湿地研究方法

Ⅰ 应用遥感方法分析北部湾滨海湿地的分布

李学杰万荣胜林进清

（广州海洋地质调查局广州510760）

第一作者简介：李学杰（1964—），男，博士，教授级高工，主要从事海洋地质与第四纪地质研究工作，E-mail:xue-iieli@ yeah.net

摘要湿地是自然界最具生物多样性和生态功能最完备的生态系统，但由于认识的角度不同，没有统一的定义和分类系统。本文突出滨海的特点，将滨海湿地分为：潮上带湿地、潮间带湿地和潮下带湿地三大类，并进一步细分为10种类型。通过对ALOS遥感影像的解译，并结合野外调查与验证，北部湾滨海湿地主要包括：红树林7092hm²、水塘351 90hm²、盐田5371hm²、河流6680hm²、湖泊水库5054hm²。北部湾沿岸红树林分布较丰富，是我国红树林分布的重要地区之一，从最西部北仑河口至最东部的安铺港均有分布，其中丹兜海－英罗港区最丰富，其次为北仑河口、铁山港、珍珠港等地区。养殖水塘以南流江口区最多，其次为大风江口区。盐田主要分布于西部的江平、企沙和犀牛角等地，以及东部的西村港至英罗港地区。

关键词遥感滨海湿地红树林北部湾

1概述

湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统^[1、2]。湿地是自然界最具生物多样性和生态功能最完备的生态系统，为人类的生产、生活提供多种资源，是人类重要的生存环境，被誉为“地球之肾”^[3]。然而，近年来由于城市化以及沿海经济开发的加快，导致对湿地的破坏和不合理的开发利用，造成湿地大面积减少、生物多样性丧失、功能和效益衰退，严重危及湿地生物的生存，因此保护、恢复和合理利用湿地成为全球广泛关注的问题^[4～6]。

湿地是介于陆地和水域之间的过渡带，并兼有这两种系统的某些特征，正是由于这种缺乏明确界线的过渡性，使得对湿地有不同的定义和理解^[7、8]。其中经常被使用的是1971年《湿地公约》中对湿地的定义：“湿地是不论其为天然或者人工、长久或者暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体，包括低潮时水深不超过6m的水域；同时，还包括临近湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6m的海水水体”^[8]。

我国对滨海湿地的研究虽起步较晚，但近年已做了不少工作，从鸭绿江口^[8、9]、辽东^[10～12]、环渤海^[13～15]、杭州湾到珠江口^[16、17]、海南等^[18～20]均有研究，北部湾湿地也从不同角度进行了研究^[21～23]。此外海岸带遥感的应用以及海岸带环境变迁方面也有大量的研究^[24～27]。

2滨海湿地及其分类

对湿地的分类有多种方案，从不同角度出发可以对湿地进行不同的分类。一般可以把湿地分类方法分成成因分类法、特征分类法和综合分类等^[28～31]。总之现在对湿地的分类，可谓五花八门，往往各自突出其研究区的特点。

本文将突出滨海湿地的特色，并以遥感方法可识别为基础，提出以下的分类方案。首先将滨海湿地分为：潮上带湿地、潮间带湿地和潮下带湿地，之后在将各带湿地分为若干类型（表1），其中海草，据研究分布于北部湾的东部海域，但在遥感影像上未能识别。珊瑚礁在北部湾没有发现。

表1 华南滨海湿地分类表Table 1 Classification of coastal wetlands in the South China

3数据与方法

3.1研究区

调查区位于北部湾北部沿岸，108°00′～110°00′E,21°20′～22°20′N之间区域，遥感解译面积约1.25×10⁴km²，海岸带区面积约0.6×10⁴km²（图1）。

3.2数据

我们采用ALOS卫星遥感数据进行解译与分析，全区需9景拼接而成（表2）。

图1 研究区范围Fig.1 Research area.Blue line area for statistics of wetlands

此外采用1:5万地形图进行遥感影像校正。地形图为北京1954坐标系，高斯克吕格投影，1985国家高程基准。

表2 遥感影像数据信息表Table 2 Information of remote sensing images

3.3方法

湿地遥感解译的方法包括：几何校正、影像拼接与剪裁、监督分类、分类后处理、目估交互解译与野外调查验证等（图2）。

3.3.1几何校正

遥感影像由于多种因素会造成影像上的像元在影像坐标中的位置与其在地图坐标中位置有差异，从而形成几何畸变。应用前需要进行几何校正，尽量消除或减小这种几何畸变。

本次影像几何校正以1:5万地形图为参考基准，采用二次多项式进行校正，要求均方根（Root Mean Square）误差法小于＜1个像元。

3.3.2影像的拼接与剪裁

研究区的9景ALOS影像是由4个时间获取（表2）。由于不同时间获取的影像，受天气、季节及植被的影响，其DN值有明显差异，拼接后再分类，效果不佳。因此采用同一时间获取的影像，拼接后分类。不同时间的影像分别分类，之后再全部拼接。

3.3.3监督分类

依据本文确定的湿地分类系统，利用ERDAS Imagine软件对遥感影像进行监督分类。与非监督分类相比，在分类之前，监督分类已明确各类的内容，而且可以通过调整训练集的采样，改善分类效果。

3.3.4分类影像的后处理

本研究针对的是海岸带，包括海和陆两部分，一些类别仅采用分类是难以区分，如水体，包括海域与水塘、河流、湖泊等，需要进行一些分类后处理，或人工解译，以获取更准确的分类效果。主要利用人工解译提取的岸线，对监督分类结果进行重新校正，如红树林分布于海岸线之外，而林地、耕地等分布于岸线之内；河流、湖泊、水塘分布于岸线之内，海、滩涂分布于岸线之外等。

3.3.5人机交互解译

利用遥感分类方法无法将水库（湖泊）、河流以及养殖水塘分开。因此在监督分类和系数法的基础上，只能采用适当的人工解译，划分出了这三类水体。同时部分盐田与养殖水塘在遥感影像上难以区分，主要结合1:5万地形图进行解译。

3.3.6野外调查确认

对于遥感解译结果，进行野外湿地调查与验证。从最西部的北仑河口至东部安铺港，对全区海岸带进行了实地考察，共进行了526站位的观察，确认和验证分类结果。

图2 技术思路图Fig.2 Flowchart of research procere

4结果分析

根据遥感影像的解译结果，结合野外的调查验证，编制滨海湿地分布图（图3、4）。其中遥感影像解译的滩涂只是影像获取时刻露出水面部分，其分布范围受潮位影响，因此实际滩涂分布需要结合野外调查，这里不做分析，因此遥感解译的滨海湿地以陆地部分为主。

4.1滨海湿地的总体分布

从结果来看，研究区内滨海湿地中，红树林面积为7092hm²，养殖水塘35190hm²，盐田5371hm²，湖泊水库5054hm²，河流6680hm²（图5）。此外耕地278409hm²，林地238181hm²，建筑用地、道路、裸露地等118929hm²。

4.2红树林的分布

红树林是热带、亚热带特有的湿地类型^[32、33]，在我国主要分布于海南、广西、广东、福建、台湾和浙江南部的沿海地区。红树林不仅是地球生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的生态系统之一^[34、35]，在全球生态平衡中起着不可替代的重要作用^[36]，同时对海岸带起到重要的保护作用，免受潮水的侵蚀，因而受到普遍的关注。

北部湾是我国红树林分布的重要地区之一，现有国家级山口红树林保护区。尽管对北部湾红树林已有大量的研究，但对全区的分布状况了解不足，本次利用卫星遥感影像的解译，结合野外调查，可以完整了解北部湾红树林的分布现状，为有关部门的管理和决策提供科学的依据。

北部湾沿岸，从最西部北仑河口至最东部的安铺港均有红树林分布（图6），其中丹兜海－英罗港区最丰富，面积达1286hm²，本区也是山口红树林保护区所在地。此外分布较多的还有北仑河口、铁山港、珍珠港的地区，分布面积在800hm²以上，北海地区相对较少。

图3 北部湾西部滨海湿地与植被分布示意图Fig.3 Distribution of coastal wetlands and vegetation in the western Beibu Bay

图4 北部湾东部滨海湿地与植被分布示意图Fig.4 Distribution of coastal wetlands and vegetation in the eastern Beibu Bay

图5 研究区主要湿地面积Fig.5 Area of main wetlands in the research area

图6 北部湾各区红树林面积Fig.6 Area of Mangrove in sub-areas in the Beibu Bay

4.3养殖水塘分布

养殖水塘的面积是当地养殖发展水平的重要指标之一，根据遥感解译结果，进行分区统计情况来看，南流江口区，水系发达，养殖水塘最多，面积达5619hm²，其次为大风江口区，在4111hm²，北仑河口区最少，为1523hm²（图7）。

4.4盐田的分布

海盐是重要的海洋化学资源。将海水引入盐田经日晒蒸发形成海盐和卤水。我国是海盐的生产大国，2004年，我国海盐产量为2100多万吨，其中卤水晒盐占700多万吨，是世界上第一海盐生产国（http://www.hudong.com/wiki/% E7% 9B% 90% E5% 9C% BA）。

北部湾地区有较多的盐田，但分布不均，大致以大风江为界可分为西部和东部两区。

西区，包括防城港与钦州市，包括江平盐场、企沙盐场、犀牛角盐场等，总面积约2000hm²。

东区盐田主要分布从北海东南的西村港至英罗港，包括竹林盐场、北暮盐场等，面积3155hm²，比西部面积大。

图7 各区养殖水塘的面积Fig.7 Area of cultured pools in sub-areas in the Beibu Bay

5结论

在充分调研湿地分类的基础上，突出滨海的特点，以遥感可识别为基础，将滨海湿地分为：潮上带湿地、潮间带湿地和潮下带湿地三大类，并进一步细分为10种类型。

采用ALO S遥感影像，通过解译，并结合野外调查与验证，进行北部湾滨海湿地填图，对滨海湿地的分布特征进行分析。北部湾滨海湿地主要包括：红树林7092hm²、水塘35190hm²、盐田5371hm²、河流6680hm²、湖泊水库5054hm²。

北部湾沿岸红树林分布较丰富，是我国红树林分布的重要地区之一，从最西部北仑河口至最东部的安铺港均有分布，其中丹兜海－英罗港区最丰富，面积达1286hm²，此外分布较多的还有北仑河口、铁山港、珍珠港等地区，分布面积均在800hm²以上。北部湾的养殖水塘的面积以南流江口区最多，面积达5619hm²，其次为大风江口区，在4111hm²，北仑河口区最少，为1523hm²。北部湾盐田，主要分布于西部的江平、企沙和犀牛角等地，以及东部的西村港至英罗港地区。

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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 湿地的成因及条件。

湿地是水位经常接近地表或浅水覆盖的土地。其类型多样。因而成因也多样。一般来说。是因蒸发量小于降水量。且地势较低平。排水不畅。除此之外。热带地区还因降水丰富。排水不畅形成湿地。（如印尼）高原地区还因海拔高气温低蒸发弱、冰川融水较多而地表水较丰富、且冻土广布而水难以下渗。于易积水的低洼处易形成湿地。（如青藏高原）高纬度地区还因气温较低冻土广布而水难以下渗。并且气温低蒸发弱。地势地平排水不畅。也易形成湿地、（如东北三江湿地）作用：一）提供水源：湿地常常作为居民生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水的水源。溪流、河流、池塘、湖泊中都有可以直接利用的水。其它湿地，如泥炭沼泽森林可以成为浅水水井的水源。 （二）补充地下水：我们平时所用的水有很多是从地下开采出来的，而湿地可以为地下蓄水层补充水源。从湿地到蓄水层的水可以成为地下水系统的一部分，又可以为周围地区的工农生产提供水源。如果湿地受到破坏或消失，就无法为地下蓄水层供水，地下水资源就会减少。 （三）调节流量，控制洪水：湿地是一个巨大的蓄水库，可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，均匀地把径流放出，减弱危害下游的洪水，因此保护湿地就是保护天然储水系统。 （四）保护堤岸，防风：湿地中生长着多种多样的植物，这些湿地植被可以抵御海浪、台风和风暴的冲击力，防止对海岸的侵蚀，同时它们的根系可以固定、稳定堤岸和海岸，保护沿海工农业生产。如果没有湿地，海岸和河流堤岸就会遭到海浪的破坏。 （五）清除和转化毒物和杂质：湿地有助于减缓水流的速度，当含有毒物和杂质（农药、生活污水和工业排放物）的流水经过湿地时，流速减慢，有利于毒物和杂质的沉淀和排除。此外，一些湿地植物像芦苇、水湖莲能有效地吸收有毒物质。再现实生活中，不少湿地可以用做小型生活污水处理地，这一过程能够提高水的质量，有益于人们的生活和生产。 （六）保留营养物质：流水流经湿地时，其中所含的营养成分被湿地植被吸收，或者积累在湿地泥层之中，净化了下游水源。湿地中的营养物质养育了鱼虾、树林、野生动物和湿地农作物。 （七）防止盐水入侵：沼泽、河流、小溪等湿地向外流出的淡水限制了海水的回灌，延安植被也有助于防止潮水流入河流。但是如果过多抽取或排干湿地，破坏植被，淡水流量就会减少，海水可大量入侵河流，减少了人们生活、工农业生产及生态系统的淡水供应。 （八）提供可利用的资源：湿地可以给我们多种多样的产物，包括木材、药材、动物皮革、肉蛋、鱼虾、牧草、水果、芦苇等，还可以提供水电、泥炭薪柴等多种能源利用。 （九）保持小气候：湿地可以影响小气候。湿地水份通过蒸发成为水蒸气，然后又以降水的形式降到周围地区，保持当地的湿度和降雨量，影响当地人民的生活和工农业生产。 （十）野生动物的栖息地：湿地是鸟类、鱼类、两栖动物的繁殖、栖息、迁徒、越冬的场所，其中有许多是珍稀、濒危物种。 （十一）航运：湿地的开阔水域为航运提供了条件，具有重要的航运价值，沿海沿江地区经济的迅速发展主要依赖于此。 （十二）旅游休闲：湿地具有自然观光、旅游、娱乐等美学方面的功能，蕴涵着丰富秀丽的自然风光，成为人们观光旅游的好地方。 （十三）教育和科研价值：复杂的湿地生态系统、丰富的动植物群落、珍贵的濒危物种等，在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用。有些湿地还保留了具有宝贵历史价值的文化遗址，是历史文化研究的重要场所。

Ⅲ 什么是湿地，湿地形成有哪些条件，湿地可以人造吗

由于湿地和陆地水域之间没有明确的界限。不同科学领域对湿地研究侧重点也不同，所以湿地的定义一直有较大的分歧，国际上广义的将湿地定义为天然或者人工长久性的沼泽地、泥炭地或者水域地带。水流静止或是流动的，低潮时水深不超过6米的水域。这个定义对整个湿地来说较为广泛，有利于对湿地的保护和管理。

如何保护湿地？

保护湿地应该在不破坏原来环境的前提下进行。建立湿地保护区，保存好现存的的自然湿地，对已经遭到破坏的湿地进行退耕还林还草。采取科学性的工程措施，恢复已经退化的湿地。保护水资源，使其免受工业污水的污染，对已经缺水的湿地环境进行适当的补水。开发湿地的文化艺术价值，让更多的人关注湿地并参加到保护湿地的行列中。

Ⅳ 湿地处理废水的研究现状

煤矿山排出的废水和煤矸石渗出液，含硫量较高。根据大峪沟矿区的实际情况，即使采用综合一体化处理方法，出水的除硫效果并不明显，水中SO^2－₄仍高达1994.21～2144.06mg/L。虽然现有的《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)对SO^2－₄的排放浓度没有明确限制，但高硫酸盐水对大峪沟的地下水和凉水泉水库的水质仍有严重影响。

目前，去除水中SO^2－₄的方法主要有中和法、反渗透膜法、生物化学处理法和湿地法。前几种运行费用高，效果不一，有的还存在二次污染或技术不够完善等问题，更多地采用廉价、清洁的处理方法，即利用湿地除硫。

一般而言，煤矿开采尤其是井工开采都需疏排地下水，在地表形成小溪或小河进入洼地，形成湿地。湿地具有显着的生态功能，能够起到净化水质，调节空气湿度、温度，繁衍各种湿生-水生植物，改善人居环境的作用。据调研，目前煤矿山湿地生态功能常常被忽视，要么弃置不用要么受损严重。本次研究的目的是试图利用矿区排水形成的湿地解决终端外排水的去硫问题，使之资源化，可以说是前述综合一体化处理方案的最终一个环节，同时也是解决煤矿山湿地生态修复和湿地生态利用的专门性课题。

利用人工湿地去除水中硫酸根的研究仍处于探索阶段，人工湿地属于人工构筑物的范畴，通常的做法是建几个处理池，池内铺盖底泥并种植植物，依靠植物、底泥等要素的作用达到去硫效果;煤矿山湿地显然不属于上述的人工湿地，有关煤矿山湿地的生态功能、除污能力的研究，目前还比较少见。据国内外的相关文献，人工湿地脱硫效果相差较大，有的可以达91.9%，有的为53%，甚至有的去除率几乎为零。究其原因，主要是湿地规模、水质、气候、底泥和水生植被的差异。所以在对煤矿山湿地进行研究时，必须查明生态地质的基本条件。

人工湿地是人对自然湿地系统的模拟，利用生态的方法来去除污染物，以达到净化污水的目的，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物三者的协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化(彭超英等，2000)。实践表明，与其他处理污水的方法相比，人工湿地系统具有高效率、低投资、低运行费、低维护技术、基本不耗电即“一高三低一不”的特点(丁疆华等，2000)。自1974年第一个用于污水处理的人工湿地系统在西德建成以来，因其优越的性能，使它获得较快的发展(刘自莲等，2005)。20世纪80年代从欧洲到美洲、澳洲等地区和国家都广泛开展了这方面的研究工作。目前，在美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水;在丹麦、德国、英国等国至少有200处人工湿地(主要为地下潜流湿地)系统在运行，新西兰也有80多处人工湿地系统投入使用(李丽等，2007)。而且大量的监测表明，湿地净化污水的效果是显而易见的。例如，Knight(2000)等对1300多条已报道的数据进行分析，人工湿地对饲养家畜排放水的净化效率平均为:BOD₅，65%;TSS，53%;NH₄—N，48%;TN，42%和TP，42%。来自美国环保机构的数据库资料显示出了更高的处理效率，BOD₅，TSS，TN，NH₄—N，NO₃—N和TP分别高达95%、88%、67%、61%、72%和76%(Braskerud等，2002)。

我国的湿地研究起步较晚。从“七五”时期开始试验，取得了人工湿地工艺特征、技术要点和工程参数等研究成果(胡康萍等，1991)。20世纪90年代以来，我国对人工湿地的研究发现灯心草、香蒲等植物在人工湿地中净化污水能达到国家二、三级地面水标准，人工湿地可以广泛应用于工业废水处理、农业水处理、雨水处理等。在研究利用人工湿地生态系统去除水体中藻类方面，说明人工湿地系统在污水深度处理或减少水体富营养化、抑制藻类生长等方面也具有特色。全国数十个城市开展人工湿地研究，很多已投入生产;已有不少城市建立了芦苇人工湿地污水处理系统。这些系统运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国环境保护做出了贡献。广东韶关市铅锌矿废水治理，在人工湿地中种植香蒲的研究表明(阳承胜等，2000)，利用香蒲净化含铅、锌工业废水的效果非常好，COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分别为92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%，水质得到明显改善，主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均达到排放标准。此外，人工湿地在处理铁矿酸性废水的试验结果表明(唐述虞，1996)，酸水pH值由2.6升高到6.1;铜离子、铁离子和锰离子去除率分别为99.7%、99.8%、70.9%。在利用湿地去除废水中常见的硫酸根离子方面，通过查阅国内外文献发现，前人的研究尚不充分，而且在不多的文献报道中，脱硫效果相差很大。研究资料表明，经生化预处理的纺织废水在经过湿地前后SO^2－₄由1235mg/L变为1244mg/L，去除率几乎为零(尹军等，2004);美国佛罗里达州的Hidden River雨水湿地处理系统的SO^2－₄去除率达到53%(王世和等，2007);另有研究表明，畜禽舍污水经过湿地后，硫化物的降解率可达88.3%(汪植三等，1995);在对湿地净化养猪场猪粪水的研究时发现，SO^2－₄去除率达到91.9%(刘开容等，1997);国外学者研究认为，人工湿地对生活污水中无机硫的去除率可达95%(Buisma 等，1990)。

在湿地设计方面，国外学者通过示踪剂实验发现，在同样的湿地面积下，填料深度为0.45m的湿地系统的BOD去除效果比深度为0.3m的湿地系统去除效果稍好(George，2000)。美国环保局在关于构建湿地处理市政废水的手册中认为，潜流湿地进水区域水深一般为0.4m，基质深度应比水深深0.1m，即系统总体深度为0.5m(USEPA，2000)。国内有学者研究了20cm、40cm、60cm三个水深条件下COD的去除率，发现水深为60cm时，即使运行的水力负荷较高(433.3cm/d)，COD的去除率仍然可达84.9%(王世和等，2003)。另有研究发现，进水负荷的增大引起水力停留时间和出水速率的下降，不利于污水的净化处理。但另一方面，进水负荷太小又不能充分发挥湿地的净化潜力，因此湿地系统都存在一个较佳的进水负荷(吴振斌等，2001)。研究表明，低流速和高水力停留时间(HRT)对有机物和TSS(总悬浮固体)有较好的去除作用，过高的HRT会增加人工湿地水分的蒸腾作用。鉴于湿地植物在处理废水中有机物和重金属的重要作用，目前国外对人工湿地的植物选择研究不断深入，总的来看一般有三种植物较为常用，为风车草、芦苇和香蒲(Ciria等，2005; Karathanasis 等，2003)。国外有学者研究了人工湿地处理系统中八种植物对污染物的去除效果，发现香蒲的去除能力最强(Klomjek，2005)。国内人工湿地系统植物的应用情况和国外基本相同，在研究香蒲、美人蕉、灯心草、芦苇、营蒲、茭白和黄花莺尾这七种武汉地区常见湿地植物对生活污水的处理效果时，发现其中香蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白和营蒲的处理效果相对较好(鲁敏等，2004)。风车草、香根草、香蒲、芦苇和灯心草是国内人工湿地应用比较多的植物(靖元孝等，2002;廖新梯，2002;成水平等，1997;王全金等，2004)。

通过以上总结，可以发现，目前针对湿地处理废水的研究和应用在国内外均是一个热点问题，取得了一定的理论和实践成果，但是，由于湿地作为一个特殊的生态系统有其自身的复杂性，加之废水类型的复杂多样，具体的情况千差万别，所以，在利用湿地净化废水特别是煤矿山废水方面，还有着诸多问题亟待解决，可以说还在“摸着石头过河”。目前国内外对于湿地净化污染物能力的评估，多是根据溶质平衡的原理，将湿地进水口与出水口的溶质量相减，认为其结果就是湿地的净化能力。这种评价方法有许多弊端，一是必须依赖于长期、大量的监测数据作为基础，二是不能给出较为准确的单位面积的净化效率数据，三是只能在湿地建成后进行评估，而想要更科学地进行湿地设计，在建设之前就必须对湿地净化能力进行合理的预测。目前，国内外的湿地设计往往多着眼于水力学参数和化学指标，对于影响净化效果的关键因素例如植物、底泥等涉及较少，特别是缺少对湿地各要素研究成果的综合分析，现有的很多研究，实际上，或是将湿地看做是常有植物，铺有底泥的“反应釜”，或是仅从植物、化学等单一学科角度出发来研究湿地净化这种多学科问题。

另外，国内外的研究虽已证明了湿地处理废水的有效性和实用性，然而多数研究都注重于湿地对废水中氮、磷、pH值和金属离子去除的研究，很少有针对酸性废水中含量相当高的硫酸根离子去除情况的研究。高硫废水是工业生产特别是煤矿开采中大量产生的一类污染，在利用湿地来去除水中的硫酸根离子方面，国内外研究不多，并且所得的结论也是差异较大。造成这一现象的原因是，前人所研究的各个湿地的环境，包括气候、底泥、面积、植物种类、数量等，以及所排放废水的性质包括水量、pH值、硫酸根浓度、COD、BOD₅等都差异较大。因此，在对具体某处湿地进行研究时，应该实地展开调查取样，来评价该处湿地对SO^2－₄的去除作用。从根本上说，正是由于对湿地生态系统结构的生态地质学研究不够，才导致了湿地净化废水研究方面的欠缺，使其功能没有得到充分发挥。

Ⅳ 湿地的开发有哪些

由于湿地和水域、陆地之间没有明显边界，加上不同学科对湿地的研究重点不同，造成湿地的定义一直存在分歧。
国际湿地公约采用广义的湿地定义，指不问其为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，包括低潮时水深不超过六米的水域。这一定义包含狭义湿地的区域，有利于将狭义湿地及附近的水体、陆地形成一个整体，便于保护和管理。
湿地的研究活动则往往采用狭义定义。美国鱼类和野生生物保护机构于1979年在“美国的湿地深水栖息地的分类”一文中，重新给湿地作定义为：“陆地和水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层积水，至少有一至几个以下特征：
(1)至少周期性地以水生植物为植物优势种；
(2)底层土主要是湿土；
(3)在每年的生长季节，底层有时被水淹没。”定义还指湖泊与湿地以低水位时水深2米处为界，按照这个湿地定义，世界湿地可以分成二十多个类型，这个定义目前被许多国家的湿地研究者接受。
湿地的水文条件是湿地属性的决定性因素。水的来源（如降水，地下水，潮汐，河流，湖泊等），水深，水流方式，以及淹水的持续期和频率决定了湿地的多样性。水对湿地土壤的发育有深刻的影响。湿地土壤通常称为湿土或水成土（Hydric Soil）。

Ⅵ 湿地是怎么定义的

1、湿地的研究活动则往往采用狭义定义，美国鱼类和野生生物保护机构于1979年在“美国的湿地深水栖息地的分类”一文中，重新给湿地作定义为：“陆地和水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层积水。

2、按照广义定义湿地覆盖地球表面仅有6%，却为地球上20%的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，因此享有“地球之肾”的美誉。

(6)湿地研究方法扩展阅读：

湿地保护：

根据《湿地保护管理规定》第八条湿地保护规划应当包括下列内容：

（一）湿地资源分布情况、类型及特点、水资源、野生生物资源状况；

（二）保护和合理利用的指导思想、原则、目标和任务；

（三）湿地生态保护重点建设项目与建设布局；

（四）投资估算和效益分析；

（五）保障措施。

第九条经批准的湿地保护规划必须严格执行；未经原批准机关批准，不得调整或者修改。

Ⅶ （二）河流湿地修复工程生态修复技术

根据湿地的构成和生态系统特征，湿地的生态修复可概括为：湿地生境修复、湿地生物修复和湿地生态系统结构与功能修复三个部分，相应地，湿地的生态修复技术也可以划分为三大类：

1.湿地生境修复技术

湿地生境修复的目标是通过采取各类技术措施，提高生境的异质性和稳定性。湿地生境修复包括湿地基底修复、湿地水状况修复和湿地土壤修复等。湿地的基底修复是通过采取工程措施，维护基底的稳定性，稳定湿地面积，并对湿地的地形、地貌进行改造。基底修复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。

湿地水状况修复包括湿地水文条件的修复和湿地水环境质量的改善。夹河湿地水文条件的修复是通过疏通水系等水利工程措施来实现；湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。需要强调的是，由于水文过程的连续性，必须严格控制水源河流的水质，加强夹河上游及相关支流的生态建设。土壤修复技术包括土壤污染控制技术、土壤肥力修复技术等。

2.湿地生物修复技术

该技术主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与修复技术等。

3.生态系统结构与功能修复技术

该技术主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态修复技术的研究既是湿地生态修复研究中的重点，又是难点。

基于工艺经济、技术稳定、管理简便的设计原则，综合考虑生态保护与水质净化相协调、环境效益和经济效益并重、湿地建设和农村产业结构调整相统一，根据夹河的地形地貌特征，来确定湿地生态修复工程方案。在全面查清夹河湿地资源本底和环境状况的基础上，重点保护好现有湿地资源和湿地环境，局部疏浚淤积湿地，实施退耕还湿工程，修复湿地植被，加强保护设施建设，为夹河湿地的全面保护和持续发展奠定基础。

湿地生态修复工程首先是对水域实施疏浚连通工程，增加湿地水域面积，增加湿地蓄水量。其次，对水域土驳岸和混凝土护岸实施生态护坡和湿地植物栽种工程，主要为生态护坡、栽种湿地植物，形成河道滞留塘，在保证河流水质净化效果的基础上兼顾景观开发。

4.湿地建设的主要工艺方案

该方案本着既要保障河水水质安全，又要促进经济发展和社会稳定原则，在河流综合整治过程中需采取科学的治污之路，即从流域内每一条汇水河流入手，按照目标、总量、项目、投资四位一体的小流域控制思路，实施“治”、“用”、“保”并举策略，综合运用经济、法律、科技和必要的行政手段，注重发挥市场机制、宏观管理机制和公众参与机制的作用，全面推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产、污染治理、污水资源化、生态保护和建设等各项工作，扎实推进流域污染综合治理。

所谓“治”，即污染治理。是指以循环经济理念和工业生态学为指导，综合采用结构调整、清洁生产、末端治理、环境基础设施建设、面源污染治理、清淤疏浚等全过程污染防治措施，解决流域内环境污染问题。

所谓“用”，即行政辖区内水资源的充分循环。是以节水为基础，因地制宜，分类指导，充分利用闲置荒地及废弃河道，建设中水调蓄设施，合理规划污水回用工程，最大限度地实行水资源的流域内循环，减少污水排放量。

所谓“保”，即流域生态修复与功能强化。是在污染治理和污水资源化的基础上，采用湿地建设、水土保持、小流域开发治理、自然保护区建设等生态修复、重建技术，对流域的生态恢复过程进行强化，使之向提高自净能力、改善水质与生态环境、恢复自身应有生态功能的有利方向尽快转变。

从治理技术的内在属性和特点上来讲，污染河流的净化技术一般分为物理/化学技术和生物/生态技术。

物理/化学技术是目前在城市河道治理中比较常用的应急技术，主要有河道曝气、底泥疏浚、引水冲污和投加化学药剂等。物理/化学技术短期效果好，但是费用高，只能处理小型河流或者景观价值较高的河流，对环境有一定的副作用，生态效果不理想，难以长期应用。

生物/生态技术目前主要有生物过滤、人工湿地、滞留塘、多自然河道和植物浮床等。

（1）生物过滤技术

生物过滤技术属于污染河流的强化治理技术，特别适合于严重污染河流支流的水质净化。生物过滤技术结合了生物膜的降解特性和填料的过滤作用，既具有生物膜处理技术的处理效率和抗冲击负荷较高的特点，又具有过滤技术的稳定性（对不同种类及大小的污染物，在不同环境条件下都具有一定的去除能力），技术的适用性和持续性比较强；生物过滤技术还可以通过对运行条件的调整，实现多种污染物去除功能（如脱氮除磷等）。

（2）强化人工湿地技术

湿地是陆地和水体之间的过渡地带，具有独特的生态结构和功能，是自然环境中自净能力很强的区域之一。人工湿地可以利用天然或人工构筑水池或沟槽，在底面铺设防渗层，并充填一定深度的土壤和填料组成填料床，表面种植一些生长快速的耐水植物（如芦苇、香蒲等），形成一个含多种基质和生物的独特生态环境。因而人工湿地是一种良好的污染河水的生态净化技术。

根据水流方式，人工湿地可以分为潜流（SSF）和表面流（FWS）两种。其净化机理主要有：①过滤和沉降；②吸附和离子交换；③污染物的降解；④植物对营养物质的吸收；⑤对病原体的灭活。

表面流湿地类似于天然沼泽湿地，污水在人工湿地床体的表层流动，水位较浅，一般在0.1～0.6m左右。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。缺点是占地面积大，水力负荷低，去污能力有限，受气候影响较大，夏季会孽生蚊蝇、散发臭味。除了改善水质外，表面流人工湿地还给人们提供美学价值和为水生野生动植物提供栖息地的功能。表面流人工湿地常用于湖泊、河流的水质净化与生态修复。

在潜流湿地系统中，污水在湿地床体内部流动，可以充分利用基质层表面生长的生物膜、丰富的植物根系及基质截留等作用，有效延长水力停留时间，提高湿地系统的处理效果和处理能力，同时由于水流在土壤层以下流动，故具有保温性较好，处理效果受气候影响小、卫生条件较好等优点，是目前研究和应用较多的一种湿地系统。相对于表面流湿地，潜流型人工湿地存在易阻塞、管理复杂，投资较高及环境友好型较差等缺点。

在具体的应用中，可以通过选择不同的基质（土壤和填料），根据实际情况种植不同的植物，利用系统中不同基质、植物、微生物和动物形成的独特生态环境，对污染河水进行净化。

（3）滞留塘技术

滞留塘技术在国外的应用和研究最早出现于20世纪60年代，并逐渐受到重视。在美国、加拿大、日本等国已大规模应用于控制暴雨径流污染和污染河流的自净能力强化，并形成了成熟的应用技术，获得了大量的设计、运行和管理经验和参数。在国内也有很多类似的河道稳定塘应用，河流滞留塘技术通过直接在河床上建堰拦水，可以延长河水在单位距离上的停留时间，促进颗粒污染物的自然沉降，提高河水的透明度；可以利用河滩、河岸以及塘内的植物吸收和微生物吸附降解作用，降解河水中的有机污染物，削减氮磷等诱发水体富营养化的物质；可以利用拦水堰上的跌水，加强河水自然复氧，最终提高单位距离上的河流自净能力。河流滞留塘技术相对易于实施，管理简单，比较适合于河滩宽阔的小型河流的污染治理和修复。

（4）多自然型河道技术

“多自然型生态河道”即指“多种动植物及微生物可以共存、繁殖的河道”。构建多自然型的生态河道主要通过河道环境条件的天然模拟和强化，在再生河道生物群落的同时，创造良好的生态环境与自然景观。

天然河道是一个复杂的生态系统，由不同的生物群落所组成。河道物理结构广义上可分为：水体的河床部分（水生生物区）、河滩部分（水交换区，两栖区）和受水影响的河岸区。构建多自然型的生态河道，即从这三个层次上通过环境条件的天然模拟和强化，营造适于各种生物栖息繁衍的环境条件，再生各种生物群落，恢复和强化河道的自净能力，重建河道良好的生态系统。

（5）植物浮岛技术

生物浮岛技术是利用生态工程学原理，在受污染河道，用木头、泡沫等轻质材料搭建浮岛，以浮岛作为载体，在水面上种植植物，构成微生物、昆虫、鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地，形成生物链来帮助水体恢复，降解水体的COD、氮、磷的含量，主要适用于富营养化及有机污染的河流。除此之外，还具有为生物提供生息空间，改善景观以及消波护岸的功能。生物浮岛依据浮岛植物是否和水接触分为干式浮岛和湿式浮岛两种。

植物浮岛技术的核心是将植物种植于水体水面上，利用植物的生长从污染水体中吸收大量污染物质（主要为氮、磷等营养物质），并通过收获植物体的方法将其搬离水体。还可以在植物根部放置软性填料，进一步促进植物生长，去除水中污染物质。

生态浮岛可就地处理河流，工程量小，投资省；处理效果好，自然景观和谐；实现资源持续利用；使用寿命长，维护简单；避免重复污染，重复治理，实现一次投资长期受益。2002年6～11月和2003年5～10月在北京永引渠罗道庄桥上游设置了5000m²的生物浮岛，所植物种为美人蕉、旱伞草，取得了较好的水质修复效果，同时营造出美好的景观效果。但是植物浮岛技术费用较高，且适用性有所限制。

（6）生态护坡技术

河道走廊的生态修复延伸到水环境综合整治中，生态护坡以保护和创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在再生生物群落的同时，建设具有设定抗洪强度的河流护堤工程，能够提高水系功能和改善水的质量，把受人类严重干扰和破坏的河道修复成为水体与土壤、水体与生物相互涵养，适合生物生长的近自然状态的河道。因而，生态护坡技术在水环境综合整治中逐步得到了应用和发展。

（7）其他

包括投加生物制剂和生物操纵法等，主要是通过在人工条件下强化微生物对污染物质的降解能力，来达到净化水质的目的。

生物/生态技术的主要优点：

1）基建、运行费用低，管理方便，经济可行。生物/生态技术可以利用太阳能作为污染净化系统的能源，通过微生物和动植物的自然生长来降解、吸收、转移河水中的污染物，较少需要输入人工的能源和物质。其次，微生物和动植物在一定条件下都能按照一定规律自行生长繁殖，发挥水质净化作用，较少需要人为管理以维持净化系统的运行。

2）副作用小，对环境没有危害或者危害很小。生物/生态技术利用自然界原有的或者经过略微改造的生物，而非人工物质来净化河水，环境相容性好，不存在对环境的二次污染。稳定的河水生物/生态净化系统其内部的物质转换和能量流动处于平衡状态，各种生物之间相互依存，相互制约，不容易对外界环境造成冲击。

3）能自我调整，适应环境的变化。微生物有很强的变异能力，植物也具有一定的自我调节能力，因此当河水的污染物发生改变时，生物/生态技术在一定程度上仍旧能够发挥水质净化作用，同一种技术对不同类型的河流水质污染有较好的适用性。

4）可与亲水景观建设相结合，外在表现形式自然亲切，更富人性化。生物/生态技术利用天然的生物，而非人工的化学物质或机械等来净化河水，能较为容易地与原有自然环境相融合。

由于具有以上优势，生物/生态技术在污染河流治理中得到越来越多重视和实际应用。目前实施人工湿地和滞留塘技术对受损河道进行生态修复和水质净化已逐渐推广起来。

人工湿地水质净化工程的建设，是流域“治、用、保”综合治理思路的关键环节之一，也是净化流域内污染物的最后一道屏障。人工湿地水质净化工程建设的成败，直接关系到能否实现流域水质的目标。