濕地研究方法

Ⅰ 應用遙感方法分析北部灣濱海濕地的分布

李學傑萬榮勝林進清

（廣州海洋地質調查局廣州510760）

第一作者簡介：李學傑（1964—），男，博士，教授級高工，主要從事海洋地質與第四紀地質研究工作，E-mail:xue-iieli@ yeah.net

摘要濕地是自然界最具生物多樣性和生態功能最完備的生態系統，但由於認識的角度不同，沒有統一的定義和分類系統。本文突出濱海的特點，將濱海濕地分為：潮上帶濕地、潮間帶濕地和潮下帶濕地三大類，並進一步細分為10種類型。通過對ALOS遙感影像的解譯，並結合野外調查與驗證，北部灣濱海濕地主要包括：紅樹林7092hm²、水塘351 90hm²、鹽田5371hm²、河流6680hm²、湖泊水庫5054hm²。北部灣沿岸紅樹林分布較豐富，是我國紅樹林分布的重要地區之一，從最西部北侖河口至最東部的安鋪港均有分布，其中丹兜海－英羅港區最豐富，其次為北侖河口、鐵山港、珍珠港等地區。養殖水塘以南流江口區最多，其次為大風江口區。鹽田主要分布於西部的江平、企沙和犀牛角等地，以及東部的西村港至英羅港地區。

關鍵詞遙感濱海濕地紅樹林北部灣

1概述

濕地與森林、海洋一起並稱為全球三大生態系統^[1、2]。濕地是自然界最具生物多樣性和生態功能最完備的生態系統，為人類的生產、生活提供多種資源，是人類重要的生存環境，被譽為「地球之腎」^[3]。然而，近年來由於城市化以及沿海經濟開發的加快，導致對濕地的破壞和不合理的開發利用，造成濕地大面積減少、生物多樣性喪失、功能和效益衰退，嚴重危及濕地生物的生存，因此保護、恢復和合理利用濕地成為全球廣泛關注的問題^[4～6]。

濕地是介於陸地和水域之間的過渡帶，並兼有這兩種系統的某些特徵，正是由於這種缺乏明確界線的過渡性，使得對濕地有不同的定義和理解^[7、8]。其中經常被使用的是1971年《濕地公約》中對濕地的定義：「濕地是不論其為天然或者人工、長久或者暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶，靜止或流動的淡水、半鹹水、鹹水水體，包括低潮時水深不超過6m的水域；同時，還包括臨近濕地的河湖沿岸、沿海區域以及位於濕地范圍內的島嶼或低潮時水深不超過6m的海水水體」^[8]。

我國對濱海濕地的研究雖起步較晚，但近年已做了不少工作，從鴨綠江口^[8、9]、遼東^[10～12]、環渤海^[13～15]、杭州灣到珠江口^[16、17]、海南等^[18～20]均有研究，北部灣濕地也從不同角度進行了研究^[21～23]。此外海岸帶遙感的應用以及海岸帶環境變遷方面也有大量的研究^[24～27]。

2濱海濕地及其分類

對濕地的分類有多種方案，從不同角度出發可以對濕地進行不同的分類。一般可以把濕地分類方法分成成因分類法、特徵分類法和綜合分類等^[28～31]。總之現在對濕地的分類，可謂五花八門，往往各自突出其研究區的特點。

本文將突出濱海濕地的特色，並以遙感方法可識別為基礎，提出以下的分類方案。首先將濱海濕地分為：潮上帶濕地、潮間帶濕地和潮下帶濕地，之後在將各帶濕地分為若干類型（表1），其中海草，據研究分布於北部灣的東部海域，但在遙感影像上未能識別。珊瑚礁在北部灣沒有發現。

表1 華南濱海濕地分類表Table 1 Classification of coastal wetlands in the South China

3數據與方法

3.1研究區

調查區位於北部灣北部沿岸，108°00′～110°00′E,21°20′～22°20′N之間區域，遙感解譯面積約1.25×10⁴km²，海岸帶區面積約0.6×10⁴km²（圖1）。

3.2數據

我們採用ALOS衛星遙感數據進行解譯與分析，全區需9景拼接而成（表2）。

圖1 研究區范圍Fig.1 Research area.Blue line area for statistics of wetlands

此外採用1:5萬地形圖進行遙感影像校正。地形圖為北京1954坐標系，高斯克呂格投影，1985國家高程基準。

表2 遙感影像數據信息表Table 2 Information of remote sensing images

3.3方法

濕地遙感解譯的方法包括：幾何校正、影像拼接與剪裁、監督分類、分類後處理、目估交互解譯與野外調查驗證等（圖2）。

3.3.1幾何校正

遙感影像由於多種因素會造成影像上的像元在影像坐標中的位置與其在地圖坐標中位置有差異，從而形成幾何畸變。應用前需要進行幾何校正，盡量消除或減小這種幾何畸變。

本次影像幾何校正以1:5萬地形圖為參考基準，採用二次多項式進行校正，要求均方根（Root Mean Square）誤差法小於＜1個像元。

3.3.2影像的拼接與剪裁

研究區的9景ALOS影像是由4個時間獲取（表2）。由於不同時間獲取的影像，受天氣、季節及植被的影響，其DN值有明顯差異，拼接後再分類，效果不佳。因此採用同一時間獲取的影像，拼接後分類。不同時間的影像分別分類，之後再全部拼接。

3.3.3監督分類

依據本文確定的濕地分類系統，利用ERDAS Imagine軟體對遙感影像進行監督分類。與非監督分類相比，在分類之前，監督分類已明確各類的內容，而且可以通過調整訓練集的采樣，改善分類效果。

3.3.4分類影像的後處理

本研究針對的是海岸帶，包括海和陸兩部分，一些類別僅採用分類是難以區分，如水體，包括海域與水塘、河流、湖泊等，需要進行一些分類後處理，或人工解譯，以獲取更准確的分類效果。主要利用人工解譯提取的岸線，對監督分類結果進行重新校正，如紅樹林分布於海岸線之外，而林地、耕地等分布於岸線之內；河流、湖泊、水塘分布於岸線之內，海、灘塗分布於岸線之外等。

3.3.5人機交互解譯

利用遙感分類方法無法將水庫（湖泊）、河流以及養殖水塘分開。因此在監督分類和系數法的基礎上，只能採用適當的人工解譯，劃分出了這三類水體。同時部分鹽田與養殖水塘在遙感影像上難以區分，主要結合1:5萬地形圖進行解譯。

3.3.6野外調查確認

對於遙感解譯結果，進行野外濕地調查與驗證。從最西部的北侖河口至東部安鋪港，對全區海岸帶進行了實地考察，共進行了526站位的觀察，確認和驗證分類結果。

圖2 技術思路圖Fig.2 Flowchart of research procere

4結果分析

根據遙感影像的解譯結果，結合野外的調查驗證，編制濱海濕地分布圖（圖3、4）。其中遙感影像解譯的灘塗只是影像獲取時刻露出水面部分，其分布范圍受潮位影響，因此實際灘塗分布需要結合野外調查，這里不做分析，因此遙感解譯的濱海濕地以陸地部分為主。

4.1濱海濕地的總體分布

從結果來看，研究區內濱海濕地中，紅樹林面積為7092hm²，養殖水塘35190hm²，鹽田5371hm²，湖泊水庫5054hm²，河流6680hm²（圖5）。此外耕地278409hm²，林地238181hm²，建築用地、道路、裸露地等118929hm²。

4.2紅樹林的分布

紅樹林是熱帶、亞熱帶特有的濕地類型^[32、33]，在我國主要分布於海南、廣西、廣東、福建、台灣和浙江南部的沿海地區。紅樹林不僅是地球生物多樣性最豐富、生產力最高、最具價值的生態系統之一^[34、35]，在全球生態平衡中起著不可替代的重要作用^[36]，同時對海岸帶起到重要的保護作用，免受潮水的侵蝕，因而受到普遍的關注。

北部灣是我國紅樹林分布的重要地區之一，現有國家級山口紅樹林保護區。盡管對北部灣紅樹林已有大量的研究，但對全區的分布狀況了解不足，本次利用衛星遙感影像的解譯，結合野外調查，可以完整了解北部灣紅樹林的分布現狀，為有關部門的管理和決策提供科學的依據。

北部灣沿岸，從最西部北侖河口至最東部的安鋪港均有紅樹林分布（圖6），其中丹兜海－英羅港區最豐富，面積達1286hm²，本區也是山口紅樹林保護區所在地。此外分布較多的還有北侖河口、鐵山港、珍珠港的地區，分布面積在800hm²以上，北海地區相對較少。

圖3 北部灣西部濱海濕地與植被分布示意圖Fig.3 Distribution of coastal wetlands and vegetation in the western Beibu Bay

圖4 北部灣東部濱海濕地與植被分布示意圖Fig.4 Distribution of coastal wetlands and vegetation in the eastern Beibu Bay

圖5 研究區主要濕地面積Fig.5 Area of main wetlands in the research area

圖6 北部灣各區紅樹林面積Fig.6 Area of Mangrove in sub-areas in the Beibu Bay

4.3養殖水塘分布

養殖水塘的面積是當地養殖發展水平的重要指標之一，根據遙感解譯結果，進行分區統計情況來看，南流江口區，水系發達，養殖水塘最多，面積達5619hm²，其次為大風江口區，在4111hm²，北侖河口區最少，為1523hm²（圖7）。

4.4鹽田的分布

海鹽是重要的海洋化學資源。將海水引入鹽田經日曬蒸發形成海鹽和鹵水。我國是海鹽的生產大國，2004年，我國海鹽產量為2100多萬噸，其中鹵水曬鹽佔700多萬噸，是世界上第一海鹽生產國（http://www.hudong.com/wiki/% E7% 9B% 90% E5% 9C% BA）。

北部灣地區有較多的鹽田，但分布不均，大致以大風江為界可分為西部和東部兩區。

西區，包括防城港與欽州市，包括江平鹽場、企沙鹽場、犀牛角鹽場等，總面積約2000hm²。

東區鹽田主要分布從北海東南的西村港至英羅港，包括竹林鹽場、北暮鹽場等，面積3155hm²，比西部面積大。

圖7 各區養殖水塘的面積Fig.7 Area of cultured pools in sub-areas in the Beibu Bay

5結論

在充分調研濕地分類的基礎上，突出濱海的特點，以遙感可識別為基礎，將濱海濕地分為：潮上帶濕地、潮間帶濕地和潮下帶濕地三大類，並進一步細分為10種類型。

採用ALO S遙感影像，通過解譯，並結合野外調查與驗證，進行北部灣濱海濕地填圖，對濱海濕地的分布特徵進行分析。北部灣濱海濕地主要包括：紅樹林7092hm²、水塘35190hm²、鹽田5371hm²、河流6680hm²、湖泊水庫5054hm²。

北部灣沿岸紅樹林分布較豐富，是我國紅樹林分布的重要地區之一，從最西部北侖河口至最東部的安鋪港均有分布，其中丹兜海－英羅港區最豐富，面積達1286hm²，此外分布較多的還有北侖河口、鐵山港、珍珠港等地區，分布面積均在800hm²以上。北部灣的養殖水塘的面積以南流江口區最多，面積達5619hm²，其次為大風江口區，在4111hm²，北侖河口區最少，為1523hm²。北部灣鹽田，主要分布於西部的江平、企沙和犀牛角等地，以及東部的西村港至英羅港地區。

參考文獻

[1]國家林業局，等.中國濕地保護行動計劃[M].北京：中國林業出版社，2000

[2]張曉龍，李培英，李萍，等.中國濱海濕地研究現狀與展望.海洋科學進展.2005,23（1）:87～95

[3]濕地國際中國項目辦事處.濕地經濟評價[M].北京：中國林業出版社，1999

[4]石月珍，李麗.我國濕地現狀及恢復研究.水利發展研究.2004（6）:15～18

[5]李長安.中國濕地環境現狀與保護對策.中國水利.2004（3）:24～26

[6]孫廣友.美國濕地研究進展.地理科學.1997,17（1）:87～90

[7]林福申.關於濕地保護概況的綜述.現代漁業信息.1998,13（8）:6～12

[8]曲向榮，李培軍.鴨綠江口濱海濕地環境保護及其資源持續利用對策.環境保護科學.2003,19（115）:42～43

[9]於硯民，董志剛，曹仁江.鴨綠江口濱海濕地生物多樣性與保護對策.資源科學.1999,21（1）:57～62

[10]肖篤寧，李曉文，王連平.遼東灣濱海濕地資源景觀演變與可持續利用.資源科學.2001,23（2）:31～36

[11]董厚德，全奎國，邵成.遼河河口濕地自然保護區植物群落生態的研究.應用生態學報.1995,6（2）:190～195

[12]劉紅玉，呂憲國，劉振乾，等.遼河三角洲濕地資源與區域持續發展.地理科學.2000,20（6）:545～551

[13]胡鏡榮，魯智禮，王月霄.河北省濱海濕地的持續利用.地理學與國土研究.2001,17（3）:54～57

[14]劉紅玉，呂憲國，劉振乾.環渤海三角洲濕地資源研究.自然資源學報.2001,16（2）:101～106

[15]劉振乾，呂憲國，劉紅玉.黃河三角洲和遼河三角洲濕地資源的比較研究.資源科學.2000,22（3）:60～65

[16]吳明.杭州灣濱海濕地現狀與保護對策.林業資源管理.2004（6）:44～47

[17]崔偉中.珠江河口灘塗濕地的問題及其保護研究.濕地科學.2004,2（1）:26～30

[18]陳怡.海南省濕地資源現狀與保護對策.中南林業調查規劃.2004,23（2）:26～28

[19]李學謙.海南島濕地遙感編圖研究.熱帶林業.1999,27（2）:56～64

[20]鄒發生，宋曉軍，江海聲，等.海南島的濕地類型及其特點.熱帶地理.1999,19（3）:204～207

[21]范航清，彭勝，石雅君，等.廣西北部灣沿海海草資源與研究狀況.廣西科學.2007,14（3）:289～295

[22]韓秋影，黃小平，施平，等.廣西合浦海草床生態系統服務功能價值評估.海洋通報.2007,26（3）:33～38

[23]韓秋影，黃小平，施平，等.人類活動對廣西合浦海草床服務功能價值的影響.生態學雜志.2007,26（4）:544～548

[24]惲才興等.海岸帶及近海衛星遙感綜合應用技術[M].北京：海洋出版社，2005,148

[25]Li Xuejie,Damen M C J.Coastline change detection with satellite remote sensing for environmental management of the Pearl River Estuary,China.Journal of Marine Systems.Journal of Marine System,2010,82:S54～S61

[26]李學傑.應用遙感方法分析珠江口伶仃洋的海岸線變遷及其環境效應.地質通報，2007,26（2）:215～222

[27]楊曉梅，周成虎，杜雲艷，等.海岸帶遙感綜合技術與實例研究[M].北京：海洋出版社，2005,156

[28]Victor R.Squires.Mangroves in Australia.Wetland Science＆ Management.2007,3（1）:56～57

[29]劉厚田.濕地的定義和類型劃分.生態學雜志.1995,14（4）:73～77

[30]倪晉仁，殷康前，趙智傑.濕地綜合分類研究：I.分類.自然資源學報.1998,13（3）:214～221

[31]唐小平，黃桂林.中國濕地分類系統的研究.林業科學研究.2003,16（5）:531～539

[32]曹知勉，葉勇，盧昌義，等.紅樹林恢復對海岸濕地土壤影響的初步研究.生態科學.2004,23（2）:110～113

[33]黃初龍，鄭偉民.我國紅樹林濕地研究進展.濕地科學.2004,2（4）:303～308

[34]符國瑗.海南東寨港紅樹林自然保護區的紅樹林[J].關系植物，1995,15（4）:340～346

[35]符國瑗，黎軍.海南三亞市紅樹林植被調查初報[J].海南大學學報（自然科學版），2000,18（3）:287～292

[36]林鵬，傅勤.中國紅樹林環境生態及經濟利用[M].北京：高等教育出版社，1995

Mapping of Coastal Wetland in Beibu Bay by Remote Sensing

Li Xuejie,Wan Rongsheng,Lin Jinqing（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）

Abstract:Wetland is one of the most biodiversity eco-systems in the world.There is not,hover,a classified system which can be widely accepted and used.It is classified in this paper to 3 types of subtidal,intertidal and supratidal wetland,and subdivided to 10 classes.ALOS images were used for extracting wetlands in Beibu Bay,while field investigation was executed for conforming and correcting the interpretation of remote sensing.Main coastal wetlands in Beibu Bay include 7092hm²of Mangrove,35190hm²of cultured pools,5371hm²salterns,6680hm²of rivers and 5054hm²of reservoirs and lakes.Plenty of mangroves distributed in coast of Beibu Bay,which is a main mangrove distribution area in China.Mangrove distributes for estuary of Beilun River in the west to Anpu Port in the east,with most abundant in coast in Dandou Sea to Yinluo Port.Most area of cultured pools locates in delta of Nanliu River,secondly in Dafeng River mouth area.Salterns mainly distribute in Jianping,Qisha and Xiniujiao in the west and area in Xicun Port to Yinluo Port in the east.

Key words:Remote Sensing;Coastal Wetland;Mangrove;Beibu Bay

Ⅱ 濕地的成因及條件。

濕地是水位經常接近地表或淺水覆蓋的土地。其類型多樣。因而成因也多樣。一般來說。是因蒸發量小於降水量。且地勢較低平。排水不暢。除此之外。熱帶地區還因降水豐富。排水不暢形成濕地。（如印尼）高原地區還因海拔高氣溫低蒸發弱、冰川融水較多而地表水較豐富、且凍土廣布而水難以下滲。於易積水的低窪處易形成濕地。（如青藏高原）高緯度地區還因氣溫較低凍土廣布而水難以下滲。並且氣溫低蒸發弱。地勢地平排水不暢。也易形成濕地、（如東北三江濕地）作用：一）提供水源：濕地常常作為居民生活用水、工業生產用水和農業灌溉用水的水源。溪流、河流、池塘、湖泊中都有可以直接利用的水。其它濕地，如泥炭沼澤森林可以成為淺水水井的水源。 （二）補充地下水：我們平時所用的水有很多是從地下開采出來的，而濕地可以為地下蓄水層補充水源。從濕地到蓄水層的水可以成為地下水系統的一部分，又可以為周圍地區的工農生產提供水源。如果濕地受到破壞或消失，就無法為地下蓄水層供水，地下水資源就會減少。 （三）調節流量，控制洪水：濕地是一個巨大的蓄水庫，可以在暴雨和河流漲水期儲存過量的降水，均勻地把徑流放出，減弱危害下游的洪水，因此保護濕地就是保護天然儲水系統。 （四）保護堤岸，防風：濕地中生長著多種多樣的植物，這些濕地植被可以抵禦海浪、台風和風暴的沖擊力，防止對海岸的侵蝕，同時它們的根系可以固定、穩定堤岸和海岸，保護沿海工農業生產。如果沒有濕地，海岸和河流堤岸就會遭到海浪的破壞。 （五）清除和轉化毒物和雜質：濕地有助於減緩水流的速度，當含有毒物和雜質（農葯、生活污水和工業排放物）的流水經過濕地時，流速減慢，有利於毒物和雜質的沉澱和排除。此外，一些濕地植物像蘆葦、水湖蓮能有效地吸收有毒物質。再現實生活中，不少濕地可以用做小型生活污水處理地，這一過程能夠提高水的質量，有益於人們的生活和生產。 （六）保留營養物質：流水流經濕地時，其中所含的營養成分被濕地植被吸收，或者積累在濕地泥層之中，凈化了下游水源。濕地中的營養物質養育了魚蝦、樹林、野生動物和濕地農作物。 （七）防止鹽水入侵：沼澤、河流、小溪等濕地向外流出的淡水限制了海水的回灌，延安植被也有助於防止潮水流入河流。但是如果過多抽取或排干濕地，破壞植被，淡水流量就會減少，海水可大量入侵河流，減少了人們生活、工農業生產及生態系統的淡水供應。 （八）提供可利用的資源：濕地可以給我們多種多樣的產物，包括木材、葯材、動物皮革、肉蛋、魚蝦、牧草、水果、蘆葦等，還可以提供水電、泥炭薪柴等多種能源利用。 （九）保持小氣候：濕地可以影響小氣候。濕地水份通過蒸發成為水蒸氣，然後又以降水的形式降到周圍地區，保持當地的濕度和降雨量，影響當地人民的生活和工農業生產。 （十）野生動物的棲息地：濕地是鳥類、魚類、兩棲動物的繁殖、棲息、遷徒、越冬的場所，其中有許多是珍稀、瀕危物種。 （十一）航運：濕地的開闊水域為航運提供了條件，具有重要的航運價值，沿海沿江地區經濟的迅速發展主要依賴於此。 （十二）旅遊休閑：濕地具有自然觀光、旅遊、娛樂等美學方面的功能，蘊涵著豐富秀麗的自然風光，成為人們觀光旅遊的好地方。 （十三）教育和科研價值：復雜的濕地生態系統、豐富的動植物群落、珍貴的瀕危物種等，在自然科學教育和研究中都具有十分重要的作用。有些濕地還保留了具有寶貴歷史價值的文化遺址，是歷史文化研究的重要場所。

Ⅲ 什麼是濕地，濕地形成有哪些條件，濕地可以人造嗎

由於濕地和陸地水域之間沒有明確的界限。不同科學領域對濕地研究側重點也不同，所以濕地的定義一直有較大的分歧，國際上廣義的將濕地定義為天然或者人工長久性的沼澤地、泥炭地或者水域地帶。水流靜止或是流動的，低潮時水深不超過6米的水域。這個定義對整個濕地來說較為廣泛，有利於對濕地的保護和管理。

如何保護濕地？

保護濕地應該在不破壞原來環境的前提下進行。建立濕地保護區，保存好現存的的自然濕地，對已經遭到破壞的濕地進行退耕還林還草。採取科學性的工程措施，恢復已經退化的濕地。保護水資源，使其免受工業污水的污染，對已經缺水的濕地環境進行適當的補水。開發濕地的文化藝術價值，讓更多的人關注濕地並參加到保護濕地的行列中。

Ⅳ 濕地處理廢水的研究現狀

煤礦山排出的廢水和煤矸石滲出液，含硫量較高。根據大峪溝礦區的實際情況，即使採用綜合一體化處理方法，出水的除硫效果並不明顯，水中SO^2－₄仍高達1994.21～2144.06mg/L。雖然現有的《煤炭工業污染物排放標准》(GB20426—2006)對SO^2－₄的排放濃度沒有明確限制，但高硫酸鹽水對大峪溝的地下水和涼水泉水庫的水質仍有嚴重影響。

目前，去除水中SO^2－₄的方法主要有中和法、反滲透膜法、生物化學處理法和濕地法。前幾種運行費用高，效果不一，有的還存在二次污染或技術不夠完善等問題，更多地採用廉價、清潔的處理方法，即利用濕地除硫。

一般而言，煤礦開采尤其是井工開采都需疏排地下水，在地表形成小溪或小河進入窪地，形成濕地。濕地具有顯著的生態功能，能夠起到凈化水質，調節空氣濕度、溫度，繁衍各種濕生-水生植物，改善人居環境的作用。據調研，目前煤礦山濕地生態功能常常被忽視，要麼棄置不用要麼受損嚴重。本次研究的目的是試圖利用礦區排水形成的濕地解決終端外排水的去硫問題，使之資源化，可以說是前述綜合一體化處理方案的最終一個環節，同時也是解決煤礦山濕地生態修復和濕地生態利用的專門性課題。

利用人工濕地去除水中硫酸根的研究仍處於探索階段，人工濕地屬於人工構築物的范疇，通常的做法是建幾個處理池，池內鋪蓋底泥並種植植物，依靠植物、底泥等要素的作用達到去硫效果;煤礦山濕地顯然不屬於上述的人工濕地，有關煤礦山濕地的生態功能、除污能力的研究，目前還比較少見。據國內外的相關文獻，人工濕地脫硫效果相差較大，有的可以達91.9%，有的為53%，甚至有的去除率幾乎為零。究其原因，主要是濕地規模、水質、氣候、底泥和水生植被的差異。所以在對煤礦山濕地進行研究時，必須查明生態地質的基本條件。

人工濕地是人對自然濕地系統的模擬，利用生態的方法來去除污染物，以達到凈化污水的目的，它利用自然生態系統中的物理、化學和生物三者的協同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化(彭超英等，2000)。實踐表明，與其他處理污水的方法相比，人工濕地系統具有高效率、低投資、低運行費、低維護技術、基本不耗電即「一高三低一不」的特點(丁疆華等，2000)。自1974年第一個用於污水處理的人工濕地系統在西德建成以來，因其優越的性能，使它獲得較快的發展(劉自蓮等，2005)。20世紀80年代從歐洲到美洲、澳洲等地區和國家都廣泛開展了這方面的研究工作。目前，在美國有600多處人工濕地工程用於處理市政、工業和農業廢水;在丹麥、德國、英國等國至少有200處人工濕地(主要為地下潛流濕地)系統在運行，紐西蘭也有80多處人工濕地系統投入使用(李麗等，2007)。而且大量的監測表明，濕地凈化污水的效果是顯而易見的。例如，Knight(2000)等對1300多條已報道的數據進行分析，人工濕地對飼養家畜排放水的凈化效率平均為:BOD₅，65%;TSS，53%;NH₄—N，48%;TN，42%和TP，42%。來自美國環保機構的資料庫資料顯示出了更高的處理效率，BOD₅，TSS，TN，NH₄—N，NO₃—N和TP分別高達95%、88%、67%、61%、72%和76%(Braskerud等，2002)。

我國的濕地研究起步較晚。從「七五」時期開始試驗，取得了人工濕地工藝特徵、技術要點和工程參數等研究成果(胡康萍等，1991)。20世紀90年代以來，我國對人工濕地的研究發現燈心草、香蒲等植物在人工濕地中凈化污水能達到國家二、三級地面水標准，人工濕地可以廣泛應用於工業廢水處理、農業水處理、雨水處理等。在研究利用人工濕地生態系統去除水體中藻類方面，說明人工濕地系統在污水深度處理或減少水體富營養化、抑制藻類生長等方面也具有特色。全國數十個城市開展人工濕地研究，很多已投入生產;已有不少城市建立了蘆葦人工濕地污水處理系統。這些系統運行以來，產生了良好的經濟和社會效益，為我國環境保護做出了貢獻。廣東韶關市鉛鋅礦廢水治理，在人工濕地中種植香蒲的研究表明(陽承勝等，2000)，利用香蒲凈化含鉛、鋅工業廢水的效果非常好，COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分別為92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%，水質得到明顯改善，主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均達到排放標准。此外，人工濕地在處理鐵礦酸性廢水的試驗結果表明(唐述虞，1996)，酸水pH值由2.6升高到6.1;銅離子、鐵離子和錳離子去除率分別為99.7%、99.8%、70.9%。在利用濕地去除廢水中常見的硫酸根離子方面，通過查閱國內外文獻發現，前人的研究尚不充分，而且在不多的文獻報道中，脫硫效果相差很大。研究資料表明，經生化預處理的紡織廢水在經過濕地前後SO^2－₄由1235mg/L變為1244mg/L，去除率幾乎為零(尹軍等，2004);美國佛羅里達州的Hidden River雨水濕地處理系統的SO^2－₄去除率達到53%(王世和等，2007);另有研究表明，畜禽舍污水經過濕地後，硫化物的降解率可達88.3%(汪植三等，1995);在對濕地凈化養豬場豬糞水的研究時發現，SO^2－₄去除率達到91.9%(劉開容等，1997);國外學者研究認為，人工濕地對生活污水中無機硫的去除率可達95%(Buisma 等，1990)。

在濕地設計方面，國外學者通過示蹤劑實驗發現，在同樣的濕地面積下，填料深度為0.45m的濕地系統的BOD去除效果比深度為0.3m的濕地系統去除效果稍好(George，2000)。美國環保局在關於構建濕地處理市政廢水的手冊中認為，潛流濕地進水區域水深一般為0.4m，基質深度應比水深深0.1m，即系統總體深度為0.5m(USEPA，2000)。國內有學者研究了20cm、40cm、60cm三個水深條件下COD的去除率，發現水深為60cm時，即使運行的水力負荷較高(433.3cm/d)，COD的去除率仍然可達84.9%(王世和等，2003)。另有研究發現，進水負荷的增大引起水力停留時間和出水速率的下降，不利於污水的凈化處理。但另一方面，進水負荷太小又不能充分發揮濕地的凈化潛力，因此濕地系統都存在一個較佳的進水負荷(吳振斌等，2001)。研究表明，低流速和高水力停留時間(HRT)對有機物和TSS(總懸浮固體)有較好的去除作用，過高的HRT會增加人工濕地水分的蒸騰作用。鑒於濕地植物在處理廢水中有機物和重金屬的重要作用，目前國外對人工濕地的植物選擇研究不斷深入，總的來看一般有三種植物較為常用，為風車草、蘆葦和香蒲(Ciria等，2005; Karathanasis 等，2003)。國外有學者研究了人工濕地處理系統中八種植物對污染物的去除效果，發現香蒲的去除能力最強(Klomjek，2005)。國內人工濕地系統植物的應用情況和國外基本相同，在研究香蒲、美人蕉、燈心草、蘆葦、營蒲、茭白和黃花鶯尾這七種武漢地區常見濕地植物對生活污水的處理效果時，發現其中香蒲、美人蕉、黃花鶯尾、茭白和營蒲的處理效果相對較好(魯敏等，2004)。風車草、香根草、香蒲、蘆葦和燈心草是國內人工濕地應用比較多的植物(靖元孝等，2002;廖新梯，2002;成水平等，1997;王全金等，2004)。

通過以上總結，可以發現，目前針對濕地處理廢水的研究和應用在國內外均是一個熱點問題，取得了一定的理論和實踐成果，但是，由於濕地作為一個特殊的生態系統有其自身的復雜性，加之廢水類型的復雜多樣，具體的情況千差萬別，所以，在利用濕地凈化廢水特別是煤礦山廢水方面，還有著諸多問題亟待解決，可以說還在「摸著石頭過河」。目前國內外對於濕地凈化污染物能力的評估，多是根據溶質平衡的原理，將濕地進水口與出水口的溶質量相減，認為其結果就是濕地的凈化能力。這種評價方法有許多弊端，一是必須依賴於長期、大量的監測數據作為基礎，二是不能給出較為准確的單位面積的凈化效率數據，三是只能在濕地建成後進行評估，而想要更科學地進行濕地設計，在建設之前就必須對濕地凈化能力進行合理的預測。目前，國內外的濕地設計往往多著眼於水力學參數和化學指標，對於影響凈化效果的關鍵因素例如植物、底泥等涉及較少，特別是缺少對濕地各要素研究成果的綜合分析，現有的很多研究，實際上，或是將濕地看做是常有植物，鋪有底泥的「反應釜」，或是僅從植物、化學等單一學科角度出發來研究濕地凈化這種多學科問題。

另外，國內外的研究雖已證明了濕地處理廢水的有效性和實用性，然而多數研究都注重於濕地對廢水中氮、磷、pH值和金屬離子去除的研究，很少有針對酸性廢水中含量相當高的硫酸根離子去除情況的研究。高硫廢水是工業生產特別是煤礦開采中大量產生的一類污染，在利用濕地來去除水中的硫酸根離子方面，國內外研究不多，並且所得的結論也是差異較大。造成這一現象的原因是，前人所研究的各個濕地的環境，包括氣候、底泥、面積、植物種類、數量等，以及所排放廢水的性質包括水量、pH值、硫酸根濃度、COD、BOD₅等都差異較大。因此，在對具體某處濕地進行研究時，應該實地展開調查取樣，來評價該處濕地對SO^2－₄的去除作用。從根本上說，正是由於對濕地生態系統結構的生態地質學研究不夠，才導致了濕地凈化廢水研究方面的欠缺，使其功能沒有得到充分發揮。

Ⅳ 濕地的開發有哪些

由於濕地和水域、陸地之間沒有明顯邊界，加上不同學科對濕地的研究重點不同，造成濕地的定義一直存在分歧。
國際濕地公約採用廣義的濕地定義，指不問其為天然或人工、常久或暫時性的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動、或為淡水、半鹹水或鹹水水體，包括低潮時水深不超過六米的水域。這一定義包含狹義濕地的區域，有利於將狹義濕地及附近的水體、陸地形成一個整體，便於保護和管理。
濕地的研究活動則往往採用狹義定義。美國魚類和野生生物保護機構於1979年在「美國的濕地深水棲息地的分類」一文中，重新給濕地作定義為：「陸地和水域的交匯處，水位接近或處於地表面，或有淺層積水，至少有一至幾個以下特徵：
(1)至少周期性地以水生植物為植物優勢種；
(2)底層土主要是濕土；
(3)在每年的生長季節，底層有時被水淹沒。」定義還指湖泊與濕地以低水位時水深2米處為界，按照這個濕地定義，世界濕地可以分成二十多個類型，這個定義目前被許多國家的濕地研究者接受。
濕地的水文條件是濕地屬性的決定性因素。水的來源（如降水，地下水，潮汐，河流，湖泊等），水深，水流方式，以及淹水的持續期和頻率決定了濕地的多樣性。水對濕地土壤的發育有深刻的影響。濕地土壤通常稱為濕土或水成土（Hydric Soil）。

Ⅵ 濕地是怎麼定義的

1、濕地的研究活動則往往採用狹義定義，美國魚類和野生生物保護機構於1979年在「美國的濕地深水棲息地的分類」一文中，重新給濕地作定義為：「陸地和水域的交匯處，水位接近或處於地表面，或有淺層積水。

2、按照廣義定義濕地覆蓋地球表面僅有6%，卻為地球上20%的已知物種提供了生存環境，具有不可替代的生態功能，因此享有「地球之腎」的美譽。

(6)濕地研究方法擴展閱讀：

濕地保護：

根據《濕地保護管理規定》第八條濕地保護規劃應當包括下列內容：

（一）濕地資源分布情況、類型及特點、水資源、野生生物資源狀況；

（二）保護和合理利用的指導思想、原則、目標和任務；

（三）濕地生態保護重點建設項目與建設布局；

（四）投資估算和效益分析；

（五）保障措施。

第九條經批準的濕地保護規劃必須嚴格執行；未經原批准機關批准，不得調整或者修改。

Ⅶ （二）河流濕地修復工程生態修復技術

根據濕地的構成和生態系統特徵，濕地的生態修復可概括為：濕地生境修復、濕地生物修復和濕地生態系統結構與功能修復三個部分，相應地，濕地的生態修復技術也可以劃分為三大類：

1.濕地生境修復技術

濕地生境修復的目標是通過採取各類技術措施，提高生境的異質性和穩定性。濕地生境修復包括濕地基底修復、濕地水狀況修復和濕地土壤修復等。濕地的基底修復是通過採取工程措施，維護基底的穩定性，穩定濕地面積，並對濕地的地形、地貌進行改造。基底修復技術包括濕地基底改造技術、濕地及上游水土流失控制技術、清淤技術等。

濕地水狀況修復包括濕地水文條件的修復和濕地水環境質量的改善。夾河濕地水文條件的修復是通過疏通水系等水利工程措施來實現；濕地水環境質量改善技術包括污水處理技術、水體富營養化控制技術等。需要強調的是，由於水文過程的連續性，必須嚴格控制水源河流的水質，加強夾河上游及相關支流的生態建設。土壤修復技術包括土壤污染控制技術、土壤肥力修復技術等。

2.濕地生物修復技術

該技術主要包括物種選育和培植技術、物種引入技術、物種保護技術、種群動態調控技術、種群行為控制技術、群落結構優化配置與組建技術、群落演替控制與修復技術等。

3.生態系統結構與功能修復技術

該技術主要包括生態系統總體設計技術、生態系統構建與集成技術等。濕地生態修復技術的研究既是濕地生態修復研究中的重點，又是難點。

基於工藝經濟、技術穩定、管理簡便的設計原則，綜合考慮生態保護與水質凈化相協調、環境效益和經濟效益並重、濕地建設和農村產業結構調整相統一，根據夾河的地形地貌特徵，來確定濕地生態修復工程方案。在全面查清夾河濕地資源本底和環境狀況的基礎上，重點保護好現有濕地資源和濕地環境，局部疏浚淤積濕地，實施退耕還濕工程，修復濕地植被，加強保護設施建設，為夾河濕地的全面保護和持續發展奠定基礎。

濕地生態修復工程首先是對水域實施疏浚連通工程，增加濕地水域面積，增加濕地蓄水量。其次，對水域土駁岸和混凝土護岸實施生態護坡和濕地植物栽種工程，主要為生態護坡、栽種濕地植物，形成河道滯留塘，在保證河流水質凈化效果的基礎上兼顧景觀開發。

4.濕地建設的主要工藝方案

該方案本著既要保障河水水質安全，又要促進經濟發展和社會穩定原則，在河流綜合整治過程中需採取科學的治污之路，即從流域內每一條匯水河流入手，按照目標、總量、項目、投資四位一體的小流域控制思路，實施「治」、「用」、「保」並舉策略，綜合運用經濟、法律、科技和必要的行政手段，注重發揮市場機制、宏觀管理機制和公眾參與機制的作用，全面推進流域內經濟結構調整、城市環境基礎設施建設、清潔生產、污染治理、污水資源化、生態保護和建設等各項工作，扎實推進流域污染綜合治理。

所謂「治」，即污染治理。是指以循環經濟理念和工業生態學為指導，綜合採用結構調整、清潔生產、末端治理、環境基礎設施建設、面源污染治理、清淤疏浚等全過程污染防治措施，解決流域內環境污染問題。

所謂「用」，即行政轄區內水資源的充分循環。是以節水為基礎，因地制宜，分類指導，充分利用閑置荒地及廢棄河道，建設中水調蓄設施，合理規劃污水回用工程，最大限度地實行水資源的流域內循環，減少污水排放量。

所謂「保」，即流域生態修復與功能強化。是在污染治理和污水資源化的基礎上，採用濕地建設、水土保持、小流域開發治理、自然保護區建設等生態修復、重建技術，對流域的生態恢復過程進行強化，使之向提高自凈能力、改善水質與生態環境、恢復自身應有生態功能的有利方向盡快轉變。

從治理技術的內在屬性和特點上來講，污染河流的凈化技術一般分為物理/化學技術和生物/生態技術。

物理/化學技術是目前在城市河道治理中比較常用的應急技術，主要有河道曝氣、底泥疏浚、引水沖污和投加化學葯劑等。物理/化學技術短期效果好，但是費用高，只能處理小型河流或者景觀價值較高的河流，對環境有一定的副作用，生態效果不理想，難以長期應用。

生物/生態技術目前主要有生物過濾、人工濕地、滯留塘、多自然河道和植物浮床等。

（1）生物過濾技術

生物過濾技術屬於污染河流的強化治理技術，特別適合於嚴重污染河流支流的水質凈化。生物過濾技術結合了生物膜的降解特性和填料的過濾作用，既具有生物膜處理技術的處理效率和抗沖擊負荷較高的特點，又具有過濾技術的穩定性（對不同種類及大小的污染物，在不同環境條件下都具有一定的去除能力），技術的適用性和持續性比較強；生物過濾技術還可以通過對運行條件的調整，實現多種污染物去除功能（如脫氮除磷等）。

（2）強化人工濕地技術

濕地是陸地和水體之間的過渡地帶，具有獨特的生態結構和功能，是自然環境中自凈能力很強的區域之一。人工濕地可以利用天然或人工構築水池或溝槽，在底面鋪設防滲層，並充填一定深度的土壤和填料組成填料床，表面種植一些生長快速的耐水植物（如蘆葦、香蒲等），形成一個含多種基質和生物的獨特生態環境。因而人工濕地是一種良好的污染河水的生態凈化技術。

根據水流方式，人工濕地可以分為潛流（SSF）和表面流（FWS）兩種。其凈化機理主要有：①過濾和沉降；②吸附和離子交換；③污染物的降解；④植物對營養物質的吸收；⑤對病原體的滅活。

表面流濕地類似於天然沼澤濕地，污水在人工濕地床體的表層流動，水位較淺，一般在0.1～0.6m左右。這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運行費用低等優點。缺點是佔地面積大，水力負荷低，去污能力有限，受氣候影響較大，夏季會孽生蚊蠅、散發臭味。除了改善水質外，表面流人工濕地還給人們提供美學價值和為水生野生動植物提供棲息地的功能。表面流人工濕地常用於湖泊、河流的水質凈化與生態修復。

在潛流濕地系統中，污水在濕地床體內部流動，可以充分利用基質層表面生長的生物膜、豐富的植物根系及基質截留等作用，有效延長水力停留時間，提高濕地系統的處理效果和處理能力，同時由於水流在土壤層以下流動，故具有保溫性較好，處理效果受氣候影響小、衛生條件較好等優點，是目前研究和應用較多的一種濕地系統。相對於表面流濕地，潛流型人工濕地存在易阻塞、管理復雜，投資較高及環境友好型較差等缺點。

在具體的應用中，可以通過選擇不同的基質（土壤和填料），根據實際情況種植不同的植物，利用系統中不同基質、植物、微生物和動物形成的獨特生態環境，對污染河水進行凈化。

（3）滯留塘技術

滯留塘技術在國外的應用和研究最早出現於20世紀60年代，並逐漸受到重視。在美國、加拿大、日本等國已大規模應用於控制暴雨徑流污染和污染河流的自凈能力強化，並形成了成熟的應用技術，獲得了大量的設計、運行和管理經驗和參數。在國內也有很多類似的河道穩定塘應用，河流滯留塘技術通過直接在河床上建堰攔水，可以延長河水在單位距離上的停留時間，促進顆粒污染物的自然沉降，提高河水的透明度；可以利用河灘、河岸以及塘內的植物吸收和微生物吸附降解作用，降解河水中的有機污染物，削減氮磷等誘發水體富營養化的物質；可以利用攔水堰上的跌水，加強河水自然復氧，最終提高單位距離上的河流自凈能力。河流滯留塘技術相對易於實施，管理簡單，比較適合於河灘寬闊的小型河流的污染治理和修復。

（4）多自然型河道技術

「多自然型生態河道」即指「多種動植物及微生物可以共存、繁殖的河道」。構建多自然型的生態河道主要通過河道環境條件的天然模擬和強化，在再生河道生物群落的同時，創造良好的生態環境與自然景觀。

天然河道是一個復雜的生態系統，由不同的生物群落所組成。河道物理結構廣義上可分為：水體的河床部分（水生生物區）、河灘部分（水交換區，兩棲區）和受水影響的河岸區。構建多自然型的生態河道，即從這三個層次上通過環境條件的天然模擬和強化，營造適於各種生物棲息繁衍的環境條件，再生各種生物群落，恢復和強化河道的自凈能力，重建河道良好的生態系統。

（5）植物浮島技術

生物浮島技術是利用生態工程學原理，在受污染河道，用木頭、泡沫等輕質材料搭建浮島，以浮島作為載體，在水面上種植植物，構成微生物、昆蟲、魚類、鳥類、植物等自然生物棲息地，形成生物鏈來幫助水體恢復，降解水體的COD、氮、磷的含量，主要適用於富營養化及有機污染的河流。除此之外，還具有為生物提供生息空間，改善景觀以及消波護岸的功能。生物浮島依據浮島植物是否和水接觸分為乾式浮島和濕式浮島兩種。

植物浮島技術的核心是將植物種植於水體水面上，利用植物的生長從污染水體中吸收大量污染物質（主要為氮、磷等營養物質），並通過收獲植物體的方法將其搬離水體。還可以在植物根部放置軟性填料，進一步促進植物生長，去除水中污染物質。

生態浮島可就地處理河流，工程量小，投資省；處理效果好，自然景觀和諧；實現資源持續利用；使用壽命長，維護簡單；避免重復污染，重復治理，實現一次投資長期受益。2002年6～11月和2003年5～10月在北京永引渠羅道庄橋上游設置了5000m²的生物浮島，所植物種為美人蕉、旱傘草，取得了較好的水質修復效果，同時營造出美好的景觀效果。但是植物浮島技術費用較高，且適用性有所限制。

（6）生態護坡技術

河道走廊的生態修復延伸到水環境綜合整治中，生態護坡以保護和創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提，在再生生物群落的同時，建設具有設定抗洪強度的河流護堤工程，能夠提高水系功能和改善水的質量，把受人類嚴重干擾和破壞的河道修復成為水體與土壤、水體與生物相互涵養，適合生物生長的近自然狀態的河道。因而，生態護坡技術在水環境綜合整治中逐步得到了應用和發展。

（7）其他

包括投加生物制劑和生物操縱法等，主要是通過在人工條件下強化微生物對污染物質的降解能力，來達到凈化水質的目的。

生物/生態技術的主要優點：

1）基建、運行費用低，管理方便，經濟可行。生物/生態技術可以利用太陽能作為污染凈化系統的能源，通過微生物和動植物的自然生長來降解、吸收、轉移河水中的污染物，較少需要輸入人工的能源和物質。其次，微生物和動植物在一定條件下都能按照一定規律自行生長繁殖，發揮水質凈化作用，較少需要人為管理以維持凈化系統的運行。

2）副作用小，對環境沒有危害或者危害很小。生物/生態技術利用自然界原有的或者經過略微改造的生物，而非人工物質來凈化河水，環境相容性好，不存在對環境的二次污染。穩定的河水生物/生態凈化系統其內部的物質轉換和能量流動處於平衡狀態，各種生物之間相互依存，相互制約，不容易對外界環境造成沖擊。

3）能自我調整，適應環境的變化。微生物有很強的變異能力，植物也具有一定的自我調節能力，因此當河水的污染物發生改變時，生物/生態技術在一定程度上仍舊能夠發揮水質凈化作用，同一種技術對不同類型的河流水質污染有較好的適用性。

4）可與親水景觀建設相結合，外在表現形式自然親切，更富人性化。生物/生態技術利用天然的生物，而非人工的化學物質或機械等來凈化河水，能較為容易地與原有自然環境相融合。

由於具有以上優勢，生物/生態技術在污染河流治理中得到越來越多重視和實際應用。目前實施人工濕地和滯留塘技術對受損河道進行生態修復和水質凈化已逐漸推廣起來。

人工濕地水質凈化工程的建設，是流域「治、用、保」綜合治理思路的關鍵環節之一，也是凈化流域內污染物的最後一道屏障。人工濕地水質凈化工程建設的成敗，直接關繫到能否實現流域水質的目標。