人工湿地的适应性规划设计

许士国，赵 倩

（大连理工大学 土木水利学院，辽宁 大连 116024）

湿地集美观与生态功能于一体，是自然界生物多样性丰富的生态系统和自然景观，对人类和环境有着重要作用。正因为如此，湿地已经成为并将继续成为场景设计与环境规划的重要内容。在自然湿地面积不断减少的情况下，如何对人工湿地进行适应性规划设计，营造可持续的生态功能体系，实现生态效益、经济效益和社会效益的良性循环，是湿地规划设计中需要解决的重要课题。

1 湿地现状及人工湿地建设

1.1 湿地现状

据2002年有关数据统计[1]，世界范围内湿地面积有800万km2，但目前湿地正在迅速消失，据2007年统计资料显示，湿地面积下降为659万km2，究其原因大多是因为农业和城建开发占地以及湿地来水量不足等原因，另外过度放牧、化学物质蚀变、滥采滥伐、物理变性（填埋、滥挖、分洪、岸旁人群影响）等也是影响因素。

湿地的消失或退化使区域地形地貌发生变化的同时，自身生态环境功能也在退化或丧失，区域发展的可持续性和稳定性受到冲击。在区域发展规划中，如何维持和创造湿地这一重要环境要素的作用，已成为普遍关注的问题。

自然湿地面积的急剧萎缩已使某些地区的生态系统完整性和稳定性受到威胁，在这种情况下，建设功能相似的人工湿地成为人们努力地方向。人工湿地主要包括两大类，一类是对已被破坏的自然湿地采取修复措施，形成的恢复性湿地；另一类是通过采取工程措施和生物措施，创建全新的湿地环境。人工湿地不仅可以作为自然湿地在量上的有效补充，更可缓解现存自然湿地所受到的威胁和环境压力，是湿地保育的有效措施。近年来，人工湿地正越来越多的以公园、科普教育区、生态农业园区、甚至小区主景观的形式出现。但由于处理不当人工湿地也存在一些问题，主要表现在：污染严重、对生态要素设计考虑不充分、植被物种单一等，这些也是在未来人工湿地规划设计中需要解决的重要方面。

1.2 人工湿地建设

人工湿地具有与自然湿地相类似的环境和生态功能，它的生态重要性主要体现在：净化水质、调节水分、生态补偿、物质生产、景观娱乐和生物栖息地等方面。尤其是最近十几年来，人们利用人工湿地处理污水和蓄滞洪水取得了显著的效益[2]。

美国、加拿大在20世纪中叶以后，相继开展了人工湿地的调查、研究。如1998年美国圣保罗市对安姆斯湖的改造；2000年英国伦敦向公众开放的湿地中心，被誉为“展示在未来的世纪里人类与自然如何和谐共处的一个理想模式”，占地43hm2，是现今欧洲最大的人工湿地生态系统。

在国内，人们对人工湿地的规划设计大多是从湿地如何发挥经济功能的角度考虑，生态要素的设计考虑较少。如一些污水处理湿地，在净化污水的同时，自身受到严重污染。通过对人工湿地的适应性规划设计，将湿地的经济和生态功能设计结合起来，从湿地多方面的功能和价值中寻回湿地、水资源、生物多样性与人类文化之间失落的环节，恢复、强化和发展湿地网络，丰富生态系统。

2 人工湿地的生态规划设计

人工湿地的建设具有很强的目的性，并且需要适宜的地理空间和生存条件，在设计规划中应因地制宜，遵循一定的原则，在设计过程中，从总体到细部合理配置资源，创造能够可持续发挥湿地功能的工程措施和生态自我修复两方面的条件。

2.1 生态规划原则

（1）前瞻性原则：为了避免浪费时间、精力和开支，应调查最有潜力为流域提供最大生态效益的湿地备选地点，并进行可行性分析，以最终确定地点，这样就避免了规划者与开发者之间以后不必要的冲突，为确保工程的成功提供保障。

（2）因地制宜原则：所建工程必须综合考虑湿地与周围环境的关系，通过对流域的功能分析，将所建湿地融合到整个大的景观中才可能使最后的工程运行状况达到理想状态[3]，以湿地植被的选择为例，应尽量栽植本地物种，而不是预先设计栽植的植被类型。湿地规划设计中一句最朴实的座右铭就是“少预设，多了解”。

（3）系统性原则：湿地状态与水文循环有着密切的联系。水的物质形态和运动方式决定了其广义的介质作用，影响着从小范围区域到整个流域内环境的变化，因此建成的湿地项目不仅可以产生局部效益，而且在整个流域内都可以发挥显著的环境和生态效益，必须对所建湿地工程队整个流域的影响做系统性分析。

（4）工程措施与生态修复相结合的原则：采取人工干预的方式会加速生态修复的进程，但自然界的自我设计与修复能力仍然是生态系统演化中最重要的因素，因此，所采取的工程措施应以使生态系统向预想目标转化为基础，最终形成一种可以实现生态系统自我调节、自我维持的状态。

2.2 生态规划设计

根据以上原则，人工湿地的规划设计需要从以下几个方面做深入的工作。

（1）水域设计

湿地内不同的水深可实现植物种类的多样性，同时也可增加生物栖息地的多样性以及处理污水的能力。湿地的分区大致有明水区、深水湿地、浅水湿地、水滨带、河漫滩和高地区域。湿地用途不同，各部分所占比例也是不同的。为了加强滞洪，湿地总面积的有效布局为50%的浅水湿地，30%的深水湿地和20%的明水区；对于主要作为生物栖息地的湿地来说，水滨带和河漫滩的面积与明水区比例应为1∶1；对于污水处理湿地来说，浅水湿地面积要达到50%～70%，以便维持水流为均匀层流从而有助于水中所含污物的去除[4]。

（2）植被设计

湿地的美学价值就在于其植被的选择上。湿地中植被的配置意义重大，应从种类多样性、物种来源、野生物价值、污物截流能力、对所设计水文要素的适应能力、堤岸加固功能等方面来考虑。

多种植物的混搭，不仅在视觉效果上相互衬托，形成丰富、错落有致的效果，而且植物类型多样化对病虫害的抵抗力也会增强，对水体污染物处理的功能也能相互补充。湿地植物有草本与木本植物两大类，包括挺水植物（芦苇）、浮水植物（睡莲）和沉水植物（金鱼草）等，可将各层次上的植物进行搭配设计。从功能上来考虑，可利用茎叶发达类植物阻挡水流，沉降泥沙，利用根系发达类植物固结基质土壤，吸收有害物质，如香蒲和芦苇在吸收化学物质方面是最有效的。

在设计中，除特殊情况外，应利用和恢复原有自然湿地生态系统的植物种类，尽量避免外来物种。从其他地域引种的植物不易成活，又有可能过度繁殖，以致造成本地植物在生态系统内的物种竞争中失败甚至灭绝。如江苏盐城自然保护区疯长的引进物种—互花米草，曾一度堵塞河道造成河道不畅，阻碍其他物种的生长[5]。因此在对人工湿地进行景观营造的过程中，引进外来物种要谨慎，避免造成得不偿失的后果。

（3）岸线形式及岸边环境设计

湿地的边界尽量不要设计成圆形、矩形等规则形状。利用自然弯曲的型式，既不易形成死水区又可以使岸线长度增加，从而为野生物提供了更多的休憩和觅食场所，并且也因为岸线长度的增加延长接触时间，提高自净能力。

对湿地的岸边环境进行生态设计，较合理的做法是水体岸线以自然升起的湿地基质的土壤沙砾代替人工砌筑。比降方面，纵向上，比降不应该超过0.5%～1%，；横向上，岸坡比降应该在3∶1到5∶1之间，这样既利于人和动物的接近，又可以减少水流对岸线的冲蚀。

（4）标示、交通道路设计

在湿地关键区域应设置标牌介绍其总体布局和各功能区的布置，为了增强人们对当地历史文化背景的了解，加强对湿地的认识，应设计一些便利的小路、观察塔、隐蔽的野生物观察站和野餐地等，但是对于生态极度敏感的区域则尽量减少人们的过度亲密接触。

（5）其他设计

在湿地的布局上，为了避免有毒物质通过食物链在生物体内聚集，湿地面积和数量应该从上游向下游逐渐增加，这样就会吸引野生物更多地到下游水质更好的地方聚集。

对污水处理湿地，因为考虑到会对地下水资源造成威胁，必须考虑止水。在施工中，底部铺上40～50cm厚的粘土层或者20～30cm的高岭土层，捣实后再在上面铺上一层5～10cm厚的砾石会有很好的止水效果。

3 结语

人工湿地具有重要的生态功能价值，在当前自然湿地面积不断减少的情况下，可作为自然湿地在数量和功能上的有效补充。针对人工湿地规划中现存的一些问题，对人工湿地的规划设计，应注重前瞻性、因地制宜性、系统性、工程措施与生态修复并举的原则，本着尊重自然的理念进行人工湿地的规划设计。在细节上，从人工湿地的水域、植被、岸线形式和岸边环境设计等方面去把握，从而创造功能完善、状态稳定、可持续的湿地景观。

[1]杨朝飞.中国湿地现状及其保护对策[J].中国环境科学，1995，15(6)：407-412.

[2]刘丽娜，赵建刚.人工湿地技术极其应用概述[J].生物学教学，2006，31(6):9-11.

[3]Robert.France Wetland Design W.W.Norton，2002.

[4]Brix H J.et al.Challenges for the development of advanced constructed wetlands technology.Wat.S ci.Technol，1995，35(5):239-246.

[5]何雪涛，李晓丽.浅谈湿地的功能与规划[J].水利论坛，2007，63-64.