深圳福田红树林自然保护区的生态问题及修复对策研究

刘莉娜 ，陈里娥 ，韦萍萍 ，李喻春 ，廖文波，昝启杰

（1.广东内伶仃福田国家级自然保护区管理局，广东 深圳 518040；2.香港城市大学深圳研究院，广东 深圳 518057；3.中山大学生命科学学院，广东 广州 510175；4.深圳市海洋局，广东 深圳 518034；5.深圳市野生动物救护中心，广东 深圳 518048）

红树林（mangrove）是生长于热带亚热带海岸潮间带，受到海水周期性浸淹的木本植物群落[1]。红树林湿地是以红树植物为建群种的处于海陆边缘的独特湿地生态系统，同时兼具有陆地生态系统和海洋生态系统的特征，是热带亚热带海岸的生态关键区，具有独特的水文、生物地球化学和生态功能[2]，在全球生态平衡中起着不可替代的重要作用。

深圳是我国沿海最早的经济特区，随着经济的快速发展，滨海湿地被围填或污染，湿地资源状况及其生态功能日益恶化，尤其是福田红树林湿地，现有面积仅为30 a前的1/2[3]。通过调查福田红树林湿地生态现状，探究其存在的主要生态问题，分析其原因，并根据其生态系统现状特点，提出相应的修复对策，以期为提高福田红树林滨海湿地生态系统功能、有效改善新兴经济区的生态环境提供示范借鉴与技术支撑。

1 研究地与研究方法

1.1 研究地概况

深圳福田红树林湿地地处深圳湾东北岸，东起深圳河口，西至车公庙，呈带状分布，长约9 km，直线距离约为7 km（图1）。1984年4月，广东省政府在此成立了福田红树林省级自然保护区，1988年5月晋升为国家级自然保护区，自然保护区红线面积367.64 hm2，是全国唯一地处城市腹地、面积最小的国家级自然保护区。截止2011年，自然保护区内植物有51科127属140种，其中自然分布生长的真红树植物有4科5属5种，半红树植物有2科2种，主要为秋茄、木榄、桐花树、白骨壤、海漆、老鼠簕等，此外还有从海南引种的真红树植物2科4属8种、半红树植物1科1属1种,从澳大利亚引进的1科1属1种[4]。1998年鸟类调查结果约有189种[5]，其中陆鸟9目28科57属89种，水鸟9目16科51属100种；至2010年，深圳市观鸟会在区内监测到的鸟类约有112种，卷羽鹈鹕、白肩雕、黑脸琵鹭、黑嘴鸥等23种为国家重点保护的珍稀濒危物种。

深圳福田红树林湿地水文区别于陆地生境和水生生境，具有过渡性的特点，形成了红树林的独特物理化学环境。影响深圳湾的河流主要是深圳河，年径流丰富，约为1000～9000 m3。在深圳湾北岸注入的河流还有新洲河、布吉河、大沙河、凤塘河及深圳市政排水沟渠等。其中新洲河全长5 070 m，河面宽12～53 m，积水面积20.16 km2，日均流量3.6万t，50 a一遇洪峰流量为212 m3/s。南岸有香港的元朗河、锦田河、红河桥河和屏山河等，红树林生态系统的河流淡水较为充足[4]。

图1 福田红树林自然保护区区位

深圳湾潮汐为不规则半日潮。根据深圳赤湾水文站资料，深圳湾平均潮差1.36 m，大潮离高潮时潮差为3 m，低高潮时，潮差仅0.5 m，平均高潮位0.41 m，平均海平面-0.26 m，平均低潮位-0.96 m，最大潮差3.44 m，平均潮差1.37 m。深圳湾潮流特征基本呈典型往复流，潮流多表现为沿岸流，流向大体上与等深线相平行，或与水槽走向相一致，平均涨流潮历时均小于落潮流历时，涨落潮流的流速在1 kn左右，余流主要受径流所控制，在10 m深区域，则为风场所控制[4]。

20世纪80年代以来，由于填海造陆及城市经济发展的需要，福田红树林的面积快速减少，同时，城市污水直接排入保护区内的情况加剧，原住居民及外来流动人员在基围鱼塘内和红树林岸边从事海产品养殖、养猪等生产活动，区内水体环境污染严重，外来入侵植物侵入，红树林湿地的生态功能和生物多样性出现明显下降。

1.2 生态调查方法

根据国家林业局制定的行业内部使用的《全国湿地资源调查与监测技术规程》（林业部调查规划设计院96-2-2）相关要求，应用生态学常规调查方法和生态监测常规技术方法，调查和监测深圳福田红树林自然保护区的植被动态、鸟类动态、病虫害发生动态和水环境变化情况，记录每天生态巡护观测到生态现象，将调查、观测、监测的结果进行对照、比较，并对照相应时期的湿地生态环境变化情况，进行分析，归纳、抽象、提炼出关键的生态问题。

表1 深圳福田红树林保护区生物种类

1.3 生态修复对策分析方法

根据1986年、1989年的TM遥感影像中提取到的福田红树林湿地海岸线生态环境数据信息，并结合1998年对深圳福田红树林湿地生态环境状况的记录描述[5]，将1989年以前深圳福田红树林受到较小干扰时的环境指标作为修复达到的目标，根据现状存在的生态问题，结合福田红树林自然保护区生态实际，以可操作性强、能较快和彻底解决存在的生态问题为原则，从工程措施、生物措施、生态措施方面提出相应的生态修复对策。

2 存在的生态问题

2.1 生态阻隔

福田红树林自然保护区地处深圳湾北岸，与香港米埔自然保护区接壤，在深圳湾段的中国大陆国防边境巡逻道位于福田红树林自然保护区的核心区与实验区的分界线上，巡逻道宽3.5 m，道路路基高度高于深圳湾平均高潮位1.5 m，巡逻道北侧设有3 m高铁丝网，网孔孔径为2 cm×3 cm。铁丝网北侧是基围鱼塘,是保护区的实验区,南侧是红树林,为保护区的核心区。

边境巡逻道旁铁丝网：改变了鸟类的飞行路径和爬行动物的觅食范围。生态巡护记录表明：春、夏季可观测到蛇类横穿巡逻道的现象；在铁丝网的北侧附近的灌草丛或林间块石上，偶尔能见到蛇皮、动物粪便和皮毛类等动物留下的痕迹；时有发现在铁丝网上附有动物皮毛的情况。生态监测记录显示，蜻蜒、蜜蜂等昆虫从基围堤坝的植被上飞往红树林区时，明显提高飞行高度和弧度，以安全绕过铁丝网；细腰斑文鸟等小型林鸟在基围鱼塘和红树林之间穿梭飞行时，在铁丝网区域明显提升高度，并突然减缓飞行速度。

边境巡护人员和车辆：影响并干扰鸟类和两栖爬行动物正常的栖息、觅食和繁衍活动，边境巡逻道两侧的两栖爬行种群数量和多样性均呈现下降趋势。根据巡逻记录，通过巡逻道的巡逻车辆5～8次/d，巡护人员10～20人/d。

堤坝：人工修建的巡逻道路基堤坝隔断了基围鱼塘与红树林之间的海水通道，仅通过巡逻道下的过水口与深圳湾进行少量的水体交换，导致鱼塘水质较差，鸟类的觅食地、两栖动物幼体的发育地以及爬行动物的栖息地水环境恶化。

边防巡逻道在福田红树林湿地中间形成了生态阻隔，鱼塘与红树林之间的生物通道和水体交换通道被隔断，根据表2，道路南北两侧的植被、动物种类和生态功能均存在较大的差异，正在逐渐演替成为两个相对独立的子系统，湿地生态系统内部的能量流动、物质循环和信息流动也都受到了影响。

2.2 水环境污染

2009年水质监测结果表明（表3）：福田红树林保护区内3个监测点（凤塘河、沙嘴、观鸟屋）的水质指标大部分都高于V类水质标准。观鸟屋监测点在枯水期的COD值最高，接近V类水质标准的3倍；BOD5的监测值较低，除凤塘河枯水期的数值高于V类水质标准外，其余各时期各监测点均未超过V类水质标准；沙嘴监测点枯水期的总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷和可溶磷的值均为最高，其中总磷值约为V类水质标准的4倍。

表2 巡逻道南北两侧生态类型及动植物种类

根据调查，福田红树林内的主要污染源共3处，包括凤塘河干流、凤塘河下沙支流及沙嘴村雨水渠排入。其中凤塘河及其支流自北向南从保护区中间穿过，是红树林湿地内最大的污染源，污染和淤积情况较为严重，支流的淤积高程达到0.4 m，已略高于干流[6]。福田红树林湿地整体的水体交换动力不足，水环境污染情况较为严重，尽管红树林湿地具有一定的纳污容量和水体净化能力，但如果水质严重并连续超标，红树林的生长发育也必然会受到较大影响。

2.3 基围鱼塘功能退化

调查结果显示（见表4）：福田红树林的外来植物约有24种，主要包括薇甘菊、三裂叶蟛蜞菊、马樱丹、银合欢、五爪金龙等。其中在鱼塘区域24种均有分布，且大部分是成片分布；巡逻道两侧有19种，7种成片分布，12种零星分布；在红树林林缘仅有3种外来植物，均为零星分布。根据图2，凤塘河西侧鱼塘水质略优于东侧鱼塘，除西侧鱼塘的COD值以外，东西两侧鱼塘水质的各项指标均超过V类标准。

表3 福田红树林水质监测结果 单位：mg·L-1

基围鱼塘位于凤塘河河道东西两侧，面积约占福田红树林保护区总面积的15%，2006年以前，当地渔民以追求经济收益为主要目的在此从事鱼类的养殖活动。由于多年的人为干扰，基围鱼塘堤岸上的植被大面积破坏，供候鸟栖息觅食的生态功能严重退化，外来物种入侵，通过形成大面积单优势群落，与本地植物竞争，占据本地植物物种的生态位[7]，鱼塘生物多样性降低，植物群落结构单一化。另外，由于巡逻道的阻隔，鱼塘与深圳湾仅可以进行少量的水体交换，塘内水动力不足，水质状况较差，污染较为严重。

图2 基围鱼塘水质现状

表4 福田红树林主要外来植物

2.4 滨海河口河道硬质化

纵穿福田红树林湿地的最重要河流为凤塘河，根据1986年、1989年的TM遥感影像图提取的数据，1986年的凤塘河滨海河口段为自然河岸、岸上生长密集的植物，据1984年福田红树林省级自然保护区调查，河道两侧植物盖度达70%，植物种类37种；1986年凤塘河口海岸的林鸟、水鸟栖息较多，常能见到300～500只鹭科鸟类栖息河道内两侧的乔木上。

1989年的凤塘河滨海河口岸为硬化的水泥石板，不生长任何植物，主要为浆砌片石（图3），断面简单且护岸表面坚硬光滑，坡面上无法生长植被，河道功能仅为单纯性过水，总体呈现一种“三面光”的形态，不具有红树林湿地河口生态系统的3项主要功能：（1）生物栖息地；（2）物质流、能量流、信息流的输移通道；（3）具有屏障和过滤功能[8]。河道是一种包括土地、动植物、水体的复杂生态系统[9]，凤塘河口的硬质护岸虽然能够稳固河道、行洪及防止水土流失，但却无法为鱼类、两栖类、昆虫、鸟类、微生物及各种水生植被的生长、繁衍和栖息提供必要的生境，同时还阻断了陆地生态系统和河流生态系统之间的通道，物质能量的流动以及生物物种的迁徙都受到影响，不利于河道生态系统的形成与演替，无法发挥河道生态系统的重要功能。

图3 凤塘河的硬质河道

2.5 虫害频繁爆发

20世纪90年代以来，深圳福田红树林虫害日趋严重，红树林优势种群秋茄Kandelia candel、海榄雌Avicennia marina、桐花树Aegicera corniculatum 等都受到不同程度的危害，特别是海榄雌受害情况更为显著。每年入春后，海榄雌出现大面积虫害，树叶和幼嫩树枝生长点被害虫啃食，树叶和树枝枯死[4-5]。1994年、1999年、2004年、2012年海榄雌虫害四次大爆发时，红树林群落虫害后如火烧过，只见树枝树杆，不见树叶，景象凄惨。虽然每次虫害后，秋天多数又可生长出新叶，但由于较长时间遭受害虫的为害，营养大量消耗，并且害虫为害期贯穿整个开花结果的繁殖期，几乎所有的海榄雌都无法开花结果，无法繁殖下一代，至2012年6月，海榄雌面积由1994年15 hm2减至1.34 hm2。红树林虫害的发展趋势，已严重威胁整个红树林生态系统的维持和发展，须高度重视。

福田红树林害虫监测和研究发现，危害红树林的害虫主要有5种，分别是鳞翅目瘤斑螟科一种（Ptyomaxia sp.）、膜翅目小蜂总科一种（疑为叶蜂）、尺蠖、叶蝉、丝脉蓑蛾。其中主要危害海榄雌的害虫四种，分别是鳞翅目海榄雌瘤斑螟科一种、膜翅目小蜂总科一种，尺蠖、叶蝉危害秋茄和桐花树，其中海榄雌瘤斑螟害虫是目前红树林最严重的害虫，危害整个红树林海榄雌种群。

寄生性、捕食性天敌昆虫及蜘蛛是控制红树林害虫发生的最重要因素，1994年、1999年、2004年、2012年调查显示红树林害虫的捕食性和寄生性天敌昆虫种类和种群密度都大大降低。如1994年采集到红树林害虫的天敌及蜘蛛44种，其中以小蜂科、小茧蜂科和姬蜂科等寄生性天敌为主；而1999年仅采集到18种[5]。又如1994年从海榄雌的害虫中收集到的野外密度较大的4种寄生蜂，1999年和2004年几乎很难寻觅到。

图4 海榄雌遭受虫害情况

3 修复对策与建议

Nagendra H等认为，城市景观的变化受到一系列动态的驱动因子影响，包括区域内特定的自然环境、社会、政治和历史等背景因素，而这些因素之间复杂的交互作用产生了不同的景观变化情景和后果[9]。福田红树林具有特殊的地理位置与生态功能，城市发展与人类活动对其的扰动较严重。自改革开放初期至今，红树林湿地的面积、结构以及各生态类型的组成变化较大，基围鱼塘、红树林和滩涂的面积和比例发生了变化，陈保瑜等人的研究结果表明[10]：在城市化速度最快的福田区，城市化发展期的基围鱼塘遭受了严重的人为破坏，大量的基围在该区域转化成建成区，这是深圳特区城市化迅猛发展导致的结果；过去30 a，滩涂的演变呈现较大幅度的波动，面积从1979年的634.5 hm2减少至2009年的377.28 hm2，景观趋于破碎化，异质性增加；红树林是整个湿地生态系统的核心，1979—1998年间，除了核心区内的其他红树林都被其他景观类型逐步替代，总面积持续减少，福田保护区建立后，红树林面积有所增加，由1998年的52.65 hm2增加到2009年的81 hm2。福田红树林湿地总面积较20世纪80年代初期减少了1/2以上，城市建设和污染的严重导致湿地生态功能和承载力下降，生态问题比较严重，湿地生态系统的恢复需要参照30 a前湿地生态系统的结构和组成，以提高生物多样性和实现生态系统完整性为修复目标，系统、全面、长期地开展。

河口湿地的修复是指通过生态重建和生态恢复，使退化的湿地恢复其生态功能。河口湿地的恢复在国外已经具有许多成功的经验和案例[11]，如美国旧金山湾的索诺玛(Sonoma)海湾潮间带湿地的生态修复工程[12]；马里兰州贝伊汉哲岛湿地重建和生态修复工程[13-14]等。国内对河口湿地恢复的研究还多处于理论研究阶段，研究主要集中在植被恢复及生物多样性恢复方面。植物修复是利用植物根系（或茎叶）吸收、富集、降解或固定受污染土壤、水体和大气中重金属离子或其它污染物,以实现消除或降低污染现场的污染强度,达到修复环境的目的。植物修复主要是通过以下几种方式来实现[15]:（1）植物萃取；（2）植物挥发;（3）根系过滤;（4）植物钝化；（5）植物降解。另外，由于滨海河口湿地的特殊地理位置，天然结构的破坏和缺失也是导致湿地生态功能降低的主要原因，滨海河口结构的修复主要是河流进口段与河口段的结构修复，以期在恢复滨海河口生物多样性的同时在结构上也具有一定的防洪能力。本文通过生态措施和工程措施相结合的修复对策对福田红树林湿地进行修复（图5），其中生态措施主要采用植物修复技术，工程措施主要采用结构修复技术。

3.1 修复对策

图5 福田红树林湿地修复技术路线

3.1.1 改变边防巡逻道路线，修建生态通道

巡逻道对鸟类飞行、两栖爬行动物栖息、昆虫迁移、水生生物流通形成阻隔，采用工程措施改变边防巡逻道结构和路线，消除阻隔，采用生态措施恢复植物群落，重建生态通道。

将巡逻道北移至保护区红线外，去除铁丝网的阻隔，增设红外监视仪、边防工作站等先进的监控设施，减少巡逻兵力和巡逻车辆的影响。

将巡逻道路基标高降低至平均潮水位线下，使海水和海洋生物连通，形成生物活动通道和水体交换通道。

在原巡逻道路基上架木桥走人，桥下种植半红树植物，修复动物通道和增加植物多样性。

3.1.2 控制污染，加强水动力交换，修复湿地水环境

福田红树林水环境污染情况较为严重，建议采用工程措施对凤塘河污水流入红树林自然保护区前进行截污，将污水拦截并抽入市政污水管网，去除污染源。同时，增加红树林湿地生态水与深圳湾海水的交换，利用潮汐动力，加强红树林湿地的水交换。

对福田红树林内的水污染源（沙嘴村南侧污水箱涵、凤塘河干流和凤塘河下沙支流）分别进行截流，修建生态工艺的污水处理系统，处理方案采用污水集中处理，其中凤塘河下沙支流和沙嘴村南侧污水箱涵内的污水可通过水泵提升或自流进入污水处理系统。处理后的水填充到基围鱼塘，调节鱼塘的水位和水质。

降低河道护岸标高，加强河口水体交换能力，利用潮汐能与上下游水位的落差，冲刷干流内淤积的泥沙。

3.1.3 改造基围堤埂，完善鱼塘生态功能

以完善鱼塘生态功能为主要目的，采用工程措施恢复由人工围垦后进行深水养殖所破坏的生境，采用生态措施人工种植适宜的本地植物，继而通过生态系统的自我修复能力使湿地的动物群落和微生物群落得以重建，最后形成结构完整、功能完善的湿地生态系统。

调整鱼塘的水深和鱼塘堤岸高度，打通深圳湾与鱼塘以及各鱼塘之间的堤坝，适当降低堤埂标高，安装水闸，控制水质与水位，以人工养殖鱼塘转为为鸟类提供栖息地和觅食环境的鱼塘。

清除外来物种，恢复湿地生境，模拟天然湿地植被的分布格局，以高度较低的草本水生植物为主，合理配置植物类型，人工修复湿地植物群落。

对所有鱼塘进行标号，从位置、结构、水质和植被类型等多方面进行综合研究，对不同的鱼塘进行具体的功能定位。

3.1.4 改造凤塘河硬质河道，合理规划河岸植物

河道生态修复是使河道生态系统恢复到与未被破坏前的近似状态,且能够自我维持动态均衡的复杂过程[16]。生态护岸技术是利用植物或者植物与土木工程和非生命植物材料相结合，对河道坡面进行防护的一种新型的护岸技术[17]。生态型护岸建设是河流生态修复中的重要环节，它以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在保证护岸具有一定强度、安全性和耐久性的同时，兼顾工程的环境效应和生物效应，以达到一种水体和土体、水体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态。凤塘河河道硬质化，采用工程措施改变河道的形态和结构，采用生态措施修复影响生态系统的结构和功能的物理过程、化学过程、生物特征。

将凤塘河河道硬化变为软化，对凤塘河及其支流的河岸进行改造，去除表面的硬质结构，降低河道高程，并将其削成较缓的边坡，边坡处铺设一定厚度的腐殖土，修复河道的土壤环境；合理配置植物方案，在河岸两侧人工种植相应的植物，修复河岸植被。

凤塘河河口段是防洪区，防洪为主要功能，在此段保留小段硬质护岸，植物种植改为补植河口植被。

3.1.5 恢复堤岸草本植物多样性，营造昆虫天敌环境

红树林害虫天敌主要生活在基围鱼塘塘堤的灌草丛中，恢复堤岸草本植物群落十分重要，特别恢复禾本科、莎草科、菊科、鸭跖草科、马鞭草科、爵床科等草本植物、低矮灌丛群落，为蜘蛛、蜜蜂、蝇类等害虫天敌提供必要的栖息环境，增加害虫天敌种类和数量。

红树林群落与基围鱼塘之间的过渡地带，大幅度种植适宜红树林害虫天敌栖息的稀疏灌木丛和低矮草本植物，降低高大乔木树种高度和密度，营造出适宜蜘蛛、蜜蜂、蝇类等昆虫栖息环境，恢复天敌昆虫种类和种群数量，并确保昆虫从基围鱼塘迁移到红树林的路线畅通，保障红树林群落子系统和基围鱼塘子系统的整体连通性，进而形成滩涂——红树林——基围鱼塘——陆地植被这个结构和功能相互联系、融合贯通的完整红树林湿地生态系统体系。

3.2 修复建议

在自然保护区规划建设和运行管理中，须充分考虑生态优先、生物优先的原则。具体的生态修复需要结合保护区的功能区划，在符合保护区各功能分区的定位前提下，因地制宜地、有针对性地开展修复工作。

在生态修复全面完成后，注意加强后期的管理和保育，持续监测和研究湿地生态系统的各项指标，总结修复经验并完善修复对策，为湿地修复提供示范和理论支持。

从深圳湾湿地生态系统结构和功能的典型性、整体性、系统性角度考虑，深入分析目前所存在的生态问题，合理制定深圳湾生态修复总体规划，针对城市发展所产生的污染进行全面治理，使深圳湾湿地生态系统健康可持续的发展。

4 结论

深圳福田红树林保护区是我国唯一位于城市腹地的国家级自然保护区，自改革开放以来经济高速发展的30 a期间，其生态系统直接受到城市扩张和环境污染的影响较为严重，生态阻隔、湿地水环境污染、基围鱼塘功能退化、滨海河口河道硬质化、虫害频繁爆发等生态问题突出。通过对福田红树林湿地生态系统功能及其退化原因的分析，我们认为，以植物修复为主的生态措施和以结构修复为主的工程措施相结合的修复方案是较为合理且有效的修复对策，具体包括：改变边防巡逻道路线、建立生态通道；控制水污染、加强水动力交换；改造基围堤埂、完善鱼塘生态功能；改造凤塘河硬质河道、合理规划河岸植物；增加堤岸植物多样性、营造昆虫天敌适生的植物环境等对策。本研究为滨海湿地的保护和恢复重建提供参考，为更加合理地制定保护和恢复策略提供理论依据，在积极促进福田红树林保护区的可持续发展方面具有一定的指导意义。

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