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海南陵水新村潟湖滩涂红树林生态修复关键技术研究

2020-03-28吴协保曾晖谢邦雄刘伟卢立杨克仁林新军寇峰

湿地科学与管理 2020年1期
关键词:滩涂红树林新村

吴协保 曾晖 谢邦雄 刘伟 卢立 杨克仁 林新军 寇峰

(1 国家林业和草原局中南调查规划设计院,湖南 长沙 410014; 2 陵水黎族自治县林业局,海南 陵水 572400)

红树林生长于潮间带,是以红树植物为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落—海上森林,是陆地向海洋过度的特殊的湿地生态系统,被誉为“消浪先锋、海岸卫士”。自上世纪50年代以来至本世纪初,由于围海造地、围海养殖、砍伐等人为因素,我国红树林面积快速减少,全国红树林面积由20世纪50年代的4.2万hm2减少至20世纪末的1.5万hm2,不及世界红树林面积1 700万hm2的千分之一;而海南省红树林面积由上世纪50年代的9 992 hm2减少到21世纪初的3 930.3 hm2,随后呈缓慢增加趋势(廖宝文等, 2014; 辛欣等,2016)。随着生态文明建设理念的持续推进,海南省加大了防护林体系的力度,特别是针对海岸线毁林开塘区域的退塘还湿和滩涂红树林的修复,红树林面积呈逐年增加的趋势。本文结合海南省陵水县新村潟湖的国家蓝色海湾环境整治行动以及陵水县人民政府在潟湖潮间带实施的红树林修复工程(133.3 hm2),根据工程实施3年后的恢复成效,总结出近海岸红树林修复的关键技术,为红树林的生态修复提供可借鉴的技术经验。

1 研究区概况

海南的新村潟湖形似葫芦,腹大口小,成半封闭状态,是陵水黎族自治县最大的潟湖海港,南北长4 km,东西宽6 km,可供船只停泊的水域面积达900 hm2。该潟湖因沿岸多为残丘台地(阶地),海岸的侵蚀形态和堆积形态交替分布,残丘和阶地山岬角向海突出,海湾内凹,由于拦湾沙坝的发育而形成。该潟湖内形成了海草床、红树林与珊瑚礁三大典型的海洋生态系统,在全国极为罕见,并设立了全国首个国家级海草床特别保护区,属高生产力海洋生态系统,能起到保持海床稳定、吸收二氧化碳、释放氧气、吸收有机营养盐、净化水体等作用,具有很高的初级生产力,是众多海洋生物理想的栖息和繁殖地,具有极高的生态及经济价值。

由于围塘养殖、过度渔业、鱼排增多、陆源污水等人为污染严重,新村潟湖生态环境质量逐日下降,严重阻碍了海草的生长甚至导致整个海草种群的衰落,生物多样性和生态系统结构稳定性受到威胁。其中,海水围垦养殖及由此引发的潟湖纳潮量降低、水交换能力变弱是导致海洋生态环境质量下降的主要原因。据海图量算,1961年,新村的潟湖面积为2 246 hm2,经40多年的养殖围垦,2007年岸线修测时,新村潟湖面积为2 138 hm2,缩减了108 hm2。潟湖面积的缩减导致纳潮量降低,海水的交换周期变长,自净能力减弱,使得潟湖内生态平衡非常脆弱,易受养殖自身和外源的污染(陈敏等,2017; 杨盛昌等, 2017)。红树林生长的区域不断缩小,面积逐年减少,目前仅存的红树林面积仅为20世纪80年代的20%左右。

潟湖港底以泥沙质为主,水深处多有泥沙,港口附近为细沙,地形平坦。潟湖和南海相通,借助南海潮汐的涨落,促使其水质循环变换。新村港平均潮差0.69 m,最大潮差1.55 m。其潮位特征分布如下:潮位基面为榆林56基面,最高高潮位1.32 m,最低低潮位-1.65 m,平均海平面0.28 m,属于弱潮区域,这种潮位特征对种植红树林是有益的。2015年起,国家针对陵水新村、黎安潟湖实施蓝色海湾整治行动,重点实施环潟湖周边高位虾塘的退塘还湿、红树林生态修复、湖岸修复、环湖垃圾与污水回收等工程。针对红树林面积缩减现状,已完成400余hm2高位虾塘的退塘还湿,启动了新村、黎安潟湖万亩红树林生态修复工程。2016年完成新村潟湖东北角133.3 hm2淤泥质滩涂红树林的生态修复,以原有及已恢复的共176.6 hm2红树林为基础,2017年成功申报陵水红树林国家湿地公园。如今,湿地公园内恢复的红树林绿绿葱葱,长势喜人,海洋生态环境明显改善。

2 红树林生态修复的关键技术

目前,我国生长的红树植物有38余种,其中真红树植物26种,半红树植物12种(杨盛昌等,2017),突出特征是根系发达、能在海水中生长。红树林是生长于陆地与海洋交界带的沿海港湾及滩涂,受海洋潮汐、风力、海水盐度、滩涂底层土壤等海洋水文特性与过程影响,红树林实施生态修复技术难度大。根据新村潟湖近3年红树林生态修复成效,总结出修复的关键技术

2.1 科学确定红树林修复区域

新村潟湖集红树林、海草床和珊瑚礁三大生态系统于一体,还是候鸟迁徙与栖息的重要场所。在红树林修复中,针对项目中的滩涂恢复红树林区域低潮位时,裸露滩涂最大带宽约858 m,最小带宽约164 m,总滩涂带长约7 998 m,考虑预留足够的滩涂空间让鸟类等动物栖息、觅食,且不影响海草床和珊瑚礁的正常生长与繁衍。

恢复的红树林生态修复区位于新村港北侧潮间带(海平面上0~65 cm),最小带宽约82 m,最大带宽250 m,规划修复面积135 hm2,确保红树林恢复能促进区域生态安全。

2.2 开挖水道,保持水系通畅

新村潟湖属弱潮区,为保障海水能尽可能长时间的浸润红树林,满足红树林生长的要求,遵循近自然恢复原则,规划开挖一条间距约50 m左右的水道,各水道相互串联成网,与潟湖水面相通,构筑生态修复区内良好的水系循环网络,确保水系通畅。根据项目区滩涂带宽度及现有河道水系,开挖水道沟渠长12 500 m,水道分主水道与辅水道,主水道宽20 m,挖深2 m,辅水道宽10 m,挖深1.5 m。

2.3 实施土地平整,构筑种植作业面与防护边坡

红树林对每块种植的滩涂要求相对平整,每块修复地块相对高差在30 cm内。通过开挖(航道)沟渠和起垄沟获取的土方,将低于海平面0 cm以下的区域适当填高作业面,满足种植红树林要求。将开挖航道和起垄沟获得56.14万m3的土方进行作业面平整,使整个红树林生态修复滩涂作业面填高到0~65 cm的潮间带上,合理平整滩涂面,每个地块高差不超过30 cm。土地平整时,需清除渔网、漂浮杂物、杂草和海生动物硬质残骸等。采取从滩涂面至沟底处的坡面上覆盖一层1 m×2 m规格的竹编片,并用木签打钉固定在坡面上,以达到消浪护沟的作用。作业面平整后应闲置至少2个月,等作业面稳定后再种植红树林。

2.4 科学筛选红树林种类,根据潮位线落实树种配置

根据新村潟湖淤泥、潮汐、水文特征和红树林的生理特征,科学选择红树林树种是保障生态修复的关键。根据新村滩涂泥质扩潮实际水位情况,原则上选择适应新村港盐度海水环境生长的本地乡土红树林树种,如红海榄、木榄、尖瓣海莲、海莲、秋茄、正红树、榄李、桐花树、白骨壤、红榄李等;低潮位红树林树种主要有秋茄、桐花树、正红树、白骨壤、海桑、无瓣海桑等;中潮位红树林树种主要有海莲、尖瓣海莲、木榄、红海榄、榄李、红榄李、拉关木等(孙斌, 2018),依据潮位线每个地块选择2~3种红树林树种,以带状或小块状方式配置与混交。因生态修复区处于潟湖滩涂区域,与陆地之间有红树林或虾塘隔离,故本次设计中没有选择高潮位红树林树种(范航清等, 2017)。

在河口处及地块边缘种植一些适应低盐度的拉关木、无瓣海桑等速生树种,尽快实现地表覆盖,提高树木消浪防风作用,改善修复区生态环境,巩固修复河道边坡,防治海浪对边坡冲刷破坏,阻滞海水中海藻及垃圾等对本土红树林生长的影响(程梦倩等, 2017)。

2.5 实施良种壮苗,科学确定造林密度

为提升红树林种苗的成活率和较快适应当地海洋生态环境,选择在当地建立白骨壤、桐花等乡土树种的育苗基地。红树树种苗木均采用容器苗,要求苗高在25 cm以上、半年生以上、根系发达,生长健壮的幼苗,营养袋规格为15 cm×15 cm,幼苗要求全枝,叶片不修剪(表1)。苗木运输途中须遮光、通风、保湿,苗木在交通工具上的叠放高度应低于0.5 m,途中运输的时间一般不能超过24 h。

根据海滩的立地条件和树种生物生态学特性确定种植密度,淤泥深厚、风浪较小的潮滩或速生的树种,可适当降低造林密度。土地贫瘠、风浪较大的潮滩或慢生树种可适当提高造林密度。由于红树林普遍生长相对较为缓慢,植株生长的高度也相对较矮,设计造林规格为1.5 m×2 m,每667 m2种植222株。

2.6 精心种植施工,落实加固措施

采取边挖穴边栽植的方式,种植穴长、宽、深为20 cm×20 cm×20 cm。红树林生长在特殊环境淤泥里,靠发达的气根呼吸,且生长缓慢栽植时防止根部土团松散和苗木根系损伤,种植深度比原根际深2~3 cm。栽植时必须做到苗正、舒根、压紧、适当深栽。栽植时间应遵循潮汐规律,通常安排上午(退潮后)及时造林。红树林有众多的气生根,移栽时易折断,在起苗、运输及种植时,应尽量小心,减少根部损伤(孙斌, 2018)。树苗植后在旁边插入1根1 m长的小木棍(直径2 cm),插入深度50 cm,在苗高15~25 cm处绑定木棍上,防止海水涨落潮把种植苗冲走。

2.7 后期细心管养,做好监测评估

为保证新种植的红树林幼苗顺利成长,在造林后3年内实施严格的封滩保育,禁止外来人员和船只进入红树林修复区,禁止围网、挖海螺、捕鱼虾等捕捞活动及人、畜踩踏活动。落实专业管护人员巡视与管养,种植完成后2个月内对未成活苗木进行第1次补植;次年3~4月进行1次补植,3年后至少保证苗木成活率达到80%以上。退潮后定期对倒伏、根部暴露等受损的幼苗、幼树进行必要的修补,及时清理造林地内及缠绕在幼苗、幼树上的垃圾杂物、海藻等,对造林地内出现的油污及时进行有效处理。

3 修复成效评价

自2016年实施红树林生态修复以来,红树林种植区树木成活率达80%以上,树高60 cm,林分覆盖度50%以上,整体生长情况良好。尤其是拉关木、无瓣海桑等速生树种树高达200 cm以上,地茎4 cm,冠幅150 cm;海莲树高亦超过100 cm(图1~图3)。海水水质得到明显改善,区域海洋生物数量与种类显著增加,冬季候鸟数量与种类亦逐年增多,区域生态环境日益好转(图4)。陵水县新村潟湖红树林修复工程是至今为止海南省实施的人工生态修复集中连片面积最大的红树林,修复成效显著。到红树林修复区考察、调研、采风的专家与学者团队有近100次(队),参观人数超过2万人次,其中包括全国政协副主席、国家林业和草原局局长、副局长等政府领导及中新网、海南日报等新闻媒体,新村红树林修复已成为了陵水县生态修复的典范与生态名片。尤其是世界上极度濒危物种——红榄李种植500余株,成活率超过80%,2019年5月已有植株开花挂果,对红榄李种群保护意义重大。

表1 主要红树林苗木规格表Table 1 Specifications of main mangrove seedlings

图1 俯看修复后的红树林绿树荫荫(2019年6月拍摄)Fig.1 Looking over the restored mangrove trees(taken in June 2019)

图3 2年生珍稀濒危物种红榄李开花(2019年3月拍摄)Fig.3 The two year rare and endangered species Hong Lam Lee Flowering(taken in march 2019)

在红树林修复过程中,有1块造林地因平整后高程超高70 cm,仍选择以海莲、尖瓣海莲、白骨壤为主要修复树种,3年后成活率接近70%,但苗高不超过40 cm,冠幅仅40 cm,生长状况较差。2018年底通过作业面上开挖小水沟,补植了适宜中高潮位生长的榄李、海莲等红树林种类,目前林木生长状况明显改善。

4 结论

红树林作为海岸卫士,在沿海防护林体系建设中具有极为重要的意义。新村潟湖大规模的红树林生态修复经验表明,遵循适潮适树、近自然恢复的原则,科学规划与红树林种类选择,合理空间布局,精心施工和细心养护,掌握好红树林修复的关键技术,沿海港湾与近海淤泥质滩涂实施红树林修复是可行的,也是必要的。在红树林修复过程中,应合理选择红树林种类及其空间布局与配置,确保红树林生理特征与海水水文特性相吻合与适应。同时,应考虑生态系统的生态位与稳定性,切勿贪求红树林生态修复面积大、集中连片,易导致水鸟尤其是迁徙候鸟缺乏可栖息的滩涂空地与浅水水域,不利于候鸟保护。

图2 航拍修复后的红树林(2018年11月拍摄)Fig.2 mangroves after aerial photography(taken in November 2018)

图4 生态修复后的红树林内鹭鸟成群(2018年11月拍摄)Fig.4 Heron birds in the ecologically restored mangroves(photographed in November 2018)

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