1.維持生物多樣性

雖然人工濕地沒有自然濕地那樣十分豐富的物種，但水田、水塘、湖泊等水域地區(qū)生長的動植物種類也很多，例如：水田中生育的植物隨季節(jié)和水田的狀態(tài)有所不同。在春耕之前，在水田中生長著雀枕草、野花之類，在干季則有蓮花草、野菊草等生長，在濕季則有田芥、六節(jié)草等發(fā)育。在水田雜草中還有很多濕生植物，以及水豆兒、黑藻、水葫蘆等水生植物，說明水田是多樣的濕生、水生植物的生育地。另外， 在水田中的動物也是多樣的。龍蝦要在水田中度過一生，青蛙、蜻蜓等要在水田中產(chǎn)卵，并且是幼蟲的生息場地，鷺鳥之類的水鳥要在水田中覓食。水田中還有高目魚、田螺等生存，以及生活在葉面的半翅蟲等。這些動物中有草食性動物，也有肉食性動物，水田中的多樣生物組成了復(fù)雜的食物鏈。同樣，在水塘和湖泊中也生長有大量的水生植物和各種各樣的魚類、蝦、蟹、蚌等動物和微生物，為鳥類、魚類提供豐富的食物和良好的生存繁衍空間，對物種保存和保護物種多樣性發(fā)揮著重要作用。人工濕地也是重要的遺傳基因庫，維持野生物種種群的存續(xù)、篩選和改良具有商品意義的物種。而這些生物的存在，為我們提供了很高的經(jīng)濟實用和科學(xué)價值。

2.調(diào)節(jié)流量，控制洪澇

濕地是蓄水防洪除澇的天然“海綿”。 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(tǒng)。由于我國降水的季節(jié)分配和年度分配不均勻，通過天然和人工濕地的調(diào)節(jié)，儲存來自降雨、河流過多的水量，從而避免發(fā)生洪澇災(zāi)害，保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有穩(wěn)定的水源供給。長江中下游的洞庭湖、鄱陽湖、太湖等許多湖泊發(fā)揮著儲水功能，防止了無數(shù)次洪澇災(zāi)害；許多水庫，在防洪、抗旱方面發(fā)揮了巨大的作用。上海位居太湖流域的下游，黃浦江貫穿上海市全境，也是目前整個流域唯一敞開的行洪排澇的通道。而一旦黃浦江受河口高潮頂托，極易因洪致澇，形成大面積澇災(zāi)。另一方面，由于上海城市化的飛速發(fā)展，上海中心城市面積由1986年300多km2發(fā)展到現(xiàn)在的600多km2，而城市的地圈系統(tǒng)(包括河、湖、水庫、植被等)對過多的水的蓄、泄、攔的容量和能力大小，即下墊面的情況也有顯著變化，同時也產(chǎn)生了大城市的“雨島效應(yīng)”。據(jù)龍華氣象站最近10年的暴雨記錄初步分析，10年來的上海的暴雨強度是以前平均的1.33倍，增加了1/3，說明城市暴雨強度增加明顯。但與此同時，城市內(nèi)河道的治理工作嚴(yán)重滯后，外圍城市排澇建設(shè)也很落后于發(fā)展的步伐，加之城市化過程中，人為填沒大量河道。上海市水資源普查結(jié)果表明，全市河湖面積已從八十年代的11.1%下降到8.4%，目前集中城市化地區(qū)河網(wǎng)水面率不足2%，容蓄雨水能力銳減，所以這個人口集中、經(jīng)濟集中、高科技集中的國際性城市的排水問題不容樂觀。

1999年梅雨期上海地區(qū)受災(zāi)，也讓我們看到了在蓄水防洪能力上的不足。其中成災(zāi)原因之一就是近年來由于河道自然淤積及城市化建設(shè)填堵河道等原因，使水面積減少較快。如青浦區(qū)水面積減少了19%，從60年代以來因圍墾、淤積和近年來工業(yè)開發(fā)填堵河浜而喪失的湖泊、河道庫容約0.75億m3；松江區(qū)水面積也由原來的11%減少到8%；金山區(qū)水面積也減少到8.6%。因此，盡管近來大力疏浚河道，但西部松、金、青三區(qū)淤積土方量仍達0.5億m3以上，河網(wǎng)調(diào)蓄能力大幅度降低。以青浦區(qū)為例，若原有0.75億m3河道庫容能保留至今，雨水經(jīng)其調(diào)蓄，預(yù)計可以大幅度減少受災(zāi)面積。

上海郊區(qū)大量人工濕地的存在，恰恰可以在一定程度上彌補蓄水防洪除澇之不足，緩解城市在汛期的排水問題。雖然在上海近郊沒有大型的水庫，但有大量水田、水塘、小型湖泊、溝、渠等人工濕地，當(dāng)這些大量的人工濕地被合理利用，可以連接成一個龐大的蓄水防洪除澇系統(tǒng)。所以人工濕地在調(diào)蓄洪水，抵御洪澇自然災(zāi)害方面的作用是不容忽視的。

3.補充地下水

人工濕地可以為地下蓄水層補充水源，從濕地流入到蓄水層的水可成為淺層地下水系統(tǒng)的一部分得以保持，淺層地下水系統(tǒng)可為周圍地區(qū)供水，維持水位，或最終流入深層地下水系統(tǒng)。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。 由開采地下水而引發(fā)的上海地面下沉的問題已成為上海城市安全的心腹大患。據(jù)上海市水務(wù)局公布的《上海市水資源普查報告》顯示，最近幾年來，雖然地下水開采量逐漸壓縮，但是上海的地面沉降尚未有明顯減少，如1999年，上海中心城區(qū)平均沉降量為10.74mm。要補充被開采或流失的地下水資源，進一步控制上海地面的沉降，人工濕地的作用不容忽視。

4.降解污染物

一方面，人工濕地有助于減緩水流的速度，當(dāng)含有毒物和雜質(zhì)（農(nóng)藥、生活污水和工業(yè)排放物）的流水經(jīng)過濕地時，流速減慢，有利于毒物和雜質(zhì)的沉淀和排除。另一方面，當(dāng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類其它活動等自然過程產(chǎn)生的農(nóng)藥、工業(yè)污染物、有毒物質(zhì)進入濕地，濕地的生物和化學(xué)過程可使有毒物質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化，一些人工濕地植物像蘆葦、水湖蓮等也能有效地吸收有毒物質(zhì)，使當(dāng)?shù)睾拖掠螀^(qū)域受益。所以不少人工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(zhì)量，有益于人們的生活和生產(chǎn)。目前，全國已有不少城市在利用人工濕地治理河流、湖泊等水污染問題上取得良好成效，其成功經(jīng)驗值得上海在水污染處理上借鑒。

目前，在上海市松江區(qū)五厙現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)已建成“人工濕地”面積為1800m2；上海市嘉定區(qū)等地的“人工濕地”也即將建成，在這類人工濕地中選栽的植物和填料，可對污水產(chǎn)生化學(xué)、物理、生物等作用，污染物被削減，水質(zhì)得到改善。這些人工濕地在上海污水處理問題上重要作用的發(fā)揮，讓我們看到了人工濕地對大上�！碍h(huán)保工廠”的獨特作用。

利用人工濕地治理河流硝酸鹽氮污染也有顯著效果，而且工程投資少、運行費用低。如何治理河流硝酸鹽氮污染一直是困擾環(huán)境保護工作者的難題，而美國農(nóng)業(yè)研究局的科學(xué)家在北卡羅來納州杜普林縣的赫林馬什河上率先嘗試了人工濕地治理法。人工濕地依靠植物吸收及厭氧菌脫氮雙重作用去除水中的硝酸鹽氮。據(jù)測定，在溫暖月份，每公頃濕地日去除硝酸鹽氮3kg以上。進入濕地前河水中硝酸鹽氮濃度為7mg／l，流出濕地后硝酸鹽氮濃度降為2mg／l以下。具體參見http://m.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由許多溝塘組成的多水塘人工濕地系統(tǒng)能夠有效地控制面源污染。農(nóng)業(yè)區(qū)域的面源污染是引起湖泊富營養(yǎng)化的主要原因之一。多水塘系統(tǒng)是用于灌溉的中國古代發(fā)明，它由許多溝塘組成，星羅棋布地分布在農(nóng)田中。研究人員在巢湖六叉河小流域的長期試驗研究發(fā)現(xiàn)，多水塘系統(tǒng)能夠顯著地降低徑流速度，具有貯存暴雨徑流，減少水、懸浮物和磷元素輸出的強大功能。在面積為6.9 km2的六叉河小流域，多水塘系統(tǒng)平均每年可截留固體懸浮物和磷分別達14.38×106 kg和7016 kg。其中，灌溉是磷循環(huán)和去除的有效途徑。采用多水塘系統(tǒng)使寶貴的養(yǎng)分資源循環(huán)利用，能減少湖泊的磷氮負(fù)荷，是控制面源污染的可持續(xù)方法。因此，多水塘系統(tǒng)不僅在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方面有重要作用， 而且對徑流的截留、營養(yǎng)物質(zhì)的儲存、水的循環(huán)利用及促使沉積有多方面作用，多水塘系統(tǒng)是控制農(nóng)業(yè)面源污染、使寶貴的營養(yǎng)元素多次循環(huán)的一種可持續(xù)方法。

從上面的分析可以看到人工濕地在清除、轉(zhuǎn)化污染物和毒物方面的作用的確不容小視。目前，上海主要水域如黃浦江、蘇州河等，污染問題雖然較過去有所好轉(zhuǎn)，但一些水質(zhì)指標(biāo)仍然較差。上海要進行河道或普通生活污水處理，可以采用污水截流外排的污水處理方案，即將污水截流后外排長江口和東海，利用大水體進行稀釋自凈的方法，但我們更可以利用市郊的人工濕地治理河流、湖泊等水污染，這樣不僅能夠收到良好的治理效果，而且經(jīng)濟投入少，運行費用低。（藍(lán)白藍(lán)網(wǎng)）