长江口滨海湿地的保护利用与发展

2015-05-30 10:55高宇赵峰庄平张婷婷
科学 2015年4期
关键词:保护利用长江口栖息地

高宇 赵峰 庄平 张婷婷

受环境变迁、人类活动及工程建设等的影响,长江口滨海湿地发展和系统规划亟待创新方式、方法和模式,以恢复和重建湿地栖息地,从而推动长江口滨海湿地资源的动态平衡和湿地生态系统的养护。

中国海岸线长约18000公里,又是世界上河流最多的国家,有1500多条大中河流沿着3个地形斜面注入太平洋、印度洋和北冰洋,形成上千个大大小小的河口,最重要的河口有长江、黄河、珠江、辽河、鸭绿江、滦河、海河、灌河、钱塘江、椒江、瓯江、闽江、九龙江、韩江、南流江以及北仓河。据统计,中国河口和滨海湿地面积高达500万公顷,拥有各具特征的滨海河口生态系统和三角洲平原。显然,在全球变化背景下对极为敏感的滨海河口开展深入而系统的科学研究有着尤其重要的意义。

湿地利用历史与负面影响

我国滨海河口生态系统和三角洲地区地理位置非常优越。在中国融入全球经济一体化之前,我们重视的是经济社会生产力水平和相关科学技术的发展。在这样的背景下,以围垦工程为主的滨海湿地利用模式取得了显著成绩,新中国成立以来全国围海面积达到11000~12000公里。其中仅上海市就围出了730公里的土地,相当于日本在二战后全国围垦面积的总和。这些新围的土地都是当前改革开放的前沿地带,它们提供了约2000万人的生存空间。

以围垦围海为主的滨海湿地开发利用,造地形成新的人类生存空间,造就新的就业机会,已成为我国社会经济可持续发展的重要支撑。但是,我们也必须重视这种滩涂湿地利用方式可能导致的负面影响。

首先,滩涂围垦使湿地受到损失,物种濒危。沿海滩涂为生物种群的生活和繁衍提供了多样的自然生态环境,这里物种丰富,并有多种国家珍稀野生动物。但是随着滩涂围垦和滥捕掠夺,生物种类逐渐减少,生物多样性受到严重破坏。例如,长江三角洲海滨湿地以每年200余平方公里的速度减少,潮间带湿地已累计丧失57%,东海沿岸湿地生态服务功能已下降50%。滩涂湿地是许多水生动物不可替代的栖息地,也是水生动物产卵繁殖场所和幼体摄食场所。同时,海滨沼泽地的保存与候鸟迁徙和生物多样性保存有密切关系。湿地的丧失即是一些水生动物家园的丧失,或许会使一些物种面临濒危甚至局部绝灭的困境。

局部滨海湿地的过度围垦大幅度占用了湿地鸟类的栖息地,影响了亚太地区鸟类的迁徙,对鸟类的种群结构和数量、驻留时间、活动范围等产生重要影响。大面积的围垦对越冬小天鹅(Cygnus columbianus)、雁鸭类、鹤类的影响尤其严重;而且对局部滩涂湿地的其他资源和湿地生态系统结构也带来了不可预见的影响,如围垦带来的湿地水文状况的变化以及由此引发的湿地植被演替和鸟类生态位更替的影响等,围堤阻止了海水的进入,加剧了海三棱棱草(Scirpus mariqueter)等盐生植物向陆生植物的演替。处于这个湿地生态系统食物链顶端地位的湿地鸟类赖以生存的生活空间大部分被围占,食源亦因围垦而大量丧失。

目前,上海局部滩涂湿地圈围过于迅速,高滩资源几乎用尽,圈围工作重点转向中滩。这个工程代价极高,既破坏生物栖息地,又影响水生动物的繁殖。另一方面,长江的来沙变化、潮流与河流的相互作用,决定了上海滩涂淤长、利用和保护的潜力,应该对此进行全面的分析和预报,为科学决策提供基础。由于长江中上游水土保持力度加大,长江三峡水利枢纽等梯级电站开发建设,以及南水北调工程建设,长江泥沙来量将越来越少,必将对长江口滩涂湿地的淤长模式和规模造成较大影响。

湿地保护现状与面临的挑战

建立自然保护区是保护生态环境、生物多样性和自然资源最重要、最经济和最有效的措施。上海市政府重视湿地保护,先后在长江河口地区建立了3个湿地类型的地方级自然保护区,保护面积达到近700公里。2005年经国务院审定,其中九段沙湿地和崇明东滩鸟类自然保护区同时被批准为国家级自然保护区,成为上海首批国家级自然保护区。为保护长江口鱼类的栖息繁殖和索饵肥育场所,以及洄游过境通道,在农业部等水生野生动物主管部门的呼吁和过问下,以保护中华鲟幼鱼为主体的水生野生动物类型的自然保护区也经上海市政府批准正式建立。

每年长江口的自然湿地可提供近万吨的水产品,是不少名贵水产品的种质保护区。长江口湿地是诸多鱼类的栖息场所,是鱼类重要的产卵场、索饵场、越冬场,对于保持水生生物多样性,保持渔业资源的丰度具有至关重要的作用。湿地同时也是最重要的水资源的载体之一。长江口长兴岛的青草沙地表水量丰富、水质优良,符合上海水源地标准,已成为上海城市供水战略转移的依托之一。青草沙水库建成后,形成有效库容5.53亿米,日原水供应规模达950万米,成为上海市主要水源地,受益人口超过1000万人。

就保护长江流域生态系统和流域经济社会可持续发展而言,长江口滨海河口重要性也不言而喻:长江口是全球渔产潜力和生物多样性最高的区域之一,是我国渔业生物多样性和渔业种质资源的宝库,长江口区域有记载的鱼类达332种之多,包括淡水鱼种类、海水鱼种类、咸淡水鱼种类等,种类组成极具区域特色。它曾是我国著名的河口渔场,盛产刀鲚、凤鲚、前颌间银鱼、安氏白虾和中华绒螯蟹等,素有长江口“五大渔汛”之称。河口生态系统为这些鱼类在江海之间洄游中对盐度变化的适应以及产卵、索饵育肥提供场所。另外,还有许多重要经济渔业资源,如菊黄东方鲀、暗纹东方鲀、长鮠、中国花鲈、鲻等约50余种。长江口还具有丰富的优质苗种资源,据调查,至今长江口出现过的鱼卵和仔鱼、稚鱼共有17目54科140种。其中,中华绒螯蟹、鳗鲡等苗种资源可服务全国,长江口优质苗种资源是上海地区唯一的苗种可输出资源,对我国流域和东海区的渔业发展具有重要意义。另外,在长江河口有许多经济水生生物非常重要的遗传多样性资源。然而,由于水域污染、环境变迁及工程建设等影响,使得长江口湿地遭到严重破坏,造成主要经济鱼类产卵场、索饵场等丧失,长江口水域呈现“水域荒漠化”趋势。因此,恢复和重建长江口水域鱼类产卵场等栖息地,对于维护水域生态平衡,充分发挥长江口“三场一通道”功能,保护长江口渔业资源具有重要意义。

由于处于海洋、陆地和河流生态系统相互作用的界面上,高度开放的特性也致使滨海河口生态系统非常脆弱。河口生态系统健康的维持常常取决于水文、地形、地貌特征,因此人类活动对这三要素的任何干扰,都将显著地改变河口生态系统的命运。自河口上溯数千里的流域上游的大型水利工程建设等都会对河口生态系统带来影响,更不用说河口三角洲恰恰又是人类活动最为频繁的区域,司空见惯的围垦、航道港口修建、排污、外来物种引入和掠夺性捕捞已让河口生态系统面目全非。

滩涂湿地不合理的开发利用破坏了水生态系统的生态平衡,生物多样性丧失严重。近年来长江口滩涂湿地遭受到过渡围垦、滩涂作业以及外来物种入侵的影响,导致生物多样性显著下降;牛群放牧使得大片草地被牛群踩踏成寸草不生的“泥浆地”,危害动植物的生存,严重破坏生境多样性。近20年的资料对比发现,1998年与1983年相比,浮游生物种类减少69%,底栖生物种类减少54%,底栖生物生物量减少88.6%。国家重点保护野生动物。如中华鲟、白鳍豚、松江鲈鱼、胭脂鱼、小天鹅等的数量急剧减少,一些种类几乎绝迹,过境和越冬鸟类数量明显下降,经济水产品的产量也大大下降。例如,小天鹅的数量由1990年代初期的3000-3500只下降到目前的数只或十余只,越冬雁鸭类的数量由1990年代中期的数十万只下降到目前的数万只,2005年1月的调查仅记录到水鸟12种、404只。1980年代与近年来水鸟数量的比较发现,只有少数水鸟的数量有所增加,而有近一半种类的数量下降了一个数量级。由于大量的经济鱼类目前无法形成渔汛,已经对渔业生产造成了严重影响。

中国是个负责任的大国,有履行《生物多样性国际公约》的义务,我们必须按照国际公约的要求严格保护好长江河口生态系统。根据文献资料记载,在1940年代末,中国建立了第一个河口研究机构,以长江口和钱塘江口为研究基地,兼及黄河口和辽河口等。1950至1970年代,长江河口的研究还停留在一般性的野外地学和生物资源的普查,直到陈吉余等在1979年发表《两千年来长江河口发育模式》和1985年发表《长江河口及其水下三角洲的发展》(Development of the Changjiang Estuaryand its Submerged delta)后,长江河口的研究才进入一个新阶段。在长江河口地学研究的同时,生物多样性和渔业资源的研究也在开展。到了21世纪初,由复旦大学和华东师范大学牵头组织了一大批科学家和研究生对崇明东滩和九段沙的自然条件、植物资源、动物资源、周边社会经济活动做了综合考察,陈家宽等在2003年出版的《上海九段沙湿地自然保护区科学考察集》和徐宏发等在2005年出版的《上海崇明东滩鸟类保护区科学考察集》是这次大规模考察最终的总结。这两本著作不但为两个自然保护区晋升为国家级自然保护区奠定了基础,也为长江河口生态系统的研究开创了新局面。

湿地发展展望与创新式的“漂浮人工湿地”

中国要成为海洋大国必须加快海岸带和滨海河口的生态学研究。实际上,从近十年来中国河口生态系统研究态势来看已初见其发展的端倪。长江的来沙变化、潮流与河流的相互作用,导致了长江口滩涂淤长的潜力有限,应该对湿地发展进行全面的分析和规划,为科学决策提供基础。由于长江中上游水土保持力度加大,长江三峡水利枢纽等梯级电站开发建设,南水北调工程建设,长江泥沙来量将越来越少,必将对长江口湿地的淤长模式和规模造成较大影响。因此,由于环境变迁、人类活动及工程建设等的影响,长江口湿地发展和系统规划亟待创新方式、方法和模式,以恢复和重建湿地栖息地,从而推动长江口湿地资源的动态平衡和湿地生态系统的养护。

中国水产科学研究院东海水产研究所为打造国家级“河口渔业研究中心”,2013年成立了河口渔业研究室,河口渔业资源与生态环境保护研究成为该实验室研究的重中之重。科研团队提出,利用生态学原理建设漂浮人工湿地是恢复和重建鱼类产卵场等栖息地环境条件的重要手段。“飘浮人工湿地”是目前快速有效重建滨海河口人工替代栖息地的方法。主要是利用飘浮材料为基质和载体,将高等水生植物或陆生植物栽植其中,通过飘浮材料和植物可为鱼类产卵提供遮蔽物和附着基质,产卵基质和植物根系也可形成生物群落为幼鱼索饵提供饵料生物。一方面重建的水上部分可以吸引更多水禽类生物来栖息,另一方面“漂浮”所构建的水体环境对于鱼类集群产卵和幼鱼索饵具有显著的促进作用,同时重建栖息地的植物根系的吸收或吸附作用可以达到水体净化的目的。可见,漂浮人工湿地在滨海河口地区的运用不仅对渔业资源提供了良好的栖息环境,漂浮人工湿地中众多的植被在水质净化、景观等方面也起到了重要的作用。

“飘浮人工湿地”提供了一种重建滨海河口区人工替代栖息地的方法。它是将漂浮人工湿地设计成上下两层结构,上层种植挺水植物,主要吸引因滩涂丧失而缺乏栖息环境的水禽;下层种植沉水植物,能够充分利用水下空间,有效利用水生植物、挺水植物的根系及微生物和基质的复合联动效果,重建水生生物特别是滩涂依赖性鱼类的产卵场和索饵场。经连续的调查监测,发现该方法构建的“飘浮人工湿地”不仅其中的水生植物(土著植被芦苇等)可正常生长,吸引水禽栖息,且在产卵季节里基质上有鱼卵附着,初步证实了在长江口开阔水域以“飘浮人工湿地”形式开展栖息地恢复和重建的可行性,弥补了现有技术的不足。

通过从恢复长江口鱼类产卵场、索饵场等栖息环境的角度出发,选择长江口青草沙水库周边典型区域,以相关构筑物设计为基础,筛选适宜的水生植物开展人工草原构建技术研究,根据鱼类生态生理特征进行人工产卵场建设关键技术研究,可在长江口区建立“漂浮人工湿地”式的人工产卵场,为重要经济鱼类资源和水生生物提供良好的栖息场所。这些“漂浮人工湿地”下水后,在人类强干预之前,生态系统结构简单而演替极为快速。在这一“原生微生态系统”的天然“理想实验室”中,可以开展许多重要的生态学问题研究,如生物多样性形成过程与机制、生物多样性与生态系统功能、生态系统快速演替与驱动力、外来物种入侵过程与生态后果、生态系统物质循环与能量流动,以及人类活动对生物多样性保护和生态系统维持的影响等。

以“飘浮人工湿地”为载体重建长江口鱼类产卵场,并在长江口部分水域建立“飘浮人工湿地”示范点(区),将会起到良好的示范作用。因“飘浮人工湿地”式的鱼类产卵场恢复重建技术不仅对保护鱼类产卵场、保障渔业资源持续产出具有显著促进作用,同时对净化水体、减少岸线侵蚀等具有改善作用,因此,可建议各级相关渔业管理、环保及水务等部门在整个长江口区予以推广应用,长江口的应用示范也会对整个长三角地区及其他河口区产生辐射作用。

长江口鱼类产卵场经恢复重建后,为鱼类产卵、幼鱼索饵提供了重要的栖息场所,河口区鱼类资源量和苗种产出量会呈现一定增长态势,为广大渔民带来直接的经济效益;另外,“飘浮人工湿地”的建立为长江口鱼类亲本增殖放流提供了契机,亲本放流可极大提高增殖放流效率,为增殖放流的苗种提供栖息场所,促进鱼类优质苗种产出量。同时,“飘浮人工湿地”的构建还有利于长江口水域水体净化、减少岸线侵蚀等。因此,该技术推广和市场前景广阔。

以“飘浮人工湿地”为载体建立的鱼类产卵场恢复重建技术是未来滨海河口生态平衡与区域发展的方向之一,有利于各种重要的生态和资源要素合理配置,其生态功能主要有四个方面:一是栖息地修复;二是水体净化;三是岸线侵蚀保护;四是美化环境。该技术对缓解当前长江口所面临的渔业种质资源衰退、环境污染、滩涂湿地丧失等问题均具有显著的补偿作用,有利于长江口生态功能的正常发挥。在长江口水域建立人工草原以形成长江口鱼类的人工产卵场,恢复和重建栖息地,以满足鱼类产卵和索饵需求,可增加长江口水域渔业资源产量,有利于长江口生态平衡的维护和渔业资源的养护,具有极大的推广应用价值,并可间接促进渔业生产发展,促进渔民增收。中国目前最重要的经济区、城市群和人口集中在几大滨海河口地区,特别是长江口和长江三角洲地区,发展经济的同时,协调好生态保护,可以预见上述地区将在中国未来发展中成为全球最有竞争力的区域。

关键词:长江口 滨海河口 栖息地 漂浮湿地 保护利用

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