红树林造林修复技术探讨

郑俊鸣,舒志君,方笑,朱雪平,朱丹丹,邓传远

(福建农林大学，福建 福州 350002)



红树林造林修复技术探讨

郑俊鸣,舒志君,方笑,朱雪平,朱丹丹,邓传远

(福建农林大学，福建 福州 350002)

摘要面对退化的消失的红树林湿地资源，我国湿地修复技术研究和实践总结多,但是成活率低。文章主要从红树林湿地修复技术的宜林地选择(温度、盐度、沉积物、潮汐浸淹和波浪能量)、树种选择与引种与修复造林技术3个方面进行探讨；同时探讨了造林方法、造林季节、造林密度、混交造林等。结合红树林湿地生态修复的基本原理,提供各项指标临界参数以供修复参考，旨在为我国红树林的有效恢复,提高造林成活率提供科学参考。针对湿地修复技术研究现状，提出未来的展望。

关键词红树林湿地；修复技术；宜林指标；临界参数

红树林是指一类生长在热带、亚热带的低能海岸淤泥滩涂上，能遭受周期性的海水和高盐度胁迫的胎生植物群落。红树林是河口生态系统第一生产力，作为鱼类聚集地和鸟类栖息地。红树林具有防风消浪、促淤沉积、保护堤岸、农田和村庄、净化环境污染等功能。其红树林生态系统具有高生产力、高归还率、高分解率的特点。目前，中国红树林有真红树植物26种，半红树植物12种，合计38种。根据《1980-2005年世界红树林报告》其中数据表明，1980年世界红树林总面积为1 880万hm2，2005年已减少至1 520万hm2。2002年进行全国性红树林资源普查报告表明，由于人为干扰和对红树林生态、经济和社会价值缺乏足够的认识，红树林面积由历史上的25万hm2锐减至2.26万hm2，其中有1.88万hm2红树林退化为次生林[1,5]。吴培强等通过遥感分析表明至2010年我国红树林面积约有2.46万hm2。红树林资源正在面临逐年减少风险，值得引起重视。近年来，我国已经开展关于红树林修复技术的研究探索，进行大量的造林修复工程，且部分地方已颁布地方红树林修复标准，但这些标准不尽完善，红树林修复造林的成活率低依旧是主要的问题。文章从宜林地选择、树种选择、引种与修复技术3个方面进行总结和探讨，为提供修复造林的临界参数标准，为修复造林工作和提高造林成活率提供借鉴和参考。

1现状

随着红树林湿地资源的减少，人们已经引起相应的重视。经历2004年印度洋海啸事件后，红树林的重要性及其保护与恢复工作逐渐得到人们的共识。红树林生长于沿海潮间带，生境极其恶劣，造林相当困难而不易成功，因而有些生产上的造林保存率很低；人为干扰也是失败的原因之一，造林时没考虑适地适树，没有掌握正确的造林配套技术也是造成失败的重要原因[7,8]。郑德璋等指出，红树林造林效率低的原因主要集中在造林技术欠缺导致的成活率低、管理不当、群众对红树林重要性的认识欠缺、造林经费缺乏等。同时，薛志勇指出在进行修复造林及造林工作进行时遇到的问题：人为活动干扰、海洋污染及垃圾造成资金缺乏、管理不到位、外来生物入侵的威胁、红树林造林树种和造林方式单一等。针对这些问题，应加强造林技术研究、次生林改造、幼林管护等工作，深入开展中国红树林湿地修复或恢复工作。

2修复造林

修复造林是红树林资源恢复的第一步，是红树林生态系统得以恢复的一条重要途径。湿地修复是指通过自然生态修复或结合适当的工程技术手段对退化的红树林湿地进行修复或重建的过程[10]。如何提高造林的成活率是人工修复红树林湿地造林的一个重要问题。在此之前，对需要修复的湿地生境判断其是否适宜红树林群落生长。对拟恢复地点要测试海水温度、盐度、滩涂高程、底质(土壤)理化性质等，并收集有关水文要素、地形、地貌、地被的分布格局等历史资料，分析环境对系统建立的限制、约束的因素和程度等等。本文谈论的人工修复造林主要从宜林地划分、红树树种选择、修复技术3个方面。根据这些宜林环境指标，总结出具体指标参数和范围，对修复造林工程起到一定的指导意义。

2.1　宜林地划分

Walsh[11]通过实践观察出适合红树植物生长的适宜条件：适当的温度、细颗粒沉积物、低能隐蔽的海岸线、一定盐度和一定宽度的潮间带。刘治平[12]认为红树林造林其关键问题是不同种类适合于不同水深及淤泥深度。大面积造林成功的技术关键是种植时间、插植方法等。林鹏[13]和彭逸生等[16]指出，红树林生态系统恢复的关键在于选择适当的红树植物生长的地方，即宜林地划分。张乔民[14]通过文献资料综合和实地调查，分析研究了温度、盐度、沉积物、潮汐浸淹和波浪能量5项不同的宜林因素，提出各项指标的临界参数作为红树林修复造林的海洋环境因素定量的宜林指标。通过“3S”技术与野外信息相结合，分析宜林因子临界参数，从而通过模型再结合实践进行划分红树植物生长宜林地[15]。

2.1.1温度温度对红树林的纬向分布现象显著。中国红树林自然分布北界为福建福鼎县(27°20′ N)，人工引种北界至浙江乐清湾(28°25′ N)[18]。但受到黑潮暖流的影响，红树林可分布范围可至日本鹿儿岛喜入町(31°34′N)，被认为是北半球红树林分布北界[19]。因此，红树林宏观分布的纬度界限主要受温度影响，其中水温影响较为显著。低温(或寒害)会使红树植物冻死或阻止其进行正常生长，影响开花结果等一系列生长活动。如果进行适当抗寒锻炼，可以向北进行引种。根据文献资料[17]，红树植物秋茄在中国分布北界最冷月的平均气温和水温分别为9.8 ℃和10.9 ℃(天然分布北界)、9.3 ℃和10.6 ℃(人工引种北界)。但据报道，静岗县(31°38°N)于20世纪50年代引种秋茄成功；其1月平均气温与水温分别为10.5 ℃和16.0 ℃[19]。通过适当的人工引种可提高红树植物种类的多样性，提高植物抗寒性，扩展分布范围[16]。郑坚等[20]提出无瓣海桑、桐花、海漆和秋茄基本上可在浙南地区安全过冬。造林时候要考虑到极端温度对红树植物的寒冻害的影响，可能导致红树林全部死亡[16,21]。

2.1.2盐度海水盐度影响红树林植物的分布，盐度范围在0‰~90‰均有红树植物生长[22]。从淡水至完全的盐水均有分布红树林，从其不同的河口湾到沿海潮间带的分布生境可知。不同红树植物对于盐度适应能力不同，在海岸滩涂到内陆的向海系列上，不同红树树种具有不同的生态位，即生长在不同高程的滩涂上。不同的高程遭受的海水浸淹不同，对应海水盐度也不尽相同。过高或过低的盐度生境均会限制红树植物的生长。通常情况下，红树植物在低盐度的生境中能有效促进幼苗的生长，在幼苗生长的初期用适当的淡水进行浇灌能有效提高造林成活率[23]。如通过研究海桑和无瓣海桑需要海水盐度<10‰的条件下种子才能发芽；秋茄、桐花树、水椰生长在咸淡水过渡带。通过文献[2,14]总结可知，秋茄生长的适宜盐度范围为7.5‰~21.2‰；老鼠簕、红海榄、木果楝的适宜盐度范围为8‰；其他植物适宜盐度范围分别为，角果木0‰~15‰，桐花树、红树8‰~15‰，白骨壤0‰~30‰。

2.1.3土壤与沉积物红树植物生长的滩涂土壤，通常称为红树林盐土或者酸性硫酸性土壤，其特征为：土层深厚，含盐量高，盐分中阴离子以Cl-与SO42-为主，阳离子以Na+为主；心底土中藏有红树残体与根系经过有机体厌氧分解后形成硫化氢，呈强酸性反应，pH一般小于4[24]。沿海滩涂遭受潮汐等环境条件影响，其土壤的质地、颗粒大小、养分分配均有差异。张乔民等[25]研究了华南沿海红树林土壤粒度特征，认为红树林内土壤黏土和粉沙含量为55.8%～83.5%，属于软相底质。红树林植物因生境会产生生理和生态的适应性变化，不同的环境因子的差异又会影响到种群的分布与生长。通过对新西兰的红树林群落高度与土壤颗粒大小进行研究发现粒径>0.02 mm的细颗粒超过50%时多为中高林，含量小于<50%时多为矮红树林[26]。因此对不同的造林树种要选择与之相适应的造林滩涂。不同红树植物适生于不同的土壤类型。根据野外观察和分析，淤泥深厚的滩涂上分布红树植物有正红树、木榄、海桑属、秋茄等；沙质土壤上通常生长有海榄雌、角果木、榄李等；泥质土或者沙质泥土上分布海漆、银叶树、海莲等，桐花树适生于各类土壤。因为不同红树植物生长速率不同，其凋落物量及其内部营养元素含量的不同，在土壤中氧化和分解促使土壤中养分差异显著。

不同红树植物对土壤肥力的需求不同，对土壤的有机质及盐度需求量水平：木榄>红海榄>桐花树>秋茄>白骨壤[27]。同时，张乔民[14]通过观察也认为白骨壤、桐花树、海桑属、银叶树等对养分需求量不大，木榄、海莲、海漆等需要肥沃的土壤。

2.1.4潮汐浸淹潮汐现象太复杂，各种人为确定的特征潮位名称多至十几个[28]。用潮汐浸淹累积频率代替统一用来描述潮位特征值也许更加合适。通过对多个红树林进行观察和研究发现，红树林的生长带大致分布在潮汐浸淹频率为47.5%和2.9%之间的潮间带上，这是对应红树林适应浸淹频率的海岸带分布的定量描述。红树植物对海面滩涂高程相应的浸淹频率的适应性，也是海岸带生态系列的一种表现。红树植物多分布在平均海平面于大潮高潮位之间[14,25]，从造林实践发现距离岸边越近的滩涂种植红树林，造林成活率越高，宜将平均海平面作为造林的宜林地界限[12，29,31]。浙江省的红树林造林技术规程[30]中表明大水潮高位时水深度以0.5～1 m为宜，在浙江南部宜选择不低于当地平均海平面以上1.3 m的潮滩造林。红树植物的生境与水文条件相关，水文条件的改变导致红树林群落的消亡或者衰退[16]，因此修复红树林湿地更重要的是恢复其水文条件。温室效应导致海平面上升，水文条件也相应地改变，对红树林群落演化具有一定的影响。同时，多篇文章和报道指出，红树林能一定程度上阻碍海平面上升[32-34]。

2.1.5波浪能量林鹏[2l]指出，红树林生长在低能沿海潮间带或者隐蔽的海岸带。从而红树林分布的生境可以看出红树林生长受到海浪能量的限制。为了确定红树林植物生长与波浪能量的关系，张乔民等[14]通过用风场参数定义海岸波能指数，从而定义波浪能量低于7.0×103为适宜红树林生长的海岸；高于10.5×103为不适宜红树林生长，波浪能量介于二者之间则红树林长势不佳，可能生长人工林或幼林。波浪能量过强，阻碍红树植物的根系生长，尤其以极端天气如飓风等情况，可能对红树林林分产生较大影响或者灭亡[16]。

2.2　树种选择与引种

在红树林造林树种选择中，温度是最重要限制红树植物生长的因素。由滩面向海系列上，不同树种适应不同高程的滩涂。海水盐度被认为是影响红树林分布的主要宏观因素之一，海水盐度决定着生长着的红树种类不同生境中红树植物种类迥异。红树林种类分布伴随纬度的上升，种类的数量有逐渐减少的趋势。

根据不同潮间带及纬度特征进行树种选择，将3种滩涂的主要造林树种列于表下，根据前人研究[1,23,35,36]，基于不同抗浸淹水平的和在沿海滩涂呈现不同生态系的树种，总结出不同气候类型区域不同潮间带对应的中国红树林(含半红树植物)主要造林树种选择表。表中适用于某一滩面高程的树种也适用于更高的滩涂。

表1　中国红树林宜林地主要造林树种选择

引种修复造林的要求可进行块状或者条带状疏伐整地，块状疏伐面积20～100 m2，条带状疏伐应依修复造林的株行距来确定，既要保证引进种有足够的生长空间，又要尽量减少对原群落的破坏。中国先后从国外引种10多种红树植物，其中无瓣海桑和拉关木已经成功驯化，并成为重要的造林树种。有研究表明无瓣海桑与乡土植物具有化感作用,抑制其萌发和生长[37]。但朱宏伟[38]通过对珠海淇澳岛的无瓣海桑进行入侵风险综合评估，评估发现无瓣海桑入侵风险很低。在进行红树林湿地修复造林前，先进行入侵风险综合评估，以免造成生物入侵，对原有的生态系统造成破坏。

2.3　造林技术研究

2.3.1造林密度红树林造林密度大小与树种选择、造林类型、造林方法有很大的关系，原则上速生树种的造林密度低，慢生树种造林密度高；乔木树种造林密度低，灌木树种造林密度高；植苗造林密度低，胚轴插植造林密度高；新建和特种造林密度高，修复造林密度低[36]。

新建造林以及灌木种类的造林密度要求较高，一些试验研究的造林密度更高。例如，桐花树造林的株行距可为0.6 m×0.6 m[39]，秋茄造林株行距可为0.4 m×0.8 m或0.6 m×1.0 m[40]。白骨壤造林初植密度以0.5 m×1 m或1 m×1 m为适宜，造林0.5 a成活率分别为81%和76%，4 a后的保存率分别为65.8%和55.5%；桐花树造林合理的初植密度为0.5 m×1 m或1 m×1 m；木榄在造林初植密度1 m×1 m时为宜，在不利生境中也可用0.5 m×1 m的规格种植[36]。速生树种无瓣海桑造林常用的株行距为2 m×2 m或2 m×3 m[41]。海莲插植造林的初始密度为1 m×1 m或0.5 m×1 m；红海榄插植造林的初植密度为1 m×1 m或1.5 m×1.5 m[36]。海桑、无瓣海桑、拉关木等在土壤硬实贫瘠、互花米草分布的潮滩可适当密植，有利于争夺资源。

2.3.2造林方式红树林恢复造林的方式通常分为胚轴种植，天然苗种植，容器苗种植。这三种方式各有优势。胚轴插植法的成本低，可操作性强，通过适当的方法可以提高造林成活率；人工育苗法成本高，成活率高，效果好。天然苗成本高，红树植物根系复杂，导致移植成活率低。莫竹承和范航清[42]表示：胚轴造林方法操作简单，适宜大面积造林，其成本为容器苗造林成本的21%，天然苗造林成本的27%。

显胎生红树植物，如秋茄、木榄、红海榄等，宜通过胚轴插植法进行种植。插植时，为避免胚轴被海浪冲走，其植入的深度应在胚轴的1/3~2/3。硬实或土壤板结的情况，造林前应挖掘20 cm×20 cm×20 cm的洞穴，海水冲刷让淤泥填满洞穴后方可造林[43]。隐胎生红树植物，如白骨壤、桐花树等，宜通过种子播埋法，将经过催化的果实，埋入淤泥内，深度在5~10 cm[43]。

红树植物的通过种子、隐胎生和显胎生胚轴繁殖的，可采用容器苗造林[44]。进行定植时，种植深度应大于根系长度2~3 cm，对于浅根系植株需要进行加固措施。去除容器时应防止根系土团松散导致根系损伤。采用营养袋进行造林时，需挖穴30 cm×30 cm×30 cm，以营养杯入土的深度达到5~10 cm较为适宜[43-44]。

直接移植法，即利用天然苗移栽造林，天然苗的根系较细。移植时容易伤到根系，影响成活率，对多数红树林种类并不适用。

2.3.3造林季节造林季节宜选在雨季进行。雨季海水盐度相对较低，此时不易受到藤壶对红树植物的危害，影响造林成活率[46]。通常情况下，红树林造林季节选择在春、夏季，最适宜的造林时间为5—7月。

杨佐兵[43]通过对湛江市红树林造林经验总结出最佳造林时间，不同造林方式适宜造林时间不同。胚轴或种子播种法进行造林，秋茄适宜时间为3月初期至5月底，木榄最佳时间为6—7月，红海榄最佳时间为6月下旬至8月，桐花树最佳时间为8月上旬至9月初；

白骨壤最佳时间为8月，无瓣海桑最佳时间为9—10月；营养袋造林，则于3—9月均可进行[43]。

2.3.4混交造林从森林群落结构的复杂性可知，混交的结构可以适当提高群落的多样性、抗性、防护功能及景观效果。关于红树林混交群落结构的研究也在不断进行。根据不同的红树植物的特性和生境条件，模仿自然群落结构，深根系与浅根系进行混交、喜阳与耐阴植物混交、乔灌木组合等方式进行营造混交林，造林同时宜满足其潮间带的生态序列。在低潮间带，种植桐花树、白骨壤、海桑、无瓣海桑等先锋树种，可提高防波消浪的效果，同时也起到保护高潮间带物种的目的。实践证明，混交造林可适当提高幼树的成活率、基径等生长情况[45]，这无疑证明了混交造林具有一定的优势和可实践性。

混交造林形式多样，通常有带状混交造林、块状混交造林和不规则混交造林或镶嵌混交造林[44]。人工混交造林的建设应模拟自然群落的结构进行修复造林,其能量流动和循环，以及群落的多样性和稳定性相对较强。根据我国红树林八大植物群落的特点，人工模拟自然群落结构特点进行树种混交搭配。群落一：木榄+海莲(角果木+红海榄+尖瓣海莲+秋茄+榄李-桐花树)；群落二：红树+角果木(海莲+榄李+木榄+秋茄+红茄苳-桐花树)；群落三：秋茄+桐花树；群落四：桐花树(秋茄-白骨壤+老鼠簕)；群落五：白骨壤+秋茄(桐花树)；群落六：水椰(榄李+海漆+黄瑾)[44]；现阶段国内关于混交的研究主要集中在引进种与乡土红树植物优化配置的混交种植技术上。

3展望

面对红树林资源的减少，红树林修复造林工作是一项迫切又重要的任务。红树林修复造林工作是一项艰巨的工程，需要了解红树植物生长的环境状况、结构特征、生态功能结构等，根据适宜条件进行恢复受损、受干扰、已被破坏的林分，才能更好地进行造林修复工作[37]。但就我国对红树林恢复技术的研究现状来看，主要还是停留在对红树植物的种群恢复上，而且采用的恢复技术较传统。现在国内红树林湿地恢复的工作重点主要是在群落结构特征及种群恢复上，但关于生态系统和生态系统功能的造林恢复技术尚未成熟。关于红树林湿地管护、长期监测等方面养护的研究也相对较少，如何提高红树林湿地修复造林的成活率，红树林湿地管理及其病虫害监测，以获得较高的生态效益、经济效益、社会效益将会是今后研究重点。森林植被通过运用数学模型化分析场地，结合多因子叠加法，从而划分宜林区域；再通过对信息的整合，根据相关的因素进行筛选，就可以形成一个比较完善成熟的技术体系。刘亮等[15]提出将“3S”技术和实地调查相结合，分析宜林因子模型参数，进行实际校验进行划分红树林造林宜林地。数据化的分析对于研究红树林湿地修复造林是一个新的研究切入点，具有参考借鉴的意义。在群落结构进行混交造林尝试，在“自然”群落的基础上，进行适当引种，从空间结构上进行修复，建设优质、高效、高成活率的红树林地。红树林修复技术可在局部进行修复尝试，并在实验区进行试验种植，借鉴国外保护区的管理措施，促进管理工作的开展，提高造林成活率。红树林湿地的修复是一项长期、艰巨的任务，科学研究与实践造林相结合是今后湿地修复工作的重点。

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通讯作者：邓传远(1971-)，男，博士，副教授，Email:dengchuanyuan@163.com

作者简介：郑俊鸣(1991-)，男，在读硕士，Email:282514029@qq.com

基金项目：海洋公益性行业科研专项经营项目(201505009-4)

收稿日期：2015-10-27

中图分类号：S725

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.040

文章编号：1005-5215(2016)01-0099-05