上海臨港新城濱海濕地生態系統修復示范設計

倪華明 劉晶 周立晨等

摘要深入開展臨港新城濱海濕地資源的可持續利用，旨在通過建立濱海濕地修復的“生態補償”示范區，實踐濕地修復營造關鍵技術，為上海濱海濕地可持續發展提供技術支撐和理論依據。

關鍵詞濱海濕地；生態修復；示范工程

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07893-05

基金項目上海市科委海洋科技專項項目（10DZ1211000）。

作者簡介倪華明（1978- ），男，上海人，講師，碩士，從事城市規劃研究、城市綠地環境規劃與設計、城市溫熱環境緩和研究。

收稿日期20140702濱海濕地是上海市得天獨厚的后備水地資源，也是調節氣候、凈化水體、消浪護堤、抗擊風暴潮的一道天然屏障。同時，濱海濕地也是鳥類和水生生物的重要棲息地，是城市環境不可或缺的“生態屏障”。

由于人口增加和經濟發展的需要，濕地資源的減少和系統受損仍是全球性的普遍現象，因此，對受損濕地進行科學修復和重建是目前濕地生態學研究的熱點之一[1]。目前許多生態學原理可以用來指導濕地生態系統的修復，但就濕地修復的實踐來看，大多數修復項目尚未實現預期的目標[2-3]，這一方面是因為恢復生態學本身還不成熟，另一方面是因為缺乏可借鑒的長期研究和對重大科學問題的闡明。

近年來，針對長江河口濱海濕地開始了一系列的系統研究，一些成果已引起了國際學術界的關注[4]。在此基礎上，在氣候變化和高強度人類活動雙重脅迫下，南匯臨港新城濱海濕地生態系統面臨一系列重大的挑戰。迫切需要通過對臨港新城濱海濕地本底資源調查，提出濕地修復重建的技術方案，構建修復和重建的技術支撐體系，為南匯東灘濱海濕地可持續發展提供技術支撐和理論依據。因此，該項目擬以上海市南匯東灘重大工程建設為契機，研究臨港新城濱海濕地營造關鍵技術研究，對上海市灘涂資源的合理開發和科學保護具有十分重要的示范意義。

1研究示范區域

1.1背景概況項目擬以上海市南匯東灘重大工程建設為契機，建成50 000 m2集零碳排放、自然保育、生態旅游、資源可持續發展為一體的典型濱海濕地營造示范區，以滿足臨港新城的低碳、可持續發展要求。

1.2選定示范區域上海臨港新城位于長江口外東岸，杭州灣北岸最東端的南匯區海濱，距上海市中心約75 km。南離洋山深水港32 km，北距浦東國際機場25 km。濕地修復工程擬選址于滴水湖東南方向，南匯嘴觀海公園附近。

示范區地理位置示意該區域尚處于自然狀態，人為干擾影響較小。濕地植被未被破壞，存在自然水系，吸引了大量的鳥類在此棲息。研究區域東側緊鄰圍墾大堤，南側為一條通往滴水湖的道路，交通非常便利，為建立濕地示范工程提供了很好的基礎條件。

周邊的自然生境與之較為相似——大堤以內以自然狀態的蘆葦濕地為主，拋荒水塘散布其中。上述條件使得示范區的建設能夠最大限度地利用已有的自然環境條件，充分利用當地已有的動植物資源，周邊自然水域（、3）。臨港新城濕地示范工程旨在發揮教育和休閑的作用，展示濕地的類型和功能；其類型和服務功能與周邊景觀形成錯位。

周邊濕地（養殖塘）周邊濕地（草甸濕地）1.3本底概況

1.3.1氣候條件。地處副熱帶季風氣候區，風向季節性變化十分明顯。多年平均常風向夏季為東南風，冬季盛行偏北風。其中東南風歷時較長，強度較低；東北風歷時雖短，但風的強度較大[5]。

1.3.2土壤狀況。南匯東灘為淤漲型潮灘，雖然隨動力、泥沙條件的各種周期變化出現周期性的沖淤變化，但其總體趨勢是不斷向海淤漲伸展，這為上海提供了大量的土地資源。目前，南匯邊灘0 m 線以上的潮灘面積約有138 km2，-5～0 m 線的水下灘達516 km2，是可開發的土地資源[6]。

臨港新城規劃地區中的新圍區的土壤類型為濱海鹽土，土壤有機質、有效磷含量相對較低，土壤含鹽量相對較高，呈微堿性反應，土壤結構較差。由海邊向內陸，隨著成陸時間的變長，土壤逐漸脫鹽，人工熟化程度逐漸加深，有機質含量也逐漸增加。規劃區西北部的萬祥鎮和泥城鎮、書院鎮部分地區受長期耕種、施肥、灌溉和自然條件的綜合影響，土壤發育較好，土層深厚，土壤比較肥沃，成為適宜種植糧棉油瓜果、蔬菜等作物的高產土壤[7]。

1.3.3水資源。按地表水環境質量標準（GB383822002），長江口南匯東灘的水質基本上屬于Ⅱ類水[8]。鹽水入侵頻率應該相對較高。河口低鹽水（鹽度0.15‰～5‰）乃至河口中鹽水（鹽度5‰～18‰）出現機會較多。而南匯東灘機場碼頭站位表、中、底層淡水出現的機率較高。東灘洪水季節淡水充足，枯季也有一定的淡水資源，而且水質優良。如果建立大型邊灘水庫，對淡水加以利用，可以形成新水源地[9]。

1.3.4植被。為相對穩定的蘆葦區域、雜草區域。植被以蘆葦（Phragmites australis）和互花米草（Spartina alterniflora）為主，少有海三棱藨草（Scirpus mariqueter）等植被分布[10]。蘆葦（Phragmites communis）作為典型的濕地植被，是南匯邊灘的一個重要組成部分，也是影響到南匯邊灘遷徙水鳥和生態環境變化的重要因子，具有重要的生態價值和經濟價值，同時也是重要的景觀植被。大面積的蘆葦叢是開發區內重要的教育和旅游資源[11]。

港城規劃區內植被分布概況1.3.5動植物資源。臨港新城規劃區瀕江臨海，具有典型海岸帶地域系統特點。灘涂資源豐富，水網交錯，濕地面積較大，生物多樣性相對較高。沿海灘涂濕地和縱橫交錯的河流湖塘濕地，形成了多樣的水生植被群落，也為野生動物的棲息、繁衍提供了有利的生態環境[12]。

規劃區的自然植被，堤外由互花米草、藨草和海三菱藨草群落為主；堤內主要為蘆葦、蘆竹和野菰群落；魚塘堤壩上散落有鹽地堿蓬群落；沿老海堤則以水杉防護林群落，各種谷類、瓜果類的農業作物群落居多；在處于老圍區的東海農場一帶建設有濱海森林公園、濱海高爾夫球場、鮮花港，形成了特有的森林群落、草地群落和花卉群落等人工植被[13]。

2示范區規劃設計

2.1規劃設計原則及目標定位濕地示范工程結合長江口以上海為代表性的海納百川文化內涵，著重突出臨港新城圍墾造陸的環境特征及長江口重要濕地類型，結合濕地生態學理論，因地制宜，建設生態展示性區域，通過補充周邊濕地已具備自然保育功能和娛樂功能之間的過渡環節，展現各種濕地類型和功能——零碳排放、氣候調節、自然保育、生態旅游、資源可持續發展等，為公眾提供環境教育、休閑體驗、文化熏陶的理想場所，結合生態城市建設，形成上海濕地示范工程建設中的新亮點：①各類典型濕地功能和價值的展示和教育；②上海灘涂濕地景觀變遷的體驗；③增加土地景觀價值，提升城市的文化品位；④濕地資源的可持續利用；⑤科研價值。

2.2功能分區的設置通過對南匯東灘臨港新城濱海濕地本底資源調查（包括濕地植被、土壤、水體、鳥類等），系統了解臨港新城濱海濕地生態系統結構和功能現狀及濱海濕地修復的可行性。研究在臨港新城圍墾區內建立了濕地修復示范區。以“動態保育模式”為營造設計核心，在示范區內營建了濕地植被恢復與營造區、生態養殖區、水生植被人工修復浮島、教育展示區等功能區。

2.2.1濕地植被恢復與營造區（A區域）。濕地生態系統退化是目前全球生態災難之一，而如何修復受損濕地也成為世界性難題。上海作為沿海重要城市之一，大規模的圍墾和開發造成濕地大量退化、喪失，鳥類棲息地減少以及生物多樣性下降[14-15]。為此，濕地生態系統恢復與營造作為示范工程主要功能區之一，旨在修復受損的濱海濕地生態系統，吸引相關濕地物種。近幾年，由于蘆葦大面積刈割及互花米草的入侵，濱海濕地蘆葦灘涂受到嚴重影響。破碎化的蘆葦帶使得相關濕地物種生存受到威脅。因此，該區域的設計主要由開闊的大面積水體配以呈包圍狀分布的蘆葦構成，為震旦鴉雀、葦鶯類等蘆葦帶繁殖鳥和越冬雁鴨類提供良好的覓食、筑巢與棲息的場所。

2.2.2生態養殖區（B區域）。長江口沿岸大規模促淤圍墾工程使得鳥類棲息地嚴重破碎化，為緩解這一矛盾，上海市對圍墾后的土地利用管理模式進行一系列的探索研究，包括營造人工灘涂、水產養殖塘以及濕地公園。現有研究表明，圍墾后所建的水產養殖塘一定程度上為水鳥提供了可選棲息地[16]。因此，該區域選取示范區內地勢最低的區域，水位較深，主要用于水產、家禽養殖。區別于一般水產養殖塘，示范工程生態養殖區堅持低密度養殖，不投入人工飼料或盡可能少投料的形式，旨在保護濕地生物多樣和區域的水體質量。

示范區修復前示意示范工程修復后景觀格局示意示范區內生態養殖區域與浮橋42卷23期倪華明等上海臨港新城濱海濕地生態系統修復示范設計2.2.3濕地水生植物修復實驗區（C區域）。濱海鹽沼濕地是一類位于陸地和海洋交匯處，具有調蓄洪水、降解污染物、貯存碳等功能的重要生態系統，同時也是受人類活動影響最大的生態系統之一[17]。如何有效地保護這一重要生境類型，修復已經退化的濕地已十分緊迫。另一方面，鹽沼濕地環境脅迫較強，植物物種多樣性較低，且功能群的分化不明顯，是研究多樣性-生態系統功能的理想系統。盡管已有少數幾項研究涉及多樣性在鹽沼濕地生態系統修復中的作用，但對于多樣性-生態系統功能關系的影響因素及其沿環境梯度的變化仍缺乏足夠了解，因此在示范工程內設置了濕地水生植物修復實驗區域，人工放置水生植物浮島，通過對浮島植物的生長進行跟蹤監測與人工干預，尋求最佳的濕地植物修復配置方案，同時為建立起適宜的生態要素配置方案和高效的濕地生態修復技術體系提供實驗依據。

2.2.4宣教與展示區（D區域）。鳥類是目前存在于自然界中較容易為人類所接近的一類野生動物。鳥類的形態豐富多彩，活潑好動。通過參與觀鳥活動，人們可以進一步親近自然，放松身心；從觀鳥開始，培養自然環保的生態理念。本區域的設計位于示范區的東側和北側，主要是通過搭建觀鳥平臺，方便民眾參與觀鳥活動，陶冶情操。同時沿著邊岸樹立一系列宣教指示牌，用于傳播鳥類學和生態環保的知識，達到科普宣傳的作用。

2.3示范區植物的配置原則示范工程區及周邊狀態：保留了原有濱海灘涂濕地原貌，主要以蘆葦群落為主體，間或分布少量的本地常見鹽堿植物，如堿菀等，部分水域中的金魚藻。在整個規劃中最大化保留當地野生植物，盡可能保持本地的水文狀況，力爭將各項成本降到最低，做到低碳可持續發展。

2.4示范區主要植物物種的選擇及功能

2.4.1水生植物種類。

（1）金魚藻。

特性：懸浮于水中的多年水生草本植物，植物體從種子發芽到成熟均沒有根。葉輪生，邊緣有散生的刺狀細齒；莖平滑而細長，可達60 cm左右，可做豬、魚及家禽飼料。花期6～7月，果期8～10月。在pH 7.1～9.2，鹽度≤4.0的水中均可正常生長。示范區水生植物修復實驗浮島功能：是水生生態鏈中最重要的一環，金魚藻是喜氮植物，具有凈化水質、抑制藍藻生長、固定二氧化碳等功能，也能作為候鳥與生態養殖區魚類等的重要食物來源。

（2）蘆葦。特性：本地區濕地典型植物，為多年水生或濕生禾草，植株高大，地下有發達的匍匐根狀莖。莖稈直立，稈高1～3 m，節下常生白粉。葉片長線形或長披針形，排列成兩行，葉長15～45 cm。

功能：蘆葦為濱海濕地生態系統最重要的組成成分，是濱海濕地生態系統修復工程的關鍵。其植株本身具有重要的生態價值和經濟價值，同時也是重要的景觀植被，為震旦鴉雀、葦鶯類等蘆葦帶繁殖鳥和越冬雁鴨類提供良好的覓食、筑巢與棲息的場所。

（3）藨草及海三棱藨草。特征：是濱海濕地潮間帶的典型植物，為多年生挺水草本，具有地下根狀莖和球莖，三棱形。復穗狀花序從葉叢中伸出，小花序扁平。喜溫暖、濕潤和半陰環境；耐寒，喜水濕，怕干旱，耐陰。生長適溫 13～19 ℃，冬季溫度不低于7 ℃，其地下部可耐-15 ℃低溫。根系發達，對重金屬等污染物具有一定的吸附能力，是近年來興起的人工濕地的重要植物材料。海三棱藨草更是中國特有鹽沼植物，也是長江口淤漲型潮灘的典型鹽沼先鋒植物。

功能：有很強的固碳與儲碳能力，是修復濕地生態系統，重建碳循環的重要植物。其發達的根狀莖和球莖也是濕地越冬水鳥的重要食物[18]。

2.4.2鹽生植物種類。

（1）堿蓬。

特征：一年生草本植物，株高20～60 cm。莖直立，有紅色條紋，多級分枝，枝細長，斜伸或開展。葉線形，對生，長1.5～5 cm。7～8月為花期，9～10月為結實期，11月初種子完全成熟。性喜鹽濕，成熟時植株火紅，極具觀賞價值。

（2）堿菀。

特征：一年生或二年生中生鹽生草本。葉互生，長圓形或線形；頭狀花序異性，放射狀，于枝頂作傘房花序式排列。強鹽堿土和堿土的指示植物，土壤pH一般在8.0～9.5。多生長在低位鹽堿斑、鹽堿濕地和堿湖邊。數量不多，常散生或群生。

功能：耐鹽草本，與蘆葦等濕地植物混生，有利于提升景觀異質性。種植于示范區的教育展示區邊緣，隔離水體，增加景觀觀賞性及安全性[19]。

3考察分析

3.1效益分析濕地效益和價值的評價是濕地保護和合理利用的基礎。濕地的功能雖是多方面的，但因其類型、所處的自然地理與社會經濟條件的不同而具有明顯的效益和價值差異。若不同的利用者僅根據自己利益的需要而決定濕地資源的開發利用方式，則往往會忽視甚至破壞濕地效益的發揮。因此，科學、全面地評價濕地所具有的功能和效益，不僅可以促進濕地調查，為濕地及其資源的監測和研究提供可資比較和廣泛利用的數據資料，有利于提高濕地研究、監測與保護利用水平，而且還能給濕地規劃和開發提供可靠的科學依據，確保濕地資源的持續利用。可計算的濕地效益評估主要涵蓋3方面：生態效益評估、經濟效益評估以及社會效益評估[20-22]。

（1）生態效益評估（BE）。生態效益的測算是受多種因素影響的復雜過程，各國有多種測算方式和公式。現按建設部五大城市聯合課題――“綠化效益測定”成果的公式，對建成后的濕地示范工程的生態效益初步測算如下： 經初步測算，離岸港新城濕地示范工程按規劃實施，僅可計算的生態效益一項合計每年可達134.06萬元。

（2）濕地經濟效益評估（Be）。該項工程采用市場價值法估算濕地示范工程蘆葦等植被的經濟效益。濕地示范工程的經濟效益來源于收獲蘆葦等植被的效益。蘆葦產量平均5 t/hm2，收割費用約為123.50元/t，市場價格700元/t，估算得到收獲蘆葦的效益為5 765元/a。

示范區生態養殖的年收益大約10萬元/a。

本示范區濕地可計算的經濟效益每年約為10.6萬元。

（3）濕地示范工程社會效益評估（Bs）。濕地示范工程社會效益涵蓋兩個方面：一是科研價值；二是休閑娛樂價值。科研功能價值Bs1：采用中國生態系統單位面積科研價值382元/（hm2·a）來估算，該濕地示范工程的科研價值為764元/a。休閑娛樂價值Bs2：該項工程設計是在營造典型濱海濕地的基礎上，在濕地內部及周邊布置生態浮島、浮橋、指示牌等，構建美麗的城郊濕地示范工程。

為了更好地服務社會，服務市民，該濕地示范工程未來將向市民開放，為廣大市民提供一個良好的環境教育、休閑體驗、文化熏陶的理想場所。此效益的分析方法采用中國濕地生態系統單位面積的文化價值4 910.9元/（hm2·a），與濕地面積相乘得到其價值為9 821.8元/a。示范區可計算的社會效益Bs=10 585.8元/a。

綜上所述，臨港新城濕地示范工程產生的可計算的效益值預測為每年145.72萬元。

3.2后續管理景觀的保持和管理主要涉及植被維護及人類活動所產生的負面影響，由于植被有榮枯和死亡等生長過程，需要定期養護和更換。該示范工程周圍是處于退化狀態的灘涂濕地，建議通過專門的管護人員來維護植被、設施和清除垃圾污染；盡量利用原有的植被，并建立緩沖區以使該示范區和周圍濕地自然銜接。

4總結與展望

4.1總結本課題在臨港新城相關修復工程基礎上建立了面積超50 000 m2的臨港新城濕地修復示范區。修復工程采納了相關研究成果，以“動態保育模式”為基礎，營建了水鳥棲息地、生態養殖區、水生植被人工修復浮島等功能區。在整個項目進行過程中，跟蹤監測了各項生態指標，在修復工程后對工程的生態效益進行了評價，為濕地水生植被修復提供了最佳植物配置方案，并就示范區的維護與可持續利用提出了建議。

修復工程后，臨港新城濕地示范工程產生的可計算的效益值約為每年145.72萬元。示范區內鸻形目與雁形目水鳥的種類與數量明顯升高。示范工程達到預期效果，并為臨港新城地區在更宏觀的尺度上，實行基于“動態保育”模式濕地修復與生物多樣性保育提供了實踐案例。

4.2展望臨港新城區域目前建成的修復示范區為這一模式在宏觀尺度上的實踐提供了案例參考。研究發現，多功能導向的濕地公園是這一模式較好的實踐承載者。目前臨港濱海濕地圍墾區中，以滴水湖為中心、周邊水系水域及蘆葦植被帶共同構成的生態核心源地是該區域生態系統的核心功能區，發揮著水源涵養、生物多樣性維持、濕地生產力、生物廊道等重要功能。建議以這一區域為核心，建立濕地公園，通過進一步的研究與實踐，修復濕地植被，維護與貫通水系水體，將破碎化的棲息地相互連接，重建灘涂濕地生態環境，恢復濕地生態服務功能。

臨港新城即將面臨新一輪的圍墾，后續相關研究應當關注如何在圍墾工程過程中，將“動態保育”模式應用于實踐，實現灘涂空間的合理置換，實現臨港新城土地資源的可持續開發利用。

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