鹽城濱海濕地植被恢復(fù)原則與技術(shù)概述

何冬梅, 江 浩, 祝亞云

(江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院,江蘇 南京 211153)

鹽城濱海濕地位于江蘇蘇北平原東部(32°34′N—34°28′N，119°48′E—120°56′E)，海岸線沿黃海從南向北長582 km[1]。濕地類型包括淤泥質(zhì)灘涂、湖泊、河流和沼澤等，其中淤泥質(zhì)灘涂面積達(dá)45萬hm2，約占江蘇省灘涂總面積的70%，占全國灘涂總面積的1/7[2]。隨著圍墾、放牧等人類活動(dòng)的干擾和過度利用，以及農(nóng)業(yè)、工業(yè)等污染，鹽城濱海濕地資源受到了嚴(yán)重破壞，濕地功能退化，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)丨h(huán)境和社會(huì)的發(fā)展[3]。面對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)破壞帶來的不良影響，加強(qiáng)濕地生態(tài)恢復(fù)就顯得尤為迫切，而植被恢復(fù)是退化濕地生態(tài)恢復(fù)的重要措施。本文立足鹽城濱海濕地退化現(xiàn)狀和退化原因，提出了退化濕地植被恢復(fù)的原則和技術(shù)，以期為鹽城濱海退化濕地的生態(tài)恢復(fù)工作提供參考。

1 退化現(xiàn)狀

1.1 濕地面積減少，功能下降

20世紀(jì)70年代，人口大幅度增加，為擴(kuò)大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，當(dāng)?shù)卣扇×艘幌盗虚_發(fā)利用濱海濕地的措施。其中，灘涂濕地的大面積圍墾，導(dǎo)致了鹽城沿海自然濕地面積銳減。張明娟等[4]分析了近30 a鹽城沿海灘涂濕地面積的變化情況。結(jié)果顯示，鹽城灘涂濕地面積由1976年的57.77萬hm2減少到了2007年的41.89萬hm2，其中2002—2007年減少幅度最大，每年約減少1.22萬hm2。這是由于20世紀(jì)90年代末，江蘇提出了“海上蘇東”建設(shè)，該計(jì)劃的實(shí)施使鹽城沿海灘涂濕地再次被大量的開發(fā)利用，濕地面積總計(jì)減少12.11萬hm2，下降21.63%[5]。人為干擾活動(dòng)不僅使?jié)竦孛娣e急劇減少，而且使得濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能也隨之減弱[6]。相關(guān)研究表明，伴隨著濱海濕地植被面積減少，濕地的氣候調(diào)節(jié)、促淤保灘、抗風(fēng)消浪、維持生物多樣性等生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮都受到制約[7]。

1.2 植被退化，生物多樣性下降

鹽城濱海濕地的植被群落以堿蓬、蘆葦、大米草為主。隨著鹽城灘涂圍墾力度的不斷加大，濕地遭到嚴(yán)重破壞，植被面積不斷縮小。左平等[8]對(duì)江蘇鹽城濱海濕地近幾十年的景觀變化進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，從1987年到2007年，堿蓬群落的面積由4.12萬hm2減少到了1.66萬hm2；蘆葦群落的面積從1992年開始一直呈減少趨勢(shì)；從1976年到2007年，獐茅群落由大約5萬hm2幾乎減少為0。谷東起等[6]采用遙感和GIS技術(shù)對(duì)1980年以來鹽城濱海濕地的植被退化情況進(jìn)行了定量評(píng)估。結(jié)果表明，該時(shí)間段鹽城濱海濕地的自然濕地大面積減少，堿蓬、蘆葦、大米草等植被嚴(yán)重退化。張佳佳等[9]通過研究鹽城濱海濕地的植被動(dòng)態(tài)變化得出，自1992年以來，蘆葦、堿蓬以及大米草的總面積均表現(xiàn)出了持續(xù)減少的趨勢(shì)。以鹽城川東港至梁垛河口段濕地為界，1992年濕地植被總面積為0.88萬hm2，到2016年該區(qū)植被總面積則減少為0.26萬hm2，減少了近 2/3[9]。濱海濕地植被為海洋生物提供了重要的產(chǎn)卵場、越冬場和避難所，是濕地動(dòng)物的重要棲息地。濕地植被的退化，使這些生物的棲息環(huán)境遭到破壞，影響了濕地生物的生存，從一定程度上降低了濱海濕地的生物多樣性。相關(guān)研究表明，隨著鹽城濱海濕地被大量圍墾，加速了丹頂鶴等珍稀鳥類越冬棲息地的縮減和破壞。1990年到1998年間，丹頂鶴棲息地面積大約減少了60%；而在2000年到2008年間，在該區(qū)域過冬的丹頂鶴數(shù)量則由1 128只減少為640只[1]。另外，濕地植被退化引起生存環(huán)境惡化，還會(huì)造成許多貝類種類和數(shù)量的減少。

2 退化原因

2.1 不合理開發(fā)利用

濕地面積縮減，植被退化是人為因素和自然因素共同作用的結(jié)果。人為干擾因素主要包括圍墾、養(yǎng)殖、工業(yè)建設(shè)、港口修建以及旅游等，其中大規(guī)模圍墾開發(fā)是造成鹽城濕地植被消失的的主要因素。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，僅鹽城濱海濕地斗龍港口—弶港岸段，從1980年到2008年近30 a間該岸段堿蓬面積減少了84%，僅剩下0.56萬hm2，而耕地和養(yǎng)殖池面積則分別增加了3萬hm2和3.22萬hm2[6]。同樣，在鹽城濱海濕地的川東港至梁垛河口段，圍墾開發(fā)也是該區(qū)植被破壞的主要因素。研究表明，1992至2000 年間，該區(qū)大面積的堿蓬和茅草植被被開發(fā)為耕地，植被面積急劇減少；2000至2016年間，大面積的米草、堿蓬、蘆葦濕地轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖塘[9]。自然濕地的大規(guī)模圍墾，使動(dòng)植物棲息地不斷喪失，濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能受到嚴(yán)重影響。

2.2 環(huán)境污染

環(huán)境污染是影響當(dāng)前濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要因素之一[1]。鹽城濱海濕地的污染源主要包括：農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染、工業(yè)“三廢”、周邊居民生活垃圾、城鎮(zhèn)污水排放、以及海水養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢物等。鹽城濱海濕地周邊養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖的過程中采用柴油機(jī)給養(yǎng)殖池塘供氧和排水，柴油的泄露在一定程度上給濱海濕地造成了石油類污染[10]。據(jù)《2017年江蘇省海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》中的數(shù)據(jù)顯示，全省95%的入海河流的水質(zhì)低于地表水第Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，4個(gè)入海排污口81%的監(jiān)測(cè)結(jié)果低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求，重點(diǎn)排污口鄰近海域環(huán)境污染尤其嚴(yán)重，主要污染物為重金屬、氨氮、總磷、石油類。環(huán)境污染破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)，降低了生物多樣性，嚴(yán)重影響了濕地的生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展。

2.3 外來物種入侵

外來物種入侵是指生物物種由原產(chǎn)地通過自然或人為的方式進(jìn)入一個(gè)新的環(huán)境中，如果沒有制約它的生物，外來物種就會(huì)憑借其旺盛的繁殖力和強(qiáng)大的競爭力變成入侵者，排擠環(huán)境中的原生種，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，并最終影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境[11]。外來物種入侵是導(dǎo)致鹽城濱海濕地生物多樣性喪失、濕地退化的因素之一[10]。20個(gè)世紀(jì)60年代初，一方面為了生產(chǎn)更多的牲畜詞料，另一方面為了凈化水質(zhì)、促淤造陸、保灘護(hù)岸，當(dāng)?shù)卣畯膰庖肓舜竺撞輀12]。大米草根系發(fā)達(dá)，繁殖迅速，被引入鹽城濱海濕地后很快搶占潮灘，快速擴(kuò)張，形成大面積的鹽沼，和當(dāng)?shù)卦瓉淼膬?yōu)勢(shì)種如白茅、堿蓬等產(chǎn)生了種間競爭，并且逐漸取代它們。劉力維等[5]研究發(fā)現(xiàn)，大米草入侵抑制了堿蓬、蘆葦和茅草等濕地的自然演變，影響了濱海濕地景觀格局。同時(shí)，由于大米草占據(jù)了大量的灘涂濕地，使文蛤、泥螺等貝類的生存空間減小，生存環(huán)境惡化，產(chǎn)量減少；鹽城濱海濕地的丹頂鶴等珍稀鳥類的棲息環(huán)境也由于大米草的入侵而受到影響[1-2]?？梢?，外來物種入侵對(duì)鹽城濱海濕地的生態(tài)環(huán)境、結(jié)構(gòu)功能、生物多樣性等都造成了影響，最終引起濕地生態(tài)功能的退化。

3 濱海退化濕地的植被恢復(fù)

3.1 植被恢復(fù)原則

退化濕地恢復(fù)主要包括濕地土壤、水文、動(dòng)植物和微生物及其生境的恢復(fù)，而植被恢復(fù)是退化濕地生態(tài)修復(fù)的首要工作[13]。濕地植被恢復(fù)是指通過生態(tài)技術(shù)手段，一方面保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)有的植被；另一方面，對(duì)受損或消失的植物群落進(jìn)行修復(fù)或重建，提升濕地的結(jié)構(gòu)和功能，恢復(fù)其生境特征[14]。濕地植被的恢復(fù)與重建應(yīng)該做到科學(xué)，經(jīng)濟(jì)可行，社會(huì)接受度高，符合可持續(xù)發(fā)展等[15]。應(yīng)該遵循的生態(tài)學(xué)原則包括：

(1)生態(tài)系統(tǒng)完整性原則。完整的生態(tài)系統(tǒng)必須具有合理的時(shí)間序列和空間結(jié)構(gòu)。濕地生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)在選擇植物種類時(shí)，需考慮選擇的植物與當(dāng)?shù)氐膭?dòng)物、微生物間是否能形成完整的食物鏈和食物網(wǎng)。只有當(dāng)所選植物的生長與當(dāng)?shù)丨h(huán)境形成和諧的相互關(guān)系，構(gòu)成一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，植被恢復(fù)對(duì)當(dāng)?shù)厥軗p生態(tài)系統(tǒng)的重建和保護(hù)才具有重要意義[16]。

(2)遵循自然演替原則。濕地植被恢復(fù)首先應(yīng)當(dāng)了解濕地生態(tài)演替的基本特征和生態(tài)過程，遵循自然演替原則[13]。鹽城濱海濕地，由于人類活動(dòng)的干擾以及外來物種的入侵，打破了原有的植被演替規(guī)律。經(jīng)過長時(shí)間的演替，濱海濕地植被由海向陸成條帶狀分布，包括大米草、堿蓬、蘆葦?shù)热郝洹竦刂脖换謴?fù)應(yīng)根據(jù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的演替規(guī)律，以自然為主、減少人為干擾，分步驟、分階段進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自然演替[17]。

(3)優(yōu)先選用鄉(xiāng)土樹種原則。濕地植被恢復(fù)應(yīng)遵從“因地制宜，適地適樹”的原則，針對(duì)區(qū)域環(huán)境，選擇合理的恢復(fù)方式及適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境生長的植物和栽培模式[17-18]。鹽城濱海濕地受潮汐作用影響，大量的泥沙淤積，在潮水無法達(dá)到的區(qū)域，土壤中的鹽分由于雨水的淋洗而越來越低，呈現(xiàn)出一定的鹽分梯度。在鹽分梯度和水分的影響下，堿蓬、蘆葦、獐茅、白茅等鹽生植物根據(jù)自身的耐鹽性和需水量選擇適合的生長區(qū)域。在灘涂裸地，土壤含鹽量和含水量較高，堿蓬作為一種耐鹽性較強(qiáng)的鹽生植物能夠在高鹽濃度的土壤環(huán)境中生存發(fā)展；隨著地勢(shì)的增高，在土壤鹽分降低，水分豐富的區(qū)域，適合該區(qū)生長的蘆葦群落逐漸發(fā)展成優(yōu)勢(shì)群落；而在土壤鹽分繼續(xù)降低，含水量減少的區(qū)域，旱生植物獐茅等開始生長，植物種類也逐漸增加。研究表明，20世紀(jì)60年代江蘇省從歐洲引進(jìn)了高耐鹽堿植物大米草，雖然保灘護(hù)岸效果明顯，對(duì)污水具有較好的凈化作用，但是引進(jìn)后大米草快速繁殖，逐漸取代了當(dāng)?shù)卦械膬?yōu)勢(shì)植物，導(dǎo)致植物種類減少，動(dòng)物生境破壞[1-2]。因此，在濱海濕地植被恢復(fù)的過程中，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂?、土壤、水文等生態(tài)條件，盡量選擇適生的鄉(xiāng)土植被，模擬原有的自然演替模式進(jìn)行植被恢復(fù)。

(4)提高生物多樣性原則。一個(gè)結(jié)構(gòu)完整，健康發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，物種組成及其與環(huán)境間的互相關(guān)系復(fù)雜，具有多種多樣的異質(zhì)性，即多樣性。生態(tài)系統(tǒng)包括物種組成、空間結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、資源利用等方面的多樣性，為系統(tǒng)中的生物提供了各種生存的條件，有利于生物多樣性水平的提高[19]。在進(jìn)行濕地植被恢復(fù)的過程中，要考慮選擇哪些植物種類，以及如何進(jìn)行合理的配置模式才能增加濕地生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性，促進(jìn)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

3.2 植被恢復(fù)技術(shù)

濱海濕地植被恢復(fù)過程中如何篩選出適合當(dāng)?shù)厣L的植物，進(jìn)行科學(xué)合理地配置，提升植物與生境的協(xié)調(diào)性，是盡快恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)功能和可持續(xù)發(fā)展能力的關(guān)鍵。

(1)植物篩選:植被恢復(fù)所應(yīng)用的植物種類是植物群落構(gòu)建的基礎(chǔ)。植物的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、立地條件，以及植被的生長情況進(jìn)行篩選。既要考慮經(jīng)濟(jì)效益，又要以生態(tài)效益為主，著重考慮具有消浪護(hù)岸、保持土壤、凈化水質(zhì)、富集污染物和提高生產(chǎn)力等特性的植物種類[20]。同時(shí)，植物應(yīng)用還應(yīng)考慮到植被恢復(fù)區(qū)域的景觀效益，提升濕地的觀賞性。鹽城濱海濕地為高鹽堿地土壤，應(yīng)根據(jù)植被恢復(fù)原則，在保護(hù)原有植被的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇一些適合當(dāng)?shù)厣L的耐鹽堿的鄉(xiāng)土植物，如堿蓬、蘆葦?shù)?。如果需要引入少量外來物種，應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行“試種”后，對(duì)該外來物種在本區(qū)的生長情況進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，判斷其在待恢復(fù)的濕地生態(tài)系統(tǒng)中是否具有合理的生態(tài)位[13,18]。植物篩選技術(shù)主要是采用高鹽脅迫等手段，篩選和培養(yǎng)出高抗鹽植物種類，以適應(yīng)研究區(qū)濕地的高鹽環(huán)境。

(2)植物配置:植物配置的原則一般是根據(jù)植被的地帶性分布規(guī)律和植被類型，選擇適宜的優(yōu)勢(shì)種，并且模擬自然的植物群落結(jié)構(gòu)。在鹽城濱海濕地，植被恢復(fù)可參考森林植被恢復(fù)的植物配置模式，實(shí)行喬灌草復(fù)層混交，將退化的濕地植被恢復(fù)為喬木—灌木—草本—濕生—水生植物相結(jié)合的群落結(jié)構(gòu)[14]。鹽城濱海濕地待恢復(fù)區(qū)域主要為潮間帶，包括低潮帶、中潮帶和高潮帶。堿蓬是潮間帶最典型的一種鹽生植物，它能夠在含鹽量較高的低潮帶正常生長，是濱海濕地植被陸向演替的先鋒植物。因此，低潮帶植被恢復(fù)通常以堿蓬為主，再搭配種植海三棱藨草、香蒲等，按照鹽地堿蓬+香蒲、鹽地堿蓬+海三棱藨草等植物配置模式進(jìn)行種植。中潮灘植被恢復(fù)帶仍以草本耐鹽植物為主，包括：蘆葦、白茅、獐茅等，其植物群落配置模式可設(shè)計(jì)為：蘆葦-白茅、蘆葦-獐毛、蘆葦-藨草等模式。在高潮灘帶，土壤含水率和鹽分逐漸降低，主要采用喬灌草結(jié)合的植物配置模式，如：白榆-檉柳、烏桕-木槿、烏桕-檉柳、白榆-灌木柳、苦楝-檉柳、苦楝-木槿等喬灌木配置模式，地下草本植被則采用自然恢復(fù)模式。

(3)植物種植:植被恢復(fù)中植物的種植技術(shù)主要包括播撒草籽、移植、分株和扦插等方式[2,13]。其中，植物移植又包括外來植物移植和原位植被移植等方式。播撒草籽成本最低，操作最簡單，但是成活率相對(duì)較低；外來植物移栽，一般利用容器苗等方式進(jìn)行植物種植，苗根際帶有土團(tuán)，栽種過程中不易受損，成活率較高，用于不耐移栽的植物[21]；原位植物移植是將濕地周邊未受損區(qū)域原生的植物和土壤移植到需要修復(fù)的區(qū)域，這樣可保留當(dāng)?shù)氐奈⑸锖偷讞珓?dòng)物，但是這種方法成本相對(duì)較高[2]。濕地植物種植最好在春季或初夏，這樣可以保證植物有較長的生長期，而且更有利于提高植物的存活率。

4 結(jié)論

植被恢復(fù)是退化濱海濕地生態(tài)修復(fù)的一項(xiàng)重要工程。通過濕地植物群落的修復(fù)或重建，有利改善濕地自然環(huán)境，為濕地動(dòng)植物提供更好的棲息地，提高濕地的生物多樣性，使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)服務(wù)功能得以充分發(fā)揮[14,20]。濕地植被恢復(fù)措施的開展應(yīng)該遵循生態(tài)學(xué)原則，以生態(tài)系統(tǒng)完整性為前提，遵循自然演替法則，優(yōu)先選用鄉(xiāng)土樹種，盡可能提升生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。濕地植物的選擇是濕地植被恢復(fù)的前提，只有采用適合當(dāng)?shù)厣L條件的植物，植被恢復(fù)才能取得較好的效果。鹽城濱海濕地植被恢復(fù)可通過植物篩選技術(shù)挑選出適宜當(dāng)?shù)厣L的耐鹽物種，優(yōu)先選擇鄉(xiāng)土植物，并且從物種組成、空間結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行合理配置，選擇合適的植物配置模式和種植方式[22]。濕地植被恢復(fù)是一個(gè)長期而復(fù)雜的工作，在進(jìn)行濕地植物群落恢復(fù)與重建后，需要對(duì)不同植物配置模式產(chǎn)生的生態(tài)效益進(jìn)行觀測(cè)和評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。