紅樹林造林修復技術探討

鄭俊鳴,舒志君,方笑,朱雪平,朱丹丹,鄧傳遠

(福建農林大學，福建 福州 350002)

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紅樹林造林修復技術探討

鄭俊鳴,舒志君,方笑,朱雪平,朱丹丹,鄧傳遠

(福建農林大學，福建 福州 350002)

摘要面對退化的消失的紅樹林濕地資源，我國濕地修復技術研究和實踐總結多,但是成活率低。文章主要從紅樹林濕地修復技術的宜林地選擇(溫度、鹽度、沉積物、潮汐浸淹和波浪能量)、樹種選擇與引種與修復造林技術3個方面進行探討；同時探討了造林方法、造林季節、造林密度、混交造林等。結合紅樹林濕地生態修復的基本原理,提供各項指標臨界參數以供修復參考，旨在為我國紅樹林的有效恢復,提高造林成活率提供科學參考。針對濕地修復技術研究現狀，提出未來的展望。

關鍵詞紅樹林濕地；修復技術；宜林指標；臨界參數

紅樹林是指一類生長在熱帶、亞熱帶的低能海岸淤泥灘涂上，能遭受周期性的海水和高鹽度脅迫的胎生植物群落。紅樹林是河口生態系統第一生產力，作為魚類聚集地和鳥類棲息地。紅樹林具有防風消浪、促淤沉積、保護堤岸、農田和村莊、凈化環境污染等功能。其紅樹林生態系統具有高生產力、高歸還率、高分解率的特點。目前，中國紅樹林有真紅樹植物26種，半紅樹植物12種，合計38種。根據《1980-2005年世界紅樹林報告》其中數據表明，1980年世界紅樹林總面積為1 880萬hm2，2005年已減少至1 520萬hm2。2002年進行全國性紅樹林資源普查報告表明，由于人為干擾和對紅樹林生態、經濟和社會價值缺乏足夠的認識，紅樹林面積由歷史上的25萬hm2銳減至2.26萬hm2，其中有1.88萬hm2紅樹林退化為次生林[1,5]。吳培強等通過遙感分析表明至2010年我國紅樹林面積約有2.46萬hm2。紅樹林資源正在面臨逐年減少風險，值得引起重視。近年來，我國已經開展關于紅樹林修復技術的研究探索，進行大量的造林修復工程，且部分地方已頒布地方紅樹林修復標準，但這些標準不盡完善，紅樹林修復造林的成活率低依舊是主要的問題。文章從宜林地選擇、樹種選擇、引種與修復技術3個方面進行總結和探討，為提供修復造林的臨界參數標準，為修復造林工作和提高造林成活率提供借鑒和參考。

1現狀

隨著紅樹林濕地資源的減少，人們已經引起相應的重視。經歷2004年印度洋海嘯事件后，紅樹林的重要性及其保護與恢復工作逐漸得到人們的共識。紅樹林生長于沿海潮間帶，生境極其惡劣，造林相當困難而不易成功，因而有些生產上的造林保存率很低；人為干擾也是失敗的原因之一，造林時沒考慮適地適樹，沒有掌握正確的造林配套技術也是造成失敗的重要原因[7,8]。鄭德璋等指出，紅樹林造林效率低的原因主要集中在造林技術欠缺導致的成活率低、管理不當、群眾對紅樹林重要性的認識欠缺、造林經費缺乏等。同時，薛志勇指出在進行修復造林及造林工作進行時遇到的問題：人為活動干擾、海洋污染及垃圾造成資金缺乏、管理不到位、外來生物入侵的威脅、紅樹林造林樹種和造林方式單一等。針對這些問題，應加強造林技術研究、次生林改造、幼林管護等工作，深入開展中國紅樹林濕地修復或恢復工作。

2修復造林

修復造林是紅樹林資源恢復的第一步，是紅樹林生態系統得以恢復的一條重要途徑。濕地修復是指通過自然生態修復或結合適當的工程技術手段對退化的紅樹林濕地進行修復或重建的過程[10]。如何提高造林的成活率是人工修復紅樹林濕地造林的一個重要問題。在此之前，對需要修復的濕地生境判斷其是否適宜紅樹林群落生長。對擬恢復地點要測試海水溫度、鹽度、灘涂高程、底質(土壤)理化性質等，并收集有關水文要素、地形、地貌、地被的分布格局等歷史資料，分析環境對系統建立的限制、約束的因素和程度等等。本文談論的人工修復造林主要從宜林地劃分、紅樹樹種選擇、修復技術3個方面。根據這些宜林環境指標，總結出具體指標參數和范圍，對修復造林工程起到一定的指導意義。

2.1　宜林地劃分

Walsh[11]通過實踐觀察出適合紅樹植物生長的適宜條件：適當的溫度、細顆粒沉積物、低能隱蔽的海岸線、一定鹽度和一定寬度的潮間帶。劉治平[12]認為紅樹林造林其關鍵問題是不同種類適合于不同水深及淤泥深度。大面積造林成功的技術關鍵是種植時間、插植方法等。林鵬[13]和彭逸生等[16]指出，紅樹林生態系統恢復的關鍵在于選擇適當的紅樹植物生長的地方，即宜林地劃分。張喬民[14]通過文獻資料綜合和實地調查，分析研究了溫度、鹽度、沉積物、潮汐浸淹和波浪能量5項不同的宜林因素，提出各項指標的臨界參數作為紅樹林修復造林的海洋環境因素定量的宜林指標。通過“3S”技術與野外信息相結合，分析宜林因子臨界參數，從而通過模型再結合實踐進行劃分紅樹植物生長宜林地[15]。

2.1.1溫度溫度對紅樹林的緯向分布現象顯著。中國紅樹林自然分布北界為福建福鼎縣(27°20′ N)，人工引種北界至浙江樂清灣(28°25′ N)[18]。但受到黑潮暖流的影響，紅樹林可分布范圍可至日本鹿兒島喜入町(31°34′N)，被認為是北半球紅樹林分布北界[19]。因此，紅樹林宏觀分布的緯度界限主要受溫度影響，其中水溫影響較為顯著。低溫(或寒害)會使紅樹植物凍死或阻止其進行正常生長，影響開花結果等一系列生長活動。如果進行適當抗寒鍛煉，可以向北進行引種。根據文獻資料[17]，紅樹植物秋茄在中國分布北界最冷月的平均氣溫和水溫分別為9.8 ℃和10.9 ℃(天然分布北界)、9.3 ℃和10.6 ℃(人工引種北界)。但據報道，靜崗縣(31°38°N)于20世紀50年代引種秋茄成功；其1月平均氣溫與水溫分別為10.5 ℃和16.0 ℃[19]。通過適當的人工引種可提高紅樹植物種類的多樣性，提高植物抗寒性，擴展分布范圍[16]。鄭堅等[20]提出無瓣海桑、桐花、海漆和秋茄基本上可在浙南地區安全過冬。造林時候要考慮到極端溫度對紅樹植物的寒凍害的影響，可能導致紅樹林全部死亡[16,21]。

2.1.2鹽度海水鹽度影響紅樹林植物的分布，鹽度范圍在0‰~90‰均有紅樹植物生長[22]。從淡水至完全的鹽水均有分布紅樹林，從其不同的河口灣到沿海潮間帶的分布生境可知。不同紅樹植物對于鹽度適應能力不同，在海岸灘涂到內陸的向海系列上，不同紅樹樹種具有不同的生態位，即生長在不同高程的灘涂上。不同的高程遭受的海水浸淹不同，對應海水鹽度也不盡相同。過高或過低的鹽度生境均會限制紅樹植物的生長。通常情況下，紅樹植物在低鹽度的生境中能有效促進幼苗的生長，在幼苗生長的初期用適當的淡水進行澆灌能有效提高造林成活率[23]。如通過研究海桑和無瓣海桑需要海水鹽度<10‰的條件下種子才能發芽；秋茄、桐花樹、水椰生長在咸淡水過渡帶。通過文獻[2,14]總結可知，秋茄生長的適宜鹽度范圍為7.5‰~21.2‰；老鼠簕、紅海欖、木果楝的適宜鹽度范圍為8‰；其他植物適宜鹽度范圍分別為，角果木0‰~15‰，桐花樹、紅樹8‰~15‰，白骨壤0‰~30‰。

2.1.3土壤與沉積物紅樹植物生長的灘涂土壤，通常稱為紅樹林鹽土或者酸性硫酸性土壤，其特征為：土層深厚，含鹽量高，鹽分中陰離子以Cl-與SO42-為主，陽離子以Na+為主；心底土中藏有紅樹殘體與根系經過有機體厭氧分解后形成硫化氫，呈強酸性反應，pH一般小于4[24]。沿海灘涂遭受潮汐等環境條件影響，其土壤的質地、顆粒大小、養分分配均有差異。張喬民等[25]研究了華南沿海紅樹林土壤粒度特征，認為紅樹林內土壤黏土和粉沙含量為55.8%～83.5%，屬于軟相底質。紅樹林植物因生境會產生生理和生態的適應性變化，不同的環境因子的差異又會影響到種群的分布與生長。通過對新西蘭的紅樹林群落高度與土壤顆粒大小進行研究發現粒徑>0.02 mm的細顆粒超過50%時多為中高林，含量小于<50%時多為矮紅樹林[26]。因此對不同的造林樹種要選擇與之相適應的造林灘涂。不同紅樹植物適生于不同的土壤類型。根據野外觀察和分析，淤泥深厚的灘涂上分布紅樹植物有正紅樹、木欖、海桑屬、秋茄等；沙質土壤上通常生長有海欖雌、角果木、欖李等；泥質土或者沙質泥土上分布海漆、銀葉樹、海蓮等，桐花樹適生于各類土壤。因為不同紅樹植物生長速率不同，其凋落物量及其內部營養元素含量的不同，在土壤中氧化和分解促使土壤中養分差異顯著。

不同紅樹植物對土壤肥力的需求不同，對土壤的有機質及鹽度需求量水平：木欖>紅海欖>桐花樹>秋茄>白骨壤[27]。同時，張喬民[14]通過觀察也認為白骨壤、桐花樹、海桑屬、銀葉樹等對養分需求量不大，木欖、海蓮、海漆等需要肥沃的土壤。

2.1.4潮汐浸淹潮汐現象太復雜，各種人為確定的特征潮位名稱多至十幾個[28]。用潮汐浸淹累積頻率代替統一用來描述潮位特征值也許更加合適。通過對多個紅樹林進行觀察和研究發現，紅樹林的生長帶大致分布在潮汐浸淹頻率為47.5%和2.9%之間的潮間帶上，這是對應紅樹林適應浸淹頻率的海岸帶分布的定量描述。紅樹植物對海面灘涂高程相應的浸淹頻率的適應性，也是海岸帶生態系列的一種表現。紅樹植物多分布在平均海平面于大潮高潮位之間[14,25]，從造林實踐發現距離岸邊越近的灘涂種植紅樹林，造林成活率越高，宜將平均海平面作為造林的宜林地界限[12，29,31]。浙江省的紅樹林造林技術規程[30]中表明大水潮高位時水深度以0.5～1 m為宜，在浙江南部宜選擇不低于當地平均海平面以上1.3 m的潮灘造林。紅樹植物的生境與水文條件相關，水文條件的改變導致紅樹林群落的消亡或者衰退[16]，因此修復紅樹林濕地更重要的是恢復其水文條件。溫室效應導致海平面上升，水文條件也相應地改變，對紅樹林群落演化具有一定的影響。同時，多篇文章和報道指出，紅樹林能一定程度上阻礙海平面上升[32-34]。

2.1.5波浪能量林鵬[2l]指出，紅樹林生長在低能沿海潮間帶或者隱蔽的海岸帶。從而紅樹林分布的生境可以看出紅樹林生長受到海浪能量的限制。為了確定紅樹林植物生長與波浪能量的關系，張喬民等[14]通過用風場參數定義海岸波能指數，從而定義波浪能量低于7.0×103為適宜紅樹林生長的海岸；高于10.5×103為不適宜紅樹林生長，波浪能量介于二者之間則紅樹林長勢不佳，可能生長人工林或幼林。波浪能量過強，阻礙紅樹植物的根系生長，尤其以極端天氣如颶風等情況，可能對紅樹林林分產生較大影響或者滅亡[16]。

2.2　樹種選擇與引種

在紅樹林造林樹種選擇中，溫度是最重要限制紅樹植物生長的因素。由灘面向海系列上，不同樹種適應不同高程的灘涂。海水鹽度被認為是影響紅樹林分布的主要宏觀因素之一，海水鹽度決定著生長著的紅樹種類不同生境中紅樹植物種類迥異。紅樹林種類分布伴隨緯度的上升，種類的數量有逐漸減少的趨勢。

根據不同潮間帶及緯度特征進行樹種選擇，將3種灘涂的主要造林樹種列于表下，根據前人研究[1,23,35,36]，基于不同抗浸淹水平的和在沿海灘涂呈現不同生態系的樹種，總結出不同氣候類型區域不同潮間帶對應的中國紅樹林(含半紅樹植物)主要造林樹種選擇表。表中適用于某一灘面高程的樹種也適用于更高的灘涂。

表1　中國紅樹林宜林地主要造林樹種選擇

引種修復造林的要求可進行塊狀或者條帶狀疏伐整地，塊狀疏伐面積20～100 m2，條帶狀疏伐應依修復造林的株行距來確定，既要保證引進種有足夠的生長空間，又要盡量減少對原群落的破壞。中國先后從國外引種10多種紅樹植物，其中無瓣海桑和拉關木已經成功馴化，并成為重要的造林樹種。有研究表明無瓣海桑與鄉土植物具有化感作用,抑制其萌發和生長[37]。但朱宏偉[38]通過對珠海淇澳島的無瓣海桑進行入侵風險綜合評估，評估發現無瓣海桑入侵風險很低。在進行紅樹林濕地修復造林前，先進行入侵風險綜合評估，以免造成生物入侵，對原有的生態系統造成破壞。

2.3　造林技術研究

2.3.1造林密度紅樹林造林密度大小與樹種選擇、造林類型、造林方法有很大的關系，原則上速生樹種的造林密度低，慢生樹種造林密度高；喬木樹種造林密度低，灌木樹種造林密度高；植苗造林密度低，胚軸插植造林密度高；新建和特種造林密度高，修復造林密度低[36]。

新建造林以及灌木種類的造林密度要求較高，一些試驗研究的造林密度更高。例如，桐花樹造林的株行距可為0.6 m×0.6 m[39]，秋茄造林株行距可為0.4 m×0.8 m或0.6 m×1.0 m[40]。白骨壤造林初植密度以0.5 m×1 m或1 m×1 m為適宜，造林0.5 a成活率分別為81%和76%，4 a后的保存率分別為65.8%和55.5%；桐花樹造林合理的初植密度為0.5 m×1 m或1 m×1 m；木欖在造林初植密度1 m×1 m時為宜，在不利生境中也可用0.5 m×1 m的規格種植[36]。速生樹種無瓣海桑造林常用的株行距為2 m×2 m或2 m×3 m[41]。海蓮插植造林的初始密度為1 m×1 m或0.5 m×1 m；紅海欖插植造林的初植密度為1 m×1 m或1.5 m×1.5 m[36]。海桑、無瓣海桑、拉關木等在土壤硬實貧瘠、互花米草分布的潮灘可適當密植，有利于爭奪資源。

2.3.2造林方式紅樹林恢復造林的方式通常分為胚軸種植，天然苗種植，容器苗種植。這三種方式各有優勢。胚軸插植法的成本低，可操作性強，通過適當的方法可以提高造林成活率；人工育苗法成本高，成活率高，效果好。天然苗成本高，紅樹植物根系復雜，導致移植成活率低。莫竹承和范航清[42]表示：胚軸造林方法操作簡單，適宜大面積造林，其成本為容器苗造林成本的21%，天然苗造林成本的27%。

顯胎生紅樹植物，如秋茄、木欖、紅海欖等，宜通過胚軸插植法進行種植。插植時，為避免胚軸被海浪沖走，其植入的深度應在胚軸的1/3~2/3。硬實或土壤板結的情況，造林前應挖掘20 cm×20 cm×20 cm的洞穴，海水沖刷讓淤泥填滿洞穴后方可造林[43]。隱胎生紅樹植物，如白骨壤、桐花樹等，宜通過種子播埋法，將經過催化的果實，埋入淤泥內，深度在5~10 cm[43]。

紅樹植物的通過種子、隱胎生和顯胎生胚軸繁殖的，可采用容器苗造林[44]。進行定植時，種植深度應大于根系長度2~3 cm，對于淺根系植株需要進行加固措施。去除容器時應防止根系土團松散導致根系損傷。采用營養袋進行造林時，需挖穴30 cm×30 cm×30 cm，以營養杯入土的深度達到5~10 cm較為適宜[43-44]。

直接移植法，即利用天然苗移栽造林，天然苗的根系較細。移植時容易傷到根系，影響成活率，對多數紅樹林種類并不適用。

2.3.3造林季節造林季節宜選在雨季進行。雨季海水鹽度相對較低，此時不易受到藤壺對紅樹植物的危害，影響造林成活率[46]。通常情況下，紅樹林造林季節選擇在春、夏季，最適宜的造林時間為5—7月。

楊佐兵[43]通過對湛江市紅樹林造林經驗總結出最佳造林時間，不同造林方式適宜造林時間不同。胚軸或種子播種法進行造林，秋茄適宜時間為3月初期至5月底，木欖最佳時間為6—7月，紅海欖最佳時間為6月下旬至8月，桐花樹最佳時間為8月上旬至9月初；

白骨壤最佳時間為8月，無瓣海桑最佳時間為9—10月；營養袋造林，則于3—9月均可進行[43]。

2.3.4混交造林從森林群落結構的復雜性可知，混交的結構可以適當提高群落的多樣性、抗性、防護功能及景觀效果。關于紅樹林混交群落結構的研究也在不斷進行。根據不同的紅樹植物的特性和生境條件，模仿自然群落結構，深根系與淺根系進行混交、喜陽與耐陰植物混交、喬灌木組合等方式進行營造混交林，造林同時宜滿足其潮間帶的生態序列。在低潮間帶，種植桐花樹、白骨壤、海桑、無瓣海桑等先鋒樹種，可提高防波消浪的效果，同時也起到保護高潮間帶物種的目的。實踐證明，混交造林可適當提高幼樹的成活率、基徑等生長情況[45]，這無疑證明了混交造林具有一定的優勢和可實踐性。

混交造林形式多樣，通常有帶狀混交造林、塊狀混交造林和不規則混交造林或鑲嵌混交造林[44]。人工混交造林的建設應模擬自然群落的結構進行修復造林,其能量流動和循環，以及群落的多樣性和穩定性相對較強。根據我國紅樹林八大植物群落的特點，人工模擬自然群落結構特點進行樹種混交搭配。群落一：木欖+海蓮(角果木+紅海欖+尖瓣海蓮+秋茄+欖李-桐花樹)；群落二：紅樹+角果木(海蓮+欖李+木欖+秋茄+紅茄苳-桐花樹)；群落三：秋茄+桐花樹；群落四：桐花樹(秋茄-白骨壤+老鼠簕)；群落五：白骨壤+秋茄(桐花樹)；群落六：水椰(欖李+海漆+黃瑾)[44]；現階段國內關于混交的研究主要集中在引進種與鄉土紅樹植物優化配置的混交種植技術上。

3展望

面對紅樹林資源的減少，紅樹林修復造林工作是一項迫切又重要的任務。紅樹林修復造林工作是一項艱巨的工程，需要了解紅樹植物生長的環境狀況、結構特征、生態功能結構等，根據適宜條件進行恢復受損、受干擾、已被破壞的林分，才能更好地進行造林修復工作[37]。但就我國對紅樹林恢復技術的研究現狀來看，主要還是停留在對紅樹植物的種群恢復上，而且采用的恢復技術較傳統?，F在國內紅樹林濕地恢復的工作重點主要是在群落結構特征及種群恢復上，但關于生態系統和生態系統功能的造林恢復技術尚未成熟。關于紅樹林濕地管護、長期監測等方面養護的研究也相對較少，如何提高紅樹林濕地修復造林的成活率，紅樹林濕地管理及其病蟲害監測，以獲得較高的生態效益、經濟效益、社會效益將會是今后研究重點。森林植被通過運用數學模型化分析場地，結合多因子疊加法，從而劃分宜林區域；再通過對信息的整合，根據相關的因素進行篩選，就可以形成一個比較完善成熟的技術體系。劉亮等[15]提出將“3S”技術和實地調查相結合，分析宜林因子模型參數，進行實際校驗進行劃分紅樹林造林宜林地。數據化的分析對于研究紅樹林濕地修復造林是一個新的研究切入點，具有參考借鑒的意義。在群落結構進行混交造林嘗試，在“自然”群落的基礎上，進行適當引種，從空間結構上進行修復，建設優質、高效、高成活率的紅樹林地。紅樹林修復技術可在局部進行修復嘗試，并在實驗區進行試驗種植，借鑒國外保護區的管理措施，促進管理工作的開展，提高造林成活率。紅樹林濕地的修復是一項長期、艱巨的任務，科學研究與實踐造林相結合是今后濕地修復工作的重點。

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通訊作者：鄧傳遠(1971-)，男，博士，副教授，Email:dengchuanyuan@163.com

作者簡介：鄭俊鳴(1991-)，男，在讀碩士，Email:282514029@qq.com

基金項目：海洋公益性行業科研專項經營項目(201505009-4)

收稿日期：2015-10-27

中圖分類號：S725

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.040

文章編號：1005-5215(2016)01-0099-05