【研究报告】基于鱼类栖息地适宜度指数(MHSI)的退塘还湖湿地修复评估

阳陂湖湿地公园位于杭州市富阳区北部皇天畈区域（119°54′10″—119°55′40″E，30°4′8″— 30°5′8″N），总用地面积2.91km²，湖体面积约1.11km²。该湖始建于唐朝贞观年间，上世纪80年代起逐步被围垦为农田和鱼塘，原有湖体形态基本消失，形成孤立分布的方格网状养殖塘系统。长期以来，区域内农业与工业废水直排入湖，导致水质严重恶化，氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）和总磷（TP）等指标超标，水质多为V类至劣V类，泥沙含量高，生态功能严重退化。阳陂湖为淡水生态系统，是鱼类、两栖类、爬行类等动物栖息地，现状鱼塘以青鱼、草鱼、鲢、鳙、鲤、鲫、鳊等鲤形目鱼类为主，辅以少量鲈形目物种。

本文借鉴Brosse（2002）、郑丙辉等（2007）提出的栖息地评价体系，结合江浙地区鱼类生态系统实际特点，从水文环境、地貌形态、生境结构、边岸植物和人类活动5个维度，筛选出13项关键环境因子（表1），构建阳陂湖湿地的鱼类栖息地适宜度指数（MHSI）评价体系。

为客观反映各项指标对鱼类栖息地适宜性的影响，首先对13项二级指标原始数据进行标准化处理，经KMO与Bartlett球形检验确认数据适用于因子分析。在此基础上，通过主成分分析法提取特征值大于1的公因子，采用方差最大旋转法增强因子的可解释性及结构清晰度；计算各指标在公因子上的载荷，明确其与潜在因子的相关性，并依据各因子方差贡献率确定其权重。所有权重经归一化处理，确保所有一级、二级指标权重之和均为1（表1）。

本文分析数据主要来源于仪器实地测量、田野调查、历史统计资料、卫星遥感影像及工程设计地形数据。为全面反映阳陂湖湿地的生境特征，结合其水系结构、水文情势、水生态状况及土地利用类型变化，于工程实施前的2018年4月（春季）、7月（夏季）和12 月（冬季）开展3期野外实地采样与数据收集工作。

基于2018年3期野外实测数据，采用上述MHSI评价体系评估修复前阳陂湖湿地鱼类生境质量；经计算，修复前MHSI值为33.979，处于中低适宜度等级。从各维度来看，岸边植被条件得分相对较高（12.694），表明陆生植被覆盖状况尚可，但水生植被严重退化；水文环境适宜度显著偏低（5.680），与现场检测到的水体流动性差、氮磷污染突出、溶解氧含量偏低、水质为V类至劣V类的实际情况一致；地貌形态维度得分仅5.529，反映出岸线人工化严重、水系连通性不足的结构性问题；生境结构维度得分最低（4.396），说明底质类型单一、缺乏深潭-浅滩序列等关键结构；人类活动干扰得分也较低（5.679），主要源于沿岸工业活动带来的噪声与振动干扰，严重影响鱼类繁殖与栖息。

4.1 水文环境

1）补水方案。根据阳陂湖现状水系本底及场地内鱼塘分布状况，实施“单进双出”方案。该方案以新开渠、一号渠、二号渠3处补水，一号及二号渠双出口排水，实现水体日均交换量7.5万m³·d^-1，湖区流速范围优化至0.3～1.0m·s^-1，彻底消除死水区，关键区流速满足鱼类产卵需求（＞0.3m·s^-1）。

2）水质提升。本项目采取潜流-表流复合人工湿地、沉水植物净化系统的修复措施，提升湖区整体水质；项目建成后，水体质量显著改善，总体达到Ⅲ类，局部产卵区达到Ⅱ类标准，满足《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中鱼类栖息地水质（≥IV类）与繁殖产卵区水质（≥Ⅲ类）的要求。关键水质指标如下：溶解氧维持在7.0±0.26mg·L^-1，TP浓度0.3±0.0mg·L^-1，TN浓度1.5±0.0mg·L^-1，NH₃-N浓度1.5±0.0mg·L^-1，水温23.45±0.32℃，透明度90±2.55cm。

3）水深面积。为构建适宜不同鱼类栖息的多样化水深环境，本项目依据《湿地公园设计标准》（CJJ/T 308-2021）与《湿地生态修复技术规程》（LY/T 3353）相关要求，结合水下地形塑造与季节性滩涂营造，形成梯度化、功能化的水深格局。为验证实际建设效果，生成适宜不同鱼类的水深分区图（图2）；经空间计算，水深不超过2.0m的水域面积占湿地公园总面积达81%，较原场地明显提升，有效满足多数鱼类在浅水摄食、产卵及育幼等生命活动的水深需求。

4.2 地貌形态

1）岸线形态。本项目以岸线蜿蜒度不低于1.20为目标，通过构建洲滩、岛屿等结构，营造浅水滩涂、倒凹堤岸等多流态岸线形态，形成季节性淹没的浅滩湿地和浅水水塘，为鱼类产卵及幼鱼庇护提供良好生境。项目建成后，湿地岸线蜿蜒度为1.32，表明岸线形态修复达到预期效果。

2）水系连通。本项目对原有鱼塘田埂路、挡墙及硬质驳岸进行局部拆除与改造，增强水系间连接性，促进物质、物种和信息流的畅通。建成后水系连通率为86.3%，满足不低于80%的设计要求。

3）水深控制。根据现状鱼类水深适宜性及趋温性要求（表2），本项目构建了浅滩区（0～0.3m）、浅水区（0.3～2.0m） 与深水区（2.0～4.0m）功能互补的水深体系，形成适配不同鱼类栖息的水深格局。项目建成后，浅滩区比例由修复前的13%提升至32%，浅水区占49%，深水区占19%，水深不超过2.0m的浅水生境达81.0%。

4.3 生境结构

1）生态驳岸。采用自然植被、松木桩、叠石等生态护岸形式，构建结构稳定与生态功能协同的岸线系统，生态岸线率为73.5%，满足65%以上的设计目标。

2）湖泊底质。为提升底质结构异质性，项目通过系统性投放碎石、鹅卵石、大石及沉木等基质，为底栖生物附着、生物膜形成及鱼类繁殖提供多样化微生境。改造后功能性底质占比达54.3%，满足50%～75%的设计要求，有效优化底栖生境结构与生态功能。

3）跌水激流复氧。为提升水体溶氧、适应鲤形目鱼类趋氧习性，项目在主要进水口及湖区高差衔接处设置系列跌水复氧结构。设计跌水高度0.3～0.7m，承接体的跌水复氧浓度控制在5.00±0.20～6.03±0.06 mg·L^-1。建成后监测显示，水体溶解氧浓度稳定提升至7.0±0.26 mg·L^-1，优于5mg·L^-1的标准要求，完全满足鱼类生存的最佳溶氧条件。

4.4 边岸植物

1）涉水植物配置。为改善水体理化环境并满足鲤形目鱼类喜草习性，项目以沉水植物为主，浮叶与挺水植物为辅，构建复合型水生植被系统（表3）。沿滩地与浅水区恢复苦草、眼子菜、狐尾藻等优势沉水植物群落，提升水体溶氧，促进氮磷等营养盐的吸收与转化。建成后涉水植物覆盖率达50.3%，形成结构完整、功能协调的水生植物格局。

2）水岸植物配置。为改善水体热环境、为鱼类提供栖息荫蔽，项目种植落羽杉、池杉、水杉和乌桕等乡土乔木，构建复层混交的林冠结构。设计要求复层植物群落面积占比＞50%，乡土物种比例≥70%，建成后水岸植被覆盖度达75.6%，乡土植物占比超过70%（图3）。生境结构优化后，鱼类新增10种以上，鸟类新增50种以上，湿地植物恢复至300种以上，栖息地功能已实现系统性恢复。

4.5 人类活动

1）噪音干扰控制。根据鲤形目鱼类依赖听觉、嗅觉觅食、繁殖及躲避敌害的生物学特性，项目在设计阶段通过地形营造、植物组团等物理手段阻隔噪声传播，运营期严格控制人为噪声。建成后经专业机构抽样检测，湖区昼间噪声降至50dB，夜间为39dB，均优于《声环境质量标准》（GB 3096- 2008）1类区标准。

2）安全距离控制。为降低人类活动对鱼类的干扰，项目依据《湿地公园设计标准》（GB/T 51083- 2015）及鲤形目鱼类生态习性，对滨水区域进行分级管控。在生物多样性高的水陆交错带，主路与水体距离大于30m；动物食源与栖息湿地边缘布设5～15m植物缓冲带，兼顾动物食源与栖息；生态保育区禁止设置游览园路。鱼类栖息与产卵核心区均位于30 m最小干扰距离以外（图4）。

本文基于阳陂湖湿地修复实践，构建了涵盖水文环境、地貌形态、生境结构、岸边植被及人类活动的鱼类栖息地适宜度指数（MHSI）评价体系。结合ArcGIS、Mike21等数字技术对鱼类栖息地进行方案模拟与优化，验证了“评价—修复—响应”一体化研究框架的有效性。通过聚焦江浙地区鱼类生态需求设定关键参数，保障了生境修复功能的针对性。工程实施后，湿地生态系统功能与生物多样性显著提升，该实践为同类退渔还湿型生态修复提供了可量化、可推广的技术范式，对推动城市湿地的可持续管理具有重要参考价值。

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结语

本文以杭州市阳陂湖退塘还湖工程为例，构建融合多环境因子、适用于江浙地区湿地特征的鱼类栖息地适宜度定量评价体系；综合运用ArcGIS、Mike21等数字工具，实现修复方案的精准模拟与优化设计；定量评估修复措施对鱼类及湿地生态系统的实际恢复效果，以期为类似区域的生态修复提供理论依据与实践参考。