深圳福田紅樹林自然保護區的生態問題及修復對策研究

劉莉娜 ，陳里娥 ，韋萍萍 ，李喻春 ，廖文波，昝啟杰

（1.廣東內伶仃福田國家級自然保護區管理局，廣東 深圳 518040；2.香港城市大學深圳研究院，廣東 深圳 518057；3.中山大學生命科學學院，廣東 廣州 510175；4.深圳市海洋局，廣東 深圳 518034；5.深圳市野生動物救護中心，廣東 深圳 518048）

紅樹林（mangrove）是生長于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，受到海水周期性浸淹的木本植物群落[1]。紅樹林濕地是以紅樹植物為建群種的處于海陸邊緣的獨特濕地生態系統，同時兼具有陸地生態系統和海洋生態系統的特征，是熱帶亞熱帶海岸的生態關鍵區，具有獨特的水文、生物地球化學和生態功能[2]，在全球生態平衡中起著不可替代的重要作用。

深圳是我國沿海最早的經濟特區，隨著經濟的快速發展，濱海濕地被圍填或污染，濕地資源狀況及其生態功能日益惡化，尤其是福田紅樹林濕地，現有面積僅為30 a前的1/2[3]。通過調查福田紅樹林濕地生態現狀，探究其存在的主要生態問題，分析其原因，并根據其生態系統現狀特點，提出相應的修復對策，以期為提高福田紅樹林濱海濕地生態系統功能、有效改善新興經濟區的生態環境提供示范借鑒與技術支撐。

1 研究地與研究方法

1.1 研究地概況

深圳福田紅樹林濕地地處深圳灣東北岸，東起深圳河口，西至車公廟，呈帶狀分布，長約9 km，直線距離約為7 km（圖1）。1984年4月，廣東省政府在此成立了福田紅樹林省級自然保護區，1988年5月晉升為國家級自然保護區，自然保護區紅線面積367.64 hm2，是全國唯一地處城市腹地、面積最小的國家級自然保護區。截止2011年，自然保護區內植物有51科127屬140種，其中自然分布生長的真紅樹植物有4科5屬5種，半紅樹植物有2科2種，主要為秋茄、木欖、桐花樹、白骨壤、海漆、老鼠簕等，此外還有從海南引種的真紅樹植物2科4屬8種、半紅樹植物1科1屬1種,從澳大利亞引進的1科1屬1種[4]。1998年鳥類調查結果約有189種[5]，其中陸鳥9目28科57屬89種，水鳥9目16科51屬100種；至2010年，深圳市觀鳥會在區內監測到的鳥類約有112種，卷羽鵜鶘、白肩雕、黑臉琵鷺、黑嘴鷗等23種為國家重點保護的珍稀瀕危物種。

深圳福田紅樹林濕地水文區別于陸地生境和水生生境，具有過渡性的特點，形成了紅樹林的獨特物理化學環境。影響深圳灣的河流主要是深圳河，年徑流豐富，約為1000～9000 m3。在深圳灣北岸注入的河流還有新洲河、布吉河、大沙河、鳳塘河及深圳市政排水溝渠等。其中新洲河全長5 070 m，河面寬12～53 m，積水面積20.16 km2，日均流量3.6萬t，50 a一遇洪峰流量為212 m3/s。南岸有香港的元朗河、錦田河、紅河橋河和屏山河等，紅樹林生態系統的河流淡水較為充足[4]。

圖1 福田紅樹林自然保護區區位

深圳灣潮汐為不規則半日潮。根據深圳赤灣水文站資料，深圳灣平均潮差1.36 m，大潮離高潮時潮差為3 m，低高潮時，潮差僅0.5 m，平均高潮位0.41 m，平均海平面-0.26 m，平均低潮位-0.96 m，最大潮差3.44 m，平均潮差1.37 m。深圳灣潮流特征基本呈典型往復流，潮流多表現為沿岸流，流向大體上與等深線相平行，或與水槽走向相一致，平均漲流潮歷時均小于落潮流歷時，漲落潮流的流速在1 kn左右，余流主要受徑流所控制，在10 m深區域，則為風場所控制[4]。

20世紀80年代以來，由于填海造陸及城市經濟發展的需要，福田紅樹林的面積快速減少，同時，城市污水直接排入保護區內的情況加劇，原住居民及外來流動人員在基圍魚塘內和紅樹林岸邊從事海產品養殖、養豬等生產活動，區內水體環境污染嚴重，外來入侵植物侵入，紅樹林濕地的生態功能和生物多樣性出現明顯下降。

1.2 生態調查方法

根據國家林業局制定的行業內部使用的《全國濕地資源調查與監測技術規程》（林業部調查規劃設計院96-2-2）相關要求，應用生態學常規調查方法和生態監測常規技術方法，調查和監測深圳福田紅樹林自然保護區的植被動態、鳥類動態、病蟲害發生動態和水環境變化情況，記錄每天生態巡護觀測到生態現象，將調查、觀測、監測的結果進行對照、比較，并對照相應時期的濕地生態環境變化情況，進行分析，歸納、抽象、提煉出關鍵的生態問題。

表1 深圳福田紅樹林保護區生物種類

1.3 生態修復對策分析方法

根據1986年、1989年的TM遙感影像中提取到的福田紅樹林濕地海岸線生態環境數據信息，并結合1998年對深圳福田紅樹林濕地生態環境狀況的記錄描述[5]，將1989年以前深圳福田紅樹林受到較小干擾時的環境指標作為修復達到的目標，根據現狀存在的生態問題，結合福田紅樹林自然保護區生態實際，以可操作性強、能較快和徹底解決存在的生態問題為原則，從工程措施、生物措施、生態措施方面提出相應的生態修復對策。

2 存在的生態問題

2.1 生態阻隔

福田紅樹林自然保護區地處深圳灣北岸，與香港米埔自然保護區接壤，在深圳灣段的中國大陸國防邊境巡邏道位于福田紅樹林自然保護區的核心區與實驗區的分界線上，巡邏道寬3.5 m，道路路基高度高于深圳灣平均高潮位1.5 m，巡邏道北側設有3 m高鐵絲網，網孔孔徑為2 cm×3 cm。鐵絲網北側是基圍魚塘,是保護區的實驗區,南側是紅樹林,為保護區的核心區。

邊境巡邏道旁鐵絲網：改變了鳥類的飛行路徑和爬行動物的覓食范圍。生態巡護記錄表明：春、夏季可觀測到蛇類橫穿巡邏道的現象；在鐵絲網的北側附近的灌草叢或林間塊石上，偶爾能見到蛇皮、動物糞便和皮毛類等動物留下的痕跡；時有發現在鐵絲網上附有動物皮毛的情況。生態監測記錄顯示，蜻蜒、蜜蜂等昆蟲從基圍堤壩的植被上飛往紅樹林區時，明顯提高飛行高度和弧度，以安全繞過鐵絲網；細腰斑文鳥等小型林鳥在基圍魚塘和紅樹林之間穿梭飛行時，在鐵絲網區域明顯提升高度，并突然減緩飛行速度。

邊境巡護人員和車輛：影響并干擾鳥類和兩棲爬行動物正常的棲息、覓食和繁衍活動，邊境巡邏道兩側的兩棲爬行種群數量和多樣性均呈現下降趨勢。根據巡邏記錄，通過巡邏道的巡邏車輛5～8次/d，巡護人員10～20人/d。

堤壩：人工修建的巡邏道路基堤壩隔斷了基圍魚塘與紅樹林之間的海水通道，僅通過巡邏道下的過水口與深圳灣進行少量的水體交換，導致魚塘水質較差，鳥類的覓食地、兩棲動物幼體的發育地以及爬行動物的棲息地水環境惡化。

邊防巡邏道在福田紅樹林濕地中間形成了生態阻隔，魚塘與紅樹林之間的生物通道和水體交換通道被隔斷，根據表2，道路南北兩側的植被、動物種類和生態功能均存在較大的差異，正在逐漸演替成為兩個相對獨立的子系統，濕地生態系統內部的能量流動、物質循環和信息流動也都受到了影響。

2.2 水環境污染

2009年水質監測結果表明（表3）：福田紅樹林保護區內3個監測點（鳳塘河、沙嘴、觀鳥屋）的水質指標大部分都高于V類水質標準。觀鳥屋監測點在枯水期的COD值最高，接近V類水質標準的3倍；BOD5的監測值較低，除鳳塘河枯水期的數值高于V類水質標準外，其余各時期各監測點均未超過V類水質標準；沙嘴監測點枯水期的總氮、氨氮、硝酸鹽氮、總磷和可溶磷的值均為最高，其中總磷值約為V類水質標準的4倍。

表2 巡邏道南北兩側生態類型及動植物種類

根據調查，福田紅樹林內的主要污染源共3處，包括鳳塘河干流、鳳塘河下沙支流及沙嘴村雨水渠排入。其中鳳塘河及其支流自北向南從保護區中間穿過，是紅樹林濕地內最大的污染源，污染和淤積情況較為嚴重，支流的淤積高程達到0.4 m，已略高于干流[6]。福田紅樹林濕地整體的水體交換動力不足，水環境污染情況較為嚴重，盡管紅樹林濕地具有一定的納污容量和水體凈化能力，但如果水質嚴重并連續超標，紅樹林的生長發育也必然會受到較大影響。

2.3 基圍魚塘功能退化

調查結果顯示（見表4）：福田紅樹林的外來植物約有24種，主要包括薇甘菊、三裂葉蟛蜞菊、馬櫻丹、銀合歡、五爪金龍等。其中在魚塘區域24種均有分布，且大部分是成片分布；巡邏道兩側有19種，7種成片分布，12種零星分布；在紅樹林林緣僅有3種外來植物，均為零星分布。根據圖2，鳳塘河西側魚塘水質略優于東側魚塘，除西側魚塘的COD值以外，東西兩側魚塘水質的各項指標均超過V類標準。

表3 福田紅樹林水質監測結果 單位：mg·L-1

基圍魚塘位于鳳塘河河道東西兩側，面積約占福田紅樹林保護區總面積的15%，2006年以前，當地漁民以追求經濟收益為主要目的在此從事魚類的養殖活動。由于多年的人為干擾，基圍魚塘堤岸上的植被大面積破壞，供候鳥棲息覓食的生態功能嚴重退化，外來物種入侵，通過形成大面積單優勢群落，與本地植物競爭，占據本地植物物種的生態位[7]，魚塘生物多樣性降低，植物群落結構單一化。另外，由于巡邏道的阻隔，魚塘與深圳灣僅可以進行少量的水體交換，塘內水動力不足，水質狀況較差，污染較為嚴重。

圖2 基圍魚塘水質現狀

表4 福田紅樹林主要外來植物

2.4 濱海河口河道硬質化

縱穿福田紅樹林濕地的最重要河流為鳳塘河，根據1986年、1989年的TM遙感影像圖提取的數據，1986年的鳳塘河濱海河口段為自然河岸、岸上生長密集的植物，據1984年福田紅樹林省級自然保護區調查，河道兩側植物蓋度達70%，植物種類37種；1986年鳳塘河口海岸的林鳥、水鳥棲息較多，常能見到300～500只鷺科鳥類棲息河道內兩側的喬木上。

1989年的鳳塘河濱海河口岸為硬化的水泥石板，不生長任何植物，主要為漿砌片石（圖3），斷面簡單且護岸表面堅硬光滑，坡面上無法生長植被，河道功能僅為單純性過水，總體呈現一種“三面光”的形態，不具有紅樹林濕地河口生態系統的3項主要功能：（1）生物棲息地；（2）物質流、能量流、信息流的輸移通道；（3）具有屏障和過濾功能[8]。河道是一種包括土地、動植物、水體的復雜生態系統[9]，鳳塘河口的硬質護岸雖然能夠穩固河道、行洪及防止水土流失，但卻無法為魚類、兩棲類、昆蟲、鳥類、微生物及各種水生植被的生長、繁衍和棲息提供必要的生境，同時還阻斷了陸地生態系統和河流生態系統之間的通道，物質能量的流動以及生物物種的遷徙都受到影響，不利于河道生態系統的形成與演替，無法發揮河道生態系統的重要功能。

圖3 鳳塘河的硬質河道

2.5 蟲害頻繁爆發

20世紀90年代以來，深圳福田紅樹林蟲害日趨嚴重，紅樹林優勢種群秋茄Kandelia candel、海欖雌Avicennia marina、桐花樹Aegicera corniculatum 等都受到不同程度的危害，特別是海欖雌受害情況更為顯著。每年入春后，海欖雌出現大面積蟲害，樹葉和幼嫩樹枝生長點被害蟲啃食，樹葉和樹枝枯死[4-5]。1994年、1999年、2004年、2012年海欖雌蟲害四次大爆發時，紅樹林群落蟲害后如火燒過，只見樹枝樹桿，不見樹葉，景象凄慘。雖然每次蟲害后，秋天多數又可生長出新葉，但由于較長時間遭受害蟲的為害，營養大量消耗，并且害蟲為害期貫穿整個開花結果的繁殖期，幾乎所有的海欖雌都無法開花結果，無法繁殖下一代，至2012年6月，海欖雌面積由1994年15 hm2減至1.34 hm2。紅樹林蟲害的發展趨勢，已嚴重威脅整個紅樹林生態系統的維持和發展，須高度重視。

福田紅樹林害蟲監測和研究發現，危害紅樹林的害蟲主要有5種，分別是鱗翅目瘤斑螟科一種（Ptyomaxia sp.）、膜翅目小蜂總科一種（疑為葉蜂）、尺蠖、葉蟬、絲脈蓑蛾。其中主要危害海欖雌的害蟲四種，分別是鱗翅目海欖雌瘤斑螟科一種、膜翅目小蜂總科一種，尺蠖、葉蟬危害秋茄和桐花樹，其中海欖雌瘤斑螟害蟲是目前紅樹林最嚴重的害蟲，危害整個紅樹林海欖雌種群。

寄生性、捕食性天敵昆蟲及蜘蛛是控制紅樹林害蟲發生的最重要因素，1994年、1999年、2004年、2012年調查顯示紅樹林害蟲的捕食性和寄生性天敵昆蟲種類和種群密度都大大降低。如1994年采集到紅樹林害蟲的天敵及蜘蛛44種，其中以小蜂科、小繭蜂科和姬蜂科等寄生性天敵為主；而1999年僅采集到18種[5]。又如1994年從海欖雌的害蟲中收集到的野外密度較大的4種寄生蜂，1999年和2004年幾乎很難尋覓到。

圖4 海欖雌遭受蟲害情況

3 修復對策與建議

Nagendra H等認為，城市景觀的變化受到一系列動態的驅動因子影響，包括區域內特定的自然環境、社會、政治和歷史等背景因素，而這些因素之間復雜的交互作用產生了不同的景觀變化情景和后果[9]。福田紅樹林具有特殊的地理位置與生態功能，城市發展與人類活動對其的擾動較嚴重。自改革開放初期至今，紅樹林濕地的面積、結構以及各生態類型的組成變化較大，基圍魚塘、紅樹林和灘涂的面積和比例發生了變化，陳保瑜等人的研究結果表明[10]：在城市化速度最快的福田區，城市化發展期的基圍魚塘遭受了嚴重的人為破壞，大量的基圍在該區域轉化成建成區，這是深圳特區城市化迅猛發展導致的結果；過去30 a，灘涂的演變呈現較大幅度的波動，面積從1979年的634.5 hm2減少至2009年的377.28 hm2，景觀趨于破碎化，異質性增加；紅樹林是整個濕地生態系統的核心，1979—1998年間，除了核心區內的其他紅樹林都被其他景觀類型逐步替代，總面積持續減少，福田保護區建立后，紅樹林面積有所增加，由1998年的52.65 hm2增加到2009年的81 hm2。福田紅樹林濕地總面積較20世紀80年代初期減少了1/2以上，城市建設和污染的嚴重導致濕地生態功能和承載力下降，生態問題比較嚴重，濕地生態系統的恢復需要參照30 a前濕地生態系統的結構和組成，以提高生物多樣性和實現生態系統完整性為修復目標，系統、全面、長期地開展。

河口濕地的修復是指通過生態重建和生態恢復，使退化的濕地恢復其生態功能。河口濕地的恢復在國外已經具有許多成功的經驗和案例[11]，如美國舊金山灣的索諾瑪(Sonoma)海灣潮間帶濕地的生態修復工程[12]；馬里蘭州貝伊漢哲島濕地重建和生態修復工程[13-14]等。國內對河口濕地恢復的研究還多處于理論研究階段，研究主要集中在植被恢復及生物多樣性恢復方面。植物修復是利用植物根系（或莖葉）吸收、富集、降解或固定受污染土壤、水體和大氣中重金屬離子或其它污染物,以實現消除或降低污染現場的污染強度,達到修復環境的目的。植物修復主要是通過以下幾種方式來實現[15]:（1）植物萃取；（2）植物揮發;（3）根系過濾;（4）植物鈍化；（5）植物降解。另外，由于濱海河口濕地的特殊地理位置，天然結構的破壞和缺失也是導致濕地生態功能降低的主要原因，濱海河口結構的修復主要是河流進口段與河口段的結構修復，以期在恢復濱海河口生物多樣性的同時在結構上也具有一定的防洪能力。本文通過生態措施和工程措施相結合的修復對策對福田紅樹林濕地進行修復（圖5），其中生態措施主要采用植物修復技術，工程措施主要采用結構修復技術。

3.1 修復對策

圖5 福田紅樹林濕地修復技術路線

3.1.1 改變邊防巡邏道路線，修建生態通道

巡邏道對鳥類飛行、兩棲爬行動物棲息、昆蟲遷移、水生生物流通形成阻隔，采用工程措施改變邊防巡邏道結構和路線，消除阻隔，采用生態措施恢復植物群落，重建生態通道。

將巡邏道北移至保護區紅線外，去除鐵絲網的阻隔，增設紅外監視儀、邊防工作站等先進的監控設施，減少巡邏兵力和巡邏車輛的影響。

將巡邏道路基標高降低至平均潮水位線下，使海水和海洋生物連通，形成生物活動通道和水體交換通道。

在原巡邏道路基上架木橋走人，橋下種植半紅樹植物，修復動物通道和增加植物多樣性。

3.1.2 控制污染，加強水動力交換，修復濕地水環境

福田紅樹林水環境污染情況較為嚴重，建議采用工程措施對鳳塘河污水流入紅樹林自然保護區前進行截污，將污水攔截并抽入市政污水管網，去除污染源。同時，增加紅樹林濕地生態水與深圳灣海水的交換，利用潮汐動力，加強紅樹林濕地的水交換。

對福田紅樹林內的水污染源（沙嘴村南側污水箱涵、鳳塘河干流和鳳塘河下沙支流）分別進行截流，修建生態工藝的污水處理系統，處理方案采用污水集中處理，其中鳳塘河下沙支流和沙嘴村南側污水箱涵內的污水可通過水泵提升或自流進入污水處理系統。處理后的水填充到基圍魚塘，調節魚塘的水位和水質。

降低河道護岸標高，加強河口水體交換能力，利用潮汐能與上下游水位的落差，沖刷干流內淤積的泥沙。

3.1.3 改造基圍堤埂，完善魚塘生態功能

以完善魚塘生態功能為主要目的，采用工程措施恢復由人工圍墾后進行深水養殖所破壞的生境，采用生態措施人工種植適宜的本地植物，繼而通過生態系統的自我修復能力使濕地的動物群落和微生物群落得以重建，最后形成結構完整、功能完善的濕地生態系統。

調整魚塘的水深和魚塘堤岸高度，打通深圳灣與魚塘以及各魚塘之間的堤壩，適當降低堤埂標高，安裝水閘，控制水質與水位，以人工養殖魚塘轉為為鳥類提供棲息地和覓食環境的魚塘。

清除外來物種，恢復濕地生境，模擬天然濕地植被的分布格局，以高度較低的草本水生植物為主，合理配置植物類型，人工修復濕地植物群落。

對所有魚塘進行標號，從位置、結構、水質和植被類型等多方面進行綜合研究，對不同的魚塘進行具體的功能定位。

3.1.4 改造鳳塘河硬質河道，合理規劃河岸植物

河道生態修復是使河道生態系統恢復到與未被破壞前的近似狀態,且能夠自我維持動態均衡的復雜過程[16]。生態護岸技術是利用植物或者植物與土木工程和非生命植物材料相結合，對河道坡面進行防護的一種新型的護岸技術[17]。生態型護岸建設是河流生態修復中的重要環節，它以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提，在保證護岸具有一定強度、安全性和耐久性的同時，兼顧工程的環境效應和生物效應，以達到一種水體和土體、水體和生物相互涵養，適合生物生長的仿自然狀態。鳳塘河河道硬質化，采用工程措施改變河道的形態和結構，采用生態措施修復影響生態系統的結構和功能的物理過程、化學過程、生物特征。

將鳳塘河河道硬化變為軟化，對鳳塘河及其支流的河岸進行改造，去除表面的硬質結構，降低河道高程，并將其削成較緩的邊坡，邊坡處鋪設一定厚度的腐殖土，修復河道的土壤環境；合理配置植物方案，在河岸兩側人工種植相應的植物，修復河岸植被。

鳳塘河河口段是防洪區，防洪為主要功能，在此段保留小段硬質護岸，植物種植改為補植河口植被。

3.1.5 恢復堤岸草本植物多樣性，營造昆蟲天敵環境

紅樹林害蟲天敵主要生活在基圍魚塘塘堤的灌草叢中，恢復堤岸草本植物群落十分重要，特別恢復禾本科、莎草科、菊科、鴨跖草科、馬鞭草科、爵床科等草本植物、低矮灌叢群落，為蜘蛛、蜜蜂、蠅類等害蟲天敵提供必要的棲息環境，增加害蟲天敵種類和數量。

紅樹林群落與基圍魚塘之間的過渡地帶，大幅度種植適宜紅樹林害蟲天敵棲息的稀疏灌木叢和低矮草本植物，降低高大喬木樹種高度和密度，營造出適宜蜘蛛、蜜蜂、蠅類等昆蟲棲息環境，恢復天敵昆蟲種類和種群數量，并確保昆蟲從基圍魚塘遷移到紅樹林的路線暢通，保障紅樹林群落子系統和基圍魚塘子系統的整體連通性，進而形成灘涂——紅樹林——基圍魚塘——陸地植被這個結構和功能相互聯系、融合貫通的完整紅樹林濕地生態系統體系。

3.2 修復建議

在自然保護區規劃建設和運行管理中，須充分考慮生態優先、生物優先的原則。具體的生態修復需要結合保護區的功能區劃，在符合保護區各功能分區的定位前提下，因地制宜地、有針對性地開展修復工作。

在生態修復全面完成后，注意加強后期的管理和保育，持續監測和研究濕地生態系統的各項指標，總結修復經驗并完善修復對策，為濕地修復提供示范和理論支持。

從深圳灣濕地生態系統結構和功能的典型性、整體性、系統性角度考慮，深入分析目前所存在的生態問題，合理制定深圳灣生態修復總體規劃，針對城市發展所產生的污染進行全面治理，使深圳灣濕地生態系統健康可持續的發展。

4 結論

深圳福田紅樹林保護區是我國唯一位于城市腹地的國家級自然保護區，自改革開放以來經濟高速發展的30 a期間，其生態系統直接受到城市擴張和環境污染的影響較為嚴重，生態阻隔、濕地水環境污染、基圍魚塘功能退化、濱海河口河道硬質化、蟲害頻繁爆發等生態問題突出。通過對福田紅樹林濕地生態系統功能及其退化原因的分析，我們認為，以植物修復為主的生態措施和以結構修復為主的工程措施相結合的修復方案是較為合理且有效的修復對策，具體包括：改變邊防巡邏道路線、建立生態通道；控制水污染、加強水動力交換；改造基圍堤埂、完善魚塘生態功能；改造鳳塘河硬質河道、合理規劃河岸植物；增加堤岸植物多樣性、營造昆蟲天敵適生的植物環境等對策。本研究為濱海濕地的保護和恢復重建提供參考，為更加合理地制定保護和恢復策略提供理論依據，在積極促進福田紅樹林保護區的可持續發展方面具有一定的指導意義。

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