城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)與管理對(duì)策——以粵港澳大灣區(qū)為例

張?jiān)络?張 志,江鎞倩,沈小雪,李瑞利

城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)與管理對(duì)策——以粵港澳大灣區(qū)為例

張?jiān)络?張 志,江鎞倩,沈小雪,李瑞利*

(北京大學(xué)深圳研究生院,環(huán)境與能源學(xué)院,廣東 深圳 518055)

為解明粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況,基于PSR(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型和層次分析法,構(gòu)建了城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)大灣區(qū)的香港米埔、深圳福田、廣州南沙和珠海淇澳島4個(gè)典型城市紅樹林進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià),識(shí)別健康問題并提出管理對(duì)策.結(jié)果表明:紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(EHI)為淇澳島(3.05,健康)>米埔(3.03,健康)>南沙(2.54,亞健康)>福田(2.13,亞健康).就壓力指標(biāo)而言,米埔和福田紅樹林的自然壓力源為病蟲害和生物入侵,人為壓力源為人口、經(jīng)濟(jì)相關(guān)指標(biāo)及城鎮(zhèn)生活污水排放,福田還受到工業(yè)廢水排放的壓力.就狀態(tài)指標(biāo)而言,紅樹林受海水營(yíng)養(yǎng)鹽污染嚴(yán)重,南沙和淇澳島紅樹林存在嚴(yán)重的有機(jī)污染和重金屬污染;紅樹植物多樣性(除南沙紅樹林外)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性偏低,但鳥類生物多樣性處于較高水平.就響應(yīng)指標(biāo)而言,福田和南沙紅樹林由于面積小而生態(tài)服務(wù)功能偏低,南沙紅樹林的管理水平不足.粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林存在的主要健康問題包括生態(tài)失衡導(dǎo)致的病蟲害與生物入侵、受納外源污染導(dǎo)致的環(huán)境污染、棲息地破壞導(dǎo)致的生物多樣性下降的共性問題及自身特征與管護(hù)水平差異導(dǎo)致的其它個(gè)性問題.針對(duì)上述健康問題,建議:以緩解生態(tài)失衡為目標(biāo)高效監(jiān)測(cè)并推廣基于自然法則的生態(tài)恢復(fù),以源頭控制為根本整體改善環(huán)境質(zhì)量,以保護(hù)生物多樣性為重點(diǎn)提高紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,因地制宜充分發(fā)揮城市紅樹林經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)效益.

粵港澳大灣區(qū)；城市紅樹林；生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)；健康問題；管理對(duì)策

紅樹林是分布在熱帶和亞熱帶海岸灘涂潮間帶的常綠灌叢木本群落,具有防風(fēng)消浪、凈化海水、維持生物多樣性、儲(chǔ)碳以調(diào)節(jié)氣候等功能[1-3].據(jù)統(tǒng)計(jì),全球紅樹林面積正以年均0.76%的速度減少,紅樹林生態(tài)系統(tǒng)成為全球最受威脅、消失最快的生態(tài)系統(tǒng)之一[3-4].中國(guó)紅樹林也一度因?yàn)閯×业娜祟惢顒?dòng)而急劇衰退,本世紀(jì)初我國(guó)政府開始意識(shí)到紅樹林資源保護(hù)的重要性,在一系列的政策引導(dǎo)下我國(guó)紅樹林面積得到了一定的恢復(fù)[5].但當(dāng)前我國(guó)正處于城市化快速推進(jìn)階段,紅樹林資源的保護(hù)與恢復(fù)很大程度上受到城市化的影響[6-8],人類活動(dòng)如砍伐、土地不合理利用、污水排放及化學(xué)品污染[9-10]等均威脅著紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康.

生態(tài)系統(tǒng)健康指生態(tài)系統(tǒng)在外界壓力的干擾下,能表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗干擾和自我恢復(fù)能力,以維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的正常發(fā)揮[11].PSR模型旨在綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等方面的要素,解析自然、人類活動(dòng)所施加的壓力對(duì)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的影響,以及政府、管理部門應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)變化的行為響應(yīng),是目前資源環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用最廣、適用性最強(qiáng)的評(píng)價(jià)模型之一[12-13].王樹功[14]、樂通潮[15]、胡濤[16]、雷金睿[17]和Wang[18]等已運(yùn)用PSR模型和層次分析法等建立了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)淇澳島、漳江口、福田、東寨港和湛江等地紅樹林進(jìn)行了生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià).但這些紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系多關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)因素的影響,尚未將多維度的城市化影響因素考慮在內(nèi).

粵港澳大灣區(qū)是世界四大灣區(qū)(另有紐約灣區(qū)、舊金山灣區(qū)和東京灣區(qū))中面積最廣、人口最多的灣區(qū),快速城市化進(jìn)程與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾愈發(fā)劇烈[19-20].鑒于此,本研究充分考慮了粵港澳大灣區(qū)快速城市化過程對(duì)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響,構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)復(fù)合影響的大灣區(qū)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估,識(shí)別存在的健康問題并提出相應(yīng)的管理對(duì)策.相關(guān)研究結(jié)果可為城市紅樹林可持續(xù)發(fā)展及保育管理工作提供科學(xué)依據(jù);隨城市化和人類活動(dòng)加劇,也對(duì)其他紅樹林分布區(qū)未來將面臨和解決的城市化問題等提供先驗(yàn)指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究選取了粵港澳大灣區(qū)深受城市化影響的典型紅樹林濕地——香港米埔、深圳福田、廣州南沙和珠海淇澳島紅樹林作為研究對(duì)象(表1).其中,香港米埔紅樹林位于深圳灣東南部,于1995年被列為拉姆薩爾國(guó)際重要濕地,為許多珍稀鳥類如黑臉琵鷺、紅隼和白鸛等提供覓食和棲息地[21];深圳福田紅樹林位于深圳灣東北岸,地處城市腹地,是我國(guó)面積最小的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)[21];廣州南沙紅樹林主要分布于萬頃沙鎮(zhèn)和南沙街道[22],其中唯一天然成片分布的紅樹林位于坦頭村,現(xiàn)存面積約3hm2[23];珠海淇澳島紅樹林位于淇澳島西北部,是我國(guó)最早實(shí)現(xiàn)人工造林恢復(fù)且連片面積最大的紅樹林[24].

表1 四地城市紅樹林基本情況

注:最大潮位數(shù)據(jù)來源于全球潮汐預(yù)報(bào)服務(wù)平臺(tái).

1.2 研究方法

1.2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)屬于經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)復(fù)合系統(tǒng).為了更科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)城市化影響下紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況,本研究基于PSR模型和層次分析法構(gòu)建城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.

(1)指標(biāo)篩選原則

遵循以下原則選取指標(biāo):①代表性:考慮城市化影響下,紅樹林受到的自然、人為干擾,從而提取共性指標(biāo),并確保指標(biāo)能敏感反映紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況;②系統(tǒng)性:所選取的指標(biāo)具有科學(xué)依據(jù),概念標(biāo)準(zhǔn)、明確,盡量多方位地反映城市紅樹林的生態(tài)系統(tǒng)特征[28];③可操作性:確保指標(biāo)的實(shí)用性和可獲得性,且方便統(tǒng)計(jì)比較.

(2)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算與檢驗(yàn)

依據(jù)層次分析法,邀請(qǐng)18位紅樹林領(lǐng)域的專家對(duì)同一層次指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較,按照1～9比例標(biāo)度法(表2)進(jìn)行重要性評(píng)估,構(gòu)造判斷矩陣,以確定各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重[15].

式中:CR為隨機(jī)一致性比率,CR<0.1時(shí)通過一致性檢驗(yàn);CI、RI分別為一致性指標(biāo)和隨機(jī)一致性指標(biāo);max為矩陣最大特征向量;為判斷矩陣階數(shù);為判斷矩陣;為權(quán)重.本研究中CR值范圍介于[0,0.1),判斷矩陣均通過一致性檢驗(yàn).

1.2.2 評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 通過計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(EHI)量化評(píng)估城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)況,計(jì)算公式如下:

式中:S為各指標(biāo)數(shù)據(jù)的賦值分?jǐn)?shù);W為各指標(biāo)歸一化權(quán)重;為指標(biāo)個(gè)數(shù).

表2 1～9比例標(biāo)度法

紅樹林生態(tài)系統(tǒng)壓力(PHI)、狀態(tài)(SHI)和響應(yīng)指數(shù)(RHI)分別用以下公式計(jì)算:

式中:W,W和W分別是壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重.

本研究基于生態(tài)系統(tǒng)健康定義并結(jié)合城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀,將城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)等級(jí)劃為五個(gè)等級(jí)(表3).

表3 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)等級(jí)

2 結(jié)果與討論

2.1 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于紅樹林濕地的自然屬性,并考慮粵港澳大灣區(qū)高度城市化水平對(duì)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響,構(gòu)建了城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表4).指標(biāo)體系涵蓋了4個(gè)層次:目標(biāo)層、標(biāo)準(zhǔn)層、要素層和指標(biāo)層.從壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層出發(fā),壓力層具體化為要素層中的自然因素干擾A1和人為因素干擾A2;狀態(tài)層具體化為要素層中的生境污染指標(biāo)A3和生態(tài)指標(biāo)A4;響應(yīng)層具體化為要素層中的生態(tài)服務(wù)功能A5和保護(hù)區(qū)管理水平A6.進(jìn)一步地,對(duì)要素層進(jìn)行細(xì)化,共篩選出24個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo).與其他同類研究[14-16,29]所構(gòu)建的指標(biāo)體系不同,本研究所構(gòu)建的指標(biāo)體系側(cè)重于反映城市化指標(biāo)(B3～ B8, B9～B12)的影響.城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)賦值依據(jù)和賦值結(jié)果見表5和表6所示.

表4 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與權(quán)重

注:城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重根據(jù)專家評(píng)估確定;回收有效問卷18份.

表5 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值依據(jù)

續(xù)表5

表6 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值結(jié)果

注:由于各紅樹林分布區(qū)的水文條件、地理環(huán)境各不相同,城鎮(zhèn)生活污水排放量B6及工業(yè)廢水排放量B7均基于紅樹林所在城市的全域數(shù)據(jù).

2.2 粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀

粵港澳大灣區(qū)四地城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(EHI)的排序?yàn)殇堪膷u(3.05)>米埔(3.03)>南沙(2.54)>福田(2.13),淇澳島和米埔紅樹林生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀為健康,南沙和福田紅樹林生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀為亞健康(表7).其中,福田紅樹林受到的外界壓力最嚴(yán)重,淇澳島紅樹林生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)為不健康,其余三地紅樹林生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)為亞健康,南沙紅樹林響應(yīng)指數(shù)最低(表7).具體如下:

2.2.1 香港米埔紅樹林 米埔紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)為3.03,處于健康狀態(tài)(表3),總體表明其受干擾及環(huán)境污染較少,林內(nèi)物種豐富,生態(tài)服務(wù)價(jià)值高,并得到較全面有效的管理,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尚為穩(wěn)定,活力較強(qiáng).其中,壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)分別為2.71(亞健康)、2.62(亞健康)和3.77(健康),說明該紅樹林生態(tài)系統(tǒng)受到了一定的外界壓力,主要壓力源為生物入侵程度(B2)、人口密度(B3)、地區(qū)生產(chǎn)總值(B4)和第三產(chǎn)業(yè)總值比重(B5);水體富營(yíng)養(yǎng)化程度(B9)、紅樹植物生物多樣性(B14)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性(B15)為低賦值狀態(tài)指標(biāo);響應(yīng)指數(shù)健康.

薇甘菊是米埔紅樹林的主要外來入侵植物,威脅著本土紅樹植物的生存,目前以人工清除為主[80].米埔紅樹林北部毗鄰深圳河,南部毗鄰香港內(nèi)陸的元朗河,兩條河流均攜帶大量生活污水匯入深圳灣[81],導(dǎo)致該區(qū)近岸海域氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽嚴(yán)重超標(biāo),達(dá)不到海洋功能區(qū)劃要求的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[55].米埔紅樹林的紅樹植物和大型底棲動(dòng)物生物多樣性較低.米埔紅樹林的響應(yīng)指數(shù)最高,主要得益于以下三個(gè)方面:①米埔紅樹林的保護(hù)工作開展時(shí)間早.香港政府于1950年將米埔紅樹林劃為發(fā)展“限制地區(qū)”[82],很大程度上減少了人類活動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)自然生態(tài)的干擾,極大地保留了生境原有的生態(tài)特征,使米埔紅樹林生態(tài)環(huán)境處于自然更新的狀態(tài)[21].②米埔紅樹林的保護(hù)管理工作與國(guó)際接軌,管理體系完善.米埔濕地是拉姆薩爾國(guó)際重要濕地,自1984年起交由香港漁農(nóng)署和世界自然基金會(huì)共同管理,相較于其它三地紅樹林,米埔紅樹林已形成一套科學(xué)完善的管理體系[83].③米埔紅樹林始終秉承著“適度開發(fā),保護(hù)為主”的管理理念.目前米埔仍保有較大面積的紅樹林,自然資源豐富,在保護(hù)紅樹林資源的基礎(chǔ)上重點(diǎn)開展科考教育活動(dòng),適當(dāng)發(fā)展生態(tài)旅游[82],生態(tài)服務(wù)功能良好.當(dāng)?shù)卣兔癖娪泻芨叩沫h(huán)境保護(hù)意識(shí),人為響應(yīng)積極.總之,米埔紅樹林整體處于健康狀態(tài),保護(hù)區(qū)生態(tài)發(fā)展模式值得我國(guó)其它紅樹林保護(hù)區(qū)借鑒;但由于長(zhǎng)期受深圳灣污染的影響,仍存在健康隱患.

表7 四地城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.2 深圳福田紅樹林 福田紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)為2.13,處于亞健康狀態(tài)(表3),表明已受到一定程度的干擾及環(huán)境污染,林內(nèi)物種多樣性、生態(tài)服務(wù)價(jià)值受到影響,管理水平有待提高,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較不穩(wěn)定,活力退化.其中,壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)分別為1.67(不健康)、2.43(亞健康)和2.29(亞健康),指標(biāo)體系中所有壓力層指標(biāo)均不樂觀,表征其受到的外界壓力強(qiáng)烈;低賦值狀態(tài)指標(biāo)為水體富營(yíng)養(yǎng)化程度(B9)、水體重金屬污染程度(B10)、紅樹植物生物多樣性(B14)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性(B15);響應(yīng)指數(shù)方面由于紅樹林面積小導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)功能偏低,但是保護(hù)區(qū)管理水平高.

福田紅樹林是我國(guó)唯一位于城市中心區(qū)的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),與市中心的距離僅2.2km,長(zhǎng)期以來承受著城市化和人類活動(dòng)的負(fù)面影響[84],由此引發(fā)一系列的生態(tài)問題:福田紅樹林每年均受到八點(diǎn)廣翅蠟蟬、海欖雌瘤斑螟等多種病蟲害,受害紅樹范圍廣且危害嚴(yán)重[85-86].自1998年深圳填海工程啟動(dòng)后,環(huán)境變遷使薇甘菊成為福田紅樹林內(nèi)危害最嚴(yán)重的入侵生物之一[49],另外五爪金龍、白花鬼針草等也是主要入侵生物[86].保護(hù)區(qū)外圍為濱海大道,在紅樹林段平均每天有10萬余車輛來往行駛,機(jī)動(dòng)車尾氣污染及噪聲污染勢(shì)必影響紅樹林環(huán)境質(zhì)量[87].深圳作為經(jīng)濟(jì)特區(qū),城市的快速擴(kuò)張吸引大量的人口和企業(yè)涌入,深圳河、鳳塘河及新洲河等深圳內(nèi)陸河集納了大量的生活污水和工業(yè)廢水匯入深圳灣[86,88].因此,福田紅樹林的城鎮(zhèn)生活污水排放量(B6)和工業(yè)廢水排放量(B7)賦值均偏低,尤其是后者為四地紅樹林中的最低值.深圳灣近岸海域長(zhǎng)期處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),福田紅樹林水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量在大部分季節(jié)和區(qū)域均為劣Ⅴ類[89].保護(hù)區(qū)內(nèi)海水普遍受到重金屬/類金屬污染,其中以Hg、As和Cd的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高,主要來自保護(hù)區(qū)附近的汽車維修廠、電子產(chǎn)品加工廠及合金制造廠等[30].與米埔類似,福田紅樹林的紅樹植物和大型底棲動(dòng)物生物多樣性偏低.福田紅樹林保護(hù)區(qū)管理局有明確的職能配置,設(shè)置了科研、保護(hù)區(qū)和公園等多個(gè)科室,管理機(jī)構(gòu)較為全面,各項(xiàng)法規(guī)的執(zhí)法力度也行之有效[16].為了更好地維護(hù)保護(hù)區(qū)的生境健康,福田紅樹林與米埔紅樹林一樣采取封閉管理模式,但與后者相比,福田紅樹林自然保護(hù)區(qū)對(duì)市民的開放程度不夠,游覽活動(dòng)也主要以觀鳥為主,游覽項(xiàng)目單一,教育和宣傳工作尚有不足[48].福田紅樹林應(yīng)借鑒米埔紅樹林的發(fā)展模式,加強(qiáng)教育宣傳和生態(tài)旅游開發(fā)力度.總之,雖然福田紅樹林的人為響應(yīng)積極,但由于環(huán)境壓力過大,狀態(tài)不容樂觀,其生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀評(píng)分最低.

2.2.3 廣州南沙紅樹林 南沙紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的健康指數(shù)為2.54,處于亞健康狀態(tài)(表3),說明其已受到一定程度的干擾及環(huán)境污染,林內(nèi)物種多樣性、生態(tài)服務(wù)價(jià)值受到影響,管理水平有待提高,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較不穩(wěn)定,活力退化.其中,壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)分別為3.20(健康)、2.30(亞健康)和2.13(亞健康),主要壓力源為生物入侵程度(B2)、地區(qū)生產(chǎn)總值(B4)、第三產(chǎn)業(yè)總值比重(B5)和城鎮(zhèn)生活污水排放量(B6);低賦值狀態(tài)指標(biāo)包括水體富營(yíng)養(yǎng)化程度(B9)、沉積物重金屬污染程度(B11)、沉積物有機(jī)污染程度(B12)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性(B15);響應(yīng)指數(shù)在四地紅樹林中最低.

南沙紅樹林的主要分布區(qū)域如南沙濕地公園、大角山海濱公園及坦頭村等局部地段薇甘菊入侵嚴(yán)重[22].廣州市作為廣東省省會(huì),經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且人口規(guī)模大,《廣州市生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2019年)》顯示廣州市城鎮(zhèn)生活污水排放量高達(dá)14.9億t,為四地紅樹林中最高.根據(jù)《2018年廣州市海洋公報(bào)》,南沙紅樹林附近海域呈重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),并且自2018年以來南沙區(qū)蕉門水道出現(xiàn)持續(xù)的總磷超標(biāo)[90].南沙區(qū)作為廣州市“南拓”開發(fā)區(qū),引入了大量重點(diǎn)工程的建設(shè),例如南沙港區(qū)中部和北部修建的龍穴造船廠以及南部沿岸建立的深水碼頭等[91],又因?yàn)槠淇拷{子洋還可能受到東莞市工業(yè)廢水排放的影響[31],使南沙紅樹林沉積物中有毒金屬含量普遍偏高,其中以Cd的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最大[92].珠江三角洲是重要的電子產(chǎn)品、紡織品及建筑材料生產(chǎn)地,其中位于廣州北部的清遠(yuǎn)市是大灣區(qū)著名的電子垃圾回收基地[93],大氣、水體中攜帶的PBDEs在紅樹林中沉降下來[94-95],因此南沙紅樹林沉積物有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn)在四地紅樹林中最高.南沙紅樹林的大型底棲動(dòng)物生物多樣性為四地紅樹林中最低.目前南沙紅樹林面積僅存83hm2[22],能提供的生態(tài)服務(wù)功能有限.南沙紅樹林多呈零散分布,缺乏統(tǒng)一化管理,加之堤防工程、港口碼頭建設(shè)和大量采沙等不合理開發(fā)活動(dòng),紅樹林面積縮減,南沙紅樹林生境趨于惡化[96].總之,南沙紅樹林的生境污染嚴(yán)重,加之保護(hù)管理工作尚未引起當(dāng)?shù)卣兔癖姷淖銐蛑匾?其生態(tài)系統(tǒng)健康狀況堪憂.

2.2.4 珠海淇澳島紅樹林 淇澳島紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的健康指數(shù)為3.05,處于健康狀態(tài)(表3),表征其受干擾及環(huán)境污染較少,林內(nèi)物種較豐富,生態(tài)服務(wù)價(jià)值較高,并得到較全面有效的管理,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尚為穩(wěn)定,活力較強(qiáng).其中,壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)分別為3.77(健康)、1.93(不健康)和3.44(健康),體現(xiàn)外界壓力的主要指標(biāo)為生物入侵程度(B2);水體富營(yíng)養(yǎng)化程度(B9)、水體重金屬污染程度(B10)、沉積物重金屬污染程度(B11)、紅樹植物生物多樣性(B14)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性(B15)是低賦值的狀態(tài)指標(biāo);響應(yīng)指數(shù)健康.

與福田紅樹林不同,淇澳島紅樹林地處海島而遠(yuǎn)離市中心,因此受外界壓力相對(duì)較小,這與Wang等[18]研究結(jié)果一致.互花米草是淇澳島紅樹林內(nèi)威脅最大的入侵物種,曾一度占據(jù)了紅樹林外圍的大片灘涂,使紅樹林難以向外擴(kuò)散,甚至退化[24].《2016年珠海市海洋公報(bào)》中顯示淇澳島附近海域呈重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài).淇澳島紅樹林受到島上處理的或未經(jīng)處理的生活污水排放影響[97],加之對(duì)岸珠海市區(qū)生活污水的排放,海水營(yíng)養(yǎng)鹽含量很高.淇澳島紅樹林位于珠江口西部,由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用,珠江徑流入海后會(huì)向西邊運(yùn)輸,因此珠江上游攜帶的陸源污染物在流經(jīng)淇澳島紅樹林后被截留[31,58],導(dǎo)致淇澳島紅樹林生境重金屬污染嚴(yán)重.淇澳島紅樹林同樣存在紅樹植物和大型底棲動(dòng)物生物多樣性偏低的情況.淇澳島紅樹林的管理體系較為健全,且在保護(hù)紅樹林的舉措方面有突出的成效:①成功控制互花米草入侵.早期互花米草大肆入侵時(shí),Chen等[98]根據(jù)互花米草的喜陽(yáng)特性,主張引種生長(zhǎng)迅速且冠層濃密的海桑(在2008年凍害后大量死亡)和無瓣海桑,成功遏制了互花米草的蔓延,使淇澳島紅樹林面積從1999年僅存的32.2hm2恢復(fù)至如今的700hm2[26].②林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化.在淇澳島紅樹林開展的無瓣海桑與鄉(xiāng)土紅樹大面積種植實(shí)驗(yàn)[99]表明,耐陰紅樹木欖與無瓣海?；旖挥辛己玫某尚?此舉克服了無瓣海桑單一物種造林的不足.因此淇澳島紅樹林在抑制互花米草入侵及人工造林方面的經(jīng)驗(yàn)可供其它地區(qū)紅樹林學(xué)習(xí)參考.總之,當(dāng)?shù)貙?duì)淇澳島紅樹林的保護(hù)工作有不錯(cuò)的成效,但是由于其狀態(tài)指數(shù)仍處于不健康狀態(tài),因此對(duì)紅樹林的保護(hù)工作不能懈怠,仍需提高保護(hù)和管理水平.

2.3 粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林存在的健康問題

基于城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)受到粵港澳大灣區(qū)高強(qiáng)度城市化和人類活動(dòng)的影響,該區(qū)城市紅樹林面臨著生態(tài)退化、環(huán)境污染等一系列問題,主要包括生態(tài)失衡導(dǎo)致的病蟲害與生物入侵、受納外源污染導(dǎo)致的環(huán)境污染、棲息地破壞導(dǎo)致的生物多樣性下降共性問題及自身特征與管護(hù)水平差異導(dǎo)致的其它個(gè)性問題.

2.3.1 城市紅樹林生態(tài)失衡導(dǎo)致的病蟲害與生物入侵問題 人類活動(dòng)如城市擴(kuò)張、海堤修建等阻斷了陸海生態(tài)系統(tǒng)的連通性[100],而陸鳥以食蟲為主,阻斷后導(dǎo)致此環(huán)節(jié)的生態(tài)功能失衡.同時(shí),紅樹林生態(tài)系統(tǒng)在人類活動(dòng)的干擾下抗入侵能力下降,在貿(mào)易全球化的背景下,更是加快了生物入侵的速度[101-102].全球紅樹林的蟲害爆發(fā)問題在近20年才出現(xiàn),指示紅樹林生境的惡化,導(dǎo)致林內(nèi)植被趨于單一、天敵昆蟲及陸鳥數(shù)量減少[103].其中福田紅樹林的病蟲害問題最為嚴(yán)重,一度影響紅樹植物白骨壤種群更新[104].四地城市紅樹林主要的生物入侵物種為薇甘菊和互花米草,其中薇甘菊入侵在米埔和福田紅樹林中最為嚴(yán)峻,其次是南沙紅樹林.薇甘菊為攀援藤本植物,能攀爬至本土紅樹植物上方,令其不能進(jìn)行光合作用而枯萎;互花米草是淇澳島紅樹林內(nèi)危害最大的入侵物種,其生長(zhǎng)速度快、侵占能力強(qiáng),嚴(yán)重威脅本土紅樹植物的生存空間[105].

2.3.2 城市紅樹林受納外源污染導(dǎo)致的環(huán)境污染問題 城市的大量人口聚集和臨海產(chǎn)業(yè)布局勢(shì)必增加海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的污染負(fù)荷,加之紅樹林沉積物富含有機(jī)碳且多為黏土質(zhì)地,使其成為多種外源污染物的優(yōu)先匯聚地[32].當(dāng)前四地城市紅樹林均存在不同程度的復(fù)合污染問題:①四地城市紅樹林周邊海域均為重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),歸因于大量生活污水的排放.其中位于深圳灣兩岸的米埔和福田紅樹林的海水富營(yíng)養(yǎng)化程度更高,這是由于深圳灣的半封閉式結(jié)構(gòu)使海灣內(nèi)水體交換能力不足,污染物更容易聚集[106].②四地城市紅樹林的水體和沉積物重金屬污染嚴(yán)重,多處于中等及以上生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).深圳市有著相對(duì)高的工業(yè)產(chǎn)業(yè)比重,深圳河流域內(nèi)分布有密集的電子、通信和金屬制造業(yè)[107],河水?dāng)y帶大量重金屬匯入深圳灣,造成福田和米埔紅樹林生境的重金屬污染;南沙和淇澳島紅樹林的重金屬污染具有很高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),除了南沙紅樹林的海水重金屬污染呈輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),可能歸因于珠江流速快,起到稀釋污染物的作用[106].南沙紅樹林生境的重金屬污染源于本地及外地(如東莞),而淇澳島紅樹林生境的重金屬污染主要源于珠江上游城市的外源輸入.③受珠江三角洲蓬勃發(fā)展的建筑業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)影響[108],四地城市紅樹林的沉積物有機(jī)污染為中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及以上.城市紅樹林長(zhǎng)期以來承受著重金屬和有機(jī)污染物排放的負(fù)面影響,不僅削弱紅樹植物的光合作用、蒸騰作用等生理生化過程,還能在紅樹林食物網(wǎng)中富集從而放大“三致”效應(yīng)[109-110].更重要的是,紅樹林可能由重金屬和有機(jī)污染物的“匯”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸础盵111].

2.3.3 城市紅樹林棲息地破壞導(dǎo)致的生物多樣性下降問題 人類活動(dòng)如土地占用、污染排放導(dǎo)致的生物棲息地破壞及破碎化,是造成全球生物多樣性下降的重要原因[112-115].粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林同樣存在棲息地減少和破碎化問題[7],面臨著生物多樣性下降的困境:①除南沙紅樹林,其它紅樹林的紅樹植物生物多樣性偏低,說明紅樹林群落較為單一、結(jié)構(gòu)脆弱,抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性較差.南沙紅樹林的紅樹植物生物多樣性很高,與東寨港[35]相當(dāng),且顯著高于同緯度地區(qū)的紅樹林.這得益于1998年以來南沙濕地公園大力引種木欖等紅樹植物,提高了當(dāng)?shù)丶t樹植物生物多樣性[64].②與城市化程度相對(duì)更低的海南[39]、廣西北部灣[37,116]紅樹林相比,粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林的大型底棲動(dòng)物生物多樣性均偏低,不僅與其紅樹植被類型簡(jiǎn)單有關(guān),還指示生境污染問題[117-118].大量研究證明,四地城市紅樹林沉積物中普遍存在重金屬[57,119-120]、有機(jī)污染[32,59-61,121-122]和微塑料污染[123-124]等問題.③我國(guó)紅樹林濕地處于東亞-澳大利西亞候鳥遷飛路線上[125],相對(duì)于東寨港[126]、泉州灣河口[127]和廣西山口[128]紅樹林,粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林鳥類生物多樣性處于較高水平,但福田紅樹林由于地處城市腹地,存在嚴(yán)重的噪聲污染、高建筑物阻擋及生境污染等問題,鳥類生物多樣性指數(shù)相對(duì)偏低為3.02[42].整體上看,粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林的紅樹植物和大型底棲動(dòng)物生物多樣性偏低,鳥類生物多樣性尚能維持在較高水平,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性不足.若不采取相應(yīng)對(duì)策提高紅樹植物和大型底棲動(dòng)物生物多樣性,未來鳥類生物多樣性可能存在降低的風(fēng)險(xiǎn).

2.3.4 城市紅樹林自身特征與管護(hù)水平差異導(dǎo)致的其它個(gè)性問題 福田和南沙紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)為亞健康.福田紅樹林位于城市腹地,加之面積過小,生境脆弱而對(duì)外界干擾的抵抗力差,使其成為四地城市紅樹林中受外界壓力最大的城市紅樹林,由此引發(fā)了一系列生態(tài)健康問題.南沙紅樹林面積小且分布零散,與其它三地城市紅樹林相比,管理水平明顯不足.對(duì)南沙區(qū)坦頭紅樹林實(shí)地考察發(fā)現(xiàn),該區(qū)域紅樹林沒有專職人員管理,外來人員可以隨意進(jìn)出紅樹林.雖然廣州市政府已頒布《廣州市濕地保護(hù)規(guī)定》等相關(guān)政策指導(dǎo)紅樹林濕地的保護(hù)工作,但南沙紅樹林至今未建立自然保護(hù)區(qū),且紅樹林周邊居民多以務(wù)農(nóng)為主,環(huán)保意識(shí)薄弱,捕鳥、采沙、砍伐紅樹等破壞生態(tài)的行為仍時(shí)有發(fā)生[91],南沙紅樹林的管理保護(hù)與開發(fā)利用處于嚴(yán)重失衡狀態(tài).

2.4 粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林健康提升對(duì)策

對(duì)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)所受外界壓力的控制及保護(hù)管理對(duì)策的有效性決定了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康的未來走向.針對(duì)粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林存在的健康問題,從監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、修復(fù)技術(shù)及政策法規(guī)方面出發(fā),提出相應(yīng)的管理對(duì)策.

2.4.1 以緩解生態(tài)失衡為目標(biāo),高效監(jiān)測(cè)并推廣基于自然法則的生態(tài)恢復(fù) 城市紅樹林的開發(fā)利用應(yīng)始終將環(huán)境保護(hù)放在首位,使生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)至生態(tài)平衡狀態(tài),從根本上緩解病蟲害和生物入侵問題,具體對(duì)策如下:

在監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方面:通過3S技術(shù)定期監(jiān)測(cè)紅樹林病蟲害的發(fā)生地點(diǎn)、面積及危害程度[129],追溯外來物種的入侵軌跡并評(píng)估入侵風(fēng)險(xiǎn),分析病蟲害和外來入侵物種與環(huán)境因子之間的關(guān)系.利用遙感影像和環(huán)境數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型[130],幫助保護(hù)區(qū)管理人員快速評(píng)價(jià)決策,及時(shí)采取有效的防治對(duì)策.

在修復(fù)技術(shù)方面:與傳統(tǒng)海堤相比,生態(tài)海堤在發(fā)揮護(hù)岸作用的同時(shí)還具備保護(hù)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、提高陸海連通性的作用[131].范航清等[132]提出一種集物理防御、生態(tài)保護(hù)及文化功能為一體的生態(tài)海堤發(fā)展模式,在改善海岸帶生態(tài)環(huán)境的同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益.基于自然法則的生物防治方法,能最大限度地降低環(huán)境負(fù)擔(dān)和生物耐藥性.高效專一生物農(nóng)藥如蘇云金桿菌對(duì)海欖雌瘤斑螟的防治率達(dá)到90.6%,在病蟲害防治工作中應(yīng)用廣泛[133-134].利用天敵昆蟲和鳥類的食物鏈作用也是重要的生物防治手段[135],必要時(shí)輔以物理(誘捕燈)、化學(xué)(低污染藥劑)防治方法.同時(shí),選取高抗性紅樹植物品種混交,合理配置紅樹資源,提高紅樹林整體抵御病蟲害的能力[135].入侵生物防治可采取以生物防治為主的綜合防治手段,如小面積的平坦區(qū)域可以采用人工去除手段,而大面積的嚴(yán)重入侵區(qū)域可以采用物化或生物去除手段,具體可根據(jù)入侵物種的光照偏好特性、生態(tài)位替代等原理實(shí)現(xiàn)入侵生物的有效控制[136].

在政策法規(guī)方面:政府部門及保護(hù)區(qū)管理局應(yīng)積極推行并及時(shí)更新病蟲害和生物入侵防治政策,投入資金以引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,聘請(qǐng)專業(yè)人員指揮防治工作.同時(shí)加強(qiáng)林業(yè)工作的監(jiān)管,完善外來入侵物種管理名錄[137],無論是個(gè)人還是企業(yè)均需嚴(yán)格按照我國(guó)林業(yè)制度規(guī)范進(jìn)行登記和檢疫,防患于未然.

2.4.2 以源頭控制為根本,整體改善環(huán)境質(zhì)量 城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期承受外源污染的輸入,已超出紅樹林本身的自凈能力[138].為了整體改善環(huán)境(包括水體和沉積物)質(zhì)量,關(guān)鍵在于從源頭控制外源污染,具體對(duì)策如下:

在監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方面:建立海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過海洋站、衛(wèi)星遙感、監(jiān)測(cè)船和浮標(biāo)組成的多維監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),針對(duì)特殊區(qū)域如濱海濕地(紅樹林)海域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè).構(gòu)建海洋環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)陸海監(jiān)管部門數(shù)據(jù)共享[139],開展全方位的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)工作,對(duì)污染物進(jìn)行溯源.

在修復(fù)技術(shù)方面:目前粵港澳大灣區(qū)城市的污水管網(wǎng)缺口仍然較大,應(yīng)大力提高管網(wǎng)鋪設(shè)和污水處理廠建設(shè)工作[140],加快推進(jìn)雨污分流管網(wǎng)工程.大灣區(qū)污水排放量巨大,盡管處理尾水達(dá)標(biāo)排放,仍超出紅樹林濕地的自凈能力,因此要嚴(yán)格管控陸源城鎮(zhèn)生活污染物及農(nóng)業(yè)面源污染物的排放,落實(shí)垃圾分類、水廠污泥資源化和農(nóng)作物科學(xué)施肥.根據(jù)海域劃分標(biāo)準(zhǔn)和海岸帶濕地納污能力合理規(guī)劃臨海產(chǎn)業(yè)布局,高污產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的污水需進(jìn)行深度處理再排放,同時(shí)對(duì)偷排和超標(biāo)排放行為實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償[141],最終達(dá)到入海污染物總量的控制.海岸帶沉積物修復(fù)以植物和微生物修復(fù)為主,輔以物理修復(fù)(覆蓋)和環(huán)保疏浚等方法,使污染物達(dá)到降解、隔離和鈍化的效果[142].

在政策法規(guī)方面:目前我國(guó)針對(duì)海洋環(huán)境的整治已推出《海洋環(huán)境保護(hù)法》、《海洋自然保護(hù)區(qū)管理辦法》等法律法規(guī),可根據(jù)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及參考國(guó)外先進(jìn)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理辦法進(jìn)行補(bǔ)充與完善.建立跨行政區(qū)域的水環(huán)境責(zé)任體系,統(tǒng)籌大灣區(qū)多區(qū)域合作治理海洋環(huán)境污染[100].

2.4.3 以保護(hù)生物多樣性為重點(diǎn),提高紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 保護(hù)生物多樣性對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮及維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要的作用[114,143].考慮到城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)脆弱性[144],亟需采取相應(yīng)措施保護(hù)紅樹林生物多樣性,具體對(duì)策如下:

在監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方面:對(duì)于紅樹植物,可利用無人機(jī)高光譜遙感和機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)紅樹植物進(jìn)行種類識(shí)別[145],實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè);對(duì)于大型底棲動(dòng)物和鳥類,傳統(tǒng)方法如形態(tài)學(xué)鑒定和人工目測(cè)等存在效率低、數(shù)據(jù)有限和準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn).環(huán)境DNA-宏條形碼技術(shù)是目前監(jiān)測(cè)水環(huán)境中大型底棲動(dòng)物群落最有應(yīng)用前景的方法,能實(shí)現(xiàn)大尺度下物種多樣性的高效準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)[146].國(guó)內(nèi)外基于“聲音景觀生態(tài)學(xué)”開展鳥類生物多樣性監(jiān)測(cè)的研究逐漸興起[147],增強(qiáng)回歸樹算法[148]及基于對(duì)象的語(yǔ)譜圖分割技術(shù)[149]可實(shí)現(xiàn)鳥類聲學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模,探究不同時(shí)空尺度的鳥類生物多樣性模式.根據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的結(jié)果,對(duì)紅樹林生物多樣性進(jìn)行同步的全要素綜合評(píng)價(jià),提取敏感指標(biāo),開發(fā)紅樹林生物多樣性快速評(píng)估方法并實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)警功能.

在修復(fù)技術(shù)方面:在保護(hù)現(xiàn)有紅樹林資源的基礎(chǔ)上,統(tǒng)籌人工造林工程,造林以鄉(xiāng)土紅樹秋茄、白骨壤、木欖和桐花樹等為主,謹(jǐn)慎引種外來物種;根據(jù)不同紅樹植物的耐鹽性和耐淹性,合理分配宜林地;關(guān)注林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,避免大規(guī)模種植單一紅樹,對(duì)存活率低的地塊進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)種,努力恢復(fù)紅樹植物生物多樣性.目前已有研究表明,紅樹林大型底棲動(dòng)物對(duì)紅樹凋落物的攝食具有選擇性[150-151],因此探索不同紅樹物種對(duì)大型底棲動(dòng)物群落組成與結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制,篩選出大型底棲動(dòng)物“偏好”攝取的紅樹物種,將有利于提高紅樹林大型底棲動(dòng)物生物多樣性及生物量.改善紅樹林生境質(zhì)量,在紅樹林濕地外圍建立喬灌木綠化帶,與紅樹林內(nèi)部相連形成鳥類生態(tài)廊道,同時(shí)起到降噪降污的效果.

在政策法規(guī)方面:作為世界上最重要的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)之一,紅樹林生物多樣性直接影響其碳匯能力[2].許多國(guó)家如肯尼亞、越南和印度等正在積極推動(dòng)藍(lán)碳保護(hù)項(xiàng)目的開展,通過個(gè)人、非政府組織或公司自愿購(gòu)買碳排放量和獎(jiǎng)勵(lì)紅樹種植等政策保護(hù)和恢復(fù)紅樹林濕地[152].目前我國(guó)也成功推出了首個(gè)藍(lán)碳保護(hù)項(xiàng)目“湛江紅樹林造林項(xiàng)目”,但我國(guó)藍(lán)碳項(xiàng)目的開發(fā)仍處于起步階段,政府部門應(yīng)充分發(fā)揮其引導(dǎo)作用并鼓勵(lì)社會(huì)資本投資,助力藍(lán)碳市場(chǎng)的發(fā)展[153].同時(shí),地方政府需有針對(duì)性地制定省市級(jí)或紅樹林保護(hù)區(qū)政策法規(guī),將生物多樣性保護(hù)納入發(fā)展規(guī)劃,依法處置濫砍亂伐、養(yǎng)殖占用和建筑開發(fā)等違法行為.

2.4.4 因地制宜,充分發(fā)揮城市紅樹林經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)效益 福田和南沙紅樹林的生態(tài)服務(wù)功能偏低,在提高紅樹林濕地面積上仍有很大潛力.灘涂造林曾是濕地恢復(fù)的重要手段,但存在成本高、技術(shù)難度大和侵占水鳥覓食地等缺點(diǎn)[154].據(jù)統(tǒng)計(jì),1980年以來廣東省占用的紅樹林林地中有98%以上用于挖塘養(yǎng)殖,遺留下許多廢棄養(yǎng)殖塘[155],因此退塘還林應(yīng)是未來我國(guó)紅樹林生態(tài)恢復(fù)的主要手段[154, 156].針對(duì)南沙紅樹林部分區(qū)域管理水平不足問題,建立自然保護(hù)區(qū)是行之有效的對(duì)策,同時(shí)嚴(yán)格落實(shí)管理部門責(zé)任,保障管護(hù)資金,嚴(yán)懲違法破壞紅樹林生境的行為.

城市紅樹林在科研教育和生態(tài)旅游方面可以借鑒米埔紅樹林的發(fā)展模式,同時(shí)結(jié)合自身發(fā)展定位,充分發(fā)揮生態(tài)效益.在科研教育方面,針對(duì)不同的受眾群體制定相應(yīng)的自然教育模塊,通過邀請(qǐng)學(xué)生到訪參觀紅樹林、推行課題項(xiàng)目研究等途徑提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和參與度;通過將線上信息網(wǎng)站、微信公眾號(hào)和線下教育宣講活動(dòng)、市民開放日相結(jié)合,向公眾提供多元化的生態(tài)教育服務(wù).在生態(tài)旅游方面,遵循適度開發(fā)的原則,因地制宜結(jié)合植物利用、生態(tài)養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè),突出地方特色,推進(jìn)紅樹林生態(tài)成果產(chǎn)業(yè)化[83].

3 結(jié)論

3.1 構(gòu)建了適用于城市紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)估的指標(biāo)體系和方法,從壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個(gè)層次出發(fā),涵蓋自然因素干擾、人為因素干擾、生境污染指標(biāo)、生態(tài)指標(biāo)、生態(tài)服務(wù)功能和保護(hù)區(qū)管理水平6個(gè)要素層以及具體表征的24項(xiàng)指標(biāo),可有效反映經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)的復(fù)合影響.

3.2 淇澳島(EHI: 3.05)和米埔(EHI: 3.03)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)處于健康狀態(tài),南沙(EHI: 2.54)和福田(EHI: 2.13)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)處于亞健康狀態(tài).

3.3 壓力指數(shù)方面,米埔和福田紅樹林為亞健康,自然壓力源為病蟲害和生物入侵,人為壓力源為人口、經(jīng)濟(jì)相關(guān)指標(biāo)和城鎮(zhèn)生活污水排放,福田還存在工業(yè)廢水排放壓力.狀態(tài)指數(shù)方面,城市紅樹林的海水富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,南沙和淇澳島紅樹林還存在嚴(yán)重的有機(jī)和重金屬污染問題;紅樹植物(除南沙紅樹林)和大型底棲動(dòng)物生物多樣性普遍偏低,但鳥類生物多樣性較高.響應(yīng)指數(shù)由紅樹林的生態(tài)服務(wù)功能和保護(hù)區(qū)管理水平共同決定,福田和南沙紅樹林由于面積小使生態(tài)服務(wù)功能偏低;南沙紅樹林的管理水平不足.

3.4 粵港澳大灣區(qū)城市紅樹林存在生態(tài)失衡導(dǎo)致的病蟲害與生物入侵、受納外源污染導(dǎo)致的環(huán)境污染、棲息地破壞導(dǎo)致的生物多樣性下降的共性問題及自身特征與管護(hù)水平差異導(dǎo)致的其它個(gè)性問題,建議:以緩解生態(tài)失衡為目標(biāo),高效監(jiān)測(cè)并推廣基于自然法則的生態(tài)恢復(fù);以源頭控制為根本,整體改善環(huán)境質(zhì)量;以保護(hù)生物多樣性為重點(diǎn),提高紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性;因地制宜,充分發(fā)揮城市紅樹林經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)效益.

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Ecosystem health assessment and management strategies of urban mangrove: A case study of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area.

ZHANG Yue-qi, ZHANG Zhi, JIANG Bi-qian, SHEN Xiao-xue, LI Rui-li*

(School of Environment and Energy, Peking University Shenzhen Graduate School, Shenzhen 518055, China)., 2022,42(5)：2352～2369

To clarify the ecosystem health status of urban mangroves in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (GBA), an indicator system for ecosystem health assessment of urban mangroves was developed based on PSR (Press-State-Response) model and analytic hierarchy process in this study. The indicator system was conducted on four typical urban mangroves in GBA: Mai Po in Hong Kong, Futian in Shenzhen, Nansha in Guangzhou, and Qi’ao island in Zhuhai. The health problems were identified and management strategies were put forward. The results showed that: The ecosystem health index (EHI) of mangroves were Qi’ao island (3.05, health)>Mai Po (3.03, health)>Nansha (2.54, sub-health)>Futian (2.13, sub-health). As for the press indicators, the natural pressure sources for mangroves in Mai Po and Futian were pests harm and biological invasion, while the artificial pressure came from the increasing population, the rapidly developed economy, and municipal wastewater discharge. In addition, the mangroves in Futian were suffering from the discharge of industrial waste. In terms of the state indicators, four urban mangroves were all suffering from seawater eutrophication. Organic and heavy metals seriously polluted the mangroves in Nansha and Qi'ao Island. The biodiversity of mangrove plants (except for Nansha) and macrobenthos was low, but birds' biodiversity was relatively high. For the response indicators, the mangroves in Futian and Nansha hold low ecological service functions due to their small areas, and the management level of mangroves in Nansha was insufficient. The leading health problems of urban mangroves in GBA include two aspects: firstly, common issues, including pests harm and biological invasion caused by ecological imbalance, environmental pollution caused by external pollution, decrease in biodiversity caused by habitat destruction. Secondly, personality issues, including the differences in the characteristics and management levels of mangroves. Considering the health problems mentioned above, suggestions are proposed: effectively monitor and promote ecological restoration based on natural laws to alleviate ecological imbalance, take source control as the foundation and improve environmental quality as a whole, focus on the protection of biodiversity and improve the stability of mangrove ecosystem, in accordance with local conditions and give full play to the economic, social and ecological benefits of urban mangrove.

Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area；urban mangrove；ecosystem health assessment；health problem；management strategies

X171

A

1000-6923(2022)05-2352-18

張?jiān)络?1997-),女,廣東廣州人,北京大學(xué)深圳研究生院碩士研究生,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境生態(tài)學(xué).

2021-09-30

廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目([2020]059);深圳市自然科學(xué)重點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(JCYJ20200109140605948)

* 責(zé)任作者, 研究員, liruili@pkusz.edu.cn