巢湖上游水源保護區濕地植被恢復初步研究
——以合肥市董鋪水庫一級水源保護區為例

王 化 可

(安徽省水利水電勘測設計院， 合肥 230088)

巢湖是我國著名“五大”淡水湖之一，是長江下游重要的生態濕地，是撫育江淮兒女的母親湖[1]。巢湖位于安徽省中部，長江下游左岸，流域面積13 486 km2，水深較淺，是典型的易富營養化湖泊。20世紀80年代以來，伴隨著流域經濟社會的快速發展，污染排放總量急劇增加，逐步積聚的污染負荷超出了巢湖水體的承載能力，大量營養元素輸入水體，使巢湖衍變成了富營養化的藍藻型湖泊[2]。目前對巢湖的研究大多集中在針對巢湖本身的地質環境、富營養化、環境容量、植物群落、生態調水等[2-5]方面，但從流域的角度對其污染物來源、入湖負荷分析、生態修復等研究較少。因而，本文從巢湖上游水源保護區濕地植被恢復角度對水生生物的污染物消減效果進行分析，為巢湖流域生態環境綜合治理及水資源開發利用提供科學依據。

濕地是世界上生產力最高的環境之一，它是生物多樣性搖籃，是植物遺傳物質的重要儲存地，無數的動植物依靠濕地提供的水和初級生產力而生存。濕地在提供水資源、調節氣候、涵養水源、降解污染物、保護生物多樣性和為人類提供生產、生活資源方面發揮了重要作用。國家明確要求要實行濕地面積總量管理，嚴格濕地用途監管，推進退化濕地修復，增強濕地生態功能，維護濕地生物多樣性[6]。

1 研究區概況

1.1 水庫概況

董鋪水庫位于巢湖支流南淝河上游，是合肥市重要飲用水水源地。水庫大壩緊鄰合肥市西二環路，壩址以上控制流域面積207.5 km2，占南淝河合肥市東門橋以上流域面積606 km2的34.2%。水庫于1958年4月建成，是一座以防洪和城市供水為主，兼顧生態補水及養殖功能的年調節的大(2)型水庫。設計洪水位31.50 m(吳淞高程，下同)，校核洪水位34.50 m，正常蓄水位28.00 m，死水位18.50 m。總庫容2.49 億m3，其中興利庫容0.75 億m3。水庫樞紐由大壩、泄洪涵洞、溢洪道和連通輸水隧洞等組成。董鋪水庫飲用水源保護區共分為一級保護區、二級保護區和準保護區3個級別。本次研究的范圍為水源一級保護區，其范圍為30 m以下陸域和水域，面積約21.90 km2。

1.2 環庫濕地存在的問題

近年來由于庫周居民的墾殖及圍庫造塘，環庫濕地面積萎縮較大。現存的環庫濕地主要分布于入庫河汊及水環庫邊26.5～28.5 m范圍內，濕地區塊分散，面積較小，植被種類較少等問題。為了增加消減入庫污染負荷，本文對董鋪水庫環庫濕地植被恢復進行初步研究。

2 濕地植被恢復

2.1 植物的恢復范圍

濕地具有至少周期性地以水生植物為植物優勢種、底層土主要是濕土、在每年的生長季節，底層有時被水淹沒等特征[7]，因此，董鋪水庫濕地植物的恢復范圍要考慮董鋪水庫的水位變化。根據董鋪水庫2002-2012年的運行水位分析，董鋪水庫大多數時間水位在27.0～28.5 m之間，多年平均出現天數202 d，出現頻次為55.4%，27.0 m以下水位多年平均出現頻次為35.3%，28.5 m以上水位多年平均出現頻次僅為9.3%。

董鋪水庫不同水位區間多年平均水位統計見表1。

表1 董鋪水庫不同水位區間多年平均水位統計Tab.1 Statistics of water table of Dongpu reservoir in different water level intervals

結合董鋪水庫調度運用計劃及實際調度運行情況，考慮濕地植物既需要一定時間曬灘萌發，也需要一定水深生長，本設計濕地修復與建設的范圍為水庫周邊及入湖河道河口27.0～28.5 m區域，此水位范圍同時也能滿足濕地植物的兩種生長需求。

2.2 植被選擇與配置

2.2.1 選擇原則

濕地植被選擇遵循以下原則：優先選擇本地抗逆性強的濕地植物；優先選擇具有良好治污凈化能力的濕地植物；優先選擇根系發達、莖葉茂密、生物量大的濕地植物；優先選擇年生長期長的濕地植物；按照植物對水深的要求，注重濕地植物的合理搭配；選擇具有一定經濟價值及景觀效益的多用途性濕地植物。此外，由于項目區域為飲用水水源保護區，為了水源地水質安全，不能選擇具有毒性的植物。在靠近城市建成區人口密集的地方可適當考慮景觀需求。

2.2.2 植物選擇與配置

植物選擇，以水庫周邊現狀植物樣方調查為基礎，在確保董鋪水庫水源地水質安全和生物安全的基礎上，適當增加水生植物種類，提高區域生物多樣性。根據調查結果，可供選取的挺水植物主要有荷花、蘆葦、茭白、慈姑、香蒲、荸薺、燈心草、水生美人蕉、再力花、千屈菜，浮水植物主要有睡蓮、芡實、菱、荇菜等。各植物的種植高程、規格、密度見表2。

表2 董鋪水庫濕地恢復植被配置特性Tab.2 Characteristics of aegetation restoration in Dongpu reservoir wetland

2.3 植被恢復設計

2.3.1 庫周水系溝通

(1)水系溝通。為充分利用現有資源條件，增強濕地的凈化和吸收效果，本設計將現有魚塘和溝道進行溝通，并將魚塘間的部分塘埂鏟除，擴大水域面積，此舉既增加水體的交換空間，又能增強濕地凈化的效果，最大限度降低面源污染的入庫量。經統計，董鋪水庫董鋪水庫周邊魚塘堤埂鏟除及水系溝通總土方量6.5 萬m3，分塊統計結果從略。

(2)魚塘清淤。現有魚塘由于經營時間較長，塘底淤泥較多，營養物質豐富，根據測量情況，淤泥厚度在0.4～0.8 m。為了減少魚塘污染物向水庫轉移，同時又利于水生植物生產，本設計對清退出的魚塘進行清淤，清淤平均厚度0.3 m。經統計，董鋪水庫庫周魚塘清淤總量16.8 萬m3，分塊統計結果從略。

2.3.2 植被恢復設計

根據董鋪水庫周邊濕地地塊調查分析，本次需要植被恢復的區域共計26塊，恢復總面積166.61 hm2。目前國內外對濕地植物種植面積與水面面積比例問題研究較少，在園林水景設計中水面配置水生植物時要與水面大小的比例協調，栽植不宜過密或擁擠，應留出1/2～1/3水面。由于本工程以消解入庫污染物為主要目的，因此，本研究參考合肥市環巢湖治理中的其他工程的設計情況并結合董鋪水庫實際，水生植物種植區域面積按總面積的1/2設計。經計算，水生植物種植總面積83.31 hm2。由于受篇幅限制，以下以董鋪水庫北岸夏大郢植被恢復為例介紹植被恢復設計。

(1)現狀植被情況。夏大郢濕地位于三國城附近，目前以荒地狀態為主，部分區域種植有農作物。夏大郢濕地地塊內，現狀植物主要以假稻、稗為主，另外有香蒲、蘆葦、蓮、喜旱蓮子草等少量分布。

(2)植物配置設計。夏大郢濕地地塊內的植物配置不僅考慮植物的去污、凈化水質的能力，同時兼顧植物配置的景觀效果。所以在植物配置上，前景選擇了植株高大美觀、葉片似芭蕉的再力花，葉片翠綠、花朵艷麗的水生美人蕉，葉片如盤、綠荷消夏的荷花，姿態娟秀整齊、花色鮮麗醒目的千屈菜；同時這幾種植物的根系發達，對微生物的生長具有促進作用，提高濕地的凈化能力；作為前景植物，植株高低各不相同，又有層次的變化，形成良好的配置效果。背景植物選擇了鄉土植物蘆葦，對當地的環境具有良好的適應能力，具有生態安全性，成活率高，為后期的養護提供了便利，同時蘆葦植株筆直高大、凈化水質，而且還有造紙的功能，可帶來一定的經濟效益。根據水位的高低不同，選擇低桿挺水植物荸薺，植株呈線條狀，營造了垂直的景觀效果，也帶來了經濟效益。浮水植物以荇菜為主，外圍以挺水植物作為屏障，荇菜置于栽植區域內部，增加景觀性的同時，也考慮了盡量減少對董鋪水庫造成影響，降低養護難度。

根據夏大郢濕地的垂直分布特點可分為27.5～28 m、28～28.5 m兩個水位區域。根據濕地不同立地條件，分別選擇適應不同水深及水位變化的濕地植物，采取相應的規格措施詳見表3。

表3 夏大郢濕地植物選擇及配置Tab.3 Selection and arrangement of plants in Xia Daying wetland

水深在1.0～1.5 m深度范圍，選擇高桿挺水植物蘆葦、香蒲等；水深在1 m內選擇荷花、水生美人蕉、再力花、千屈菜、荸薺等低桿挺水植物及荇菜等浮水植物。所選植物種類以鄉土水生植物為準則，由于該區域緊鄰三國新城遺址公園，需滿足一定的景觀要求，因此配置一些景觀價值高且具有一定去污能力的濕地植物，如：千屈菜、再力花、水生美人蕉、荷花等。夏大郢濕地恢復植物配置方案平面布置見圖1，剖面布置見圖2。其他區域設計思路和方法相同。

3 濕地植物污染物消減量分析

圖1 夏大郢濕地植物配置方案平面布置Fig.1 Xia daying wetland restoration plant layout plan

圖2 夏大郢濕地恢復植物配置方案剖面Fig.2 Xia daying wetland restoration plant Sectional view

(1)濕地植物在水質改善中的應用分析。董鋪水庫濕地內大量選用的挺水植物蘆葦和香蒲，是長勢良好的本地物種，同時大量研究均表明其生長速度很快，能吸收大量的氮、磷、鉀等營養元素，如香蒲對氮、磷、鉀的吸收能力分別為氮2 630 kg/(hm2·a)，磷403 kg/(hm2·a)，鉀4 570 kg/(hm2·a)[8]。其他挺水植物選擇如燈心草、荷花、慈姑、荸薺、水生美人蕉、再力花、千屈菜等，也均有一定去除營養物，改善水質的作用。浮水植物的應用豐富了濕地系統的植物多樣性，通過挺水植物和浮水植物的共同作用，其改善水質的能力將會得到進一步加強。

(2)濕地植物對N、P去除的凈化效果分析。不同植物的去污效果不同，同種植物在不同季節的去污效果亦不同，不同植物的組合也會影響到植物的去污效果。目前對于植物群落效應在濕地處理系統中的作用和貢獻了解仍 不夠深入，對植物與基質、微生物、動物的協同作用缺乏系統的定量研究方法和成果。本項目對董鋪水庫濕地植物污染物去除效果的分析，根據其他相關研究的經驗值進行估算。較為精準的水庫污染物去除效率和進、出水水質分析尚需要進一步的測試和實驗分析研究獲得。

根據合肥市環巢湖治理中的相關分析成果，挺水植物的對N的吸收能力為1 000～2 500 kg/(hm2·a)，對P的吸收能力為50～200 kg/(hm2·a)；浮水植物對N的吸收能力為100～350 kg/(hm2·a)，對P的吸收能力為100～350 kg/(hm2·a)。據此計算出董鋪水庫濕地去除N、P總量分別為：去除N量為81.93～204.83 t/a，去除P量為4.49～17.65 t/a。

4 結 語

水庫一級水源保護區為生態敏感區，植被的選擇應在保障水源地水質安全的前提下，根據水庫的水位變化，選擇適宜不同水深的鄉土水生植物。同時應加強濕地植被種植后的管理，定期維護與植物收割，以期發揮植被對污染物吸收和降解能力、持續改善水庫水質效果。

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致謝：濕地植被選擇得到了安徽大學李玉成教授、安徽農業大學劉地博士等的指導，在此表示感謝。

[1] 朱 青,唐紅兵.巢湖生態調水方案[M].合肥：安徽科學技術出版社,2016.

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[3] 路 娜,尹洪斌,鄧建才，等.巢湖流域春季浮游植物群落結構特征及其與環境因子的關系 [J].湖泊科學,2010,22(6):950-956.

[4] 金菊良,吳開亞,酈建強.巢湖水質安全評價的對應分析和投影尋蹤嫡禍合方法[J].四川大學學報(工程科學版),2007,39(6):7-13.

[5] 王化可,唐紅兵.巢湖生態引水對改善江湖交換關系的作用研究[J].中國水利,2010,(23):27-29.

[6] 楊 劼. 探索濕地保護新理念，共謀長江流域大保護[N]. 中國綠色時報，2016-11-04(1).

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