刘晓涛1，郭宗楼 2，陆琦3，邓莉4
（1，4－上海市水利排灌管理处；2，3－浙江大学农业工程系）
摘 要： 湿地有天然湿地与人工湿地之分，人工湿地包括市郊农作物水田、水产养殖区、人工沟、渠、塘等。本文介绍了上海市人工湿地的现状，并从生态、经济、社会三个方面重点分析了人工湿地在大都市中的多重效益，指出保护和合理利用人工湿地的必要性和重要性。
关键词： 湿地 人工湿地 多重效益
对许多人来说，湿地是一个十分生疏的概念。近年来，随着环境问题的突出，媒体开始关注湿地。“湿地”一词源自英文wetland，该词是由wet和land两个词组成。wet意为潮湿，land是土地的意思。湿地定义大体可分为广义和狭义两种。狭义的湿地一般认为是陆地与水域之间的过渡地带。广义的湿地则把地球上除海洋（水深6m以上）外的所有水体都当作湿地。湿地公约对湿地的具体文字表述为：“湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域。”同时又规定：“可包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及湿地范围的岛屿或低潮时水深超过6m的区域”。根据湿地的广义定义，河流、湖泊、沼泽、珊瑚礁、均是湿地。此外，湿地还包括人工湿地，如水库、鱼（虾）塘、盐池、水稻田等。这些“水资源”通常来自海洋、降水及河流，有着很高的生态价值和经济价值，是自然保护的主要对象。
湿地广泛分布于世界各地，从冻土地带到热带都有湿地。据世界保护监测中心的估测，全球湿地面积约为570万km2，占地球陆地面积的6%。其中，湖泊占2%，藓类沼泽占30%，草本沼泽占26%，森林沼泽占20%，洪泛平原占15%。湿地的类别很多，但尚未有世界公认的湿地分类标准。湿地公约一般将湿地分为三类：①海洋/海岸湿地。分为12类，主要有：浅海水域、河口、泻湖、盐湖、滩涂；②内陆湿地。分为20类，主要有：河流、湖泊、沼泽、泥炭、冻土；③人工湿地。分为10类，主要有：水产养殖、灌溉地、盐池、污水处理池、水库。
湿地国际是全球性非盈利组织，有58个成员国家、湿地科学专家组协调员和伙伴组织。湿地国际在非洲、美洲、亚洲、欧洲和大洋洲设立了18个办事处，在120多个国家开展活动，其总部设在荷兰。1971年《国际湿地公约》在伊朗小城拉姆萨尔签订，故该公约又称《拉姆萨尔公约》。公约的全名是：“关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约”。1992年我国加入《国际湿地公约》。
湿地广泛分布于世界各地，是地球上生物多样性丰富、生态功能全面、生产力高的生态系统。它即是一项重要的自然资源，又是地球生态环境的重要组成部分，与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。
我国湿地的主要类型包括沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、河口湿地、海岸滩涂、浅海水域、水库、池塘、稻田等自然湿地和人工湿地。我国湿地面积约65.94万km2，占世界湿地总面积的10％，位居亚洲第一位，世界第四位。其中天然湿地约为25.94万km2，人工湿地约40万km2，包括水库面积约2万km2，稻田约38万km2。目前，我国列入国际重要湿地名录的湿地共有21块。这些地方都是生物多样性丰富的重要地区和濒危鸟类，迁徙候鸟以及其他野生动物的栖息繁殖地。
上海是全国乃至世界最重要的城市之一，濒临东海，又属江南水乡。因此上海的湿地资源丰富，据有关调查报告，上海地区共有湿地面积约6990km2，占全市海拔﹣5m 以上总面积9123 km2的65.67%；其中，自然湿地2313 km2占25.35%，高于我国自然湿地面积平均比率2.6%约10倍，是典型的多湿地区域；人工湿地（指市郊农作物水田、水产养殖区、人工沟、渠、塘等）更高，约为3677km2占40.31%。上海的湿地属于滨海湿地，包括沿江沿海湿地、长江口沙洲岛屿湿地、淀山湖低洼河流湿地和人工湿地等四种类型。湿地环境是最具上海地方特色的自然环境。
上海地区人工湿地可分为：（1）农作物水田，又分为：水稻田和其他作物水田；（2）水塘，又分为：农用池塘和储水池塘；（3）淡水渔业养殖区（鱼塘）；（4）人工湖泊；（5）灌溉沟渠；（6）废水处理场所等。其中以水田面积最大，约为2574km2，河湖塘水面积次之，约为582km2。人工湿地与整个上海地区的生态平衡、经济生活、社会发展休戚相关，对它的保护和合理利用对上海今后的发展有着不容忽视的重要作用。下面从三方面重点分析人工湿地在日益发展的大都市中的多重效益。
1. 人工湿地的生态效益
1.1. 维持生物多样性
虽然人工湿地没有自然湿地那样十分丰富的物种，但水田、水塘、湖泊等水域地区生长的动植物种类也很多，例如：水田中生育的植物随季节和水田的状态有所不同。在春耕之前，在水田中生长着雀枕草、野花之类，在干季则有莲花草、野菊草等生长，在湿季则有田芥、六节草等发育。在水田杂草中还有很多湿生植物，以及水豆儿、黑藻、水葫芦等水生植物，说明水田是多样的湿生、水生植物的生育地。另外， 在水田中的动物也是多样的。龙虾要在水田中度过一生，青蛙、蜻蜓等要在水田中产卵，并且是幼虫的生息场地，鹭鸟之类的水鸟要在水田中觅食。水田中还有高目鱼、田螺等生存，以及生活在叶面的半翅虫等。这些动物中有草食性动物，也有肉食性动物，水田中的多样生物组成了复杂的食物链。同样，在水塘和湖泊中也生长有大量的水生植物和各种各样的鱼类、虾、蟹、蚌等动物和微生物，为鸟类、鱼类提供丰富的食物和良好的生存繁衍空间，对物种保存和保护物种多样性发挥着重要作用。人工湿地也是重要的遗传基因库，维持野生物种种群的存续、筛选和改良具有商品意义的物种。而这些生物的存在，为我们提供了很高的经济实用和科学价值。
1.2. 调节流量，控制洪涝
湿地是蓄水防洪除涝的天然“海绵”。 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。由于我国降水的季节分配和年度分配不均匀，通过天然和人工湿地的调节，储存来自降雨、河流过多的水量，从而避免发生洪涝灾害，保证工农业生产有稳定的水源供给。长江中下游的洞庭湖、鄱阳湖、太湖等许多湖泊发挥着储水功能，防止了无数次洪涝灾害；许多水库，在防洪、抗旱方面发挥了巨大的作用。上海位居太湖流域的下游，黄浦江贯穿上海市全境，也是目前整个流域唯一敞开的行洪排涝的通道。而一旦黄浦江受河口高潮顶托，极易因洪致涝，形成大面积涝灾。另一方面，由于上海城市化的飞速发展，上海中心城市面积由1986年300多km2发展到现在的600多km2，而城市的地圈系统(包括河、湖、水库、植被等)对过多的水的蓄、泄、拦的容量和能力大小，即下垫面的情况也有显著变化，同时也产生了大城市的“雨岛效应”。据龙华气象站最近10年的暴雨记录初步分析，10年来的上海的暴雨强度是以前平均的1.33倍，增加了1/3，说明城市暴雨强度增加明显。但与此同时，城市内河道的治理工作严重滞后，外围城市排涝建设也很落后于发展的步伐，加之城市化过程中，人为填没大量河道。上海市水资源普查结果表明，全市河湖面积已从八十年代的11.1%下降到8.4%，目前集中城市化地区河网水面率不足2%，容蓄雨水能力锐减，所以这个人口集中、经济集中、高科技集中的国际性城市的排水问题不容乐观。
1999年梅雨期上海地区受灾，也让我们看到了在蓄水防洪能力上的不足。其中成灾原因之一就是近年来由于河道自然淤积及城市化建设填堵河道等原因，使水面积减少较快。如青浦区水面积减少了19%，从60年代以来因围垦、淤积和近年来工业开发填堵河浜而丧失的湖泊、河道库容约0.75亿m3；松江区水面积也由原来的11%减少到8%；金山区水面积也减少到8.6%。因此，尽管近来大力疏浚河道，但西部松、金、青三区淤积土方量仍达0.5亿m3以上，河网调蓄能力大幅度降低。以青浦区为例，若原有0.75亿m3河道库容能保留至今，雨水经其调蓄，预计可以大幅度减少受灾面积。
上海郊区大量人工湿地的存在，恰恰可以在一定程度上弥补蓄水防洪除涝之不足，缓解城市在汛期的排水问题。虽然在上海近郊没有大型的水库，但有大量水田、水塘、小型湖泊、沟、渠等人工湿地，当这些大量的人工湿地被合理利用，可以连接成一个庞大的蓄水防洪除涝系统。所以人工湿地在调蓄洪水，抵御洪涝自然灾害方面的作用是不容忽视的。
1.3. 补充地下水
人工湿地可以为地下蓄水层补充水源，从湿地流入到蓄水层的水可成为浅层地下水系统的一部分得以保持，浅层地下水系统可为周围地区供水，维持水位，或最终流入深层地下水系统。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。 由开采地下水而引发的上海地面下沉的问题已成为上海城市安全的心腹大患。据上海市水务局公布的《上海市水资源普查报告》显示，最近几年来，虽然地下水开采量逐渐压缩，但是上海的地面沉降尚未有明显减少，如1999年，上海中心城区平均沉降量为10.74mm。要补充被开采或流失的地下水资源，进一步控制上海地面的沉降，人工湿地的作用不容忽视。
1.4. 降解污染物
一方面，人工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。另一方面，当工农业生产和人类其它活动等自然过程产生的农药、工业污染物、有毒物质进入湿地，湿地的生物和化学过程可使有毒物质降解和转化，一些人工湿地植物像芦苇、水湖莲等也能有效地吸收有毒物质，使当地和下游区域受益。所以不少人工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。目前，全国已有不少城市在利用人工湿地治理河流、湖泊等水污染问题上取得良好成效，其成功经验值得上海在水污染处理上借鉴。
目前，在上海市松江区五厍现代农业示范区已建成“人工湿地”面积为1800m2；上海市嘉定区等地的“人工湿地”也即将建成，在这类人工湿地中选栽的植物和填料，可对污水产生化学、物理、生物等作用，污染物被削减，水质得到改善。这些人工湿地在上海污水处理问题上重要作用的发挥，让我们看到了人工湿地对大上海“环保工厂”的独特作用。
利用人工湿地治理河流硝酸盐氮污染也有显著效果，而且工程投资少、运行费用低。如何治理河流硝酸盐氮污染一直是困扰环境保护工作者的难题，而美国农业研究局的科学家在北卡罗来纳州杜普林县的赫林马什河上率先尝试了人工湿地治理法。人工湿地依靠植物吸收及厌氧菌脱氮双重作用去除水中的硝酸盐氮。据测定，在温暖月份，每公顷湿地日去除硝酸盐氮3kg以上。进入湿地前河水中硝酸盐氮浓度为7mg／l，流出湿地后硝酸盐氮浓度降为2mg／l以下。
经研究发现，由许多沟塘组成的多水塘人工湿地系统能够有效地控制面源污染。农业区域的面源污染是引起湖泊富营养化的主要原因之一。多水塘系统是用于灌溉的中国古代发明，它由许多沟塘组成，星罗棋布地分布在农田中。研究人员在巢湖六叉河小流域的长期试验研究发现，多水塘系统能够显著地降低径流速度，具有贮存暴雨径流，减少水、悬浮物和磷元素输出的强大功能。在面积为6.9 km2的六叉河小流域，多水塘系统平均每年可截留固体悬浮物和磷分别达14.38×106 kg和7016 kg。其中，灌溉是磷循环和去除的有效途径。采用多水塘系统使宝贵的养分资源循环利用，能减少湖泊的磷氮负荷，是控制面源污染的可持续方法。因此，多水塘系统不仅在传统农业灌溉方面有重要作用， 而且对径流的截留、营养物质的储存、水的循环利用及促使沉积有多方面作用，多水塘系统是控制农业面源污染、使宝贵的营养元素多次循环的一种可持续方法。
从上面的分析可以看到人工湿地在清除、转化污染物和毒物方面的作用的确不容小视。目前，上海主要水域如黄浦江、苏州河等，污染问题虽然较过去有所好转，但一些水质指标仍然较差。上海要进行河道或普通生活污水处理，可以采用污水截流外排的污水处理方案，即将污水截流后外排长江口和东海，利用大水体进行稀释自净的方法，但我们更可以利用市郊的人工湿地治理河流、湖泊等水污染，这样不仅能够收到良好的治理效果，而且经济投入少，运行费用低。
2. 人工湿地的经济效益
2.1. 提供丰富的动植物产品
水稻、鱼类是众所周知的人工湿地产品。另外还有藕、菱、芡、茨菰、虾、贝、藻类等是富有营养的副食品；有些湿地动植物还可入药；有许多动植物还是发展轻工业的重要原材料，如芦苇就是重要造纸原料。湿地动植物资源的利用还间接带动了加工业的发展；中国的农、渔、牧及副业生产在相当程度上要依赖于湿地提供的自然资源。所以上海郊区人工湿地的产品数量直接影响到上海市民的菜篮子问题的解决。在上海市场上，有相当数量的食物直接来自于郊区。目前，上海有水田约2574km2，包括精养鱼塘、内塘、河沟、湖泊、稻田养殖等淡水渔业养殖面积约440km2。如此数量的食物来源，给上海市民提供了最基本的生活保障，也给上海的经济发展做出了巨大贡献。人工湿地为上海“菜篮子”工程提供丰富的动植物产品，丰富了市民的“菜篮子”。
2.2. 提供水资源
湿地常常可以作为居民生活用水、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源。从表面上看，上海临江临海，水系发达，似乎不可能发生像北方那样的“水荒”，但其实不然，上海是个水质型缺水城市，太湖流域来水污染严重，趋势恶化是客观事实，黄浦江干流水污染严重，趋势恶化也是客观事实；全市河道水体污染严重，恶化趋势没有得到遏止是客观事实，长江过境水部分水体正在受污染也是客观事实；长江过境水受盐水上溯、倒灌的侵袭是客观事实，水面积不断减少，槽蓄量降低，人类活动加剧了水资源量在时、空分布上的不均也是客观事实。而一些未被污染的人工湿地也可以成为我们生活、生产的补充水源，池塘、湖泊等一直是农业灌溉用水的直接水源，同时一些面积较大的水塘和湖泊也可以作为民用及工业生产的水源。
3. 人工湿地的社会效益
3.1. 休闲和美化环境
众所周知，水体，在美化环境、调节气候、提供休憩空间方面有着重要的社会效益。近几年来，随着上海经济的迅猛发展，人民生活水平的提高，水环境整治工作的深入，使人们对与水为邻的那种江南水乡气息又有了回归的感觉，现代大都市的形象也要求我们要提高水文化，增加水景面积，使人工水系与自然水景相交融，让更多市民接近自然，享受自然。不仅郊区水田、水塘、沟、渠等湿地资源丰富，水网纵横，市区也开挖河道，兴建大量的人工湿地如：人工水池，人工湖等来增加城市水景，美化市区环境。根据调查资料，与1999年相比，河道水面积增加量为1.171km2；自然池塘水面积增加量为1.32km2；新建住宅和绿地新增水面积为0.820km2；农村鱼塘水面积为173.093km2。大大增加了上海人工湿地的面积，也表明人工湿地在美化城市环境，提高城市水文化方面的突出作用。
同样，我们可以再看以下上海部分新建住宅小区（校区）水景情况表：
住宅（院校）小区 |
水面积（m2） |
盛大花园（徐汇区） |
10000 |
夏都花园（长宁区） |
1650 |
虹桥城市花园（长宁区） |
4000 |
上海西郊华城（青浦区） |
10080 |
华能城市花园（宝山区） |
4000 |
大华新村（宝山区） |
3000 |
上海大学（宝山区） |
60700 |
从表中我们不难看出，人们越来越关注那些依水而建的水岸住宅和水景住宅，自然的临水生活已成为新世纪人们所推崇的一种居住方式，那些邻河而建的住宅小区已成为市民的住宅新宠，人们追求的除了居住面积和地段外，更多开始关注绿化面积和小区水景面积的大小。水面已成为住宅开发商的又一个房产景点和亮点，并成为房产竞争的一个优势。有的房产商则“无水买水”，宁可牺牲宝贵的土地资源，而在小区内开挖水塘、湖泊，造就水景，以此来提高住宅档次和品位，拉大市场促销。从这种意义上看，人工湿地不仅仅有美化环境的社会效益，而且具有很高的经济价值。
另外，国内外的众多研究结果，我们可以知道城市中小水体在不同的程度上对城市的温度、湿度具有调节作用，并且可以减少污染，改善气候、降低噪声、改善土壤水系，形成除绿色廊道以外的蓝色廊道而增加生物多样性，改善居住环境等方面都有极其重要的作用。所以人工湿地为上海的市民提供了一个充分遐想和轻松的环境，让生活在大都市的人能够感受到大自然的清馨。
3.2. 教育和科研价值
人工的湿地生态系统、有丰富的动植物物种等，在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用。一些人工湿地可以为教育和科学研究提供对象、材料和试验基地。
通过以上人工湿地在生态、经济、社会这三方面对上海发展的效益问题的分析不难看出，上海的人工湿地对上海蓄水防洪除涝、补充地下水、处理污水、提供食物、美化环境等诸多方面都有不容忽视的作用。但是目前，围垦和城市开发使湿地面积锐减，大量工农业废水、生活污水的排放和油气资源的开发，导致湿地生态系统遭到严重破坏，泥沙淤积也使湿地面积日益缩小……这些都大大降低了湿地对经济和社会可持续发展的支持能力，引发了一系列的生态问题。因此，对湿地资源保护和治理刻不容缓，而且对人工湿地保护和利用，要进行认真的研究，要有科学的保护措施，这样才能更好的让它发挥出应有的作用。
最后，需要提到的是，上海的城市定位是现代化的经济、金融、贸易、航运中心，但再大的城市对市民来说更应该具有的是城市的人性化，而人性化要求我们的不是钢筋混凝土和玻璃幕墙，而是适合人类生存的绿色空间，绿色空间才是城市内及其周边地区能提供市民接触大自然的场所，而要创建具有地方特色的绿色空间，必须充分发挥“湿地”优势，建成与“绿肺”同等重要的“绿肾”。人工湿地是上海提高绿色空间水平的优势，我们要充分认识它、保护它、合理利用和开发它，使上海不仅黄浦江、苏州河边有大面积绿地，而且，从郊区到市区均具有水、绿结合的生态网络，成为既有“肺”又有“肾”的现代化、人性化的国际大都市。
主要参考文献
1 上海市水务局，上海市水面积变化调查专题报告， 2001
2 陆健健，中国湿地研究和保护，上海：华东师范大学出版社，1998
3 姜文来等，湿地，气象出版社，2001 |
