湯玉強 李清偉* 左婉璐 劉 暢
(1 東北大學資源與土木工程學院,遼寧 沈陽 110004;2 東北大學秦皇島分校資源與材料學院,河北 秦皇島 066000;3 秦皇島北戴河森林濕地公園管理服務有限公司,河北 秦皇島 066000)
我國擁有1.8×104km的大陸海岸線,主要分布于11個省、市、區和港澳臺,北起遼寧鴨綠江,南至廣西北侖河口,超過1 500條大中河流匯聚入海(關道明, 2012)。濕地是人類社會發展中不可或缺的資源,2018年第22個世界濕地日主題為“濕地,城鎮可持續發展的未來”,可見濕地在人類社會發展的重要性。秦皇島市鄰近渤海,具有多種濱海濕地類型,在促進秦皇島市旅游產業發展的同時,也嚴重威脅到當地濕地生態系統結構和功能的穩定。同時,以開發沿海濕地的海運業是秦皇島市的主要經濟支柱,在城市經濟發展的過程中,沿海濕地生態系統往往得不到充分的保護,導致濕地退化(Peng et al, 2013)。本文主要綜述秦皇島市濱海濕地類型、特點及所面臨的挑戰,并提出相應的保護對策,為濕地可持續發展提供支持。
全市濱海地區東起老龍頭,西止灤河口,海岸線全長126.4 km,其中沙岸線105.9 km,巖岸線20.5 km,因此,被稱為我國濱海濕地最具代表性的沙質濱海濕地(Peng et al, 2013;徐寧偉,2016)。秦皇島市境內主要河流有戴河、湯河、新開河、灤河、洋河、石河等,并境內流入渤海(Gu et al,2016),在海陸、河海相互作用及人類活動,形成砂質海岸濕、淺海水域、河口濕地、瀉湖濕地等自然濱海濕地,以及養殖池和港池等人工濱海濕地(儲照源等, 2006)。其中有3個濱海濕地被列入中國重要濕地名錄中,分別為北戴河濱海濕地、昌黎黃金海岸濕地以及灤河河口濕地。
秦皇島市境內濱海濕地的主要類型為砂質海岸濱海濕地,主要分布于昌黎縣境內,撫寧縣也有少量分布(曾照爽等, 2003)。該類型的濱海濕地在水平面上具有明顯的分帶特點,由海向陸地依次為沙灘裸地、灘后低平地和防護林等3種景觀生態系統(谷東起等, 2005)。由于風場作用,該沙質組成主要是細中砂和中細砂類型。濕地植被主要以沙生植被群落為主,覆蓋率20%~90%,主要沙生植物有砂鉆苔草、白茅、沙蓬、沙引草、矮生苔草、腎葉打碗花、濱麥、鹽地堿蓬等植物群落,在北戴河濱海棧道沿途沙灘還生長著蒙古蒼耳和豚草,其中豚草屬于我國濕地外來有毒入侵植物(徐寧偉等,2016; 谷東起等, 2005)。防護林主要以刺槐林為主,部分為楊林,在一些常積水低洼處,還生長著蘆葦等其他禾本科類植物(谷東起等, 2005)。
秦皇島市境內主要入海河流有新開河、洋河、戴河、灤河、湯河、大蒲河、石河等,這些河流在入海時,在海陸和河海的相互作用下,在入海口形成寬淺的河口濕地景觀生態系統。這種相互作用(淤積、沖刷、斷流等)以及人為活動,使得河口濕地的形成和演替一直處于動態變化中(黃桂林等,2006)。因人類密集活動,多數自然河口濕地變為農田和養殖地,自然的河口濕地景觀類型僅見于一些小河口附近,其自然植物類型也逐漸變得單一,主要為鹽地堿蓬和蘆葦等,人工植被主要是種植的水稻、玉米、小麥等農作物(谷東起等, 2005; 曹議丹, 2017)。因人為活動,使得秦皇島市自然河口濕地面積和生物多樣性急劇減少,異質性減弱,生態系統脆弱化。
秦皇島市內瀉湖濕地主要有兩個,分別為位于七里海的瀉湖濕地和洋河口西南方向的沙嘴瀉湖濕地,其中七里海瀉湖濕地面積要遠大于沙嘴瀉湖濕地。七里海瀉湖濕地位于昌黎縣沿海新開口附近,距昌黎縣城20 km,是由沿岸沙丘圍封的半封閉現代瀉湖,在海岸瀉湖濕地中具有典型性和代表性,也是我國沿海地區最大的瀉湖濕地,濕地總面積達1 633 hm2(楊會利等, 2009; 袁振杰, 2008)。濕地地貌有海灘、沙丘以及瀉湖平原,由細沙、中沙及少量泥質組成。土壤有草甸土、濱海鹽土、沼澤土、風沙土及濱海新積土5類土壤。由于近十多年來,在瀉湖周邊大面積開發養殖池塘和農田,造成濕地面積驟減,生物多樣性下降,水質惡化。濕地也由自然濕地為主轉變以人工濕地為主,濕地類型主要有自然瀉湖濕地、稻田濕地和養殖池塘濕地(楊會利,2008)。瀉湖濕地植被由瀉湖近岸區域的鹽地堿蓬、獐茅、蘆葦等沙生植物,還有以刺槐、楊樹、紫穗槐等為主的防護林帶,以及海灘附近區域的砂鉆苔草等植被組成(袁振杰,2008)。七里海瀉湖是昌黎黃金海岸國家自然保護區的重要組成部分,約有翠鳥、白鸛、銀鷗、白秋沙鴨、鴛鴦、黑嘴鷗等200多種鳥類在此棲息。
淺海水域濕地定義為:常年被水淹沒,低潮時水深6 m以下到海平面附近的海域,屬于潮澗下帶和水下岸坡地貌類型。秦皇島市境內淺海水域分布較為廣泛,淺海水域濕地是淺海養殖的主要集中區,當地居民一般采用筏式或網箱式水產養殖模式。秦皇島市內該類濕地分為兩種類型:一類是秦皇島市至北戴河區域,沉積物主要為中細沙,海底坡度較大,區域水深變化范圍較大,波浪為其主要水動力(谷東起等, 2005);另一類分布于洋河口至灤河口海岸附近,在洋河口和七里海水下均發育形成數百米到幾公里不等的沙壩,沙壩寬不超過500 m,并沿海岸平行分布(谷東起等, 2005)。該濕地具有豐富的藻類和浮游生物,而在黃金海岸地區附近有我國二級保護植物狹葉瓶爾小草,也是我國二級保護動物文昌魚主要分布地區,以及世界珍禽黑嘴鷗的三大主要繁殖地之一。
秦皇島市境內的濱海濕地面積38 441 hm2,占全市濕地總面積的62.9%。人工濱海濕地面積約有500 hm2,其主要集中分布于北戴河、洋河口、七里海、灤河口等灘涂人工開發養殖魚蝦池塘、稻田、庫塘(季鳴童等, 2010)。這種濕地生態系統人工化痕跡明顯,生物多樣性降低,導致其異質性減弱,生態系統結構和功能遭到破壞,需要人為向系統中輸入大量的物質和能量,雖可向其中收取一定量的產品而產生經濟效益,但因人類活動也帶來了許多生態環境問題。有研究證明自然濕地開發成人工濕地后,濕地生態服務功能價值會減少,且濕地對于生物棲息適宜指數也會下降(Wondie, 2018; 王洪祿等, 2006;Mulkeen et al, 2017)。濕地生態系統功能退化會給人類社會帶來嚴重后果,影響區域生態—社會—經濟系統的可持續發展(任憲友等, 2012)。
秦皇島市濱海濕地資源豐富,是秦皇島經濟產業的支柱,不僅如此,秦皇島濱海濕地由于其獨特的地理環境和位置,具有以下典型性和稀有性:一是位置特殊性,秦皇島濱海濕地是東北亞—澳大利亞候鳥遷徙的中轉站,也是許多鳥類(包括珍貴和稀有鳥類)的棲息地;二是海岸地質屬于我國典型地質——沙質海岸地貌;三是濕地生態多樣性、稀有性,秦皇島濱海濕地不僅有現代瀉湖濕地、砂質海岸濕地、河口濕地、人工防護林等,還具有我國北方最大咸淡水交匯瀉湖和原始海岸沙丘等景觀;四是地域重要性,秦皇島濱海濕地是我國重點保護動植物(狹葉瓶爾小草、文昌魚、黑嘴鷗)的自然保護地(季鳴童等, 2010; 彭紅麗等, 2009)。在人為活動和自然因素的共同作用下,秦皇島濱海濕地動態演替趨于自然濕地面積逐漸減少,人工濕地面積增速較快,濕地總量逐漸萎縮(儲照源等,2006)。
脆弱性是濕地生態系統在特定的時空尺度上對外界干擾(自然干擾和人為干擾)所表現出來的敏感反應和恢復狀態,是濕地生態系統具有的一種固有屬性(Beroya-Eitner, 2016)。造成濕地生態系統脆弱性的根本原因是人為和自然干擾,秦皇島市經濟發展主要來源于濱海濕地資源的開發,在很大程度上加劇了濱海濕地生態系統的脆弱性。海平面上升(Spencer et al, 2016)、港口建設(Dong et al, 2012)、沿海灘涂圍墾(閆志利,2013)、水利工程建設、沿海木棧道修建(孫建寧等,2013)等因素,都會導致濱海濕地面積減少,系統結構簡單化,濕地生態環境惡化、天然異質性減弱,使濕地生態系統的脆弱性增加。
海岸侵蝕是一種自然現象,它是當今世界上海岸線面臨的主要挑戰(Senevirathna et al,2018)。海岸侵蝕會加劇濕地變化,我國侵蝕海岸總長度為3 250 km,沙質海岸侵蝕占52.9%,而秦皇島市的沙質海岸侵蝕屬于重災區。隨著秦皇島市經濟發展和全球氣候變化疊加作用下,海岸侵蝕現象逐年加劇,對當地的生態環境造成嚴重破壞。劉松濤(2012)的研究結果表明,秦皇島海岸全線處于侵蝕狀態,平均蝕退率 1.5~4 m/a。海岸侵蝕對秦皇島旅游資源、土地資源、海水入侵等有很大影響(張立海等,2006)。
秦皇島市濱海濕地植被類型主要以沙生植被為主,植被類型較少,主要優勢種群有砂鉆苔草、鹽地堿蓬、沙蓬、白茅、濱麥等十幾種植物群落(谷東起等,2005)。由于秦皇島城市與港口建設、濱海旅游業開發、濕地圍墾等人為因素,導致這些植被生境零碎化,濕地植被的自然演替大都停留在演替發生階段。天然濕地被大量開發成人工濕地,人工濕地環境內水生生物和鳥類種類和數量大幅度減少,生物多樣性發展被束縛。人工濕地導致濕地綜合調節能力大幅度下降、濕地動植物生境發生改變、生態系統結構簡單化、濕地天然異質性降低,使其直接減少了生物棲息地,繁殖地、索餌場也遭到破壞,生物多樣性銳減,進而濕地自然演替速度變緩(王春澤等, 2009; Chi et al,2018)。根據資料顯示,秦皇島濱海濕地動、植物種類和數量都呈下降趨勢(袁振杰, 2008; 張玉峰等,2010)。
濕地生態系統健康與否與濕地水況、土壤、氣候息息相關。研究表明,水況對于濕地生態系統的健康尤為重要,若濕地水質下降或水量不足,都將導致濕地生態環境惡化或發生根本性的轉變(Somay,2016; 崔保山等,2002)。根據2015年秦皇島市環境狀況公報,IV類水占36.6%,劣V類達到14.1%,主要污染因子為化學需氧量、氮、磷。大量的工業廢水和生活污水由石河、戴河、湯河、飲馬河、洋河等河流排入海,造成濕地污染加劇,環境不斷惡化。Lin等(2018)調查了秦皇島沿海濕地沉積物多環芳烴(PAHs)的含量,發現沉積物中的總PAHs含量為341.61~ 4 703.80 ng/g,遠遠大于世界大部分濕地調查值。Zhang等(2018)發現新河口潮間帶沉積物中的TBC和六溴環十二烷的含量相對較高。秦皇島柳江流域、七里海瀉湖、洋河水庫等河流水質污染物含量都呈上升趨勢(Gu et al,2015;楊會利等,2009;王麗平等,2013)。
秦皇島市濱海濕地資源豐富、類型多樣,但面臨的挑戰非常嚴峻。秦皇島濱海濕地以砂質海岸濕地為主,濕地植被種類貧乏,生物多樣性和遺傳多樣性都較低,自然演替緩慢,具有明顯的生態系統脆弱性。秦皇島濱海濕地在調節當地氣候、補充地下水、資源供給、旅游經濟開發等方面具有重要意義。為了更好地保護秦皇島市濱海濕地生態系統結構和功能的穩定,當地政府應采取相應的濕地保護措施,如發展生態農業、生態旅游、合理開發利用濕地資源和科學管理;根據秦皇島濱海濕地的特殊性和典型性,市政府可出臺濕地保護相關的條例、法律、法規和管理條例;依據當地生態區的重要程度相應地建設保護區,如黃金海岸自然保護區、北戴河國家濕地公園等。