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盐城沿海湿地退化原因及生态恢复措施研究

所属分类:经济论文 阅读次 时间:2021-12-06 10:56

本文摘要:摘要:受到人类活动和自然条件变化的影响,盐城沿海湿地面临着巨大的压力,湿地资源锐减、生态环境恶化,不利于湿地的可持续发展。文章概括了盐城湿地退化现状,分析并指出围垦、海平面上升、海岸侵蚀、环境污染、外来物种入侵、海岸带养殖等是导致湿地退化的原因,进

  摘要:受到人类活动和自然条件变化的影响,盐城沿海湿地面临着巨大的压力,湿地资源锐减、生态环境恶化,不利于湿地的可持续发展。文章概括了盐城湿地退化现状,分析并指出围垦、海平面上升、海岸侵蚀、环境污染、外来物种入侵、海岸带养殖等是导致湿地退化的原因,进一步针对滩涂湿地观测技术和理论发展、生态修复工程设置、外来物种管控措施和工程、潮滩生态修复格局和研究手段的提升等方面提出建议,为实现盐城沿海湿地科学发展及高效管理提供决策依据。

  关键词:盐城;湿地退化;生态恢复

生态修复

  0引言

  沿海湿地是海洋与陆地相互作用的综合地带,是受海陆性质及人类活动影响明显的区域。湿地独特的自然环境使其成为高功能性的生态服务系统,不仅包括丰富的水资源、土地资源,还孕育着多种多样的生物,是一个具有高价值、高生产力的生态系统[1]。此外,湿地具有涵养水源、净化水体、蓄洪防旱、减缓海岸侵蚀、调节局地气候等功能[2],享有“地球之肾”的称号。

  生态工程论文:国土综合整治与生态修复格局划分浅析

  盐城沿海湿地位于江苏省沿海中部,是江苏省湿地资源最丰富、湿地类型最多样、生态系统最齐全的区域,素有“东方湿地之都”的称号[3]。盐城湿地位于全国重要生态功能区内[4];湿地内有国家珍禽自然保护区和大丰麋鹿国家级自然保护区,是丹顶鹤、麋鹿等濒危物种赖以生存的家园;同时也是候鸟迁徙的栖息地[5]。2019年盐城黄(渤)海候鸟栖息地申遗成功,是我国首个滨海湿地类型的遗产,也是全球第二块潮间带湿地遗产,进一步凸显了该区域的生态保护价值。近几十年来,在人类社会活动和自然环境的影响下,湿地保护依然面临着面积减小、功能减退、受威胁压力持续增大等问题[6-7]。盐城沿海湿地的退化现状及生态修复得到了国内研究者的关注。

  陈洪全等[8]分析盐城湿地生态修复的原则和目标,划分不同生态修复类型并提出对应的修复方法;常曼等[9]分析湿地退化原因,明确湿地生态恢复的目标,概括适合盐城湿地生态恢复的主要技术;陈娟等[3]分析盐城湿地资源的现状,提出建立生态补偿及生态预警机制、提升生态修复技术、打造湿地文化品牌等湿地保护和利用措施;何冬梅等[10]探讨了盐城滨海湿地植被恢复需遵循的生态学原则和恢复技术。为了更加科学地管理和开发湿地资源,保障湿地社会经济和生态功能可持续发展,本研究针对盐城湿地的现状及退化原因进行分析,并提出湿地生态恢复的有关措施。

  1盐城沿海湿地概况及退化现状

  1.1盐城沿海湿地概况

  盐城沿海湿地包括响水、滨海、射阳、大丰、东台市的沿海湿地,是亚洲陆地边缘最大的沿海湿地。北起灌河口入海口南侧,南至三仓河入海口北侧,东至海水-6m等深线,西边界处于动态变化中。盐城沿海湿地属于湿润的季风气候区,具有四季分明、雨水丰沛、雨热同季、日照充足等特点。年均气温13.7~14.6℃,年均降雨量980~1070mm,正常年份水热分布同步,有利于生物生长,但也存在明显的时空差异,干旱年份滩涂缺水现象比较严重。

  沿海湿地独特的自然条件为植被的发育提供了适宜的环境,进而为鸟类、鱼类等动物提供了理想的栖息地。盐城沿海湿地具有丰富的生物资源,高等植物614种,其中国家重点保护野生植物5种;哺乳动物共47种,鱼类共199种,两栖类爬行类共30种,昆虫498种,鸟类共390种,其中一级保护动物如丹顶鹤、麋鹿、东方白鹤等共13种,二级保护动物共83种。广阔的碱蓬、米草群丛及芦苇成为保护区内独具一格的自然景观,具有重要观赏价值,还为众多野生动植物,特别是珍稀动物栖息提供了良好的栖息环境[11-12]。

  海洋、河口及内河的渔业资源及盐业资源等也是保护区内重要的自然资源,其开发利用的历史悠久。1.2湿地退化现状2005年实施的908专项调查表明,盐城海岸线总长378.885km,约占江苏省海岸线总长度的43%,滩涂面积1262km2,约占江苏省滩涂面积的40%[13]。近几十年来,沿海城市经济社会发展对土地的需求不断增加,盐城湿地的围垦开发利用进程随之加快,1951—2009年滩涂开发面积为1607.3km2;2010—2019年,实际新增围垦滩涂总面积约150km2。 盐城自然湿地总体变化趋势如下:总面积自1983年以来呈持续减小趋势,其中1983—1993年、1993—2003年、2003—2013年自然景观面积分别减小了389.05km2、548.38km2、273.38km2[14]。

  2019年9月现场调查发现盐城湿地珍禽保护区实验区的淤蚀分界点南移。2020年,保护区管理处调查发现,盐城湿地珍禽保护区核心区侵蚀逐渐加剧,核心区滩涂每年约向后蚀退100m,湿地受海水侵蚀加剧。随着侵蚀性海岸防护工程的实施,岸线后退得到控制,岸线侵蚀特征由蚀退转变为下蚀,侵蚀性海岸的滩涂面积逐渐减小。南部淤长型海岸依然保持较快的淤积速率,受潮流影响复杂,潮滩短期内的侵蚀动态非常活跃。

  由于湿地面积不断减小,湿地植被退化严重[7,15]。2019年无人机的调查表明,潮滩湿地碱蓬植被退化显著。基于近15年的Landsat遥感影像发现碱蓬不断遭受互花米草和芦苇的两侧挤压,面积不断减小,2018年核心区内碱蓬面积已不足15km2,保护区外围碱蓬已基本消失。

  2湿地退化原因分析

  2.1人类围垦造地加剧,湿地萎缩

  围垦造地是威胁沿海湿地的重要因素,是湿地面积持续萎缩的主要原因[16]。人口经济快速增长与土地资源紧缺相矛盾,围垦湿地成为重要的缓解途径,大面积围垦滩涂,直接造成了湿地面积的缩减。此外,盐城沿海湿地资源的低层次、掠夺性开发较多。在开展经济活动中出现了实验区滩涂围垦及大型工厂建设等危及保护区生态环境的现象,造成了生境的破碎化,环境污染增加,资源被破坏,破坏了保护区内生物的生存环境。

  2.2海岸带养殖业蓬勃发展

  随着经济和社会发展的需求,海岸带养殖业蓬勃发展。2010年江苏海域确权养殖用海面积为93.53km2,2019年达2689.2km2。2010—2019年盐城滩涂的开发利用中,种植和养殖用地占有较大比例。大面积海水养殖和种植有效地增加了农业供给,为社会创造了一定的经济效益。然而,养殖与种植用地面积的不断增大,压缩自然湿地的空间,造成湿地生态景观多样性缺失,减弱了湿地的生态服务功能[17]。此外,不科学、不规范的养殖业会进一步导致海水富营养化,诱发赤潮等灾害。

  2.3外来物种入侵,植被演化加剧

  盐城沿海湿地适宜的自然条件使某些外来物种疯狂扩张,侵占原生生物的生存空间,破坏当地生物多样性,阻碍了湿地的稳定发展[18-19]。针对盐城湿地植被的调查显示,2004年碱蓬和互花米草的面积约分别为43km2和25km2,2018年约为12km2和32km2,碱蓬面积锐减。互花米草扩张不仅侵占了碱蓬的生存空间,造成区域生境质量下降,还破坏了鸟类的栖息地生境,被列为湿地环境的重要威胁之一[20]。

  2.4环境污染,湿地生态系统面临威胁

  环境污染已经成为我国沿海湿地生态系统面临的最严重威胁之一。滨海湿地承担着陆地污染源的排放和倾泻,主要包括生活及工农业生产活动中产生的污废水。陆源污染物持续不断的倾泻造成了湿地的环境污染,破坏湿地原有生境,使湿地生态系统失衡[21-22]。《江苏省生态环境状况公报》(《江苏省海洋环境质量公报》)入海河流水质状况调查显示,2017—2019年入海河流的水质低于Ⅲ类标准的比例分别为95.6%,76.9%,53.8%。近几年,虽然入海河流水质有改善的趋势,但是污染水质所占的比例仍较大,对海洋湿地生态环境的破坏较显著。

  2.5海岸带侵蚀,湿地不断退化

  海岸侵蚀是一种普遍存在的地质灾害,是导致湿地退化的主要因素之一。海岸侵蚀使岸线后退,湿地面积减少,湿地环境完全向深海环境转变,生态环境遭到破坏[7]。

  2013年调查盐城振东河闸至射阳河口粉沙淤泥质岸段,监测海岸长度62.9km,其中侵蚀岸段长度达36.7km,平均侵蚀速度为26.4m/a;2014年海岸侵蚀监测长度52.9km,其中受侵蚀海岸长度为20.4km。盐城沿海湿地的侵蚀类型包括3类:侵蚀后退型、蚀淤过渡型、淤长型海岸,其中灌河口至射阳河口岸段湿地属于侵蚀后退型。虽然该类型的湿地面积较小,但造成的湿地基底的破坏是不可逆转的,其对湿地造成的破坏作用仍不可忽视。

  2.6海平面上升,湿地被淹没全球变暖造成海平面上升已成为不争的事实,沿海湿地作为海洋和陆地的交界地带,由于地势较低,对海平面的上升十分敏感。观测结果表明,江苏海域海平面年际变化呈波动性上升趋势,以每年约3mm的速度上升,该速率高于同期其他区域,且有加快的趋势[23]。海平面上升将会对沿海湿地产生一系列的影响,如淹没湿地、侵蚀海岸、加剧海水入侵等。由于海平面的上升,预计到2080年全球湿地面积减少约22%,若加上人为因素的影响,减少面积可超过70%[24]。因此,海平面不断上升是威胁沿海湿地的重要因素。

  3盐城沿海湿地生态恢复措施建议

  3.1滩涂湿地观测技术和理论发展建议

  潮滩演变研究是破解湿地保护与修复难题的重要技术手段,通过构建模型以模拟潮滩动力要素和地貌之间的作用,预测潮滩的变化。现阶段,由于缺少详尽的潮滩地面参数等原因,动力地貌模型长期在定性模拟阶段徘徊不前。

  因此,应加强海-陆-空立体同步观测技术研究,综合运用卫星、无人机、水动力泥沙及生物观测设备,开展潮间带极浅水与潮下带淹水区水动力参数同步观测,解决水动力资料缺失难题;发展潮滩地形遥感技术,解决潮滩全域高精度地形监测难题;优化沉积物组分和粒度参数遥感反演方法,解决数值模拟验证难题;创新泥沙临界起动切应力的遥感监测机理与方法,解决潮滩环境认识缺乏难题;发展盐沼生物量遥感反演模型,解决盐沼植被钙化难题。通过突破以上潮滩数据获取关键技术,为滨海湿地演变模拟提供基础数据支撑,进一步探索遥感和动力地貌模型耦合方法,构建精细化动力地貌模型,阐明潮滩地貌演变规律,预测未来变化趋势,推动潮滩演变理论与技术向前发展。

  3.2滩涂湿地生态修复工程设置建议

  针对不同滩涂区的特点,优化“三横三纵”生态廊道,用于整个区域的生态流畅通。生态廊道应以芦苇盐沼和潮沟等为主,具有丰富的群落结构,为生物提供适宜生境并连接相邻栖息地。

  生态重点区以修复具有重要生态学意义本土植被为主要目的而进行优化,并通过生态廊道连通,在重点区域可进行盐地碱蓬植被修复工程,建议以自然生态恢复工程为主,在适宜性较低的区域可适当采取人为措施进行合理的干扰。通过点、线、面3个维度对核心区进行管理和保护,可以最大程度保护区域生态环境。生态修复技术应根据不同的土壤水分条件和植物生长特性限制,合理规划本土物种与引进物种生长区域。利用互花米草与盐地碱蓬生长区域的生态水位差异,合理配置滩涂湿地互花米草和盐地碱蓬。

  基于自然潮沟、入海河流通道及人工沟渠,在滩涂湿地前沿与大潮沟种植互花米草,增加滩涂泥沙淤积能力,减缓滩涂侵蚀,并控制其过度扩张,适当抬高潮沟间的区域;沟渠中间平台种植盐地碱蓬,可采取本土物种种子库技术,增加萌发概率,或进行人工培植,移栽植株,提高盐地碱蓬存活率;盐地碱蓬和互花米草之间及滩涂湿地与防风林(或农田)之间的过渡,可种植其他本土植物,如芦苇等,提高生态系统稳定性;在必要时,可适当采取人工措施,如修建潮汐通道和缓坡,改善土壤环境,为盐地碱蓬及其他本土植物提供更加适宜的生长环境。

  3.3外来物种管控措施和工程建议

  考虑到互花米草入侵是保护区原生植被物种退化的主要原因之一,建议在保护区针对互花米草开展一定的管控措施,尤其是在互花米草与原生植被的交界区域,可通过刈割、围淹等物理方式阻止互花米草的入侵。在政策允许的前提下,局部采取以下一些小型工程措施:(1)在保护区潮滩碱蓬退化区域开挖一些小型沟渠,作为引水通道,增加碱蓬区域营养物质、水分、沉积物的供给,促进碱蓬湿地的恢复。(2)在互花米草前缘侵蚀岸段修筑一些小型丁坝,防止岸线侵蚀。

  3.4多学科专业交叉,提升潮滩生态修复格局和研究手段基于河口海岸动力学、生态动力学等专业知识,剖析潮滩地貌演变规律,厘清地貌特征与潮滩生态植被之间的潜在关系;综合水文、水动力学、水化学等专业知识,建立潮滩水系循环和营养盐输运理论,营造合理的潮滩生境,促进潮滩生态植被的自然生长和繁育。结合信息化监控技术,实时监控和调节潮滩内部水盐气时空变化特征,维持和优化潮滩生态环境。结合中长期潮滩演变趋势,适时采用新材料技术,促进潮滩内部水盐运移,维系潮滩生境的良性循环。

  4结语

  盐城湿地具有适宜的气候条件、丰富的自然资源、多样的生态系统,是全球最重要的湿地之一。近年来,盐城沿海湿地严重退化,环境遭到破坏,生态系统失衡。本文从多个角度分析了造成湿地退化的因素,包括围垦活动、海岸带养殖、外来物种入侵、海平面上升、环境污染等,表明盐城沿海湿地正在面临着严重的退化风险。对湿地生态修复提出了建议:

  (1)加强海陆空全方位的滩涂同步观测技术研究,获取丰富的潮滩数据,结合理论方法和数值模式,推动潮滩演变模型从定性到定量的提升。(2)构建“三横三纵”生态廊道,建设以自然生态恢复工程为主的生态重点区,结合人工干扰的措施修复,通过点线面三维度对滩涂湿地进行管理和保护。(3)开展外来物种的管控,并协同有关部门出台管控技术标准或规范;(4)结合多学科专业知识和现代化的技术,厘清潮滩地貌、生态植被、水系循环之间的关系,以维系和优化潮滩生态环境的良性循环。

  参考文献

  [1]王国祥.盐城沿海湿地:江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区综合科学考察报告[M].北京:科学出版社,2017.

  [2]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(1):78-85.

  [3]陈娟,田伟.盐城市湿地资源现状与原生态保护探索[J].湿地科学与管理,2021(2):65-67.

  [4]环境保护部,中国科学院.关于印发《全国生态功能区划(修编版)》的公告[EB/OL](.2015-11-23)[2021-08-21].

  [5]张立,于秀波,姜鲁光,等.中国沿海湿地保护绿皮书——沿海湿地保护十大进展与最值得关注的十块滨海湿地[J].生物学通报,2018(8):4-9.

  [6]王敬华,何大巍,张策,等.江苏盐城滨海湿地研究进展[J].湿地科学与管理,2011(3):60-63.

  作者:林伟波,李兰满,陈鹏

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