岳 文,李翠田,林陽陽,馮天喬,王麗榮
(1.廣東省土地調查規劃院,廣東 廣州 511453;2.中國科學院南海海洋研究所海洋環境工程中心,廣東 廣州 510301)
紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶的木本植物群落[1]。紅樹林生態系統可保護海岸地貌、維持近岸海域水質并為無脊椎動物、魚類和鳥類提供棲息地,是世界上四大高生產力海洋生態系之一[2];但由于其所處位置的獨特性和提供生態服務的易獲得性,其受人為活動和自然因素的干擾壓力較大。從20世紀中期以來,隨著沿海經濟的高速發展和城市建設,對紅樹林生態系統的直接圍墾和占用、對海洋資源的過度開發利用、過度的旅游休閑活動、未經處理的污染物排放入海以及極端氣候天氣增多等導致紅樹林生態系統發生不同程度的退化[3]。1973-2000 年,我國紅樹林面積約減少30 199 hm2,減少約62%[4]。廣東紅樹林變化最為劇烈,1978-2000 年期間紅樹林急劇減小,之后小幅持續增加[5]。
珠海市東北部的淇澳島,其沿岸灘涂曾生長大量紅樹林,但經歷過圍海造田等破壞方式,紅樹林急劇減少,從1978 年的約316.76 hm2[6]降至1988 年的約20.16 hm2[7]。1999 年,淇澳島開始紅樹林引種擴種工程,隨著紅樹林保護的力度加大,紅樹林逐步恢復,2020年面積約為478.28 hm2[8,9],目前是珠江三角洲地區人工恢復面積最大、為數不多的紅樹林分布區,在促淤造陸、海岸防護和城市文化休閑等方面有著重要作用。有關珠海淇澳島紅樹林的研究較多,包括紅樹林群落特征、動態變化與景觀格局研究[10~12],紅樹林景觀質量評價研究[13],紅樹林大型動物群落演替研究[14],紅樹林生態系統土壤有機碳含量及其影響因素研究[15]以及紅樹林濕地生態系統健康評價研究[16]等,紅樹林修復方面包括引進樹種的適應性評價研究[17],紅樹林林分改造研究[18]和紅樹林種植與管理研究[2]等,但對淇澳島生態恢復歷程的研究較少。筆者將淇澳島紅樹林30多a的生態修復歷程分為3 個階段,分析生態修復經驗與不足,為淇澳島紅樹林進一步的生態修復提出建議,并可為其他區域的紅樹林生態修復提供借鑒。
淇澳島紅樹林自20 世紀90 年代初開始生態修復。筆者將其劃分為3 個階段,即1998 年前的自發修復階段、1999-2007年的集中種植階段和2008年后的系統修復階段。
1998 年前的紅樹林修復多為自發修復,即主要是小范圍紅樹林種植,樹種為本地種苗木。1991年,珠海市林業科技人員自發開展珠海紅樹林資源調查發現,淇澳島大圍灣紅樹林是全市保存得最為完整、集中連片的天然紅樹林[8],紅樹林種植以大圍灣為主,向海方向擴展,至1995 年,面積擴大至約28.08 hm2[7]。1998 年,大圍灣的天然紅樹林面積增加到約32.2 hm2[19],但相比于1988年,紅樹林面積僅增長約12.04 hm2。紅樹植物均為本地種,有真紅樹植物和半紅樹植物達10種以上,優勢群落為秋茄樹(Kandelia obovata)群落和桐花樹(Aegiceras corniculatum)群落,高度僅為0.8~2.5 m,但多為堤前紅樹林,林帶較窄。互花米草(Sporobolus alterniflorus)在潮灘上大片分布,侵占紅樹林的生長空間,嚴重影響紅樹林的生長。這一階段的紅樹林修復特點是種植本地樹種,恢復力度不大,恢復面積較小,且嚴重妨礙紅樹林生長的互花米草未被處理,仍在不受控制的繁殖,導致紅樹林恢復效果不明顯。
1999 年開始采取多項措施進行紅樹林的保護和修復,在現有適宜區域種植紅樹林以及圍海造林的同時,還糾正人為干擾活動,如取締非法捕撈、亂砍亂伐和隨意筑壩挖塘等。本地樹種秋茄樹和桐花樹生長緩慢,幼苗保育率低,在與互花米草對生境的競爭中不占優勢,因此,采用植物更替措施,在淇澳島河口濕地的互花米草泛濫區引進紅樹植物無瓣海桑(Sonneratia apetala)和海桑(Sonneratia caseolaris),以提高紅樹林面積,阻斷互花米草的入侵蔓延,最終將海岸灘涂由互花米草草灘恢復為紅樹林生態防護系統。1999 年起,淇澳島種植無瓣海桑、海桑、桐花樹、海欖雌(Avicennia marina)等紅樹,其中無瓣海桑和海桑占絕大多數。2001 年開始種植銀葉樹(Heritiera littoralis)、海杧果(Cerbera manghas)、水黃皮(Pongamia pinnata)和桐棉(Thespesia populnea)等半紅樹植物,2005 年引進紅海欖(Rhizophora stylosa)、對葉欖李(Laguncularia racemosa)、海蓮(Bruguiera sexangula)和木果楝(Xylocarpus granatum)等紅樹,截至2007年,紅樹林面積約達540 hm2[20],相比自發恢復階段末的32.2 hm2增長了1 477%,互花米草面積大幅度減少,成效顯著。
2008 年1 至2 月,低溫襲擊淇澳島,氣溫有21 d低于10 ℃,最低氣溫6 ℃,造成紅樹林嚴重受損,受損面積超200 hm2。受害較嚴重的多為引進種無瓣海桑和海桑,其中大面積的海桑林被凍死,但本地種未受寒害影響。互花米草隨之占據海桑受害林地,造成互花米草再次入侵紅樹林林地,而老鼠簕(Acanthus ilicifolius)趁機擴展,造成林地低矮灌木化。
自2008年起,在對受凍害影響的區域進行補種外,開始注重優化紅樹林結構組成,提高單一人工林的生態多樣性,調整紅樹林內部結構,加強本地樹種的種植,開辟更多鳥類適宜生境,并改善底棲生物生存環境,提高紅樹林生態系統景觀多樣性。2008-2009 年,種植海桑、無瓣海桑、紅海欖、對葉欖李、木欖(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄樹和桐花樹,其中海桑多與其他樹種混交造林,造林和林分改造共160 hm2。2011 年,繼續增加紅樹林海上造林規模。在紅樹種植過程中,重點將無瓣海桑按一定距離植入互花米草群落中,以期干擾后者生長繁殖。2015年8月,啟動林分多樣性改造項目,對現有無瓣海桑林逐步進行林分多樣性改造,如中層種本地種的喬木秋茄樹、桐花樹和木欖等,下層種本地種的灌木老鼠簕等,以此豐富無瓣海桑單純林的樹種多樣性,至2020年,淇澳島紅樹林面積約478.28 hm2。
紅樹林生態修復包括自然恢復、人工恢復和生態重建。1978 年以來,由于淇澳島圍海養殖、灘涂圍墾、工程建設和海洋捕撈,其紅樹林資源遭到嚴重破壞,淇澳島天然林紅樹林面積持續減少,至1988年,紅樹林面積銳減93.63%。由于人為的干擾活動無法徹底消失,影響紅樹林恢復的外在影響依然存在,因此紅樹林無法完全靠自然恢復的方式得以修復,必須通過人工恢復或生態重建的方式修復,即采用物理修復、生物修復和化學修復等方法對紅樹林的植被、水文、地形地貌,尤其是潮灘、潮流通道等進行修復。
淇澳島紅樹林在不同修復階段采用不同的修復措施:在自發恢復期,主要是通過人工修復方式進行,即采用生物修復(主要是種植紅樹植物)和化學修復(如對互花米草進行藥物噴殺)的措施進行修復。在集中種植階段以生境重建方式為主,采用物理修復(即灘涂改造和重建,主要是結合潮位和紅樹林的特點確定灘涂的堆填高程并進行灘涂堆填)和生物修復方法向海擴張,即沿淇澳島西北海岸向海推進,進行宜林地改造并種植紅樹林[9]。系統修復階段采用自然修復、人工恢復和生境重建的方式,其中,以生境重建和人工恢復為主,生境重建主要是在沿淇澳島西部長條形海岸向海推進種植紅樹林,而在已有紅樹林區通過人工恢復方式,采用生物修復的手段對現有純林進行改造,通過潮溝改造等物理修復措施改善紅樹林生態系統流通問題。
不同修復階段根據原有及現有紅樹林的生長和分布狀況、灘涂狀況和水文條件等選擇適宜的修復地點是紅樹林修復的關鍵。
淇澳島原有的紅樹林從主要分布在大圍灣、大澳灣和石井灣,至1991 年,僅有大圍灣仍保有較為完整和集中連片的天然紅樹林[8],由于大圍灣周圍海灣較多,且面積較大,因此,自發修復階段紅樹林修復的地點以大圍灣為主要修復地進行紅樹林種植。而在集中種植和系統修復階段,考慮到淇澳島西部和北部地勢平緩,灘涂廣闊,并且由于靠近河流入海口,水域較淺且水流較緩,淤泥大量沉積,自然條件適合紅樹林生長,紅樹林修復地點則集中在淇澳島的西部和西北部,并向海延伸。
紅樹林修復中樹種的選擇較為重要,不同修復階段需根據紅樹林生態系統狀況確定主要樹種及種植位置,充分發揮不同樹種在不同生態位的優勢。
在自發種植恢復階段,所選種的紅樹植物為本地種,有真紅樹植物和半紅樹植物10 種以上,優勢群落為秋茄樹群落和桐花樹群落。由于互花米草與紅樹林生態位相同,彼時互花米草在海灘大量分布,嚴重影響本地紅樹植物的繁殖與生長。
集中種植階段,紅樹林的引種問題尤為重要。1999 年,科研人員提出引種在同互花米草對光資源的爭奪中處于優勢且生長速度快的無瓣海桑的建議[19],通過引種大量海桑、無瓣海桑、木欖等速生樹種[2],成功抑制互花米草的蔓延,2003-2007 年互花米草的控制率為77.78%(2008年寒害后互花米草入侵曾經的海桑林地,但2013年互花米草面積已降為1 hm2,而2020年已近乎消失)。
在系統恢復階段,不僅擴大紅樹林種植面積,還注重淇澳島紅樹林群落結構的調整。這個階段重點是選擇適宜樹種以豐富無瓣海桑純林。2015年8 月啟動林分多樣性改造項目,對現有無瓣海桑林逐步進行林分多樣性改造,增加種植秋茄樹、桐花樹和木欖等喬木以及老鼠簕等灌木,以此來豐富無瓣海桑單純林的樹種多樣性,最終促進紅樹林生態系統恢復與健康發展。
政府部門支持可以加大對紅樹林生態修復的投入和加快紅樹林生態項目的實施。多年來,珠海市各級政府十分重視淇澳島紅樹林的保護和修復工作,在國內最早實施紅樹林人工修復工程。如1996 年,珠海市綠化委員會和淇澳管理區等部門首次向市政府提出“規劃建設淇澳紅樹林保護區”的請示。1998 年,珠海市政府啟動“向大海要森林”的計劃[8],在淇澳島西北角圍海造陸,并大面積種植紅樹林[21]。1999-2002年,珠海市政府每年撥款120萬元進行淇澳島紅樹植物的引種擴種。2000 年4 月,珠海市政府批準成立“淇澳紅樹林保護區”,開始加大對淇澳島紅樹林及鳥類的保護。2007-2010 年,開展紅樹林引種園建設項目,建立當時國內面積最大的紅樹林引種園(3.3 hm2)[17]。在廣東省和珠海市的支持下,相繼開展2015-2017 年淇澳紅樹林保護區生物多樣性監測和2018-2019年淇澳島紅樹林的科學考察工作。
淇澳島紅樹林修復工作從自發恢復階段前就開始與科研機構的合作。1991 年,珠海市林業科技人員自發開展珠海紅樹林資源調查,1995 年,珠海與臺灣紅樹林專家合作進行“海峽兩岸紅樹林基因變異研究”,向政府和社會各界發出“搶救最后的紅樹林”呼吁。1999 年珠海與中國林業科學研究院熱帶林業研究所等相關科研機構合作,開展紅樹林人工種植技術研究工作[2]。目前,廣東三地在大灣區生態方面已開展廣泛合作,如2016-2019 年在珠海順利召開“粵港澳濕地生態保育座談會”。同時,淇澳保護區已與多所科研機構及高等院校合作建立科教基地。紅樹林修復和科研的結合帶來雙贏成果,除紅樹林面積大幅度增長外,依托淇澳島紅樹林修復的相關科學研究也獲得豐富成果,如“紅樹林快速恢復與重建技術研究”獲2014年廣東省科技進步一等獎,編撰的《中國紅樹林恢復與重建技術》也為紅樹林的恢復與發展提供了資料翔實的理論依據和技術指導,同時研究成果在廣東、廣西、海南和福建的紅樹林恢復重建中得到推廣和應用。
從淇澳島紅樹林30 多a 的修復歷程可知,在各級政府的大力支持下,經保護區的有效管理,人為干擾活動不斷減少,通過引種無瓣海桑和海桑及多種紅樹植物、消除互花米草、圍海造灘開展紅樹林種植以及潮溝改造、創建鳥類棲息地、加強科學研究等多項措施,淇澳島紅樹林修復成效顯著,2020年淇澳島紅樹林面積約478.28 hm2,高于1978 年受損前的紅樹林面積316.76 hm2,互花米草得以控制,鳥類從2003年的46種增至2018年的182種[22],紅樹林生態景觀得到改善,紅樹林修復開始從單純的擴大紅樹林種植面積向提高紅樹林生態系統穩定性方向發展,同時有更多居民參與到紅樹林保護中。但縱觀修復歷程,仍存在一些問題:
(1)無瓣海桑和海桑對潮帶的適應能力較強以及生長迅速,因此淇澳島在大量引種栽培無瓣海桑和海桑后快速成林,并成功抑制了互花米草的生長,但無瓣海桑的種間競爭能力和天然擴散更新能力較強,會擠占其他紅樹林樹種生境,從而導致淇澳島紅樹林種群結構單一,生物多樣性較低且脆弱,對原有生態系統的平衡有一定影響。同時,淇澳島目前紅樹林優勢植物多以斑塊狀交替,而非正常的帶狀分布。本地紅樹低矮灌叢林較多,紅樹林景觀結構比較簡單。此外,由于無瓣海桑和海桑對低溫的耐受力差,如再次出現類似2008年的低溫情況,仍可能出現大規模死亡,從而影響淇澳島紅樹林的生態結構。因此,在淇澳島今后的生態修復中,如何調整無瓣海桑和海桑等外來樹種和本地樹種的關系以使紅樹林生態系統保持穩定值得關注。同時,修復中要注重潮溝的暢通以及保有一定的光灘和淺水水域,完善紅樹林生態系統的功能。
(2)由于全球氣候變暖和溫室氣體的排放,自20 世紀80 年代以來海洋持續變暖,海平面不斷上升。紅樹林位于海陸交錯帶,受海平面上升影響很大。通過紅樹林的恢復可保護海岸帶免受氣候變化帶來的破壞,而氣候變化帶來的海平面上升又會對紅樹林的恢復帶來影響[23~26]。淇澳島紅樹林的生態修復同樣面臨海平面上升的壓力,如,目前的群落結構組成能否適應海平面上升?淇澳島紅樹林的沉積速率、地面沉降速率與海平面上升之間的關系如何等等。因此,如何使紅樹林在海平面持續上升的前提下不斷恢復并保護岸線更為重要。
(3)淇澳島紅樹林后方建有人工海堤,紅樹林多在堤前,而堤后多為養殖塘。海堤的存在改變了紅樹林生態系統的水道和水文環境,壓縮了灘涂中高潮帶的空間,從而阻斷了紅樹林向陸地的自然發展。紅樹林對海上風浪的阻擋作用遠甚于堤壩,甚至對堤壩亦有保護作用,因此,如何協調堤壩與紅樹林修復之間的關系是個重要問題。
另外,紅樹林生態修復與當地漁民圍塘養殖的矛盾仍存在;紅樹林修復后缺乏連續的監測調查,或是監測后未及時分析評估,無法得知修復效果并進行及時補種與調整,因此,紅樹林的生態修復工作任務仍較艱巨。
(1)紅樹林生態修復需與經濟發展和社會進步相協調
淇澳島紅樹林生態系統是淇澳島自然生態系統的重要部分,而后者與淇澳島經濟系統和社會系統構成淇澳島區域生態系統。紅樹林生態系統的修復成果通常以生態價值、社會文化價值和經濟價值的形式體現,即通過紅樹林生態修復,將其產生的效益匯入區域的社會經濟發展。紅樹林生態修復不能以當地居民生活水平下降為代價,針對養殖塘需要壓縮了紅樹林的修復空間以及其相應污染物排放對紅樹林生態系統的影響,需考慮產業提升或轉型以解決紅樹林生態修復與經濟發展之間的矛盾。積極發展與紅樹林生態系統相關的綠色生態產業,使人們能享受紅樹林生態系統帶來的文化教育服務,使生態修復、經濟發展和社會進步統一起來和諧發展。
(2)引進社會資本進行市場化操作
引進社會資本參與紅樹林的生態保護與修復是加快和促進紅樹林生態系統可持續發展的需要。淇澳島較早即有此類嘗試,2008 年,淇澳紅樹林保護區在內地首創了“紅樹林保護基金”,倡導企業團體和公眾參與紅樹林保護建設。隨著社會的發展,需要更完善的制度以確保資本市場化的穩定。根據2021 年11 月10 日發布的《國務院辦公廳關于鼓勵和支持社會資本參與生態保護修復的意見》,允許社會資本進入生態保護修復,允許其從事相關綠色產業開發,提高當地居民的經濟收入,使其享受紅樹林保護帶來的紅利,并更積極參與紅樹林的生態保護修復工作。同時可考慮成立獨立的專業生態修復機構,由其分配資金開展生態評估、實施和監測等工作。如,紅樹林具有很強的固碳能力,對減排量起直接作用,屬于較高質量的增匯產品,因此可開展淇澳島紅樹林藍碳經濟技術等相關研究工作。
(3)開展紅樹林生態修復監測與評估工作
紅樹林生態修復后的監測工作極為重要,需定期實施。紅樹林生態修復監測涉及內容較多,包括紅樹植物群落監測(紅樹林修復面積,群落組成,幼苗的密度和覆蓋率,幼苗的存活率或死亡率,樹木的生長量、高度和直徑等)、紅樹林生態系統生物監測(鳥類的數量和組成,魚類和大型底棲生物的密度和組成)、紅樹林生境指標監測(水質和沉積物相關指標)以及人類干擾活動、有害生物和社會文化服務活動監測等。通過定期監測,及時對生物多樣性、海岸防護、固碳增匯和社會文化功能進行評估和反饋,為修復項目的下一步工作提供參考依據。
紅樹林生態修復是一項長期的工作,淇澳島紅樹林的修復將以恢復紅樹林生態系統過程和服務功能為主要目標,更加科學化、規范化和精細化制定修復內容和修復措施,同時維持區域特色,淇澳島紅樹林生態修復將為其他地區的紅樹林生態修復提供參考。