张立谢湉胡雪红周炎武何伟宏

(1.中国科学院南海海洋研究所 广州 510301;2.南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州 511458;3.北京师范大学环境学院 北京师范大学水环境模拟国家重点实验室 北京 100875)

0 引言

生态修复是重要的生态环境政策,关于修复生态系统的承诺广泛存在于区域、国家和国际层面[1-3]。美国农业、商业和国防等部门实施大量生态修复计划,促进海湾、森林、湿地、湖泊、溪流以及主要流域的生态修复。欧盟自2000年通过“水框架指令”以来,通过修复森林、沼泽和泥炭地生态及其生物多样性[4],为流域建立“良好的生态状况”[5]。随着全球范围内用于生态修复的资金和工程规模的不断扩大,成功案例日益增多,但由于缺乏充分和适当的手段、资源以及知识或技能,仍有许多生态修复实践达不到预期目标[6-9]。针对生态修复工程的指导性文件可降低项目生态价值和经济价值的不确定性,并提高生态修复效率。

我国近年来高度重视湿地保护和修复,党的十九大做出强化湿地保护和恢复的重大部署。党中央、国务院明确把“全国湿地面积不低于8 亿亩”列为至2020年我国生态文明建设的主要目标之一,并纳入国家“十三五”规划纲要。国务院办公厅印发《湿地保护修复制度方案》,开启全面保护湿地的新篇章。《土地利用现状分类》新国标首次明确将重要湿地纳入生态保护红线范围。《全国湿地保护“十三五”实施规划》要求把湿地保护和恢复重大部署落到实处,规划实施一批湿地保护和修复重点工程,通过采取退耕还湿和退渔还湿等措施,示范并带动重点区域退化湿地的整体修复,建立规范化和制度化的湿地生态补偿修复机制[10]。

我国针对滨海湿地保护和修复的投入显著加大,沿海各级政府投入大量资金,每年开展上百个滨海湿地修复工程[11]。然而与海洋发达国家相比,我国滨海湿地生态修复的实践起步较晚,相关科研和工程技术力量较薄弱,没有从整体上扼制湿地退化和破坏的趋势;滨海湿地生态修复工程存在规划不合理、目标不明确、监测不完善以及缺乏有效评估和公众参与等问题,相关项目的管理模式、规划研究、关键技术、评估模式和示范推广等欠缺具有整体性的技术规范和指导准则。基于此,本研究借鉴国际生态修复技术规范较为成熟的经验和模式,对我国滨海湿地生态修复的理念和工程技术规范等方面进行初步探讨,全面梳理和对比分析国际湿地/滨海湿地生态修复的典型技术规范文件,重点剖析生态修复工程实施和管理相关准则的内容、架构和科学理念,提出我国滨海湿地生态修复技术规范的概念框架,以期为相关工程理念和最佳实践提供新思路。

1 研究方法

许多海洋发达国家已在滨海湿地生态修复中取得许多成功案例,其成功的原因不仅是相关科学研究卓有成效,更有赖于拥有切实可行的实施依据,包括相关法律法规和技术规范。由于滨海湿地生态修复的程度和目标需要根据实际情况确定,很多国家没有专门针对滨海湿地生态修复的法律,但相关内容分散在其他法律法规中,从水污染防治、水资源管理、环境保护和动植物保护等不同角度,在不同程度上为滨海湿地生态修复提供依据。

本研究以wetlands、coastal wetlands、ecosystem、restoration、estuaries、beach、tidal marshes、coral reefs、mangrove、seagrasses、guidelines、guidance、guide、criteria、handbook 和standards等 作为 主 题和关键词,在相关国家政府、机构和标准化组织的官方网站上搜索与滨海湿地生态修复有关的技术规范类文件,得到32条美国规范、32条英国规范、21条澳大利亚规范和5条其他国家规范。通过文献检索、查阅和梳理,对90个滨海湿地生态修复相关的技术规范类文件进行调查,选择典型文件,对比分析其适用范围和目的、技术要点、关键特点以及关注的生态问题等。

2 滨海湿地生态修复技术规范的对比

2.1 组织形式和发布机构

在各国滨海湿地生态修复技术规范中,有专门针对滨海湿地生态修复的规范,也有涉及滨海湿地生态要求的其他规范。从理念的发展趋势上看,滨海湿地生态修复经历以要素为主修复到系统性修复的过程。虽然多数国家没有针对滨海湿地生态修复专门立法,但建立了专门研究、管理和推进滨海湿地生态修复的机构或组织。美国和澳大利亚等的政府机构在提供技术或设计指导的基础上,依靠行政力量推行滨海湿地生态修复,尤其是美国的联邦机构修复工作组(包括美国陆军工程兵团等),以滨海湿地生态修复为目标推进工程实施非常有效。英国等通过专家现场参与和提供技术支持的方式推动滨海湿地生态修复,项目实施者可直接与专家组沟通,从而确定获得支持的方式;在项目开始前,专家组可协助项目实施者制定适合场地特点的修复目标和可行性计划,并提供相似案例参考等。

在项目实施过程中,不同国家针对不同区域成立不同组织/机构、制定不同计划和策略来管理和推行滨海湿地生态修复项目,形式灵活多样,颁布的指导性文件的类型也不同。这些指导性文件可以分为三大类：①综合性或通用导则,内容不仅包括滨海湿地生态修复的重要科学理念,而且涵盖实践的基本原则、目标以及工程阶段(规划设计、诊断评价、技术实施和监测评估)的通用标准和一般原则;②具体工程阶段的技术导则,如评价导则、设计导则和施工导则;③管理导则,为维护工程的后期效果发挥重要作用。

技术规范的发布组织/机构主要包括各级政府部门、标准化组织、工程委员会和非政府组织。其中,政府部门主要颁布计划和指令,各相关部门再推出系列的指南和手册,这些技术规范以管辖范围内的流域、资源和生态系统等为对象,结构比较严谨,有明确的指令性和流程性规定;标准化组织负责对各级政府部门、协会团体和非政府组织提交的技术规范进行筛选,并认定为国家或行业标准;工程委员会一般根据滨海湿地生态修复工程的周期开展计划、实施和管理,并根据具体的工程地点和情况,从实践中总结存档记录和文件,发布由实际经验总结而来的规程(如案例总结);非政府组织推出的技术规范兼顾科学性和实用性,紧跟学科和科研进展,更新较快,一般为开放性文件。

2.2 框架和内容

国际生态修复协会(SER)于2004年发布的《国际生态修复入门指南》[12](SER 2004)是为生态修复提供指导信息的基础性文件,该指南明确描述生态修复的定义、恢复生态系统的属性以及修复实践与修复生态学之间的关系等,为生态修复实践提供扎实的理论基础。SER 于2005年发布《实施和管理生态修复工程的准则》[13](SER 准则2005),提出生态修复工程的指导方针和基本原则,列举生态修复工程全过程(包括规划、设计、实施、监测、评估和管理)的具体措施和技术准则,明确生态修复成功的评估标准,这为制定全球、国家和区域不同尺度的生态修复的技术规范提供良好的框架和示范[14],也为我国生态修复相关技术规范研究提供可借鉴的素材和参考方案。

美国在其自然资源保护实践标准《湿地修复》(CODE 657)中,将湿地修复定义为将湿地的生境及其功能恢复到干扰前或退化前的状态。受损湿地恢复须囊括4个方面：①土壤含水量;②水文条件;③自然的水生植物;④生物(鱼类及其他野生动物)栖息地。该标准既包含所有修复工程共有的实践原则(如制定修复目标、设计修复方案和防止生物入侵),还明确规定不同类型修复措施所需的专有技术标准(如土壤修复、水文修复和植被修复)。

《澳大利亚生态修复国家标准》由澳大利亚生态修复协会(SERA)与其12个非营利性合作伙伴和顾问组织合作编写。该标准阐述生态修复的必要性、目标、理论、方法和基本原则,并对已成功的修复项目进行总结归纳,明确指出规划、实施、监测和评估等阶段所需的注意事项和必要措施。该标准适用于广泛的工程类型,如资金匮乏的小型社区工程、资金充足的大型政府工程、陆域或水域修复工程、公共或私营工程以及强制性或公益性工程。

在沿海植被修复方面,具有代表性的是阿拉斯加自然资源部于2011年发布的《阿拉斯加沿海植被修复与侵蚀控制指南》。该指南详细阐述成功的修复项目应遵循的准则和措施,包括：①阿拉斯加海岸侵蚀的历程和原因、植被修复的原则以及海岸线类型等;②植被修复项目的基础理论知识,包括项目规划、获得必要的许可证以及种植和防护措施等;③土壤科学、种植方法和当地使用的其他修复方式等;④种苗质量和规格;⑤保护的措施和方法;⑥物种的选择,包括对阿拉斯加全部植被物种的调查、对每个地区植被群落的描述以及适用于该地区的主要和次要物种清单;⑦案例研究,即由专业研究人员提供阿拉斯加各地区已实施的植被修复项目报告,包括植被修复的现状、成功经验、难点和教训。

在海岸带系统管理方面,英国环境署于2010年发布《沿海指南》。该指南为沿海管理者提供最有效的信息,可帮助和指导管理部门应对沿海地区的变化。其主要内容涉及法律规范、气候变化的预测和应对、海岸线管理计划、资金规划、项目和环境评估、沿海风险防控、沿海监测、环境变化的适应措施、修复措施、公众参与、海洋环境保护等方面。该指南虽未以生态修复为主题,但从海岸带管理的全局角度出发,把生态修复与其他措施联系在一起,有利于实现海岸带的系统保护和修复。

2.3 典型生态修复技术规范的比较

滨海湿地生态系统具有多样性和复杂性,其退化的原因和驱动因子各不相同,因此滨海湿地生态修复实践需要以生态学理论为科学指导,明确生态修复的概念,设置科学合理的修复目标,规划设计适合的修复、监测和管理方案等,这些指导原则和措施在发达国家的通用性技术规范中均有不同程度的体现。有些规范虽未提供修复措施的具体技术细节,但其通用性的指导原则和内容,对于修复项目的前期规划以及关键问题的源头把控和科学布局尤为重要。这些规范也介绍了一些在项目实施时可能出现的多种选择情景,如修复目标的设置和参考系统的选择等,并为这些情景提供依据和指导,有助于加大修复工程的成功概率。

比较不同国家和机构发布的典型生态修复技术规范,从其使用范围、目的、内容要点、优势特点和对应的生态问题,可发现这些规范普遍适用范围广泛,包含生态学和工程学等的理论知识,兼顾不同指导对象和使用目的,具有实用性(表1)。

相关规范的通用原则和范式,可为我国滨海湿地生态修复的工程规划和设计提供思路,为建立整体性和系统性的生态修复技术规范体系提供参考。我国可借鉴以上通用性生态修复技术规范的模式和内容,解决现有技术规范和具体实践中存在的问题,如生态修复相关概念存在认识偏差、生态修复目标设置不合理以及缺乏适应性管理等。

表1 不同国家和机构的生态修复技术规范对比

3 国际规范案例对我国滨海湿地生态修复技术规范编制的启示

3.1 规范科学依据

编制滨海湿地生态修复技术规范需要先进的生态修复科学知识和方法指导,基于生态系统的特征和变化规律确定相关内容,保证其科学性、有效性和适用性。借鉴国际生态修复技术规范的内容,应首先对滨海湿地及其生态修复的定义、概念和实践过程加以科学描述,定义和概念的模糊将导致在准则实施中产生混淆和误导[15],每个工程步骤都有相对应的准则指导和具体描述。例如：SER 2004中将修复定义为协助恢复已经退化、损害或破坏的生态系统的过程,该过程将启动或加速修复生态系统的健康性(服务功能)、完整性(物种组成和群落结构)和可持续性(抗干扰和抗逆性/弹性);修复的目的是确保生态系统提供的非生物支持、物质和能量的适当流动和交换以及重建某些依赖于生态完整性的文化连接。通过生态修复,最理想的结果是将生态系统恢复到其历史状态,即已知的先前状态或在历史轨迹上自然发展的某个可知状态。但实际情况中已退化的生态系统不一定能被修复到其历史状态,因为变化的环境条件会导致生态系统沿着已改变的轨迹发展。因此,须依据具体情况选择适当的参照生态系统,并据此确定合理和明确的修复目标,即生态修复成功的标准和评估准则。

然而已修复生态系统的生物多样性、结构和功能可能会发生改变,并随着正常的周期性压力和偶然性干扰而波动。与任何未受干扰的生态系统一样,已修复生态系统的物种组成和其他属性可能随着环境条件的变化而变化。因此,对于修复成功的生态系统,后期的维护和管理十分必要,可防止由于环境变化或人为因素而导致生态系统再次退化。修复和管理之间的有机结合和区分有助于开展资源规划和预算编制,并避免因对生态系统后续管理的不一致而对修复工程的结果产生误判。

3.2 建立内容框架

借鉴国际通用性准则在修复对象、修复地点、工程实施方和工程类型等方面的总体指导架构,结合我国滨海湿地生态修复的工程现状,本研究提出我国滨海湿地生态修复技术规范的概念框架(图1)。

图1 滨海湿地生态修复技术规范的概念框架

该框架包含总则/计划、修复规划、技术指南、监测评估和修复管理5个模块,模块内容基本覆盖滨海湿地生态修复工程的全部过程,是适合各种滨海湿地类型的通用准则。根据需求和具体情况,既可以单独模块为单位编写针对某类修复实践的技术规程或指南,也可将模块合并作为通用规范或指南。

(1)总则/计划模块基于修复对象的生态特征,主要确定拟修复的滨海湿地生态系统的类型、修复工程的地点和边界、修复的需求和必要性(服务功能)以及初步的修复目标。

(2)修复规划模块包括生态问题识别和技术约束确认。根据拟修复地点的物理环境,梳理外部压力和景观限制,确定需要采取的生物干扰措施,识别拟修复滨海湿地的主要生态问题,并以上述生态学因素作为修复技术选取的依据。由于每个修复工程的投入条件不同,须确认相关技术约束,包括资金来源和预算、人力资源、生物资源、法规许可以及长期的维护和管理需求等,从而保证技术选取的可行性。

(3)技术指南模块主要为工程设计。对于包括修复工程在内的所有工程来说,须确定负责人和具有资质的项目组、制定预算、调查和记录修复地点现状以及收集历史资料,该部分可直接引用工程类规范。对于修复工程来说,须针对修复方案进行设计,包括背景信息、参照系统、关键物种、修复方案可行性、修复目标、修复路径和技术指标。

(4)监测评估和修复管理模块用于指导工程实施后的相关活动。在修复工程主体完成后,须监测和记录一段时间后滨海湿地生态系统的特征指标和动态变化,并开展后期维护、需求修正、绩效评估、生态评估(必要时)、适应性管理、文化提升和教育宣传等活动。

4 结语

海洋发达国家主要遵循“针对目标”“调查评价”“制定措施”和“监测评估”的原则,因地制宜地实施生态修复工程[16]。由于生态修复工程实践具有很强的专业性,且涉及以生态学为主的跨学科领域,往往需要具有基础性和指导性的技术规范来阐明相关的基本概念和原则,而后根据不同的修复对象、目标、策略和技术等实施具体的生态修复工程,从而兼顾通用性和灵活性。

我国对滨海湿地生态系统保护和修复的研究起步较晚,对滨海湿地生态修复工程的科学指导不足,且未开展系统性修复;即使能够实现单因素和局部的修复,但修复后也因管理不足而导致整体修复效果不佳。其重要原因之一就是缺乏系统性和完整性的针对湿地或滨海湿地生态修复的技术规范,即厘清生态修复及其关键技术等科学理念以及有效指导生态修复工程全链条实践过程的规范性文件。现有滨海湿地生态修复技术规范对于修复对象只进行类型和规模的划分,却未涉及与修复工程目标及其效果评价密切相关的内容,如参照系统的概念和选取依据以及修复目标和绩效指标的设置和权衡等。

本研究提出的滨海湿地生态修复技术规范的概念框架,主要借鉴国际规范案例中的主体内容、组织形式和基本特点,涵盖从修复工程的设计、实施到管理策略的各个环节;尤其在前期规划和设计阶段,基于生态修复理论周全考虑并精心规划生态修复工程实践,对重要问题进行源头把控,为修复工程的成功夯实基础;科学布局,将内容模块化,兼顾规范编制和使用的灵活性。本研究并非将所有的概念和细节都涵盖到每种生态修复工程中,但可有效解决我国现有技术规范和具体实践中面临的很多问题,如补充生态修复关键理念、指导生态修复目标设置和引入适应性管理。系统和科学的规划有助于工程技术人员及时和快速地投入工作,并在统一的科学思想指导下开展实践,从而增加生态修复成功的机会。