廣西北海紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站建設(shè)設(shè)計(jì)

陳新軍

( 廣西華森設(shè)計(jì)咨詢有限公司，南寧 530011)

紅樹(shù)林是熱帶、亞熱帶海岸潮間帶寶貴的海洋濕地資源和地球上生物多樣性與生產(chǎn)力最高的海洋自然生態(tài)系統(tǒng)之一，也是沿海防護(hù)林體系的重要組成部分，素有“海上森林”“海洋牧場(chǎng)”之稱，具有保護(hù)世界珍稀瀕危動(dòng)物，護(hù)堤擋風(fēng)、防止水土流失、凈化海水、減少和防止沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害等作用[1-3]。紅樹(shù)林濕地也是鳥(niǎo)類(lèi)的重要棲息地，魚(yú)、蝦、蟹、貝類(lèi)等生長(zhǎng)和繁殖的理想場(chǎng)所，對(duì)于保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)等野生生物的物種多樣性，促進(jìn)海洋漁業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義[4]。我國(guó)目前盡管已建有3個(gè)紅樹(shù)林濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)站(國(guó)家林業(yè)局東寨港站、廈門(mén)大學(xué)湛江站、廣州林業(yè)和園林局廣州南沙站)，但長(zhǎng)期以來(lái)，紅樹(shù)林濕地長(zhǎng)期定位研究依然不多，環(huán)境質(zhì)量及各種生物動(dòng)態(tài)變化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料不夠全面、系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值并未得到科學(xué)、準(zhǔn)確和全面的量化評(píng)價(jià)，不能滿足科學(xué)合理保護(hù)與利用資源和環(huán)境的需要。同時(shí)，北部灣作為我國(guó)紅樹(shù)林濕地重要組成部分，區(qū)位重要，濕地類(lèi)型代表性典型性強(qiáng)，迄今尚未建設(shè)生態(tài)監(jiān)測(cè)站。因此，建設(shè)廣西北海濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，科學(xué)合理設(shè)計(jì)和確定該站位置、觀測(cè)研究?jī)?nèi)容和儀器設(shè)備等，對(duì)完善國(guó)家林業(yè)局濕地生態(tài)定位監(jiān)測(cè)站體系，擴(kuò)展和充實(shí)我國(guó)紅樹(shù)林濕地定位站研究?jī)?nèi)容，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握紅樹(shù)林濕地資源狀況及消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，揭示紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性維持機(jī)制，為紅樹(shù)林濕地保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)具有重要意義。

1 區(qū)域概況

1.1 自然地理?xiàng)l件

北海市地處廣西南端，北部灣東北岸，坐標(biāo)北緯21°29′～21°55′34″，東經(jīng)108°50′45″～109°47′28″，西北距南寧市206 km，東距湛江市198 km，東南距海口市147海里。與海南省隔海相望，鄰近東南亞諸國(guó)，背靠大西南云貴川諸省，處于大西南、海南及東南亞的中樞位置，地理位置優(yōu)越。

屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫22.9 ℃，年平均降雨量1 670 mm，年平均日照時(shí)數(shù)2 009 h。主要土壤種類(lèi)有：磚紅壤、水稻土、潮土、沼澤土，其中以磚紅壤土類(lèi)面積最大，占總面積80.23%。北海港潮汐性質(zhì)比值(HK1+HO1)/Hm2：4.03，潮汐類(lèi)型屬于全日潮型。海面最低2月份平均為2.43 m，最高10月份平均為2.66 m，歷年平均海面2.49～2.60 m之間，年平均潮差在2.24～2.77 m之間。

1.2 北海市紅樹(shù)林資源現(xiàn)狀及特點(diǎn)

紅樹(shù)林位于北緯21°左右和季節(jié)雨林季風(fēng)氣候的北海市沿海，有植被14科21種。紅樹(shù)林灘面，從內(nèi)灘(高潮線)到外灘(低潮線)，土壤依次為淤泥、半泥沙(中外灘)和細(xì)沙，分別生長(zhǎng)著木欖(Bruguieragymnorrhiza)、紅海欖(Rhizophorastylosa)、秋茄樹(shù)(Kandeliacandel)和白骨壤(Avicenniamarina)等單優(yōu)群落，內(nèi)灘常有2～3種植物混交的過(guò)渡類(lèi)型——木欖群落，由內(nèi)灘過(guò)渡到海岸半紅樹(shù)林帶；海岸紅樹(shù)林類(lèi)型有：白骨壤群落、秋茄群落、桐花樹(shù)群落、紅海欖群落、木欖群落、桐花樹(shù)—溝葉結(jié)縷草群落；海岸半紅樹(shù)林類(lèi)型有：海漆群落、黃槿、水黃皮群落、海芒果群落。木欖、紅海欖、桐花樹(shù)(Aegicerascorniculatum)、白骨壤、秋茄樹(shù)等主要種類(lèi)，在市區(qū)沿海僑港鎮(zhèn)、大冠沙、營(yíng)盤(pán)、福成等有零星分布。

北海市紅樹(shù)林總面積約3 700 hm2，約占全國(guó)紅樹(shù)林面積16%，其中北海市轄區(qū)的合浦縣境內(nèi)約3 000 hm2(包括丹兜海510 hm2，英羅海220 hm2)，另外在黨江、西場(chǎng)等河口潮間帶及海岸也分布有紅樹(shù)林濕地[5]。北海城區(qū)有紅樹(shù)林約135 hm2，分布在大冠沙、馮家江、禾溝等處，是國(guó)內(nèi)少有的緊靠市區(qū)的紅樹(shù)林濕地之一。在我國(guó)紅樹(shù)林濕地類(lèi)型中，北海市紅樹(shù)林濕地具有良好的區(qū)域代表性和類(lèi)型代表性，分布區(qū)氣候主要體現(xiàn)南亞熱帶海洋氣候，季風(fēng)明顯，海洋性強(qiáng)，干濕季分明；集中了典型沙生紅樹(shù)林濕地類(lèi)型的動(dòng)植物區(qū)系，現(xiàn)有真紅樹(shù)林植物9科14屬18種；底棲動(dòng)物45科102種，兩棲動(dòng)物12種、爬行動(dòng)物25種、鳥(niǎo)類(lèi)88種[5]，是進(jìn)行紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)定位研究的理想場(chǎng)所。

北海市紅樹(shù)林具有以下特點(diǎn)：紅樹(shù)林位于開(kāi)闊的高能量海灘，風(fēng)浪頻度和強(qiáng)度極高；紅樹(shù)林屬于天然沙生紅樹(shù)林；紅樹(shù)林受城市建設(shè)(尤其是濱海旅游)的人為干擾較大[6]；對(duì)海平面上升較敏感(表現(xiàn)為沙壩的向陸移動(dòng))。

2 定位觀測(cè)站設(shè)計(jì)

2.1 建設(shè)目標(biāo)

建成為國(guó)內(nèi)外有影響力的紅樹(shù)林濕地定位研究、交流平臺(tái)，紅樹(shù)林濕地生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)功能公眾教育和宣傳基地，并實(shí)現(xiàn)與全國(guó)紅樹(shù)林濕地生態(tài)站的數(shù)據(jù)共享，為紅樹(shù)林濕地的保護(hù)、管理和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展提供決策依據(jù)。

2.2 主要監(jiān)測(cè)研究?jī)?nèi)容

主要圍繞自然與人為環(huán)境因素對(duì)紅樹(shù)林生長(zhǎng)和演替的影響，紅樹(shù)林濕地結(jié)構(gòu)與功能對(duì)全球變化特別是海平面上升的響應(yīng)及反饋，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及健康狀況監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，紅樹(shù)林濕地與陸地和海洋環(huán)境的物質(zhì)與能量交換規(guī)律，人為干擾對(duì)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響[7]等研究?jī)?nèi)容，開(kāi)展紅樹(shù)林濕地區(qū)域氣象觀測(cè)，紅樹(shù)林防風(fēng)和防浪等防災(zāi)效應(yīng)觀測(cè)，紅樹(shù)林群落結(jié)構(gòu)及功能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，紅樹(shù)林生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)，紅樹(shù)林濕地地下水位動(dòng)態(tài)及及其對(duì)紅樹(shù)林的影響監(jiān)測(cè)。

北海濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究是研究生境也是完善中國(guó)濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)的需要。

2.3 建設(shè)設(shè)計(jì)

按照國(guó)家林業(yè)局和國(guó)家科技部關(guān)于建立具有國(guó)際水準(zhǔn)生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期研究網(wǎng)絡(luò)要求及全國(guó)生態(tài)定位站研究網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)定位研究?jī)?nèi)容和所需條件，在北海紅樹(shù)林分布區(qū)選點(diǎn)，并進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施、觀測(cè)系統(tǒng)及儀器設(shè)備等建設(shè)。

2.3.1 總平面布局 北海濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站建設(shè)采用“一站三點(diǎn)”式布局，即設(shè)立1個(gè)主站點(diǎn)和3個(gè)分站點(diǎn)(圖1)。 主站點(diǎn)位于冠頭嶺，以建設(shè)實(shí)驗(yàn)綜合樓和氣象站，為開(kāi)展科學(xué)試驗(yàn)，宣傳教育提供基礎(chǔ)設(shè)施為主；設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)氣象站，觀測(cè)定位站所在區(qū)域的氣象特征。分站點(diǎn)分別設(shè)立在大冠沙、黨江和山口，大冠沙分站以監(jiān)測(cè)開(kāi)闊海域沙生紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)為主，黨江分站以監(jiān)測(cè)河口區(qū)域紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)為主，山口分站以監(jiān)測(cè)港灣區(qū)域紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)為主。

在大冠沙站開(kāi)闊的桐花樹(shù)和白骨壤紅樹(shù)林，設(shè)立防風(fēng)效應(yīng)和防浪效應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)紅樹(shù)林濕地防災(zāi)減災(zāi)效應(yīng)；設(shè)立固定樣地400 m2，對(duì)紅樹(shù)林群落的結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；設(shè)立地下水觀測(cè)井35～40 m，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)地下水位動(dòng)態(tài)及對(duì)紅樹(shù)林的影響。在黨江分別設(shè)立固定樣地及地下水觀測(cè)井，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)天然紅樹(shù)林地下水位、水溫和水質(zhì)。在山口分站設(shè)立固定樣地。

圖1 研究站各站點(diǎn)分布圖

2.3.2 基礎(chǔ)設(shè)施 北海濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站新建主要基礎(chǔ)設(shè)施有(表1)：科研實(shí)驗(yàn)用房、固定樣地、防風(fēng)效應(yīng)平臺(tái)、防浪效應(yīng)平臺(tái)、氣象站場(chǎng)、地下水觀測(cè)井等。

表1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容及主要用途

2.3.3 儀器設(shè)備 主要設(shè)備有：紅樹(shù)林效應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)、氣象觀測(cè)設(shè)備、水文觀測(cè)設(shè)備、生物特征觀測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，各設(shè)備的主要用途詳見(jiàn)表2。

2.3.4 技術(shù)支撐 技術(shù)依托單位為中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所和廣西紅樹(shù)林研究中心。

3 結(jié)語(yǔ)

廣西北海濕地生態(tài)定位研究站建設(shè)既有利于完善我國(guó)濕地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，又通過(guò)對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的長(zhǎng)期、系統(tǒng)觀測(cè)研究，更準(zhǔn)確、清晰地認(rèn)識(shí)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)演替變化規(guī)律及趨勢(shì)，可為解決人類(lèi)活動(dòng)和紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)生物資源可持續(xù)利用之間的矛盾，建立與維護(hù)人工紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)以及修復(fù)低效殘次紅樹(shù)林提供更有力的技術(shù)支撐，充分發(fā)揮紅樹(shù)林濕地生態(tài)等服務(wù)效能，推動(dòng)我國(guó)紅樹(shù)林濕地資源保護(hù)、修復(fù)和可持續(xù)利用，取得良好的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

表2 儀器設(shè)備的主要用途