劉玥騰,王厚軍,吳姍姍,岳 奇
(國家海洋技術(shù)中心,天津 300112)
沿海濕地是陸地環(huán)境向海洋環(huán)境延伸的過渡地帶,兼具雙重環(huán)境特征和環(huán)境功能,是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。沿海濕地具有豐富的生物資源,同時(shí)在凈化水質(zhì)、削減自然災(zāi)害、科研教育、提供休憩游覽場(chǎng)所等方面也發(fā)揮著不可替代的作用[1]。
為拓寬生存空間、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、緩解“人地矛盾”,自新中國成立以來,我國沿海地區(qū)先后經(jīng)歷了以圍海曬鹽、拓展農(nóng)業(yè)用地、圍墾養(yǎng)殖、經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主要目的的四次圍填海熱潮[2]。李飛等[3]采用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)提取填海造地影像,結(jié)果顯示2008—2015年期間我國沿海地區(qū)填海造地面積達(dá)到2 017.19 km2。長(zhǎng)時(shí)間大面積的圍填?;顒?dòng)導(dǎo)致我國濱海濕地的面積不斷減少,自然岸線長(zhǎng)度不斷縮減,對(duì)于海洋和陸地環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì),近40年來,我國大規(guī)模圍填?;顒?dòng)累計(jì)造成2.19×104km2濱海濕地的損失,約為中國濱海濕地面積的二分之一[5]。SATO S等[6]研究發(fā)現(xiàn),日本圍填海工程隔絕了艾撒哈亞灣與外海的聯(lián)系,海水鹽度下降造成本地物種消亡。
2018年起,黨中央、國務(wù)院加大對(duì)海洋生態(tài)保護(hù)和圍填海管控重視力度,先后出臺(tái)了《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)濱海濕地保護(hù)嚴(yán)格管控圍填海的通知》(國發(fā)〔2018〕24號(hào),以下簡(jiǎn)稱國務(wù)院24號(hào)文)等多個(gè)政策性文件,多措并舉加強(qiáng)海洋生態(tài)保護(hù)和圍填海管控。《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確提出要嚴(yán)格圍填海管控,加強(qiáng)海岸帶綜合管理與濱海濕地保護(hù)。目前對(duì)于圍填海方面的研究,主要集中于圍填?;顒?dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境、水動(dòng)力條件、海洋生物的影響,以及圍填海區(qū)域變化情況等方面內(nèi)容,而對(duì)于圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)研究較少。本文梳理總結(jié)了圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)方法,以期為圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)的實(shí)際工作提供參考和借鑒。
圍填?;顒?dòng)因其大尺度范圍、永久性地改變區(qū)域自然屬性,對(duì)海域生態(tài)環(huán)境和生態(tài)資源產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的影響,其主要影響包含占用濱海濕地,打破海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡,造成區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的喪失,同時(shí)致使部分灘涂鳥類的棲息環(huán)境、覓食地消失;占用自然岸線,改變?yōu)I海濕地岸線格局,破壞海岸自然景觀,造成岸線生態(tài)穩(wěn)定性缺乏;改變海域水動(dòng)力環(huán)境,導(dǎo)致水體交換能力減弱、海灣納潮量減少、河口淤塞加快、自凈能力變差,對(duì)海灣河口生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生持久影響;圍填海工程產(chǎn)生的懸浮泥沙、爆破淤積形成的沖擊波、改變水文特征和永久占用海底空間資源均會(huì)造成海洋生物資源損失等問題。圍填海活動(dòng)造成的不良生態(tài)環(huán)境影響持續(xù)累積疊加,將給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大的生態(tài)負(fù)效應(yīng)[7-12]。
結(jié)合圍填海區(qū)域生態(tài)功能定位、所在海域自然條件、生態(tài)環(huán)境和圍填海項(xiàng)目實(shí)際情況等,針對(duì)圍填海活動(dòng)造成的主要生態(tài)環(huán)境問題,明確生態(tài)保護(hù)修復(fù)的重點(diǎn)和目標(biāo),制定有針對(duì)性、可操作性的生態(tài)保護(hù)修復(fù)措施,構(gòu)建區(qū)域生態(tài)修復(fù)體系(見表1)。
表1 主要生態(tài)問題與生態(tài)修復(fù)措施銜接性分析
隨著世界各國對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)愈加重視,很多國家積極探索并開展圍填海項(xiàng)目生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作,逐步建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。20世紀(jì)90年代,在風(fēng)暴潮影響下,荷蘭—比利時(shí)邊界斯海爾德河口處的圍海造田堤壩發(fā)生潰堤,使得鹽田演替為鹽沼濕地系統(tǒng),這一意外的發(fā)現(xiàn)讓更多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到拆除堤壩是圍填海生態(tài)修復(fù)的重要技術(shù)方法[13]。OMER Y等[14]研究發(fā)現(xiàn),人工采砂、填海造地、沿海構(gòu)筑物不合理設(shè)計(jì)是造成黑海東部地區(qū)遭受嚴(yán)重的海岸侵蝕和海岸線衰退的主要原因,并提出采取限制采砂活動(dòng)、構(gòu)筑防砂堤、合理設(shè)計(jì)構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)等措施減緩海岸線侵蝕。陳秋明等[15]對(duì)江門市臺(tái)山圍填海區(qū)域的生態(tài)修復(fù)和景觀提升方法進(jìn)行研究,提出“陸海聯(lián)動(dòng)、河海共治”的修復(fù)原則,構(gòu)建以紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)和人工沙灘為重點(diǎn)的圍填??臻g生態(tài)修復(fù)空間規(guī)劃。張楊等[16]以福建可門工業(yè)園區(qū)為例,提出“生態(tài)流”概念,采用“構(gòu)建山海通廊、生態(tài)海提、增殖放流、退堤還水、退養(yǎng)還灘、無居民海島修復(fù)和污染防治”等多種手段構(gòu)建生態(tài)修復(fù)空間格局。于露等[17]以東臺(tái)市弶港鎮(zhèn)為例,提出采取地形改造、植被修復(fù)、魚類底棲動(dòng)物恢復(fù)、水文調(diào)控等生態(tài)整治修復(fù)措施,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。近年來,自然恢復(fù)技術(shù)引起了荷蘭、新加坡等國家的重點(diǎn)關(guān)注,對(duì)圍填?;顒?dòng)后的生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)過程的研究正在逐步開展[5]。美國和加拿大將是否會(huì)對(duì)棲息地的自然生產(chǎn)力產(chǎn)生擾動(dòng)作為圍填海環(huán)境影響評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素。
為修復(fù)因圍填?;顒?dòng)而受損和退化的海洋生態(tài)系統(tǒng),改善海洋生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量,提升海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,我國開展了眾多的圍填海生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程項(xiàng)目?;凇秶詈m?xiàng)目生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案技術(shù)指南(試行)》,結(jié)合圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目案例,本文將圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)技術(shù)分為:生境修復(fù)技術(shù)和生物資源恢復(fù)技術(shù)。
在原始的自然條件下,濱海濕地處于裸露狀態(tài),濕地生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)。然而,圍填?;顒?dòng)的實(shí)施破壞原有生物生存環(huán)境,改變用海性質(zhì),使淺海變?yōu)殛懙?,直接影響海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。因此,對(duì)于圍填海區(qū)域的生境修復(fù)就顯得尤為重要。
3.1.1 水文動(dòng)力恢復(fù)
(1)堤壩拆除
在圍填海生態(tài)修復(fù)中,為恢復(fù)水動(dòng)力環(huán)境,可以采取堤壩拆除的生態(tài)整治修復(fù)措施。目前,拆除堤壩可分為兩種模式,分別為全部式拆除和部分式拆除[1]。全部式拆除工藝較為簡(jiǎn)單,但工程量較大,經(jīng)濟(jì)性較差。當(dāng)?shù)虊螌?duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全部式拆除。部分式拆除工藝較為復(fù)雜,技術(shù)難點(diǎn)在于核定堤壩開口的數(shù)量、尺寸、間距等,以保證拆除后達(dá)到預(yù)期的水動(dòng)力恢復(fù)效果。相比之下,部分式拆除既保留了堤壩防護(hù)的作用,又可以滿足海域生境的恢復(fù)要求,且成本較低、對(duì)周圍海域環(huán)境影響較小。如今,堤壩拆除技術(shù)已在圍填海生態(tài)修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。
(2)清淤疏浚
圍填?;顒?dòng)會(huì)改變近海海潮的水動(dòng)力環(huán)境,影響河流的泄洪能力,導(dǎo)致河口淤塞加快;還會(huì)降低海灣進(jìn)潮量,從而導(dǎo)致海灣通道淤淺,造成航運(yùn)不暢。因此對(duì)河口和海灣區(qū)域的圍填海項(xiàng)目采取清淤疏浚的生態(tài)修復(fù)措施非常必要。福建可門工業(yè)園區(qū)的圍填海生態(tài)修復(fù)方案采用疏通潮溝的方法,連通濕地水系,從而增加納潮量,改善圍填海區(qū)域的水動(dòng)力環(huán)境[16]。現(xiàn)階段,疏浚方式主要包含干床疏浚和帶水疏浚兩種[18]。疏浚過程中,注意做好深度的測(cè)量工作,防止疏浚深度不夠,無法達(dá)到疏浚效果;也要避免出現(xiàn)超挖多挖的現(xiàn)象,增加時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本[19]。同時(shí),河口、海灣海域的底泥承接了大量近海海域的污染物,因此疏浚后需對(duì)底泥進(jìn)行合理化處置和利用,避免造成二次污染和資源浪費(fèi)。
3.1.2 岸線修復(fù)
(1)沙灘養(yǎng)護(hù)
針對(duì)圍填海工程實(shí)施后形成的砂礫質(zhì)海岸,為遏制海灘侵蝕狀況的加劇,提高沙灘穩(wěn)定性,通常采用沙灘養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行岸線修復(fù)。HUANG F M等[20]基于耗散結(jié)構(gòu)理論和熵變,提出對(duì)廣海灣圍填海工程采取沙灘修復(fù)的生態(tài)修復(fù)方法,預(yù)計(jì)修復(fù)完成后將形成面積約120 000 m2、沙灘肩寬約40~60 m、岸線長(zhǎng)度約1 260 m的人工沙灘?,F(xiàn)階段,根據(jù)補(bǔ)沙位置的不同,可以將沙灘養(yǎng)護(hù)方法分為人工沙丘(在平均高潮位以上堆積泥沙)、灘肩補(bǔ)沙(在平均潮位以上進(jìn)行補(bǔ)沙,增加灘肩寬度,是較為常用的補(bǔ)沙技術(shù))、剖面補(bǔ)沙(在整個(gè)海灘坡面上進(jìn)行補(bǔ)沙)、近岸補(bǔ)沙(在平均低潮位以下補(bǔ)沙,形成人工沙壩)等[21]。不同的沙灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)所產(chǎn)生的修復(fù)效果、所要求的拋沙技術(shù)、對(duì)災(zāi)害的抵制能力都存在的一定的差異,因此應(yīng)結(jié)合修復(fù)區(qū)域的實(shí)際情況選擇適宜的沙灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)。沙灘養(yǎng)護(hù)是較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)方法,可以在短時(shí)間內(nèi)得到明顯的修復(fù)效果,但也可能存在養(yǎng)護(hù)沙灘壽命短、補(bǔ)沙污染周圍水體環(huán)境等問題[22]。
(2)植被種植
植被種植兼具自然岸線修復(fù)和濱海濕地修復(fù)的雙重意義,適用于植被退化或具有水土保持、防風(fēng)固沙、耐鹽堿等功能要求的自然岸線或?yàn)I海濕地的生態(tài)修復(fù)。圍填海形成的陸域土壤普遍具有土壤鹽分高、含水率高等特點(diǎn),適宜種植耐鹽耐濕植物和先鋒植物。目前,圍填海區(qū)域植被種植模式可分為兩類,分別為濱海防護(hù)林種植和潮上帶濕地構(gòu)建[23]。其中,濱海防護(hù)林種植主要通過種植本地樹種或引進(jìn)樹種,在圍填海陸域和海域之間構(gòu)建隔離帶,營(yíng)造具有自然屬性特征和功能的岸線系統(tǒng),起到保持水土、防風(fēng)固沙的作用。構(gòu)建潮上帶濕地應(yīng)把握共生關(guān)系、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、生態(tài)循環(huán)等基礎(chǔ)原理,結(jié)合實(shí)際生境特征和功能要求,構(gòu)建持久穩(wěn)定、和諧有序的混交植物群落,增強(qiáng)岸線對(duì)于海浪沖擊的抵抗性,改善濕地生態(tài)系統(tǒng)功能和景觀效果。楊運(yùn)寶等[24]對(duì)浙江省東北部錢塘江和甬江出江口交匯處的圍填海區(qū)域進(jìn)行修復(fù)方案設(shè)計(jì),使用草皮、檉柳、中山杉、白蠟、普陀樟等植物,構(gòu)建潮灘—岸坡—濱河景觀帶三處層次分明、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高低錯(cuò)落的生物群落空間結(jié)構(gòu)。在植被種植生態(tài)修復(fù)過程中,由于植被生長(zhǎng)狀態(tài)受自然環(huán)境、氣候條件、人為干擾等因素影響較大,應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)后期跟蹤監(jiān)測(cè)和監(jiān)督管理,保證植被種植生態(tài)修復(fù)效果。
(3)生態(tài)海堤建設(shè)
填海造陸區(qū)域與自然陸地相比,自然基底薄弱,生態(tài)環(huán)境脆弱,防災(zāi)減災(zāi)能力薄弱[25],因此應(yīng)加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè),構(gòu)建科學(xué)的防災(zāi)減災(zāi)體系。建設(shè)生態(tài)海堤是提高圍填海區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)能力的重要手段。陳秋明等[15]以廣東省江門臺(tái)山處置區(qū)工程為例,對(duì)不同的護(hù)岸類型有針對(duì)性地提出修復(fù)方案,包括建設(shè)土堤、斜坡式石堤、直立式石堤、斜坡式河堤等。生態(tài)海堤不僅具備抵抗風(fēng)暴潮、臺(tái)風(fēng)等海洋災(zāi)害的能力,還可以促進(jìn)生物多樣性恢復(fù),有效遏制水土流失。與以鋼筋水泥或砌石為原材料的傳統(tǒng)海堤相比,生態(tài)海堤更能體現(xiàn)綠色生態(tài)理念。生態(tài)海堤一般采用綠色環(huán)保、適宜當(dāng)?shù)睾S蛏鷳B(tài)系統(tǒng)的無害化建筑材料,以利于植物生長(zhǎng)和藻類、貝類附著,兼具安全屬性、美學(xué)價(jià)值和生態(tài)功能[26]。在生態(tài)海堤的建設(shè)過程中,應(yīng)注重環(huán)保措施的落地落實(shí),加大環(huán)境保護(hù)力度,避免對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。
(4)景觀建設(shè)
對(duì)于具有景觀資源開發(fā)潛力的岸線可采用景觀建設(shè)的修復(fù)方法進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。在生態(tài)修復(fù)過程中,應(yīng)充分考慮公眾的親海需求,建設(shè)包含人行棧道、綠化帶、花園、活動(dòng)廣場(chǎng)和休閑廣場(chǎng)等多樣性空間形式的景觀體系[27],打造集景觀性、生態(tài)性、文化性于一體的高質(zhì)量公共親??臻g[28]。晉江鹽場(chǎng)圍填海生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中,根據(jù)不同建設(shè)區(qū)域的地理環(huán)境和區(qū)域功能,對(duì)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行景觀建設(shè)和生態(tài)建設(shè),以達(dá)到優(yōu)化區(qū)域環(huán)境、防止水土流失的作用[29]。三嶼工業(yè)區(qū)圍填海工程的生態(tài)修復(fù)將建設(shè)與海堤外側(cè)聯(lián)動(dòng)的濕地公園納入生態(tài)修復(fù)方案中[30]。然而,景觀建設(shè)也存在一定的缺點(diǎn)和不足,可能會(huì)破壞自然景觀,對(duì)近海生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,在景觀建設(shè)過程中,應(yīng)以保護(hù)自然景觀為前提,最大限度地保持景觀原貌,輔以人工建設(shè),形成自然與人工相融合的岸線景觀面貌。
3.1.3 濱海濕地修復(fù)
(1)退陸還海
退陸還海是將圍填海形成的陸地生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)為海洋生態(tài)系統(tǒng)的工程措施。早在20世紀(jì)90年代,荷蘭農(nóng)業(yè)部就制定了《自然政策計(jì)劃》,計(jì)劃將圍填海區(qū)域恢復(fù)為原本的濕地生態(tài)系統(tǒng),修復(fù)破損的生態(tài)環(huán)境[31]。隨著我國對(duì)圍填海管控重視程度的不斷加深,國務(wù)院24號(hào)文對(duì)于嚴(yán)重破壞海洋生態(tài)環(huán)境的圍填海區(qū)域提出堅(jiān)決予以拆除的明確要求,標(biāo)志著我國在解決圍填海生態(tài)問題方面進(jìn)入了退陸還海的新時(shí)期。退陸還海能夠最為直接地恢復(fù)原始濱海濕地自然屬性,再依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力,逐步恢復(fù)海洋生態(tài)系統(tǒng),以達(dá)到圍填海區(qū)域生態(tài)修復(fù)目的。該項(xiàng)修復(fù)技術(shù)在工藝上比較容易實(shí)現(xiàn),需重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn):拆除過程中避免對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染、拆除的水平范圍和垂直高程都應(yīng)滿足相關(guān)要求、拆除后土方的后續(xù)處置要避免再次造成環(huán)境問題。由于圍填海工程的特殊性,陸域拆除通常工程量大,施工周期較長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)成本較高,因此退陸還海的修復(fù)模式通常只適用于對(duì)海洋環(huán)境造成嚴(yán)重影響的圍填海區(qū)域。大連金普新區(qū)針對(duì)圍填海歷史遺留問題中未批已填成陸區(qū)域提出了拆除不合理的填海區(qū)域的生態(tài)保護(hù)修復(fù)措施[32]。
(2)退耕還濕
作為濱海濕地恢復(fù)方法中重要組成部分,退耕還濕技術(shù)主要以轉(zhuǎn)變種植結(jié)構(gòu)、提升景觀效果、提高凈化能力等為目的,通過溝渠引水、抬埂蓄水、植被種植等工程措施,使耕地生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或發(fā)展為濕地生態(tài)系統(tǒng)[33]。在工程實(shí)施過程中,還濕區(qū)要注意保持與自然海域水體的連續(xù)性,保證水位的變化控制在合理范圍?,F(xiàn)階段,我國退耕還濕的研究與實(shí)踐主要集中在江河、湖泊、沼澤等類型濕地的生態(tài)修復(fù)。為保護(hù)和恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng),天津成立了退耕還濕領(lǐng)導(dǎo)小組,研究部署退耕還濕工程的規(guī)劃、推進(jìn)和管理等工作[34]。資興市退耕還林還濕試點(diǎn)項(xiàng)目采取植被恢復(fù)、水域恢復(fù)、棲息地恢復(fù)等措施,凈化入湖水質(zhì),改善區(qū)域環(huán)境,對(duì)保障區(qū)域水生態(tài)安全具有重要意義[35]。目前圍填海區(qū)域的退耕還濕技術(shù)還處于起步階段,相關(guān)研究較為少見。
(3)退養(yǎng)還灘
由于人為圈閉的魚塘蝦池占用大片濱海濕地,水體大范圍閉塞,破壞濱海濕地自然環(huán)境,造成生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能損失,可考慮采取退養(yǎng)還灘的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。退養(yǎng)還灘修復(fù)主要通過拆除人工魚塘蝦池,形成親水的自然岸線,恢復(fù)岸線屬性和自然環(huán)境,提高旅游資源承載力,促進(jìn)濱海旅游發(fā)展。退養(yǎng)還灘主要技術(shù)流程包括放空池內(nèi)海水、修筑施工便道、拆除養(yǎng)殖池池梗、修復(fù)自然岸線等[36]。工程實(shí)施過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注阻斷海水與養(yǎng)殖池聯(lián)通、降低拆除養(yǎng)殖對(duì)海域環(huán)境的影響、規(guī)劃合理的出土路徑等。目前,退養(yǎng)還灘技術(shù)已在圍填海生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。福建三嶼工業(yè)區(qū)通過開挖15處圍海養(yǎng)殖堤壩豁口、拆除水閘閘門、啟閉裝置和機(jī)房等措施,實(shí)施退養(yǎng)還濕工程,恢復(fù)該區(qū)域天然濕地屬性,提高濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性[30]。張揚(yáng)等[16]以福建可門工業(yè)園為研究區(qū)域,采用退養(yǎng)還灘等方式,逐步恢復(fù)已受損的濕地生態(tài)系統(tǒng),形成良好的陸海生態(tài)過渡帶。
(4)微地形改造
當(dāng)濕地地形環(huán)境不利于目標(biāo)生物生長(zhǎng)時(shí),可以考慮采用微地形改造技術(shù)對(duì)濱海濕地環(huán)境進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。圍填海區(qū)域的微地形改造主要采取改變?cè)械匦苇h(huán)境高程和坡度的方式,其中最為重要的是對(duì)地形高程的修復(fù)[1]。通過抬升高程或降低高程的高程改造技術(shù),滿足目標(biāo)生物生長(zhǎng)需求,構(gòu)筑適宜生物生存的地形環(huán)境,再結(jié)合植被修復(fù),形成陸生、濕生、水生等多樣化的植被群落,增加自然生境異質(zhì)性。于露等[17]對(duì)東臺(tái)市弶港鎮(zhèn)的圍墾區(qū)生態(tài)修復(fù)研究中,綜合考慮自然條件、生態(tài)環(huán)境、人類活動(dòng)等多方面因素,塑造生態(tài)島、開敞水面、深水區(qū)、半島淺灘等多種地形,提高了該區(qū)域的生態(tài)多樣性,促進(jìn)了圍填海區(qū)域合理利用。
(5)紅樹林恢復(fù)
紅樹林生態(tài)系統(tǒng)不僅能夠?yàn)楹Q笊锖网B類提供重要棲息環(huán)境,還能夠鞏固海岸線結(jié)構(gòu),提升抗沖刷能力。通常認(rèn)為紅樹林生長(zhǎng)需滿足溫度適宜、沉積物粒徑較小、潮水可到達(dá)且有一定潮差、有洋流影響等多方面因素,其中灘面高程往往被認(rèn)為是紅樹林成活的關(guān)鍵因素。在修復(fù)過程中,可通過覆土或移除表土等微地形改造的方法滿足紅樹林對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求,但應(yīng)注意不可改變修復(fù)區(qū)域?qū)傩裕荒墚a(chǎn)生新的事實(shí)圍填海。目前,占用紅樹林的圍填海工程通常采取補(bǔ)種重建紅樹林生境或進(jìn)行異地移植等方式,可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)。三嶼工業(yè)區(qū)就采用異地補(bǔ)種的方式,在三嶼工業(yè)區(qū)南側(cè)補(bǔ)種約18 000 m2的紅樹林,一定程度補(bǔ)償了因工業(yè)區(qū)建設(shè)占用的東北側(cè)紅樹林[30]。由于紅樹林生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求較高,因此需注意加強(qiáng)后期的維護(hù)管理工作,保證紅樹林的成活率。
本文提及的海洋生物資源恢復(fù),是指采用人工投放的方式,恢復(fù)海洋生物種群數(shù)量、優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)種群結(jié)構(gòu)、修復(fù)受損海岸帶生物資源的修復(fù)方法,主要包括增殖放流、建立海洋牧場(chǎng)等。填海造地區(qū)域作為完全人工打造的陸地區(qū)域[37],其生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱。因此在進(jìn)行生物資源恢復(fù)的過程中,應(yīng)注意避免人為引入外來物種,保護(hù)本地生物多樣性。
3.2.1 增殖放流
海洋生物的增殖放流是通過投放貝類、魚、蝦、蟹親體或人工繁育苗種或野生苗種等恢復(fù)海洋漁業(yè)資源,實(shí)現(xiàn)漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的措施[38]。增殖放流是最根本、最直接的海洋生物資源恢復(fù)措施[39],也是圍填海生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中最為普遍的海洋生物資源恢復(fù)方法。李陽[40]對(duì)北海市某無主圍填海區(qū)域的生態(tài)影響和生態(tài)修復(fù)措施進(jìn)行初探,建議在多功能限養(yǎng)區(qū)、人工魚礁區(qū)、增養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行日本對(duì)蝦、卵形鯧鲹等物種增殖放流,以恢復(fù)漁業(yè)資源的種群和數(shù)量。增殖放流活動(dòng)在顯現(xiàn)顯著成效的同時(shí),也可能對(duì)野生種群產(chǎn)生脅迫,大致包含以下三個(gè)方面:與野生種群產(chǎn)生生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)、與野生物種雜交影響遺傳多樣性、通過疫病傳播影響野生種群的健康狀態(tài)[41]。因此,在進(jìn)行增殖放流時(shí),應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,充分考慮增殖水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定、投放苗種的健康狀況,以及對(duì)于遺傳多樣性的影響等多方面因素,篩選適宜的增殖放流物種。
3.2.2 建立海洋牧場(chǎng)
建立以海洋生態(tài)保護(hù)和資源增殖為主要目的海洋牧場(chǎng)是圍填海生態(tài)修復(fù)的重要方法[42]。其中投放人工魚礁、建立海草床是建設(shè)海洋牧場(chǎng)的重要技術(shù)手段。人工魚礁和海草床為海洋動(dòng)物提供了躲避敵害、生息繁殖的優(yōu)良場(chǎng)所,可以吸引魚群等海洋生物的聚集,形成微型生態(tài)系統(tǒng)。目前,海草植株移植的常用方法包括直插法、枚訂法、沉子法、夾系法、框架法等。該類方法以單一植株為采集單元,采用優(yōu)化固定方式開展移植工作,對(duì)海草種源地破壞性小、操作簡(jiǎn)單、污染性小[43]。然而,近岸海域環(huán)境受人類活動(dòng)影響較大,而適宜的光照、水質(zhì)、底質(zhì)等環(huán)境因素是海草床構(gòu)建的必要條件[44],因此海草床的修復(fù)效果具有較大的不確定性。相比海草床,人工魚礁受環(huán)境影響較小,但仍存在著成本較高、運(yùn)輸與后期維護(hù)不便、靈活性較差等不足。
綜合考慮圍填海工程的區(qū)位要素、環(huán)境影響、資源損失等多方面因素,針對(duì)不同的生態(tài)環(huán)境問題和修復(fù)目標(biāo),本文對(duì)圍填海項(xiàng)目生態(tài)保護(hù)修復(fù)技術(shù)針對(duì)的圍填海底質(zhì)特征和空間形態(tài)、適用區(qū)域、優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行了系統(tǒng)分析(見表2)。分析發(fā)現(xiàn),由于河口、海灣區(qū)域的區(qū)位特征,應(yīng)重點(diǎn)考慮采取堤壩拆除、清淤疏浚、退陸還海、退耕還濕、退養(yǎng)還灘等生態(tài)修復(fù)措施,恢復(fù)區(qū)域水動(dòng)力環(huán)境特征;針對(duì)砂質(zhì)海岸區(qū)域,主要采取沙灘養(yǎng)護(hù)措施,結(jié)合植被種植、生態(tài)海堤建設(shè)、景觀建設(shè)等方式,恢復(fù)砂質(zhì)岸線;對(duì)于淤泥質(zhì)海岸線,通常采用清淤疏浚、退養(yǎng)還灘等方式,恢復(fù)水動(dòng)力環(huán)境,同時(shí)也可采取植被種植、微地形改造等方式提升岸線穩(wěn)定性,恢復(fù)岸線景觀面貌;針對(duì)基巖海岸,可采用景觀建設(shè)等方式,優(yōu)化區(qū)域環(huán)境;針對(duì)紅樹林生物海岸區(qū)域,盡量采取補(bǔ)種的方式恢復(fù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng);對(duì)于人工岸線,主要采用生態(tài)海堤建設(shè)、景觀建設(shè)等方式,保障區(qū)域安全,合理開發(fā)利用景觀資源。
表2 圍填海項(xiàng)目生態(tài)修復(fù)技術(shù)
目前廣泛應(yīng)用的圍填海生態(tài)修復(fù)技術(shù)普遍側(cè)重于在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)效果。涉及植被恢復(fù)的修復(fù)措施(植被種植、紅樹林恢復(fù)、建設(shè)海洋牧場(chǎng)等)通常受自然環(huán)境、氣候條件、人為干擾等因素影響較大;對(duì)于工程量較大、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)較大的修復(fù)措施(堤壩拆除、生態(tài)海堤建設(shè)、退陸還海、退耕還濕、退養(yǎng)還灘等)普遍存在對(duì)環(huán)境造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
生態(tài)修復(fù)理論研究是生態(tài)修復(fù)的重要基石,是指導(dǎo)生態(tài)修復(fù)工作的主要依據(jù)。與普通濱海區(qū)域相比,圍填海區(qū)域具有位置固定性、較強(qiáng)的不可逆性和嚴(yán)格的排他性等獨(dú)有特征[45],因此該區(qū)域生態(tài)修復(fù)難度大、成本高、影響深。然而,目前對(duì)于圍填海區(qū)域開展的生態(tài)修復(fù)措施大多是借鑒濱海濕地生態(tài)修復(fù)、海岸帶生態(tài)修復(fù)、紅樹林生態(tài)修復(fù)等典型生境的生態(tài)修復(fù)技術(shù),而僅針對(duì)圍填海區(qū)域的生態(tài)保護(hù)修復(fù)進(jìn)行的系統(tǒng)理論研究仍處于起步階段。
根據(jù)《圍填海項(xiàng)目生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案編制技術(shù)指南(試行)》要求,圍填海生態(tài)保護(hù)修復(fù)應(yīng)遵循“保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)”的科學(xué)原則。然而,目前應(yīng)用于圍填海生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中的生態(tài)修復(fù)技術(shù)仍以人工修復(fù)為主,自然恢復(fù)手段嚴(yán)重不足。主要是由于對(duì)生態(tài)修復(fù)的認(rèn)識(shí)不全面、不準(zhǔn)確,通常將其理解為需要強(qiáng)烈人為干預(yù)的工程,忽視了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)。與人工修復(fù)技術(shù)相比,自然修復(fù)技術(shù)具有對(duì)生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)小、資金投入少、工程量小等顯著優(yōu)勢(shì),是十分重要的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。
生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案的落實(shí),需要采取跟蹤監(jiān)測(cè)的措施進(jìn)行監(jiān)督和監(jiān)管,而生態(tài)保護(hù)修復(fù)的實(shí)施效果,則需要通過后評(píng)估及時(shí)評(píng)判。在圍填海項(xiàng)目生態(tài)保護(hù)修復(fù)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),生態(tài)修復(fù)效果的評(píng)估和監(jiān)管不足是影響生態(tài)修復(fù)技術(shù)有效應(yīng)用的關(guān)鍵因素。特別是針對(duì)受自然環(huán)境、氣候條件、人為干擾等因素影響較大的修復(fù)措施,若不及時(shí)進(jìn)行效果后評(píng)估,難以保證生態(tài)修復(fù)實(shí)際效果符合修復(fù)要求。
本文結(jié)合圍填海生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目案例,系統(tǒng)地闡述了圍填海生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法的針對(duì)問題、修復(fù)目標(biāo)、適用區(qū)域、優(yōu)缺點(diǎn)和存在的主要問題等。為進(jìn)一步完善和發(fā)展圍填海項(xiàng)目生態(tài)修復(fù)措施,建議今后在以下幾方面進(jìn)一步完善。
(1)深入開展圍填海生態(tài)修復(fù)理論研究。特別是對(duì)于堤壩拆除、退耕還濕、退養(yǎng)還灘、退陸還海等對(duì)圍填?;顒?dòng)具有較強(qiáng)針對(duì)性的生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)功能影響過程和機(jī)理等開展進(jìn)一步深入研究。
(2)完善自然恢復(fù)技術(shù)手段。應(yīng)以生態(tài)問題的識(shí)別和診斷為基礎(chǔ),充分考慮生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)的過程和機(jī)理,進(jìn)一步深入研究人工引導(dǎo)下受損生態(tài)環(huán)境自然恢復(fù)手段,提高生態(tài)修復(fù)的效率,最大程度地發(fā)揮海洋生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和自我恢復(fù)能力,降低修復(fù)成本,降低修復(fù)過程中對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)造成的二次破壞。
(3)加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)效果監(jiān)測(cè)與評(píng)估。為科學(xué)、有效地實(shí)施圍填海生態(tài)保護(hù)修復(fù),應(yīng)進(jìn)一步健全完善監(jiān)測(cè)評(píng)估制度,確定監(jiān)測(cè)評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估方法,強(qiáng)化指標(biāo)考核力度,建立完備的工程臺(tái)賬,形成圍填海生態(tài)保護(hù)修復(fù)長(zhǎng)效保障機(jī)制,確保生態(tài)保護(hù)修復(fù)的合理性、有效性和持續(xù)性。