历史资料显示：洪泽湖有辽阔的湖面，形成万顷碧波，南来北往的运输船队，川流不息，左右穿梭的渔船，极有观赏价值。洪泽湖水生资源丰富，湖内有鱼类近百种，以螃蟹，鲤、鲫、鳙、青、草、鲢等为主；洪泽湖的水生植物非常著名，芦苇几乎遍布全湖，繁茂处连船只也难以航行，莲藕、芡实、菱角在历史上即素享盛名，曾有“鸡头、菱角半年粮”的说法；洪泽湖湿地曾是东亚-澳大利亚迁徙路线上鸟类重要的越冬地和停歇地，拥有丰富的鸟类资源。1998年调查显示洪泽湖湿地共有鸟类15目44科194种（占江苏省鸟类种类总数的3.3%），其中留鸟43种，侯鸟100种（41种为夏侯鸟，59种为冬侯鸟），旅鸟51种。其中属国家一类重点保护的有4种；二类重点保护的26种。列入中、日候鸟保护协定的有105 种；列入中、澳候鸟保护协定的有24 种。该区域越冬物种以鸭科鸟类为主，包括豆雁、绿头鸭、绿翅鸭、斑嘴鸭等。繁殖鸟类主要为鹭类，包括小白鹭、池鹭、牛背鹭等。此外，一类重点保护的珍禽大鸨在我国最大的越冬栖息地就是洪泽湖湿地。
大面积的围网养殖引起洪泽湖湿地生态系统功能逐渐退化，水生植被面积下降，生境单一化。渔业养殖活动破坏和分割了鸟类栖息地，引起越冬水鸟觅食地的大面积丧失和食物资源的匮乏，造成水鸟种群数量的急剧减少。同时，湖泊富营养化导致藻类大量繁殖，部分藻类还能分泌毒素经由食物链传递，在湿地鸟类体内富集，给鸟类造成长期的危害。频繁的人类活动也威胁鸟类的生物多样性和生态安全。湿地生态系统功能地退化导致多数迁徙鸟类成为过客，只停不留。至
2003年，湿地鸟类数量减少了48种；其中国家二级重点保护鸟类从26种减少至12种。
洪泽湖湿地国家自然保护区退渔还湿后部分渔民就业于与湿地有关的旅游业。湿地生物多样性直接影响旅游业的发展，提高包括鸟类、鱼类和水生植物的多样性可有效促进旅游业的发展，从而提供更多的就业机会，提高当地居民的收入和生活水平。 2. 上述民生问题的科技需求
（1）退渔还湿区底质修复与改造技术
渔塘和围网养殖造成湿地生态系统破碎化，降低生境质量。目前洪泽湖围网养殖区共有围埂和水下坝总长度达到1698 km。底质类型和植被组成等环境条件往往是影响鱼类分布和群落组成的关键因子，鱼类产卵、繁殖、摄食或育成所必须依赖的水域或底质环境称为鱼类关键生境。其次，由于人工筑坝和围网，隔断了与洪泽湖自然水体的物质和能量的交换，形成鱼塘独立分布的格局，缺乏连续大面积水面的生境，水位单一，降低了鸟类的食物可利用度，不利于吸引雁鸭类、鸻鹬类等鸟类的栖息。
针对退渔后的水体进行生态修复工作首先要拆围除埂，构造浅滩区（0-0.3米）、浅水区（0.3-2米）及深水区（2-4米），这样既能保证各类型水生植物的生存空间，又能为鱼类提供充足的饵料生物与栖息、越冬以及产卵场所等；第二是设计多种类型的底质环境来满足不同生活习性鱼类的要求，比如在一定区域铺设一些砾石，在一些区域铺设一定面积的沙土，或者投放鱼礁等，为鱼类和鸟类提供多样的产
卵基质。
（2）退渔还湿区挺水植物群落修复与构建技术
挺水植物主要分布在滩涂、过水性和浅淹水性区域。不仅对拦截陆源污染起重要作用，还为一些鱼类、鸟类和其它湿地动物提供栖息环境。洪泽湖湿地原有挺水植物210.3 km2，占湿地总面积的13.17%。而大规模的渔业养殖、围堤和暗坝的大规模建设，导致挺水植物呈现片断化和斑块化分布，土著挺水植被遭到大量破坏，外来入侵植物如水花生分布面积迅速扩大。
历史上，洪泽湖湿地挺水植物主要为芦苇、蒲草、菰、水葱、荆三棱、水蓼、荻和莲。挺水植物群落修复与构建需相关技术的支撑，选择本土植物，根据水质净化和湿地特有动物生境的需要，在不同的底质条件下配置不同的挺水植物群落结构，保证物种多样性，提高和逐渐恢复洪泽湖湿地生态系统的水质净化功能，同时为湿地特有动物提供觅食和繁殖场所。
（3）退渔还湿区浮叶和沉水植物群落修复与构建技术
浮叶和沉水植物作为湿地生态系统的重要组成部分和初级生产者，对湿地生态系统的物质和能量循环起重要作用。浮叶和沉水植物通过抑制沉积物再悬浮和促进悬浮物沉降速率、吸收水体营养盐、抑制沉积物营养盐释放、提高沉积物营养盐滞留能力、抑制藻类生长等途径，降低水体浊度，在维持水体清澈过程中发挥重要作用。浮叶和沉水植被在水-泥之间形成一个生物界面，为微生物、附着生物和浮游与底栖动物提供生存空间，为鱼类和鸟类提供了丰富的食物资源和繁殖场所。湿地生态系统中浮叶和沉水植被群落衰退之后，湿地的水质净化功能和原有的动物生境也随之丧失。
浮叶植物和沉水植物同样是鸟类重要食物来源，尤其是沉水植
物。此外，它们还是鱼类和鸟类重要的栖息地。洪泽湖湿地原有浮叶植物83.5 km2，其中主要以菱、金银莲花和荇菜为主；该区原有沉水植物256.2 km2，主要以马来眼子菜、黑藻、苦草、菹草、金鱼藻和狸藻为主。在围网养殖发展过程中，浮叶和沉水植被群落结构遭到严重破坏，造成此类植物保有量迅速下降，外来植物水花生大面积扩张，直接或间接地影响水体水质和生物多样性。因此，修复和构建洪泽湖湿地浮叶和沉水植被是恢复湿地功能的重要环节。浮叶和沉水植物群落恢复工程需要满足水质净化、抑制沉积物再悬浮、为鱼类和鸟类提供食物与繁殖基质等功能。据此，浮叶植物和沉水植物群落构建与恢复急需包括植物种类选择、群落空间配置等技术支撑。 （4）退渔还湿区清水态食物网恢复和构建技术
退渔区，尤其是退塘还湿区部分水体营养盐含量高、富营养化严重，这与食物网结构不合理关系密切。要恢复退塘还湿区清水态生态系统，除了沉水植被恢复外，还应构建底栖滤食性动物群落结构和恢复肉食性鱼类群落结构等食物网构建技术，修复和构建清水态食物网结构，提高系统对浮游植物的控制能力，从而增强生态系统的自我恢复与稳定能力，提高生态系统的服务功能，改善人民的生活环境与质量，为当地的生态文明建设保驾护航。 3. 所需技术与应用情况
本项目拟主要采用中国科学院南京地理与湖泊研究所有关湖泊与湿地的生态修复系列技术对洪泽湖退化湿地进行生态修复。中国科学院南京地理与湖泊研究所在浅水湖泊与湿地生态修复方面开展了大量研究，形成的相关成熟技术包括：底质（沉积物）修复技术；挺水植物、浮叶植物和沉水植物群落恢复与构建技术；清水态水生态系
统食物网恢复与构建技术以及生态系统管理技术等，获得多项国家专利。
表3 中国科学院南京地理与湖泊研究所有关湖泊与湿地生态修复专利
专利名称 修复富营养化湖泊水体水生生态系统的方法 种植蓖齿眼子菜恢复水生植被的方法 沉水植物硬底打孔栽种技术 在富营养浅水湖泊中恢复水生植被的方法 种植莕菜属植物恢复湿地水生植被的方法 一种利用牧食动物去除沉水植物表面上的附着生物的方法 一种萝卜螺的生态控制方法 一种生态护岸的构建方法 专利类别 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 专利号 授权日期 ZL200410065661.9 2006/08/30 ZL200410041997.1 2006/08/30 ZL200810196343.4 2010/12/22 ZL200410065660.4 2006/12/13 ZL200910027930.5 2010/12/08 ZL200710133921.5 2009/8/19 ZL200710133922.X 2010/10/13 ZL201010547383.6 2012/01/25
主要技术在不同地区得到了工程规模的应用并取得良好效果，例如无锡五里湖生态修复工程、惠州西湖水生态系统构建与管理工程示范、泰州溱湖国家湿地公园的生态修复等（图2，图3，图4）。以太湖五里湖生态系统修复为例，修复技术实施后，水质实现了根本好转：总磷（图5）和叶绿素a浓度（图6）小于50 μg·L-1和10 μg·L-1，总氮（图7）浓度小于1.0 mg·L-1，悬浮物浓度大幅下降（图8），年均透明度达到100 cm以上（图9），大部分时候清澈见底。实现了生态系统的根本转变，鱼类、底栖动物、浮游动物和水生植物等多样性大幅提高。
洪泽湖湿地生态修复关键技术集成与工程示范
