臨港潮灘鹽沼植被的生態(tài)修復(fù)效果分析

收稿日期：2023-11-01

作者簡(jiǎn)介：任光瑞（1997—），男，天津人，碩士，助理工程師。研究方向：生態(tài)水利學(xué)。

摘要：互花米草的入侵使得臨港潮灘的植被格局發(fā)生顯著變化，探索有效的治理技術(shù)對(duì)保護(hù)長(zhǎng)江口海灘生態(tài)環(huán)境具有重要意義。采用刈割+翻耕+深埋覆土治理技術(shù)有效控制互花米草擴(kuò)散，中低灘通過(guò)土工格室組合土工管袋提升海三棱藨草的存活率，中高灘涂種植蘆葦，配合投加底棲生物，形成“高-中-低灘”梯度的自然灘涂鹽沼濕地生境，提高海岸生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。本文以上海臨港濱海海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目為例，分析臨港潮灘鹽沼植被的生態(tài)修復(fù)效果，為今后海洋生態(tài)治理與保護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：臨港潮灘；互花米草治理；植被修復(fù)；施工技術(shù)；效果評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）01-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.036

Analysis on Ecological restoration effect of salt marsh vegetation in Lingang tidal flats

REN Guangrui

（Shanghai Hydraulic Engineering Group Co.， Ltd.， Shanghai 201612， China）

Abstract： The invasion of Spartina alterniflora has caused significant changes in the vegetation pattern of the Lingang tidal flats， and exploring effective management techniques is of great significance for protecting the ecological environment of the Yangtze River Estuary beach. The effective control of the spread of Spartina alterniflora is achieved through the use of mowing+ploughing+deep mulching treatment technique， and the survival rate of Bolboschoenoplectus mariqueter is improved by combining geotextile bags with geogrid chambers in the middle and low beaches， and the Phragmites australis is planted in the medium-high beach， and the benthos are added to form a natural mudflat salt marsh wetland habitat with a gradient of “high-medium-low beach”， so as to improve the self repair ability of the coastal ecosystem. This paper takes the Shanghai Lingang Coastal Marine Ecological Protection and Restoration Project as an example to analyze the ecological restoration effect of Lingang tidal flats and salt marsh vegetation， thus providing reference for future marine ecological management and protection.

Keywords： Lingang tidal flats; management of Spartina alterniflora; vegetation restoration; construction technology; effect assessment

臨港潮灘位于長(zhǎng)江口與杭州灣之間，地貌演變受漲落潮影響[1]。潮灘濕地生長(zhǎng)許多鹽沼植被，如蘆葦、海三棱藨草等。近年來(lái)，由于外來(lái)物種互花米草的入侵和人類(lèi)活動(dòng)的增加，臨港潮灘的植被空間分布發(fā)生顯著變化[2]。互花米草是多年生草本植物，具有根系發(fā)達(dá)、耐鹽耐淹、繁殖力和入侵力強(qiáng)等特性[3]，被引入臨港潮灘后，在潮間帶形成大面積的單優(yōu)勢(shì)群落，嚴(yán)重壓縮土著植被蘆葦和海三棱藨草的生長(zhǎng)范圍，破壞底棲生物、魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)棲息環(huán)境，嚴(yán)重威脅濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)安全[4]。

為有效遏制互花米草擴(kuò)散態(tài)勢(shì)，提高濱海生態(tài)系統(tǒng)活力，生態(tài)環(huán)境部、水利部等部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《互花米草防治專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃（2022—2025年）》。該項(xiàng)行動(dòng)的主要任務(wù)之一為互花米草的生態(tài)防控及土著植物種群的恢復(fù)。本文主要闡述上海臨港濱海海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目（3標(biāo)段）中互花米草控制、鹽沼植被恢復(fù)的施工技術(shù)措施，剖析施工效果，旨在推進(jìn)相關(guān)生態(tài)修復(fù)技術(shù)在工程中的應(yīng)用，為類(lèi)似工程項(xiàng)目提供借鑒。

1 工程實(shí)施難點(diǎn)

上海臨港濱海海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)滴水湖的東面約2 km處，2022年7月開(kāi)工，2023年10月竣工。該工程項(xiàng)目3標(biāo)段的主要施工內(nèi)容之一為潮間帶生物多樣性恢復(fù)，其中包括互花米草治理25.38 hm2、鹽沼植被恢復(fù)62.30 hm2（蘆葦種植24.08 hm2、海三棱藨草種植38.22 hm2）及底棲生物投放6.5 t。工程實(shí)施主要面臨兩個(gè)難點(diǎn)，一是互花米草滅除難，二是生態(tài)種植與養(yǎng)護(hù)難度大。

1.1 互花米草滅除難

互花米草繁殖能力極強(qiáng)，斷落的根莖如不能碎根至1 cm以下，將再次復(fù)發(fā)。本標(biāo)段互花米草地下生長(zhǎng)環(huán)境主要為淤泥質(zhì)土，除部分高灘地質(zhì)較好，其他區(qū)域包括標(biāo)尾消浪壩外側(cè)范圍，大型機(jī)械、翻耕機(jī)械均難以到達(dá)。互花米草根系發(fā)達(dá)，地下根莖與根須交錯(cuò)生長(zhǎng)，與灘面土壤固結(jié)成一個(gè)整體，根莖分離實(shí)施難度較大。

1.2 生態(tài)種植與養(yǎng)護(hù)難度大

工程種植區(qū)所在海域風(fēng)浪較大，潮灘環(huán)境復(fù)雜。海三棱藨草種植區(qū)位于水動(dòng)力較大的中低潮灘，除標(biāo)尾處為淤泥質(zhì)土外，其他區(qū)域均為鐵板沙，種植后根莖難以扎根。高程介于2.0～3.2 m，大潮漲潮平均流速介于1.4～1.5 m/s。漲潮期間，潮水全部淹沒(méi)該區(qū)域，要采取相應(yīng)措施保障海三棱藨草的定植和生長(zhǎng)，提高存活率。

2 3標(biāo)段鹽沼植被生態(tài)修復(fù)施工

2.1 互花米草生態(tài)控制施工

采用刈割+翻耕+深埋覆土治理技術(shù)滅除互花米草。主要原理是通過(guò)對(duì)互花米草的地上部分進(jìn)行刈割清除，破壞地上通氣系統(tǒng)；通過(guò)翻耕破壞互花米草根系，阻礙互花米草無(wú)性繁殖；最后通過(guò)深埋覆土的方式，減少光照和氧氣，促使根莖腐爛死亡。互花米草刈割時(shí)間為7—12月，通過(guò)機(jī)械刈割的方式快速清除互花米草，待重新生長(zhǎng)的互花米草高度為0.2～0.3 m時(shí)，再次實(shí)施刈割滅除，做到全面清除無(wú)遺漏，刈割3次。

深埋覆土法擬采用鋼板+挖掘機(jī)+人工輔助的方式，分兩層進(jìn)行翻挖，兩次覆土回填。沿平行于大堤方向布置分區(qū)分塊進(jìn)行深埋施工，先刨除灘面互花米草根莖表層約60 cm根系土，翻挖至一邊，再深挖至灘面高程以下2.5 m左右。根莖深埋回填時(shí)，先將翻挖的表層根莖土回填至坑內(nèi)，用挖機(jī)斗壓實(shí)整平，再將開(kāi)挖的深層土進(jìn)行回填，覆蓋壓實(shí)至表層1 m厚度，最后利用人工收集清理表層遺漏互花米草根莖。

2.2 鹽沼植被種植施工

2.2.1 蘆葦種植施工

蘆葦種植區(qū)域互花米草治理后，表層因互花米草根系固結(jié)的土壤已置換成較松軟的土壤，現(xiàn)場(chǎng)種植時(shí)按照不同等高線的劃分網(wǎng)格進(jìn)行蘆葦?shù)姆N植。蘆葦栽種采取叢簇種植法和土墩移植法，每個(gè)土墩規(guī)格不小于10 cm×10 cm，每個(gè)叢簇種植2～3株蘆葦苗，種植密度為40株/m2。

2.2.2 土工格室組合法施工

海三棱藨草的種植以斑塊狀種植為主，每個(gè)斑塊為2 m×2 m，各斑塊的間距為2 m，整個(gè)植被恢復(fù)區(qū)域內(nèi)，該植被的平均種植密度為60株/m2。受潮汐風(fēng)浪影響較強(qiáng)的部分低潮灘采用土工格室與充泥管袋組合技術(shù)種植海三棱藨草。第一充泥管袋組布設(shè)在低潮灘靠近中低潮灘一側(cè)，并垂直于潮浪的前進(jìn)方向線性放置；第二充泥管袋組布設(shè)在中低潮灘內(nèi)，多列第二充泥管袋組間隔設(shè)置，并平行于潮浪的前進(jìn)方向線性放置。多組土工格室鋪設(shè)于相鄰第二充泥管袋組之間的空間，其上用于種植鹽沼植被。

充泥管袋可阻擋海漂垃圾進(jìn)入種植區(qū)，避免苗木破壞，且作為臨時(shí)保護(hù)措施，待后期海三棱藨草穩(wěn)定扎根于灘涂，形成一定的群落規(guī)模后，即可移除充泥管袋，既發(fā)揮生態(tài)修復(fù)效益，也保證自然濕地的景觀性。土工格室與充泥管袋相結(jié)合，共同達(dá)到削減波浪的作用，保障海三棱藨草的存活率。

3 工程實(shí)施效果評(píng)價(jià)

3.1 互花米草治理效果

采用刈割+翻耕+深埋覆土治理技術(shù)，完成互花米草治理的既定目標(biāo)。通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍監(jiān)測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查，互花米草大面積滅除完成，施工現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)互花米草蹤跡，埋深的根莖基本死亡，滅除率達(dá)98.4%，且復(fù)發(fā)率降低至6.1%，達(dá)到預(yù)期施工標(biāo)準(zhǔn)。工程實(shí)踐表明，多次刈割會(huì)提高治理效果，第一次刈割后滅除率為89.7%，第三次刈割后滅除率為96.2%。刈割措施直接去除地上植株，對(duì)其根系生長(zhǎng)有很大的影響。刈割的控制效果主要受刈割時(shí)機(jī)和刈割頻率的影響，孕穗期至揚(yáng)花期是實(shí)施刈割措施的最佳時(shí)期。翻耕能破壞互花米草根系，阻礙其無(wú)性繁殖，相關(guān)研究表明，具有無(wú)性繁殖能力的根狀莖主要集中在土壤表層[5]。本工程翻耕深度達(dá)60 cm，配合深埋覆土至地下1 m處，隔絕光合作用，因此治理效果較好。

3.2 鹽沼植被種植效果

鹽沼植被的種青效果較好，如圖1所示。蘆葦種植于中高潮灘，受潮汐作用小，成活率達(dá)到99.7%。海三棱藨草種植區(qū)域位于中低灘，每天受兩次漲落潮影響，潮水沖刷對(duì)海三棱藨草種植造成很大的妨礙，受影響較大的區(qū)域采用土工管袋組合土工格室的施工技術(shù)，增加抗風(fēng)浪沖刷能力，有效固定苗木根系，將海三棱藨草的存活率提高至94.8%。

4 結(jié)語(yǔ)

采用刈割+翻耕+深埋覆土治理技術(shù)使得互花米草的擴(kuò)散得到有效控制，通過(guò)土工格室組合法有效固定中低灘涂的海三棱藨草根系，將存活率提高至94.8%。同時(shí)，中高灘涂種植蘆葦，且投加適宜的底棲生物，形成“高-中-低灘”梯度的自然灘涂鹽沼濕地生境，在有效控制互花米草的基礎(chǔ)上逐漸恢復(fù)各生物類(lèi)群，提高海岸生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，達(dá)到既定工程目標(biāo)，這對(duì)長(zhǎng)江口治理互花米草具有重要的借鑒意義。未來(lái)，應(yīng)該加強(qiáng)互花米草防治過(guò)程監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)清除互花米草的目標(biāo)。同時(shí)，要建立監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，及時(shí)養(yǎng)護(hù)蘆葦和海三菱藨草等本土植被種群，有效防范互花米草二次入侵。

參考文獻(xiàn)

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2 張 群，李 博.崇明東灘鳥(niǎo)類(lèi)棲息地優(yōu)化區(qū)海三棱藨草野外恢復(fù)實(shí)踐[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2023（10）：2663-2671.

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