江苏盐城滨海湿地的退化现状、成因与生态恢复对策常曼;金昌南;林伟波;冒士凤【摘要】受全球气候变化和人类活动的双重影响,我国滨海湿地正面临严重的破坏,并逐渐出现部分退化、消亡.概括盐城滨海湿地退化的现状,分析滨海湿地退化的多重因素,如海岸侵蚀、海平面上升等自然因素,滨海湿地围垦、水产养殖、水环境污染、滨海湿地资源的不合理利用、外来物种入侵等人为因素;探讨滨海湿地生态恢复的主要目标,总结滨海湿地生态恢复的主要技术:基底修复技术、水动力修复技术、植被恢复技术、土壤恢复技术.【期刊名称】《淮海工学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(028)001【总页数】6页(P81-86)【关键词】盐城;滨海湿地;退化成因;生态恢复技术【作者】常曼;金昌南;林伟波;冒士凤【作者单位】江苏省海涂研究中心,江苏南京210036;宁海县五山林场,浙江宁波315600;江苏省海涂研究中心,江苏南京210036;江苏省海涂研究中心,江苏南京210036【正文语种】中文【中图分类】X171.70 引言滨海湿地是介于海洋与陆地的生态缓冲区,具有重要的生态服务功能,是最具综合价值、最富生物多样性和最高生产力的湿地生态系统之一.它不仅蕴藏着丰富的水资源、土地资源和生物资源,还具有保护生物多样性、为生物提供栖息地、涵养水源、控制海岸侵蚀、降解污染物、调节气候等重要作用[1].我国滨海湿地面积广大,约为5.93×106 hm2[2].有研究显示,随着经济的迅速发展,在海平面上升、海岸侵蚀、近岸环境污染、滩涂围垦等自然与人为因素的共同作用下,较大面积的滨海湿地资源正遭受到极大的破坏,并逐渐退化,甚至消亡[3].目前,退化滨海湿地的生态恢复问题已引起全球性的广泛关注.欧美国家在湿地生态恢复研究上起步较早,相关典型案例较多,如加拿大的Fundy湾生态恢复工程[4],美国的Jamaica湾[5]、Delaware湾湿地生态恢复工程[6],比利时的Schelde河口湿地生态恢复工程[7]等.近年来,我国各级政府已意识到滨海湿地生态系统及其生态服务功能的重要价值,并采取了相关措施,强化了滨海湿地保护与修复工作,如完善湿地法制法规、建设湿地保护区、开展湿地退化评估与生态补偿工作、实施滨海湿地修复工程等,相关案例如黄河三角洲滨海湿地恢复[8]、崇明东滩湿地修复[9]、长江口生态修复工程[10]等,但我国湿地修复研究仍处于起步阶段,亟待加强.江苏滨海湿地处于杭州湾以北,占全国滨海湿地总面积的1/4,其中盐城滨海湿地面积最大,约占全省总面积的3/5.盐城滨海湿地内有盐城国家级珍禽自然保护区和大丰麋鹿国家级自然保护区,是以丹顶鹤、麋鹿等湿地珍稀物种及其赖以生存的滨海湿地生态系统为主要保护对象的中国最大滨海湿地类型自然保护区,生物多样性极其丰富,是我国典型的滨海湿地生态系统[11],被称为“湿地之都”.但近半个多世纪以来,受动力环境改变和人类活动的双重影响,盐城滨海湿地正面临着面积减少、生态系统功能退化、近海生物生境恶化、生物栖息地损失、生物多样性降低等一系列问题.在这种背景下,分析导致盐城滨海湿地不断退化的主因,探讨滨海湿地的生态恢复问题十分必要,可为我国未来滨海湿地的保护、修复与可持续发展提供科学依据,具有十分重要的意义.1 盐城滨海湿地概况及退化现状1.1 滨海湿地的定义及分类滨海湿地处于海洋与陆地的过渡地带,受人类、海洋、生物活动及地质作用的交互影响,为复杂、动态和脆弱的生态系统.目前,滨海湿地尚没有一个被国内外湿地学者普遍接受的定义.《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(简称《湿地公约》)将其定义为沿海岸线分布的湿地,滨海浅水区域(低潮时水深不超过6 m的水域)到陆域中受海洋影响的过饱和低地的区域[12].陆健健[13]参照《拉姆萨尔湿地公约》及各国湿地定义,并结合我国湿地实际情况,定义我国滨海湿地为海平面以下6 m至大潮高潮位之上与外流江河流域相连的微咸水和淡浅水湖泊、沼泽以及相应的河段间的区域,分为潮上带淡水湿地、潮间带滩涂湿地、潮下带近海湿地、河口沙洲离岛湿地等4个子系统.滨海湿地的脆弱性与复杂性,决定了其类型的多样性.陆健健[13]兼顾底质和植被特征,进行了定量界定,将滨海湿地分为基岩质滨海湿地、淤泥质(河口)滨海湿地、生物礁滨海湿地、藻床滨海湿地、滩涂湿地、泥沙质滩涂湿地、岩基海岸湿地、离岛湿地、河口沙洲湿地、潮上带淡水湿地等10种类型.1.2 盐城滨海湿地概况盐城滨海湿地(32°34′N~34°28′N,119°48′E~120°56′E)位于江苏中部沿海,北起与连云港市交界的灌河口,南至与南通市接壤的新港闸,以射阳河为界,北为侵蚀性海岸,南为淤长型淤泥质海岸,分属响水、滨海、射阳、大丰与东台5县(区、市).盐城滨海湿地即江苏盐城国家级自然保护区,是国际重要湿地.该地区属于暖温带向亚热带的过渡地带,季风气候显著,雨水丰沛,雨热同季,多年平均气温介于13~15 ℃之间,平均降水量900~1 100 mm.有全球最大的丹顶鹤迁徙越冬种群,是我国沿海生物多样性最丰富的重要地区之一,共有高等植物559种,鸟类394种,哺乳类31种,两栖爬行类34种,鱼类284种等,其中,国家一级重点保护动物有丹顶鹤、白头鹤、白尾海雕、东方白鹳等14种,国家二级保护动物84种,国家重点保护野生植物4种.这里不仅生物资源丰富多样,更为丹顶鹤等珍禽提供了关键的迁徙与栖息地.芦苇、互花米草、盐地碱蓬分布广泛,是盐城滨海湿地植物的优势种,对当地湿地生态系统起到重要的控制作用[14-15].1.3 盐城滨海湿地退化现状盐城滨海湿地面积约为4 500 km2,占江苏滨海湿地总面积的70%左右.近年来,人类的持续开发利用活动特别是大面积滩涂围垦,是导致盐城滨海湿地不断变化的主要因素.根据2005年开始实施的江苏908专项调查结果,盐城海岸线总长378.885 km(见表1),占江苏省海岸线总长度的43%,滩涂面积1 262 km2,占全省滩涂面积的40%左右[16].中华人民共和国成立后,盐城沿海滩涂进行了大规模的滩涂围垦,据遥感卫星显示,1951—2009年,共围垦滩涂1 607.3 km2,2010—2014年新增围垦面积222.8 km2,如图1所示.20世纪80年代后,盐城的天然湿地面积在减少,如碱蓬群落、芦苇群落、獐茅群落、潮间带泥滩等;而人工湿地面积在增加,如鱼塘、农田等.表1 盐城沿海各县(区、市)海岸线变化情况Table 1 Coastalline change situation of Yancheng counties(districts and cities)区域908专项调查海岸线长度/km20世纪80年代调查海岸线长度/km长度变化/km向海洋推进平均距离/km响水县32.60043.144-10.544-0.51滨海县49.30844.2445.064-0.39射阳县99.309109.575-10.266-0.09大丰区143.006204.449-61.4431.71东台市53.662180.614-126.9521.46合计378.885582.026-203.141图1 盐城沿海滩涂围垦区域分布Fig.1 Reclamation area distribution of Yancheng coastal beach2 盐城滨海湿地退化成因分析随着区域社会经济的快速发展,滨海湿地资源在自然与人为因素的共同作用下,正在遭受破坏并逐渐退化.湿地面积不断减少,生境呈破碎化,原来的湿地生态系统与自然平衡机制不复存在,使滨海湿地保护与生态恢复形势越来越严峻.自然因素主要包括海岸侵蚀、海平面上升等,人为因素主要包括滨海湿地围垦、水产养殖、水环境污染、滨海湿地资源的不合理利用、外来物种入侵等.(1) 滨海湿地围垦.滨海湿地作为重要的后备土地资源具有很大的开发利用潜力,大规模围垦湿地不仅可以缓解人多地少的矛盾,还可为社会经济的可持续发展拓展空间.据统计,1951—2014年,盐城滨海湿地共围垦1 830.1 km2,开发利用呈多元化的快速发展之势.开发利用方式主要包括养殖业、工业、城市建设、港口建设、旅游娱乐等,其中养殖用海面积所占比例最高,其次是工业用海.大规模湿地围垦除了造成湿地面积萎缩、纳潮量变少、水体自净能力减弱外,还会破坏生物生境,使动植物栖息地不断丧失,严重影响到滨海湿地的生态功能.大规模围垦湿地造成的湿地面积剧减,已成为滨海湿地保护面临的最大威胁.(2) 水产养殖.近年来,沿岸水产养殖业蓬勃发展,滨海湿地的开发利用强度日益加大,水产养殖在丰富人们的物质生活并带来一定经济效益的同时,也在不断压缩滨海湿地空间.1980—2008年间,盐城滨海湿地面积减少了约33%,其中一半以上均变成了水产养殖区域[17].水产养殖业在一定程度上会引起海水富营养化,造成湿地环境污染.同时养殖区面积的不断增加,会使滨海湿地景观体系发生变化,景观类型趋于单一化,这在一定程度上会减弱滨海湿地的生态服务功能,降低生物多样性,不利于生态系统的稳定发展.因此,水产养殖是滨海湿地退化成因之一. (3) 水环境污染.水环境污染是当前滨海湿地环境损害及生境丧失的主因之一,污染源主要包括工农业生产、城乡居民生活及海水养殖等人类活动产生的污废水.陆源污染物不断流入近岸海域,重金属在沉积物中逐步积累,严重影响了湿地的生态平衡,水生态环境不断恶化,对湿地造成了严重污染[18].《2017年江苏省海洋环境质量公报》中陆源入海排污状况显示,全省61条入海河流水质95.6%劣于地表水第Ⅲ类水质标准,主要污染物为CODCr、氨氮、总磷、石油类,邻近海域水环境污染严重.随着“海上苏东”战略的实施,盐城加快了工业化、城市化步伐,响水、滨海、射阳等地化工产业成为了当地支柱产业,这些都促使盐城滨海湿地的水环境恶化,湿地受损[12].因此,水环境污染是滨海湿地退化的一个重要驱动因素. (4) 滨海湿地资源的不合理利用.随着滨海地区人口不断聚集,生产力不断发展,对湿地资源的开发利用呈现出不合理性和过度性,主要表现在海洋捕捞强度大且方式不合理,芦苇、碱蓬、水草等植被过度收割,偷猎等.过度捕捞使鱼虾蟹等水产品产量急剧减少,造成渔业资源的枯竭,特别是有“软体黄金”之称的鳗鲡苗;对芦苇、碱蓬、水草的过量采收,造成植被面积大幅减少,也破坏了动物的栖息地和觅食地;盐城国家级自然保护区内依然存在偷猎现象,比如国家二级保护动物獐.因此,人们对湿地生物资源的过度开发利用,改变了滨海湿地自然演变规律,会造成湿地面积的减少和破坏,影响滨海生物的栖息、索饵、繁殖,对滨海湿地生态系统的影响是显著的[12].(5) 外来物种入侵.外来物种入侵是滨海湿地生态环境的重要影响因素,是导致生物多样性丧失、湿地退化的成因之一.研究表明,江苏沿海在水文及气候特征等方面与互花米草原产地美国东海岸相近,互花米草是高耐盐碱植物,对总磷、氨氮等净化效果良好.但互花米草引入盐城滨海湿地后迅速繁殖,抢占潮滩,本区原来的优势种如白茅、盐蒿等已逐渐被其取代.互花米草的疯长,抢占了大面积滩涂,使文蛤、泥螺等贝类的生存空间缩减、生境恶化、产量减少,同时也破坏了丹顶鹤等珍稀鸟类的栖息环境.由此可见,外来物种入侵会破坏盐城滨海湿地的生物多样性,并严重影响滨海湿地生态系统的健康发展[18-19].(6) 海岸侵蚀.海岸侵蚀是全球海岸带范围内普遍存在的特殊地质灾害,也是引起滨海湿地损失退化的主要因素之一.以盐城滨海湿地为例,根据海岸侵蚀类型,该湿地主要分为3个区域(如图2所示):灌河口—射阳河口岸段为侵蚀后退型;射阳河口—斗龙港口岸段为蚀淤过渡型,北部侵蚀,南部淤长,且过渡点逐渐南移;斗龙港口—弶港岸段为淤长型海岸[20].海岸侵蚀使岸线后退,滩涂下蚀,滨海湿地环境完全向深海环境转变,直接导致滨海湿地蚀退消失,面积减少,生境破坏,给湿地生态系统带来了巨大危害[21].虽然盐城滨海湿地只有小部分面积位于侵蚀后退区,受到海岸侵蚀的影响,但海岸侵蚀仍是其损失退化的影响因素.(7) 海平面上升.全球气候变暖造成极地冰川不断融化、上层海水热膨胀,导致海平面不断上升.滨海湿地作为海陆过渡地带,是承受海平面上升影响最主要、最前沿的缓冲带.近50年来,我国海平面平均以1.0~3.0 mm/a的速率上升,且速度正逐年加快,预测到2100年,海平面的上升速度将会达到4~6 mm/a,由于沿海地面沉降,上升速度还会增大[22].海平面上升会导致滨海湿地面积迅速减少,并向陆地退化,光滩被淹没甚至消失,草滩不断萎缩甚至可能退化为光滩[23].Nicholls等[24]预测,到2080年,全球滨海湿地因海平面上升,面积将减少约22%.因此,海平面上升对滨海湿地的影响是十分显著的.图2 盐城滨海湿地海岸线分段类型Fig.2 Subsection types of coastal line of Yancheng coastal wetland3 盐城滨海湿地的生态恢复3.1 滨海湿地生态恢复目标确定滨海湿地生态恢复目标是实施生态恢复工程的必要前提.湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生态、生物及工程技术保护自然的湿地生态系统,并逐步恢复现有的退化湿地生态系统的结构和功能,最终达到湿地生态系统的自我维持状态.在对滨海湿地进行生态恢复时,不仅要关注生物、植被及土壤的恢复,还需关注水文条件的恢复.且针对不同类型的退化湿地生态系统,会有不同的要求和侧重点.因此,盐城滨海湿地生态恢复目标主要包括:① 实现湿地生态系统地表基底的稳定性.湿地基底不稳定就不可能保持生态系统的自然演替与发展,海岸侵蚀、大规模围垦都会改变滨海湿地的基底类型.② 恢复湿地良好的生境.主要包括湿地的水动力条件、水环境质量、植被覆盖率及土壤环境.③ 恢复湿地丰富的生物资源状况.增加物种组成与生物多样性,逐步恢复生物群落,提高湿地生态系统的自我维持能力与生产力.④ 实现湿地景观的恢复.还原滨海湿地景观类型,增加自然景观面积,提高视觉和美学享受.⑤ 实现区域经济、社会的可持续发展[15].3.2 滨海湿地生态恢复的主要技术目前滨海湿地生态恢复技术主要针对滨海湿地的四要素,即基底、水动力、植被和土壤来进行的,并以此将其划分为4大类(表2),针对滨海湿地各区域退化的不同主导因素和功能受损的具体表现,可因地制宜地选择一种或多种修复方式.表2 滨海湿地生态恢复技术Table 2 Ecological restoration technology of coastal wetlands主要修复技术适用类型典型案例基底修复技术用于基底修复,以达到维护或修复基底的稳定性,改造湿地的地形地貌的作用美国Jamaica湾、崇明东滩湿地修复工程水动力修复技术用于水动力修复,以达到水体交换的动态平衡,促进生物多样性的作用加拿大Fundy湾、美国Delaware湾、比利时Schelde河口、长江口湿地生态修复工程植被恢复技术用于植被恢复,以逐渐恢复并形成本地湿地植被丛群,达到控制水土流失、防浪固沙的作用美国Jamaica湾、黄河三角洲滨海湿地生态恢复工程土壤恢复技术用于土壤恢复,以达到控制土壤污染及恢复土壤功能的目的黄河三角洲滨海湿地生态恢复工程(1) 基底修复技术.滨海湿地基底是在上游挟沙和海洋潮汐动力的双重作用下形成的,当上游来沙量减少或潮汐侵蚀力加强时,基底可能会被损坏,不利于植被生长[25].滨海湿地的基底修复是通过工程措施,维护或修复基底的稳定性,改造湿地的地形、地貌,以达到湿地保护或恢复的目的.可以利用受损基底附近采取河道开挖、航道疏浚产生的弃土为原料,采取原位吹填的方式进行基底修复[26];对于坡度较大、受自然侵蚀较严重的湿地边缘,可以采用土工护坡结构加种植植被的方法来消减风浪、稳固基底、保护岸滩;对于淤长型海岸的湿地边缘,可以利用上游水土流失控制技术及清淤技术,维护湿地基底的稳定性[27].(2) 水动力修复技术.在海洋潮汐驱动下的水动力过程,决定了动物、植物区系及土壤特征,是湿地恢复的关键.在水动力作用下,滨海湿地与周边水体发生周期性的物质交换,达到动态平衡;同时大量鱼类、底栖动物等滨海生物随潮汐进出湿地,在这里栖息、索饵、繁殖,促成了湿地的生物多样性[28].当前,水动力修复主要是通过修建引水渠、抬高水位、改造地形等工程措施,在不影响基底稳定性的前提下,利用生态补水技术、湿地水文连通技术、蓄水防渗技术等引导潮汐进出湿地,确保系统内部形成周期性的淹水与落干过程,最终达到修复目标.需要强调的是,在水动力修复过程中,必须兼顾湿地水环境质量的改善,如污水处理、水体富营养化控制等[29].(3) 植被恢复技术.植被恢复是退化湿地修复的主要技术之一,对控制水土流失、防浪固沙有很大作用,而植物物种的选择是其关键点,一般应选择退化前原有的湿地植被物种或当地的优势种.常用的植被恢复技术主要有播种、外来植被移栽、原位植被移栽等植物引种方式.其中,播种法成本最低,成活率也最差;原位植被移栽法(利用湿地边缘原生的植物和基底,在目标区域堆构形成植物岛丘)成本最高,但具有可保留本地基底微生物和底栖动物的优势,多用于恢复滨海湿地植被受损严重的区域.需要注意的是,在实施植被恢复技术的过程中,必须重视“自然演替”作用,在湿地局部区域进行斑块状植物引种时,可利用自然演替作用,逐渐恢复并形成本地湿地植被丛群[28].(4) 土壤恢复技术.退化湿地的土壤恢复技术主要是利用生物和生态手段达到控制土壤污染及恢复土壤功能的目的.针对土壤肥力修复问题,滨海湿地多为盐渍土,可使用盐碱改良剂进行土壤肥力修复,如沸石、石膏、磷石膏及其他化学制剂等.针对土壤污染控制及处理问题,可以借助生物手段修复污染土壤,如微生物降解石油烃类有机物、高等植物清除营养盐、生物消除重金属污染物等;还可以通过设置隔离带,从生态层面上控制外源污染物.以上方式均可实现土壤恢复的目的[29].4 小结江苏盐城滨海湿地是我国重要湿地,也是生物多样性最丰富的地区之一.受到人为干扰和自然侵蚀的双重影响,滨海湿地开始不断退化,其退化成因及生态恢复研究,对全球湿地生态系统的保护都具有重要的作用.本文从自然与人为因素两个方面,分析了滨海湿地的主要生态问题:海岸侵蚀、海平面上升等自然因素引起了湿地不断向陆地退化,大规模围垦造成了湿地面积锐减,水产养殖业的蓬勃发展不利于湿地生态系统的稳定,水环境污染加剧了湿地生态环境的恶化,湿地资源的不合理利用改变了湿地自然演替的空间格局,外来物种入侵破坏了湿地的生物多样性等.湿地不同区域表现出的退化主导因素会有一定差别,分区评估湿地退化状况、识别主导因素、诊断生态系统结构和功能受损的具体表现,是明确湿地生态恢复目标的先决条件,而确定滨海湿地生态恢复目标是实施生态恢复工程的必要前提.因此,针对盐城滨海湿地不同区域所适用的生态恢复技术不完全一致,可因地制宜地选择一种或多种修复方式.参考文献:【相关文献】[1] 谷东起,赵晓涛,夏东兴.中国海岸湿地退化压力因素的综合分析[J].海洋学报,2003,25(1):78-85.[2] 吕宪国.中国湿地与湿地研究[M].石家庄:河北科学技术出版社,2008:1-3.[3] 魏忠平,范俊岗,潘文利,等.辽宁滨海湿地研究现状、问题对策与展望[C]//中国科学技术学会.湖泊湿地与绿色发展——第五届中国湖泊论坛论文集:2015年卷.长春:吉林人民出版社,2015:72-75. 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