
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（一）海岸生态系统的定义
是海陆之间起相互作用的过渡地带，又可称 为海陆交界带或水陆交界带，具有复杂多样的环 境条件和丰富多彩的自然资源。
• 筑坝、修建水库和引水分洪 • 河道沟渠化 • 人类活动 • 外来物种的入侵 • 流域尺度的干扰
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（五）河岸带生态系统的恢复策略与方法
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第二节 河流生态系统的恢复重建
一、河流生态系统的功能
➢ 输水泄洪 ➢ 航运 ➢ 输沙 ➢ 发电 ➢ 供水 ➢ 自净 ➢ 生态 ➢ 景观娱乐
海水养殖过度
网箱养殖也会改变养殖区的 水文特征，干扰鱼类洄游，导 致海底沉积物的增加
网箱养殖
海藻养殖
海藻养殖过密会遮蔽太阳光， 造成养殖海藻下方的浮游植物和其 他野生海洋植物因光照不足而衰亡
残饵、粪团等沉积物的有机质容易 养殖区底部缺氧，并释放出氨和硫 化氢等有毒物质，对底层和水层的 生物造成更严重的影响。
图 12.7 过度捕捞对生态系统的影响(引自 Pew Oceans Commission 2005)
• 2001 年中国海洋环境质量公报表明，渤海 未达到清洁海域水质标准的面积 18990 平 方公里，占总面积的 24.6%，其中中度污 染与重度污染面积约2080 平方公里。 渤海 渔业资源衰退的第二个原因是捕捞过度。 新中国成立以来，我国海洋捕捞业得到了 快速发展，长期的盲目造船，使捕捞能力 远远超过渔业资源增长量。尤其是1985 年 水产品价格放开后，沿海渔民纷纷造船下
• 近年来，草海水质退化，总氮/ 总磷小于9:1，富营养化的限制 因子是氮；
* 生态技术—改善生态系统和周围环境、减 少不利理化因素（N、P和有机污染物）和生物 因素。面源
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• 富营养化湖泊生态修复技术
** 恢复水生植被 —根据湖泊水生植被自身的演替规律
和水生植物的生理生态特征，选择耐污性 强的植物作为先锋种类，然后逐步对水生 植被的结构加以优化。
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对于长江流域富营养化浅水湖泊的生态修复 必须以沉水植物为主的水生植物重建为重点， 将工程措施和生态调控措施结合起来。对外源 与内源污染负荷的削减是有效的生态调控措施 的前提。
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• 养殖海水体的生物修复与生态技术
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太湖水域富营养化生态恢复工程
• 富营养化成因—多水系入湖、城市化带来超营养 负荷、底质（富含营养盐）、水生生物不合理分 布（枯竭）
三、受损河流生态系统 的修复
1、河流生态系统受损的主要方式及影响 ①水利工程建设对河流生态系统的影响 ②农业活动对河流生态系统的影响 ③城市化对河流生态系统的影响
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2、受损河流生态系统的修复 ①建立沿岸绿化带，加强植被的生态功 能 ②人工清淤 ③控制污染源 ④科学调控河水流量和流速
• 滇池属富营型湖泊，水色暗黄绿，内湖有 机污染严重，外湖部分水体已受有机物污 染，有毒有害污染（主要重金属污染）， 氮、磷、重金属及砷大量沉积于湖底，致 使底质污染严重，滇池近百年来已处于“ 老年型”湖泊状况，污染十分严重。
• 云南省环境局公布了06年云南省环境状况 ，九大湖泊水质问题备受关注。在九大湖 泊中，滇池草海的水质仍然为劣Ⅴ类，水 质重度污染，未达到水环境功能要求（Ⅴ 类），氨氮、总磷、总氮都超标，水体处 于重度营养状态。水质较05年呈继续下降 的趋势。
• 据测算，渤海每年的最高可捕产量应控制 在50 万吨左右，但从上世纪90 年代以后， 年捕捞量都超过50 万吨，到2000 年以后， 捕捞量猛增到100 万吨以上。从事渤海海区 作业的渔船上世纪70 年代不到5000 艘，80 年代发展到近1 万艘， 90 年代达到1.5 万 艘，到2000 年猛增到近3 万艘；2002 年黄 渤海区捕捞渔船总功率超出控制指标 64%
（三）河岸生态系统的功能
• 廊道功能（具有通道和阻隔的双重作）
• 缓冲带功能（靠近受控制区域的边缘，或在 具有不同控制目标的两个区域之间的过渡地 区）隔离生境，使之免受破坏、干扰和污染 。
• 护岸功能（保护岸坡、防止波浪和海流侵蚀 ） 2020/3/4
（四）河岸带生态系统退化机制
• 河流水文特征的改变
不同河段河道比降、断面和平面形态差异 ➢ 生物多样性原则
（二）技术方法
河道近自然恢复
是指人类基于对生态系统的深刻认识，为实现生物多样性的 保护以及对河流自然资源的永续利用，以生态为基础、以安全为原则 、以恢复河流的生态系统功能为目的的系统工程。（包括生态调节措 施和工程改造措施）
河流横向生态修复
人工河流水系的重新设计 人工鱼礁生物恢复和护滩技术
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生态瓶
二、河岸带生态系统的恢复重建
（一）河岸生态系统的定义
位于河水与陆地交界处的两侧，其范围包括 河流廊道的高低水位之间以及从河流高水位至被 洪水影响的高地区域，是陆地生态系统和水生生 态系统的生态过渡区。
（二）河岸生态系统的特征