入湖河口湿地处于入湖河流与湖泊之间的过渡区域，是河流与湖泊能量流动与物质循环过程强烈的区域，是湖泊生物多样性富集的地方，由于受化学、物理和生物等多种因素的强烈影响，成为一个生态多样性较高的生态边缘区^[1]。河流是流域地表径流输沙和营养输入的渠道，入湖河流带来的营养物质，为各种生物提供了丰富的食源，孕育了丰富的生物多样性，同时，也是湖泊污染、淤积的重要输入来源，尤其是闭合半闭合湿地，其受到的影响更为显著。因此，保护或恢复河流入湖河口这一河流与湖泊交错区的生态环境质量，分析保护与恢复措施的有效性，据此指导恢复实践，不仅为高原闭合半闭合湖泊湿地生态恢复提供科学依据，而且对维护湖泊生态系统的稳定有着重要意义。目前，国内外对海陆相交区域的河口湿地研究较多^[2]，但多数研究主要针对滨海湿地退化过程、机理及其恢复措施的应用，缺乏对恢复效果的分析评价研究，更缺乏对闭合半闭合高原湖泊入湖河口湿地恢复的研究及其恢复成效的评价研究。本文针对高原湿地剑湖永丰河入湖河口开展的基底修复、植被恢复与景观构建等综合措施的恢复效益进行分析研究，评估恢复措施的有效性，以能为高原湿地的修复提供依据。

研究区位于滇西北剑川县永丰河入湖河口，面积6 hm²，地理坐标99°54′40.45″—99°54′48.46″E，26°29′41.28″—26°29′49.16″N。永丰河是滇西北典型湿地剑湖的主要汇水河流，平均输水量约为5.0×10⁷m³/a，流经剑川县城区硬化河道最后汇入剑湖。剑湖湿地属云南省高原湖泊重要湿地类型，同其它高原湖泊湿地一样处于相对封闭的地理环境^[3]，由于地处横断山脉和滇西北生物多样性保护的关键区域，剑湖湿地物种丰富度较高、生活型较齐全，分布有水生维管束植物26科45属59种；鸟类32科62属94种；鱼类3目4科14属15种；两栖动物1目7科4亚科13属13种；昆虫10目49科117种。独特的地理区位，孕育了包括云贵高原湖泊特有种海菜花(Ottelia acumianta)，云南特有鱼类光唇裂腹鱼(Schizothorax lissola-biatus)、云南裂腹鱼(S. yunnanensis)、后背鲈鲤(Percocypris pingi-retrodorslis)和剑湖高原鳅(Triplophysa jianhuensis)等众多特有种，成为国内外广泛关注的生物多样性热点区域。

作为河流与湖泊之间的过渡区域，永丰河入湖河口沼泽湿地发育，孕育了丰富的湿地植物多样性，湿地植物主要有茭草(Zizania latifolia)、水葱(Scirpus tabernaemontani)、荇菜(Nymphoides peltatum)、 篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)等，为众多湿地动物提供了食物来源和栖息生境，成为维护剑湖水质的天然屏障。然而，随着河口湿地大量垦殖，植被破坏，湿地景观破碎化加剧，削弱了入湖河口湿地水质净化功能，加之由于永丰河穿城而过，成为剑川县城市生活污水的主要承接河流，大量城镇生产、生活污水经永丰河道排入剑湖，入湖水质污染逐渐加剧，由进入城区前河道水体的Ⅱ—Ⅲ类水下降为Ⅳ—劣Ⅴ类水，植物群落结构组成随之改变，挺水植物面积扩大，耐污种茭草不断增多成为单优群落，原始湖滨环境消失，湖口淤积加快，明水面减少，斑块状陆地化进程加快，湿地环境不断萎缩，严重威胁着剑湖水生态安全和湿地生物多样性。

采取对比研究的方法，比较入湖河口退化湿地经基底修复、植被恢复后的水质变化以及恢复前后湿地景观特征的变化，并利用市场价值法、替代市场法等方法对入湖河口湿地恢复效益进行分析评估。

根据研究地现有地形，基于工程量最小化原则，结合湿地结构、功能和景观构建的需要对其进行基底改造和修复，以减轻内源污染^[4]，维护基底的稳定性，恢复入湖口水域面积，构建依据进水量和污染负荷的不同水深、不同水动力、水停留时间的地形基底，从入水口至出水口设置不同水文梯度的淹水区域，其中，深水区设计水深2.0—2.5m，沉水植物恢复区设计水深在1.5—2.0m，挺水植物恢复区设计水深0.5—1.5m，浮叶植物恢复区设计水深在0.5—0.9m，滨水区设计水深0.2—0.5m；结合设计水深进行基底填挖，去除基底中富含污染物的底泥和淤泥约60000m³；恢复水面积6hm²。

依据植物的生物学特性，选择剑湖湿地本地物种，通过湿地植物空间配置、种群动态调控、种群行为控制，构建适应水文周期历时、水深，以及削减入湖污染负荷、发挥最大净化效益的植物群落^[5]，同时，注重观赏价值和经济价值的选择，尤其重要的是构建自我演替、自我维持的稳定生态系统，使其与环境背景保持完整的统一性^[6]。

(1)植物选择依据

植物选择注重净化与美化价值的双重功能，在水质净化方面，依据黄余春等^[7]、张昆等^[8]对该区植物净化能力的研究结果，以及现有植物分布的调查结果，选择针对永丰河污水成分和浓度的适宜植物。在观赏价值方面，依据株型、叶形、色彩等观赏价值，并考虑不同生活型、不同株型、叶形、色彩的搭配，选择构建景观价值和群落净化效果均佳的植物。

(2)基于生态功能与景观构建的空间配置

基于基底修复后的地形和水文条件，以及植物美学和生态学价值，在研究地水口、相邻农作物种植区域、中心明水面区域以及研究地出水口区域，结合区域水质状况及景观需求选择适宜的植物，在净化水质的同时，构建叶形、色彩、高矮相互衬托、远近相结合的优美湿地植物群落景观。

入湖河口湿地从入水口至出水口共配置6组植物群落，A：茭草+金鱼藻(Ceratophyllum demersum)群落，B：野菱(Trapa incisa)+菖蒲(Acorus calamus)+慈姑(Sagittaria sagittifolia)群落，C：茭草+金鱼藻+水葱群落，D：菖蒲+穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)+慈姑群落，E：茭草+篦齿眼子菜+荇菜+芦苇(Phragmites australis)群落，F：灯心草(Juncus effusus)+泽薹草(Caldesia parnassifolia)+菖蒲+海菜花(Ottelia acuminata)群落(图 1)。

图1 研究地样点分布图 Fig. 1 Sample distribution of the study area

图选项

2012—2013年连续2a，每年6月、10月各进行1次采样。采样以恢复植物带为轴线，依据水生植物群落配置，按照修复后研究地水体流入A群落，经A群落后分别流入B、D群落，经B群落的水体流入C群落，经D群落的水体流入E群落，最后经C、E群落的水体共同流入F群落，经F群落后，由出水口汇入剑湖的水体流向，在研究地入水口，A、B、C、D、E、F 6组植物群落背水面采集水样，其样点线标为1(进水口)、2、3、4、5、6、7(出水口)(图 1)，取水采用表层取水方式，每个采样点采集水样3个，共21个水样，用塑料瓶采集并进行标记。

采用《中国环境保护标准汇编：水质分析方法》^[9]分析TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、TP、COD等水质指标，每个水样重复测定3次。运用SPSS 16.0和Excel软件对数据统计分析，采用单因素方差分析，对不同取样点相关水质指标进行差异性检验。

入湖河口湿地修复试验区进水为永丰河河道内的生活污水，连续2a的水质采样分析数据表明的水质状况见表 1。

水体透明度是反映水质状况的一项重要指标。研究地入水口水体平均透明度为57.3cm，修复后，随着湿地植物群落的逐渐建立，水体物理性质得到明显改善，悬浮颗粒逐渐减少，水体透明度不断提高，各样点水体平均透明度依次为95.5、98.8、103.5、103.7、110.6 cm(图 2)，至出水口水体平均透明度达到115.1cm，较恢复前提高了101%。表明入湖河口湿地修复措施对入湖水质具有明显的净化效果，入湖泥沙大幅度减少。

图2 各样点水体透明度变化 Fig. 2 Variation of water transparency

图选项

研究地入水口水体中TN含量平均值为(2.85±0.01)mg/L，研究区为河流河口，根据国家地表水环境质量标准(GB3838—2002)，该入水口水质为劣Ⅴ类(TN>2.0 mg/L)，入湖河口湿地恢复后，出水口水体中TN的平均含量减少至(1.07±0.04)mg/L，去除率为62.5%，净化效果较为明显。实验结果表明：不同群落对TN的降解存在差异(P<0.05)，群落A对TN的降解率为51.2%，显著高于B群落的6.5%，C群落的10.0%、D群落的17.3%、E群落的2.6%、F群落的7.0%(图 3)。

图3 各样点TN、NH+4-N、NO-3-N、TP 和COD浓度的变化 Fig. 3 Variation of the concentration of TN、NH+4-N、NO-3-N、TP and COD

图选项

研究地入水口水体中NH⁺₄-N含量平均值为(1.77±0.07)mg/L，为Ⅳ—Ⅴ类水(NH⁺₄-N≤2.0 mg/L)入湖河口湿地恢复后，出水口水体中NH⁺₄-N的平均含量减少至(0.19±0.10)mg/L，去除率为89.3%。不同群落对NH⁺₄-N的降解与TN相似，净化效果存在差异(P<0.05)，群落A对NH⁺₄-N的降解率为81.4%，显著高于B群落的12.1%，C群落的20.7%、D群落的24.2%、E群落的20.0%、F群落的13.6%(图 3)。

研究地入水口水体中NO^-₃-N含量平均值为(0.24±0.02)mg/L，入湖河口湿地恢复后，出水口水体中NO^-₃-N的平均含量减少至(0.09±0.05)mg/L，去除率为62.5%。不同群落对NO^-₃-N的降解结果呈现与TN和NH⁺₄-N相似的现象，群落A对NO^-₃-N的降解率为45.8%，显著高于B群落的7.7%，C群落的16.7%、D群落的23.1%、E群落的10.0%、F群落的5.3%，差异明显(P<0.05)(图 3)。

研究地入水口水体中TP含量平均值为(0.24±0.01)mg/L，入湖河口湿地恢复后，出水口水体中TP的平均含量减少至(0.02±0.01)mg/L，去除率为91.7%。与N的降解现象相一致，呈现出不同群落对TP降解的差异(P<0.05)，群落A对TP的降解率为79.2%，显著高于B群落的10.0%，C群落的11.1%、D群落的6.0%、E群落的36.2%、F群落的42.9%(图 3)。

研究地入水口水体中COD含量平均值(83.33±3.79)mg/L，水质为劣Ⅴ类(COD>40 mg/L)，入湖河口湿地恢复后，出水口水体中COD的平均含量减少至(26.67±1.53)mg/L，去除率达68.0%。同样，不同群落对COD的降解存在差异(P<0.05)，但A群落的降解率仅为10.0%，而群落E、F对COD的降低率分别为49.3%、45.6%，且显著高于B群落的26.6%、C群落的14.9%、D群落的6.7%(图 3)。

永丰河入湖河口湿地恢复前，景观破碎化加剧，河口湿地内淤积严重，水深较浅，蓄水量不足；水质恶化严重，参照国家地表水环境质量标准(GB3838—2002)，入湖水质基本为Ⅴ类或劣Ⅴ类；水环境变化导致植被多样性急剧下降，湿地内主要以污染吸收能力较强的茭草群落为主，湖面聚集大量的浮萍(Lemna minor linn)和生活垃圾，植物景观单一，观赏性较低，湿地美学价值丧失，并成为当地放养家禽的场所。入湖河口湿地经景观恢复后，该区域景观格局得到极大改善，此外，从横向与垂向两个维度出发构建的岸带景观及多种植被群落的配置丰富了湿地景观单元，逐步形成以水生植物-沼生植物-陆生植物相结合的多重景观层次，湿地空间结构得到优化配置，入湖河口区构建的优美景观与自然景观融合为一体，使湿地美学价值得到充分发挥，为人们提供了良好的休闲游憩场所，成为实际意义上的湿地公园，增强了人们对湿地环境的向往。

(1)永丰河入湖河口湿地修复面积约为6hm²，恢复后平均每天可处理生活污水约4,320 m³，体现了较强的水质净化、污染物降解效益，根据研究地水体营养物质去除率可得出，研究地对水体中TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、TP、COD去除量分别达到2.8、2.5、0.26、0.35、87.5t/a。采用防治成本法或替代费用法^[10]来计算其净化污染物的价值，根据全国污水处理投资成本统计，去除TN的投资成本为2.66×10⁴元/t，去除NH⁺₄-N和NO^-₃-N的投资成本为27.51×10⁴元/t，去除TP的投资成本为55.8×10⁴元/t，去除COD的投资成本为7.0×10³元/t，则永丰河入湖河口湿地修复后每年去除TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、TP、COD的价值分别为7.4×10⁴元、6.9×10⁵元、7.2×10⁴元、2.0×10⁵元、6.1×10⁵元，合计约为165万元/ a。

(2)永丰河入湖河口研究地具有较强的调洪蓄水能力，通过基底改造，可存储水量达76000m³，湿地中生长的植物也减缓了洪水的流速，削减洪峰，减轻了剑湖及下游黑惠江在同一汛期的防洪泄洪压力。采用影子工程法^[11]对水文调节效应价值进行评价，依据全国水库建设投资及物价变化指数，按单位蓄水量库容成本为0.67元/m^3[10]计算，可得河口恢复区调蓄洪水的价值为5.1万元/ a。

(3)各种水体与湿地是地球上最重要的野生生物的栖息地或避难所，根据Costanza等人的研究成果,提供栖息地或避难所这一服务功能的生态效益为439美元 hm^-2 a^-1[12]。永丰河入湖河口修复面积为6hm²，可得出河口湿地提供栖息地或避难所这一服务功能的年生态效益约为1.6万元/ a。

(4)入湖河口湿地恢复后拉近了人与自然的距离，成为剑川县首个湿地休闲公园，为人们提供了休闲娱乐和游赏的舒适环境，目前，该区域平均游人量约为100人/d，主要为当地居民，平均消费较低，人均花费约59元，其中水生态系统在旅游花费中的作用比例为12.3%^[12]，可得出恢复区旅游价值为26万元/ a。随着环境的不断改善，游客数量的增长和客源的变化，其旅游价值将成倍增长。

(5) 剑川县建有污水处理厂1座，日处理能力为1.0×10⁴m³，目前我国城镇污水处理厂平均电耗为0.290 kWh/m³，剑川县实行电价为每千瓦时0.45元，每天能耗费用约需1,300元，研究地入水口平均进水量为0.05m³/s，平均每天可处理生活污水约4320m³，可节省污水处理站约43%的能耗，经计算可节省约20万元/ a的能耗开销。

(6)建立合理利用优质水资源的生态农业系统，在6hm²恢复区进行生态养鱼，据剑川县渔业部门2011年统计，该县鱼塘年均产量45t/hm²，市场平均价格2万元/t，按该产量的50%计算，恢复区进行生态渔业养殖可增收约270万元/ a。

剑湖入湖河口湿地恢复后，湿地功能效益得到优化，具有巨大的生态系统服务功能价值与间接价值，经计算，目前可产生生态功能价值与市场价值总计约为500万元/a，而根据剑川县农业局相关资料统计，周边种植同面积农作物产值仅为15万元/a。

在对水环境修复效果的评估研究中，水质的变化是评估湿地修复效果的重要方面^[13]。研究地恢复2a后的水质监测结果表明：入湖水体中TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、TP、COD及透明度等指标明显改善，去除率分别达到62.5%、89.3%、62.5%、91.7%、68.0%，水体透明度提高101%，与以往大量研究结果相一致^{[14, 15, 16, 17]}。表明实验研究采取的入湖河口湿地修复措施，对生活污水具有良好的净化效果。但不同湿地植物群落之间净化效果存在差异，A(茭草+金鱼藻)群落对TN、TP、NH⁺₄-N、NO^-₃-N的净化效果明显高于其它5组群落，A群落的配置不仅有利于对水体中较高含量N、P营养物质的消减，而且有助于茭草+金鱼藻群落的生长。野外观测结果也表明茭草+金鱼藻群落生长旺盛，而处于试验区水体氮磷含量相对较低区域的C群落，虽为相同植物配置群落(茭草+金鱼藻)，但茭草植株较小，枝叶枯黄，群落生长状况明显弱于A群落。可见，植物物种存在明显的氮磷偏好性，许多学者研究表明茭草与金鱼藻均为喜氮磷植物，对生活污水中N、P的消减量和去除率较高^{[18, 19]}，本研究也证明氮磷浓度较低的水体并不适合茭草+金鱼藻群落的生长，这一现象说明，污染水体的修复治理必须选择性利用适合不同污水浓度的水生植物进行合理的群落配置，而当水质得到明显改善，就应及时把喜氮磷植物移出系统以利于湿地生态系统的健康。

另外，采用不同生活型配置的群落，对N的去除效果明显不同，B群落采用浮叶植物+挺水植物，配置为野菱+菖蒲+慈姑，D群落采用沉水植物+挺水植物，配置为穗状狐尾藻+菖蒲+慈姑，挺水植物均相同，但B群落对TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N去除率明显低于D群落，似乎沉水植物比浮叶植物具有更强的氮富集能力。其它研究也表明沉水植物多的群落具有更好的除氮效果^[14]，这可能由于沉水植物通过植物体吸收水体中氮的同时，根部也同样吸收底质中氮，而具备更强的吸附降解能力，徐守国等^[20]研究结果指出沉水植物是污染湖泊氮磷净化的主体，甚至较挺水植物具有更好的净化效果，而目前的污染湖泊治理或修复实践往往忽视这一点。

研究中还发现不同湿地植物群落对COD净化效果存在差异，E(茭草+篦齿眼子菜+野菱+芦苇)群落及F(灯心草+泽薹草+菖蒲+海菜花)群落对COD降低率显著高于其它4组群落。从空间配置上看E、F 群落植物组成相对复杂多样，为多生活型植物配置模式，E群落为挺水+浮叶+沉水植物配置模式，F群落为挺水+沉水+湿生植物配置模式，进一步论证了多种植物组合合理搭配具有较好处理效果^{[21, 22]}的研究结论。因此，选择多生活型、多种类植物进行空间配置，有利于植物间的优势互补，保持对营养及有机物较好的降解吸收净化效果，使湿地系统更稳定的发挥生态功能。

湿地生态恢复的经济价值，是湿地恢复效果的重要体现。入湖河口湿地修复后，产生的生态系统服务功能价值与市场价值极为显著，粗略估算的经济价值是周边种植农作物同面积产值的30倍以上，该结果为传统农业种植提供了极好的利用示范，有利于削减周边农业面源污染对剑湖水环境的威胁。

对剑湖入湖口实施的基底修复、植被恢复与景观构建的综合恢复措施的分析评估表明：(1)依据植物对不同浓度污水的适应状况进行合理配置，可以最大限度发挥植物的净化作用。在植被恢复中，应针对污水来源、浓度以及植物的适应能力进行分析，选择与水质状况相适应的植物进行配置；(2)沉水植物具有更好的除氮效果，在相同条件下，提高沉水植物的配置比例可以增强对氮的净化效果；(3)多生活型、多种类的植物配置模式对生活污水的净化效果较好。