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    鹽城沿海濕地退化原因及生態恢復措施研究

    所屬分類:經濟論文 閱讀次 時間:2021-12-06 10:56

    本文摘要:摘要:受到人類活動和自然條件變化的影響,鹽城沿海濕地面臨著巨大的壓力,濕地資源銳減、生態環境惡化,不利于濕地的可持續發展。文章概括了鹽城濕地退化現狀,分析并指出圍墾、海平面上升、海岸侵蝕、環境污染、外來物種入侵、海岸帶養殖等是導致濕地退化的原因,進

      摘要:受到人類活動和自然條件變化的影響,鹽城沿海濕地面臨著巨大的壓力,濕地資源銳減、生態環境惡化,不利于濕地的可持續發展。文章概括了鹽城濕地退化現狀,分析并指出圍墾、海平面上升、海岸侵蝕、環境污染、外來物種入侵、海岸帶養殖等是導致濕地退化的原因,進一步針對灘涂濕地觀測技術和理論發展、生態修復工程設置、外來物種管控措施和工程、潮灘生態修復格局和研究手段的提升等方面提出建議,為實現鹽城沿海濕地科學發展及高效管理提供決策依據。

      關鍵詞:鹽城;濕地退化;生態恢復

    生態修復

      0引言

      沿海濕地是海洋與陸地相互作用的綜合地帶,是受海陸性質及人類活動影響明顯的區域。濕地獨特的自然環境使其成為高功能性的生態服務系統,不僅包括豐富的水資源、土地資源,還孕育著多種多樣的生物,是一個具有高價值、高生產力的生態系統[1]。此外,濕地具有涵養水源、凈化水體、蓄洪防旱、減緩海岸侵蝕、調節局地氣候等功能[2],享有“地球之腎”的稱號。

      生態工程論文:國土綜合整治與生態修復格局劃分淺析

      鹽城沿海濕地位于江蘇省沿海中部,是江蘇省濕地資源最豐富、濕地類型最多樣、生態系統最齊全的區域,素有“東方濕地之都”的稱號[3]。鹽城濕地位于全國重要生態功能區內[4];濕地內有國家珍禽自然保護區和大豐麋鹿國家級自然保護區,是丹頂鶴、麋鹿等瀕危物種賴以生存的家園;同時也是候鳥遷徙的棲息地[5]。2019年鹽城黃(渤)海候鳥棲息地申遺成功,是我國首個濱海濕地類型的遺產,也是全球第二塊潮間帶濕地遺產,進一步凸顯了該區域的生態保護價值。近幾十年來,在人類社會活動和自然環境的影響下,濕地保護依然面臨著面積減小、功能減退、受威脅壓力持續增大等問題[6-7]。鹽城沿海濕地的退化現狀及生態修復得到了國內研究者的關注。

      陳洪全等[8]分析鹽城濕地生態修復的原則和目標,劃分不同生態修復類型并提出對應的修復方法;常曼等[9]分析濕地退化原因,明確濕地生態恢復的目標,概括適合鹽城濕地生態恢復的主要技術;陳娟等[3]分析鹽城濕地資源的現狀,提出建立生態補償及生態預警機制、提升生態修復技術、打造濕地文化品牌等濕地保護和利用措施;何冬梅等[10]探討了鹽城濱海濕地植被恢復需遵循的生態學原則和恢復技術。為了更加科學地管理和開發濕地資源,保障濕地社會經濟和生態功能可持續發展,本研究針對鹽城濕地的現狀及退化原因進行分析,并提出濕地生態恢復的有關措施。

      1鹽城沿海濕地概況及退化現狀

      1.1鹽城沿海濕地概況

      鹽城沿海濕地包括響水、濱海、射陽、大豐、東臺市的沿海濕地,是亞洲陸地邊緣最大的沿海濕地。北起灌河口入?谀蟼龋现寥齻}河入?诒眰龋瑬|至海水-6m等深線,西邊界處于動態變化中。鹽城沿海濕地屬于濕潤的季風氣候區,具有四季分明、雨水豐沛、雨熱同季、日照充足等特點。年均氣溫13.7~14.6℃,年均降雨量980~1070mm,正常年份水熱分布同步,有利于生物生長,但也存在明顯的時空差異,干旱年份灘涂缺水現象比較嚴重。

      沿海濕地獨特的自然條件為植被的發育提供了適宜的環境,進而為鳥類、魚類等動物提供了理想的棲息地。鹽城沿海濕地具有豐富的生物資源,高等植物614種,其中國家重點保護野生植物5種;哺乳動物共47種,魚類共199種,兩棲類爬行類共30種,昆蟲498種,鳥類共390種,其中一級保護動物如丹頂鶴、麋鹿、東方白鶴等共13種,二級保護動物共83種。廣闊的堿蓬、米草群叢及蘆葦成為保護區內獨具一格的自然景觀,具有重要觀賞價值,還為眾多野生動植物,特別是珍稀動物棲息提供了良好的棲息環境[11-12]。

      海洋、河口及內河的漁業資源及鹽業資源等也是保護區內重要的自然資源,其開發利用的歷史悠久。1.2濕地退化現狀2005年實施的908專項調查表明,鹽城海岸線總長378.885km,約占江蘇省海岸線總長度的43%,灘涂面積1262km2,約占江蘇省灘涂面積的40%[13]。近幾十年來,沿海城市經濟社會發展對土地的需求不斷增加,鹽城濕地的圍墾開發利用進程隨之加快,1951—2009年灘涂開發面積為1607.3km2;2010—2019年,實際新增圍墾灘涂總面積約150km2。 鹽城自然濕地總體變化趨勢如下:總面積自1983年以來呈持續減小趨勢,其中1983—1993年、1993—2003年、2003—2013年自然景觀面積分別減小了389.05km2、548.38km2、273.38km2[14]。

      2019年9月現場調查發現鹽城濕地珍禽保護區實驗區的淤蝕分界點南移。2020年,保護區管理處調查發現,鹽城濕地珍禽保護區核心區侵蝕逐漸加劇,核心區灘涂每年約向后蝕退100m,濕地受海水侵蝕加劇。隨著侵蝕性海岸防護工程的實施,岸線后退得到控制,岸線侵蝕特征由蝕退轉變為下蝕,侵蝕性海岸的灘涂面積逐漸減小。南部淤長型海岸依然保持較快的淤積速率,受潮流影響復雜,潮灘短期內的侵蝕動態非;钴S。

      由于濕地面積不斷減小,濕地植被退化嚴重[7,15]。2019年無人機的調查表明,潮灘濕地堿蓬植被退化顯著;诮15年的Landsat遙感影像發現堿蓬不斷遭受互花米草和蘆葦的兩側擠壓,面積不斷減小,2018年核心區內堿蓬面積已不足15km2,保護區外圍堿蓬已基本消失。

      2濕地退化原因分析

      2.1人類圍墾造地加劇,濕地萎縮

      圍墾造地是威脅沿海濕地的重要因素,是濕地面積持續萎縮的主要原因[16]。人口經濟快速增長與土地資源緊缺相矛盾,圍墾濕地成為重要的緩解途徑,大面積圍墾灘涂,直接造成了濕地面積的縮減。此外,鹽城沿海濕地資源的低層次、掠奪性開發較多。在開展經濟活動中出現了實驗區灘涂圍墾及大型工廠建設等危及保護區生態環境的現象,造成了生境的破碎化,環境污染增加,資源被破壞,破壞了保護區內生物的生存環境。

      2.2海岸帶養殖業蓬勃發展

      隨著經濟和社會發展的需求,海岸帶養殖業蓬勃發展。2010年江蘇海域確權養殖用海面積為93.53km2,2019年達2689.2km2。2010—2019年鹽城灘涂的開發利用中,種植和養殖用地占有較大比例。大面積海水養殖和種植有效地增加了農業供給,為社會創造了一定的經濟效益。然而,養殖與種植用地面積的不斷增大,壓縮自然濕地的空間,造成濕地生態景觀多樣性缺失,減弱了濕地的生態服務功能[17]。此外,不科學、不規范的養殖業會進一步導致海水富營養化,誘發赤潮等災害。

      2.3外來物種入侵,植被演化加劇

      鹽城沿海濕地適宜的自然條件使某些外來物種瘋狂擴張,侵占原生生物的生存空間,破壞當地生物多樣性,阻礙了濕地的穩定發展[18-19]。針對鹽城濕地植被的調查顯示,2004年堿蓬和互花米草的面積約分別為43km2和25km2,2018年約為12km2和32km2,堿蓬面積銳減;セ撞輸U張不僅侵占了堿蓬的生存空間,造成區域生境質量下降,還破壞了鳥類的棲息地生境,被列為濕地環境的重要威脅之一[20]。

      2.4環境污染,濕地生態系統面臨威脅

      環境污染已經成為我國沿海濕地生態系統面臨的最嚴重威脅之一。濱海濕地承擔著陸地污染源的排放和傾瀉,主要包括生活及工農業生產活動中產生的污廢水。陸源污染物持續不斷的傾瀉造成了濕地的環境污染,破壞濕地原有生境,使濕地生態系統失衡[21-22]!督K省生態環境狀況公報》(《江蘇省海洋環境質量公報》)入海河流水質狀況調查顯示,2017—2019年入海河流的水質低于Ⅲ類標準的比例分別為95.6%,76.9%,53.8%。近幾年,雖然入海河流水質有改善的趨勢,但是污染水質所占的比例仍較大,對海洋濕地生態環境的破壞較顯著。

      2.5海岸帶侵蝕,濕地不斷退化

      海岸侵蝕是一種普遍存在的地質災害,是導致濕地退化的主要因素之一。海岸侵蝕使岸線后退,濕地面積減少,濕地環境完全向深海環境轉變,生態環境遭到破壞[7]。

      2013年調查鹽城振東河閘至射陽河口粉沙淤泥質岸段,監測海岸長度62.9km,其中侵蝕岸段長度達36.7km,平均侵蝕速度為26.4m/a;2014年海岸侵蝕監測長度52.9km,其中受侵蝕海岸長度為20.4km。鹽城沿海濕地的侵蝕類型包括3類:侵蝕后退型、蝕淤過渡型、淤長型海岸,其中灌河口至射陽河口岸段濕地屬于侵蝕后退型。雖然該類型的濕地面積較小,但造成的濕地基底的破壞是不可逆轉的,其對濕地造成的破壞作用仍不可忽視。

      2.6海平面上升,濕地被淹沒全球變暖造成海平面上升已成為不爭的事實,沿海濕地作為海洋和陸地的交界地帶,由于地勢較低,對海平面的上升十分敏感。觀測結果表明,江蘇海域海平面年際變化呈波動性上升趨勢,以每年約3mm的速度上升,該速率高于同期其他區域,且有加快的趨勢[23]。海平面上升將會對沿海濕地產生一系列的影響,如淹沒濕地、侵蝕海岸、加劇海水入侵等。由于海平面的上升,預計到2080年全球濕地面積減少約22%,若加上人為因素的影響,減少面積可超過70%[24]。因此,海平面不斷上升是威脅沿海濕地的重要因素。

      3鹽城沿海濕地生態恢復措施建議

      3.1灘涂濕地觀測技術和理論發展建議

      潮灘演變研究是破解濕地保護與修復難題的重要技術手段,通過構建模型以模擬潮灘動力要素和地貌之間的作用,預測潮灘的變化,F階段,由于缺少詳盡的潮灘地面參數等原因,動力地貌模型長期在定性模擬階段徘徊不前。

      因此,應加強海-陸-空立體同步觀測技術研究,綜合運用衛星、無人機、水動力泥沙及生物觀測設備,開展潮間帶極淺水與潮下帶淹水區水動力參數同步觀測,解決水動力資料缺失難題;發展潮灘地形遙感技術,解決潮灘全域高精度地形監測難題;優化沉積物組分和粒度參數遙感反演方法,解決數值模擬驗證難題;創新泥沙臨界起動切應力的遙感監測機理與方法,解決潮灘環境認識缺乏難題;發展鹽沼生物量遙感反演模型,解決鹽沼植被鈣化難題。通過突破以上潮灘數據獲取關鍵技術,為濱海濕地演變模擬提供基礎數據支撐,進一步探索遙感和動力地貌模型耦合方法,構建精細化動力地貌模型,闡明潮灘地貌演變規律,預測未來變化趨勢,推動潮灘演變理論與技術向前發展。

      3.2灘涂濕地生態修復工程設置建議

      針對不同灘涂區的特點,優化“三橫三縱”生態廊道,用于整個區域的生態流暢通。生態廊道應以蘆葦鹽沼和潮溝等為主,具有豐富的群落結構,為生物提供適宜生境并連接相鄰棲息地。

      生態重點區以修復具有重要生態學意義本土植被為主要目的而進行優化,并通過生態廊道連通,在重點區域可進行鹽地堿蓬植被修復工程,建議以自然生態恢復工程為主,在適宜性較低的區域可適當采取人為措施進行合理的干擾。通過點、線、面3個維度對核心區進行管理和保護,可以最大程度保護區域生態環境。生態修復技術應根據不同的土壤水分條件和植物生長特性限制,合理規劃本土物種與引進物種生長區域。利用互花米草與鹽地堿蓬生長區域的生態水位差異,合理配置灘涂濕地互花米草和鹽地堿蓬。

      基于自然潮溝、入海河流通道及人工溝渠,在灘涂濕地前沿與大潮溝種植互花米草,增加灘涂泥沙淤積能力,減緩灘涂侵蝕,并控制其過度擴張,適當抬高潮溝間的區域;溝渠中間平臺種植鹽地堿蓬,可采取本土物種種子庫技術,增加萌發概率,或進行人工培植,移栽植株,提高鹽地堿蓬存活率;鹽地堿蓬和互花米草之間及灘涂濕地與防風林(或農田)之間的過渡,可種植其他本土植物,如蘆葦等,提高生態系統穩定性;在必要時,可適當采取人工措施,如修建潮汐通道和緩坡,改善土壤環境,為鹽地堿蓬及其他本土植物提供更加適宜的生長環境。

      3.3外來物種管控措施和工程建議

      考慮到互花米草入侵是保護區原生植被物種退化的主要原因之一,建議在保護區針對互花米草開展一定的管控措施,尤其是在互花米草與原生植被的交界區域,可通過刈割、圍淹等物理方式阻止互花米草的入侵。在政策允許的前提下,局部采取以下一些小型工程措施:(1)在保護區潮灘堿蓬退化區域開挖一些小型溝渠,作為引水通道,增加堿蓬區域營養物質、水分、沉積物的供給,促進堿蓬濕地的恢復。(2)在互花米草前緣侵蝕岸段修筑一些小型丁壩,防止岸線侵蝕。

      3.4多學科專業交叉,提升潮灘生態修復格局和研究手段基于河口海岸動力學、生態動力學等專業知識,剖析潮灘地貌演變規律,厘清地貌特征與潮灘生態植被之間的潛在關系;綜合水文、水動力學、水化學等專業知識,建立潮灘水系循環和營養鹽輸運理論,營造合理的潮灘生境,促進潮灘生態植被的自然生長和繁育。結合信息化監控技術,實時監控和調節潮灘內部水鹽氣時空變化特征,維持和優化潮灘生態環境。結合中長期潮灘演變趨勢,適時采用新材料技術,促進潮灘內部水鹽運移,維系潮灘生境的良性循環。

      4結語

      鹽城濕地具有適宜的氣候條件、豐富的自然資源、多樣的生態系統,是全球最重要的濕地之一。近年來,鹽城沿海濕地嚴重退化,環境遭到破壞,生態系統失衡。本文從多個角度分析了造成濕地退化的因素,包括圍墾活動、海岸帶養殖、外來物種入侵、海平面上升、環境污染等,表明鹽城沿海濕地正在面臨著嚴重的退化風險。對濕地生態修復提出了建議:

      (1)加強海陸空全方位的灘涂同步觀測技術研究,獲取豐富的潮灘數據,結合理論方法和數值模式,推動潮灘演變模型從定性到定量的提升。(2)構建“三橫三縱”生態廊道,建設以自然生態恢復工程為主的生態重點區,結合人工干擾的措施修復,通過點線面三維度對灘涂濕地進行管理和保護。(3)開展外來物種的管控,并協同有關部門出臺管控技術標準或規范;(4)結合多學科專業知識和現代化的技術,厘清潮灘地貌、生態植被、水系循環之間的關系,以維系和優化潮灘生態環境的良性循環。

      參考文獻

      [1]王國祥.鹽城沿海濕地:江蘇鹽城濕地珍禽國家級自然保護區綜合科學考察報告[M].北京:科學出版社,2017.

      [2]谷東起,趙曉濤,夏東興.中國海岸濕地退化壓力因素的綜合分析[J].海洋學報,2003(1):78-85.

      [3]陳娟,田偉.鹽城市濕地資源現狀與原生態保護探索[J].濕地科學與管理,2021(2):65-67.

      [4]環境保護部,中國科學院.關于印發《全國生態功能區劃(修編版)》的公告[EB/OL](.2015-11-23)[2021-08-21].

      [5]張立,于秀波,姜魯光,等.中國沿海濕地保護綠皮書——沿海濕地保護十大進展與最值得關注的十塊濱海濕地[J].生物學通報,2018(8):4-9.

      [6]王敬華,何大巍,張策,等.江蘇鹽城濱海濕地研究進展[J].濕地科學與管理,2011(3):60-63.

      作者:林偉波,李蘭滿,陳鵬

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