張軒波 楊棠武 楊燁 雷玉新 熊依依 安樹青*
(1 南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院濕地生態(tài)研究所,江蘇 南京 210046;2 南京大學(xué)常熟生態(tài)研究院,江蘇 蘇州215501)
濱海濕地是介于陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的自然復(fù)合體,也是生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高和最具價(jià)值的濕地生態(tài)系統(tǒng)之一。近50年來,由于人類對(duì)濱海濕地資源的過度開發(fā)利用,濕地資源遭受到極大破壞,濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了明顯的退化(谷東起,2012)。濱海濕地的生態(tài)修復(fù)主要通過生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程對(duì)退化或消失的濕地進(jìn)行修復(fù)或重建,再現(xiàn)干擾前的結(jié)構(gòu)和功能。然而,對(duì)區(qū)域或大尺度的生態(tài)修復(fù)研究還很少(陳洪全等,2016),尤其是在工程應(yīng)用方面。
射陽鹽場(chǎng)1號(hào)水庫位于江蘇鹽城國家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)內(nèi),總面積約580 hm2。水庫原為射陽鹽場(chǎng)儲(chǔ)存鹽業(yè)生產(chǎn)原料水的水庫,因近海灘涂淤漲、引潮河淤塞、水庫庫底淤抬,于2010年前后無法引水而逐步干涸沙化,導(dǎo)致局部生態(tài)環(huán)境惡化,喪失濱海濕地功能。水庫周邊緩沖區(qū)仍保留有相當(dāng)面積的自然景觀,如蘆葦Phragmites australis群落、大米草Spartina anglica群落等,是鳥類重要的越冬區(qū)域(Su et al,2012;鄭光美,2011),每年都會(huì)有100~300只丹頂鶴Grus japonensis在此尋食、棲息。因此,射陽鹽場(chǎng)1號(hào)水庫生態(tài)區(qū)位十分重要,對(duì)其進(jìn)行生態(tài)修復(fù),對(duì)鳥類保護(hù)具有重要意義,為濱海濕地修復(fù)提供參考。
經(jīng)調(diào)查分析,射陽鹽場(chǎng)1號(hào)水庫主要存在以下生態(tài)問題:①水庫引潮河淤積導(dǎo)致庫區(qū)嚴(yán)重沙化、旱化;②水庫鹽堿化問題日益嚴(yán)重;③生物多樣性偏低,鳥類數(shù)量逐漸減少(劉大偉等,2016);④水庫埝埂存在水土流失現(xiàn)象;⑤水庫存在較多大米草,不利于鳥類棲息(陳一寧等,2005);⑥水庫周邊水產(chǎn)養(yǎng)殖較為普遍,導(dǎo)致該處生境單一,且水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。
(1)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先與重點(diǎn)保護(hù)的原則。對(duì)重要生態(tài)功能區(qū)實(shí)施生態(tài)保護(hù),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先,重點(diǎn)保護(hù)生物多樣性、鳥類棲息地等自然資源。
(2)滿足低維護(hù)成本的生態(tài)工程學(xué)要求。水庫位于自然保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)內(nèi),人為活動(dòng)較少,維護(hù)能力較弱。因此,在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)應(yīng)充分考慮項(xiàng)目后期的維護(hù)成本。
(3)堅(jiān)持全面規(guī)劃與合理布局的原則??紤]濕地保護(hù)、恢復(fù)、管理等各方面的需要,合理布局保護(hù)與恢復(fù)各項(xiàng)工程,以期實(shí)現(xiàn)濕地恢復(fù)建設(shè)目標(biāo)。
(4)堅(jiān)持因地制宜和系統(tǒng)平衡的原則。尊重水庫獨(dú)特的自然環(huán)境條件和特殊的濕地生物資源,采取相應(yīng)的保護(hù)、恢復(fù)與重建措施;恢復(fù)濕地生物多樣性,保護(hù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的完整性。
(5)遵循按現(xiàn)有地形設(shè)計(jì),盡量減少工程量原則。按照生物學(xué)和景觀學(xué)原理進(jìn)行合理設(shè)計(jì),盡量減少工程量,降低成本。
通過引水工程解決工程區(qū)土地旱化及土壤鹽堿化問題。經(jīng)過西部引水渠以及沿途2個(gè)泵站將利民河的淡水引至水庫南側(cè)的進(jìn)水總渠,通過泵站提水進(jìn)入水庫。通過水庫內(nèi)布設(shè)的排水支溝排水,水流入水庫北部的排水干溝,經(jīng)鹽場(chǎng)海堤?hào)|排水入主通道,最終流入射陽河而排向大海。同時(shí),建設(shè)相應(yīng)的控制系統(tǒng),調(diào)控進(jìn)水出口,保證生態(tài)需水位。水量蒸發(fā)和下滲導(dǎo)致水量低于設(shè)計(jì)水位時(shí),通過引水工程,增加水量;降雨導(dǎo)致水量過大及冬季需要水位降低時(shí),可通過排水系統(tǒng),降低水位。該方案一次性投資低,后期管理簡便,雖然引排水費(fèi)用稍高,但效果較好。
通過地形改造,構(gòu)造鳥類棲息地(圖1、圖2),一是構(gòu)建緩坡增加豎向生境多樣性,同時(shí)增加可供鳥類棲息的面積;二是打通埝埂,制造洲、島等,創(chuàng)造較小的半連續(xù)水面,創(chuàng)造類型豐富的鳥類棲息空間。
圖1 改造前的地形圖Fig. 1 Topographicmap before reforming
圖2 改造后的地形圖Fig. 2 Topographi cmap after reforming
基于不同鳥類種群生境的需要設(shè)計(jì)不同的水深,較緩駁岸可保證各種生境水深的面積。在構(gòu)建緩坡的同時(shí),保證一定比例的敞水面區(qū)域,以利于魚類棲息;洲、島應(yīng)有利于游禽休憩及避險(xiǎn),也是涉禽棲息中心區(qū)域。洲、島等區(qū)域面積越大,越有利于食草鳥類生存,但面積過大不利于魚類生存,也不利于食魚鳥類棲息。此外,大的水面也會(huì)導(dǎo)致大風(fēng)浪,侵蝕駁岸,破壞駁岸的穩(wěn)定性,且過大的水面生境異質(zhì)性較低,不利于生物多樣性提高。地形改造包括進(jìn)水渠和排水溝周邊改造,挖低拓寬埝埂,深潭、淺水灘地和島嶼塑造等。
通過引水及地形改造后,水庫基本具備了鳥類棲息條件,但存在生物多樣性及豐富度較低的問題。通過植物、底棲動(dòng)物、魚類恢復(fù)工程措施,加速水庫濕地恢復(fù)進(jìn)程,提高生物多樣性及豐富度,為鳥類棲息、覓食提供足夠的空間及來源。
3.3.1 植被恢復(fù) 植被恢復(fù)以鹽生草本植物群落、挺水植物群落和沉水植物群落為主。圖3為植被恢復(fù)平面示意圖,在涉禽棲息地中心區(qū),為滿足不同涉禽需求,可種植部分浮葉植物,部分島嶼周邊也可種植浮葉植物,增加景觀多樣性。泥灘地不種植任何植物,靠進(jìn)水口水流沖擊及風(fēng)浪沖刷,維持泥灘地的存在。
圖3 植被恢復(fù)平面布局圖Fig. 3 Planar layout of vegetation restoration
3.3.2 魚類恢復(fù) 主要投放一些體型較小的魚類,供食魚性鳥類食用,包括一些對(duì)半咸水適應(yīng)能力較強(qiáng)的淡水魚類,如鯉科、鰍科等。同時(shí),也包括一些半咸水的蝦虎魚科Gobiidae魚類和彈涂魚Periophthalmus modestus。此外,可放養(yǎng)少量大型半咸水魚類,豐富水生態(tài)系統(tǒng)。圖4為魚類棲息地分布圖,幼魚傾向于棲息在水深較淺區(qū)域,很多小型魚類也主要棲息在水深較淺區(qū)域。在水位上漲時(shí),很多魚類會(huì)到原陸域進(jìn)行覓食,這些區(qū)域有較多的有機(jī)質(zhì)及各種小型昆蟲等。深水區(qū)域主要是一些體型較大魚類棲息,同時(shí)也是很多魚類的避險(xiǎn)區(qū)域。
3.3.3 底棲類恢復(fù) 根據(jù)水庫設(shè)計(jì)情況,投放泥螺Bullacta exarata、中華擬蟹守螺Cerithidea sinensis、珠帶擬蟹守螺C.cingulata及緋擬沼螺Assiminea latericea等在底質(zhì)面上生存的軟體動(dòng)物,以及縊蟶Sinonovacula constrzcta、無齒螳臂相手蟹Chiromantes dehaani、天津厚蟹Helice tientsinensis、譚氏泥蟹Ilyoplax deschampsi及疣吻沙蠶Tylorrhynchus heterochaetus等在底質(zhì)面下生存的軟體動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物(圖5)。
圖4 魚類棲息地分布圖Fig. 4 Layout of the fish habitat
圖5 底棲類棲息地分布圖Fig. 5 Layout of the benthic animal habitat
通過計(jì)算季節(jié)性需求水位,利用區(qū)域內(nèi)進(jìn)水渠、排水溝及水利設(shè)施,調(diào)控滿足鳥類不同季節(jié)棲息地的水位需求,水文調(diào)控措施可保證水庫半咸水生境,同時(shí)有效解決大米草的入侵問題。
(1)常水位。大部分區(qū)域被水淹沒,僅保留生態(tài)島及進(jìn)水渠、排水溝兩側(cè)堤岸,整個(gè)區(qū)域水系連通性強(qiáng)。在一年中大部分時(shí)間保持常水位上下波動(dòng),可滿足鳥類棲息地的生境要求。
(2)高水位。在一年中僅夏季汛期可能達(dá)到該水位。該水位下,水庫大部分區(qū)域被水淹沒,僅留生態(tài)島較高區(qū)域,整個(gè)區(qū)域水系連通性強(qiáng)。
(3)低水位。區(qū)域內(nèi)水系完全連通,是鳥類棲息地的另一種生境。此時(shí),陸域面積增大,露出大面積淺灘,增加了涉禽的棲息地面積。
在濕地生態(tài)恢復(fù)的過程中,以上位規(guī)劃為指導(dǎo),通過工程措施,最終恢復(fù)水庫作為鳥類棲息地的生態(tài)功能(圖6)。
圖6 濕地生態(tài)修復(fù)效果圖Fig.6 Design sketch of the wetland ecological restoration
(1)本項(xiàng)目實(shí)施可從工程建設(shè)、投資模式、協(xié)調(diào)模式上為未來濱海濕地修復(fù)提供很好參考,尤其是鳥類棲息地的修復(fù)。
(2)恢復(fù)后的海濱濕地可發(fā)揮調(diào)節(jié)氣候、涵蓄水源、凈化污染、減少侵蝕等生態(tài)服務(wù)功能,降低自然災(zāi)害的發(fā)生頻率,保障海岸帶居民的正常生產(chǎn)、生活。
(3)水庫周邊大部分地區(qū)為魚塘,對(duì)原有濕地動(dòng)植物資源保護(hù)較少。將水庫恢復(fù)成近自然濕地,可作為優(yōu)質(zhì)動(dòng)植物的資源種質(zhì)庫,為可持續(xù)發(fā)展提供生物種質(zhì)資源。
(4)水庫所處的“江蘇鹽城國家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)”于1992年11月被聯(lián)合國教科文組織人與生物圈委員會(huì)協(xié)調(diào)理事會(huì)批準(zhǔn)為生物圈保護(hù)區(qū),2002年1月被列入“拉姆薩爾國際重要濕地”名錄。對(duì)射陽鹽場(chǎng)1號(hào)水庫進(jìn)行濕地恢復(fù),是我國履行國際公約的實(shí)際行動(dòng)。
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