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基围鱼塘红树林生态修复技术研究
摘要:基围是一种在海岸地区借潮汐变化来运作的传统滨海养殖方法。20世纪80年代,由于深圳城市化建设和经济的迅速发展,深圳湾滨海湿地遭受了填海造陆、围海养殖、红树林砍伐等严重人为干扰。毁林围海形成的基围养殖塘,因为过度的开发和商业利用,其水环境恶化、生物多样性锐减、生态环境承载力下降。深圳湾基围鱼塘面积大量减少、湿地功能受损严重,难以实现深圳福田红树林自然保护区吸引及保护鸟类的需求。为了解决滨海红树林基围鱼塘湿地生态系统生态功能缺失与深圳湾鸟类保护之间的矛盾,文章针对福田红树林国家级自然保护区内红树林面临的基围鱼塘生态功能退化、鸟类栖息环境受城市建设干扰严重等问题,提出了基围鱼塘红树林生态修复措施:(1)基围鱼塘的植被修复;(2)基围鱼塘的水环境修复;(3)基围鱼塘的结构修复;(4)基围鱼塘的生境环境修复等措施。旨在通过生态修复技术研究建设,使基围鱼塘红树林在生态文明社会的背景下承担起更加重大的责任。
关键词:基围鱼塘;红树林;生态修复;策略
引言
基围鱼塘是福田红树林保护区重要的人工科学生态塘,因为生态的良性循环而闻名。同时,它也能提供给红树林保护区内的鸟类食物与生存空间。红树林是地球上生物多样性最丰富、生态系统服务功能价值最高的生态系统之一。然而,由于人类活动和全球气候变化的双重影响,全球大部分红树林均面临着面积下降、生态系统功能退化、保护不充分和修复手段不当等问题。其中,基围鱼塘生态功能退化是造成红树林面积减少、生物多样性降低的最主要因素。基围鱼塘红树林生态修复已经成为中国红树林生态修复的主要任务。但如何科学有效地进行基围鱼塘红树林生态修复,目前仍然缺乏可实际操作的成功案例和理论依据,难以为基围鱼塘红树林生态修复的大规模实施提供准确而及时的决策支持。在这种情况下,对本课题进行深入研究显然具有不可忽视的重要意义。
1基本情况
1.1福田红树林保护区简况
福田红树林保护区湿地位于深圳湾东北岸,是中国唯一一个位于城市中心区的国家级自然保护区。地理坐标位东经114°03’,北纬22°32’,总面积为367.64公顷,与香港米埔自然保护区隔水相望,最近距离仅300米左右。福田红树林自然保护区与香港米埔红树林湿地共同形成一个半封闭的、与外海直接相连的沿岸水体,兼具河口和海湾的作用。
1.2红树林
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。与其他森林类型相比,红树林具有独特的生态功能。
红树林不但具有固滩、防风防浪、保护堤岸、保护林下鱼、虾、蟹、贝等生物,净化水质、改善水环境的作用,还是鸟类和动物栖息之地,是候鸟迁徙的中途站。在此可观赏到品种诸多的候鸟,成为一个活生生的自然科学教育场所。
全世界的红树林大致分布在南、北回归线之间。我国红树林自然分布在海南、广东、广西、台湾和福建等省,以及香港和澳门地区,浙江省有人工引种的红树林。沿深圳海岸线散落着深圳的红树林,其中面积最大的是位于福田红树林生态公园西侧的福田红树林国家级自然保护区内,红树面积约80公顷。
1.3基围鱼塘红树林
1.3.1基围鱼塘现状
福田保护区面积约368公顷,其中基围鱼塘属于福田保护区的一部分,面积约55.2公顷,占福田保护区总面积的15%,从占比面积看出,基围鱼塘湿地是红树林生态系统的重要组成部分,也是鸟类的“后花园”。
由于社会经济发展和人口增长以及原住居民或外来流动人员在鱼塘内从事海产品养殖以及其他因素的干扰,导致区内基围鱼塘区域内田埂土壤遭到严重的冲刷,水交换能力下降,水体环境污染严重,水质的各项指标均超过V类标准,红树林面积也不断缩小,病虫害严重,生长呈现萎缩退化的态势,鸟类、底栖生物的栖息生境遭到了破坏,进而引起了该区域红树林生态系统功能的退化和生物多样性的下降,降低了红树林湿地生态系统的抗性。
1.3.2基围鱼塘生态功能退化
针对福田红树林基围鱼塘现状,与生态运作良好的香港米铺自然保护区内的基围鱼塘相比,存在以下几个问题:(1)鱼塘并没有与红树区域有机结合,布局简单,缺乏科学规划。(2)红树林的鱼塘水位较深,滩涂面积不足导致生物量单一,不能满足不同鸟类的觅食需求。(3)水动力循环能力弱,与海水的交换吐纳能力不足。(4)鱼塘的多样性不足,植物群落层次单一。
2福田红树林国家级自然保护区基围鱼塘生态修复分析
2.1第一阶段人工修复
综上所述基围鱼塘功能退化严重,因此第一阶段采取人工修复的改造措施包括:清杂及培土,生境改造的内容主要包括清除外来物种、拆除非法建筑物、清理建筑垃圾、培植种植土等;对西海堤排水涵改造及设置基围间过水涵闸系统,使基围水位能够得到有效控制,适应不同季节,不同鸟类生境,并提高基围和深圳湾之间的水体交换能力。植被修复的主要内容包括清除基围修复区域内的外来入侵植物,释放被侵占的资源及生态位。然后选取地带性海滨植物,如桐花、秋茄、银叶树、海芒果、黄槿等红树半红树乔木;卤厥、苦郎树、阔苞菊、九里香、文殊兰、芦苇、莎草、铺地黍、狗牙根等灌草植物,种植至清除区域,增加基围植物种类的丰富度。
经过第一阶段的生态恢复,基围鱼塘的生态功能得以恢复,基围鱼塘水位长期维持较稳定,基围鱼塘的自然生态系统得以自我恢复。
2.2第二阶段人工修复
在经过第一阶段的人工修复后,凤塘河基围鱼塘的生态系统得以恢复,为吸引更多的鸟类在此落脚,在第一阶段的人工恢复的基础上,营造更多的滩涂、岛屿等,恢复底栖生物生境,为鸟类的觅食、栖息创造生境条件。
3基围鱼塘红树林生态修复技术
3.1总体思想
基围方案能够最大程度的保护和拓展深圳湾的滩涂资源,保障红树林的成活,在游人和动物之间形成隔离缓冲带,真正能够达到丰富底栖生物,吸引鸟类停留的目的,使生态保护和宣教、游览达到矛盾的统一,相辅相成。
鉴于基围是鸟类觅食的重要地点,对基围鱼塘红树林进行生态修复,首先是要保存生产基围的传统经营,清理基围周边的水道,再积极种植红树林幼苗;再是控制芦苇的扩散,同时控制外来入侵种如微甘菊等。对于原来的基围,也可进行改造,形成深度不一、大小不一的景观。再在其中投入灰色刀鱼、草鱼等,在塘中填筑一些泥滩小岛或沙滩小岛。在这一过程中,要注意树种的选择、土建工程量等。
3.2原则
基围鱼塘红树林生态修复贯彻“生态优先、科学修复、协调统一、合理利用”的原则,具体体现在以下几个方面:
(1)生态优先与可持续发展的原则
尊重自然,以可持续发展理论为指导,科学规划、合理利用、积极保护,构建生态安全格局,努力实现资源可持续利用,增强生态环境对社会经济发展的保障能力。
(2)基围鱼塘红树林修复与保护区协调的原则
基围鱼塘红树林修复应与保护区充分协调,与周边环境充分协调。
(3)提高生态景观空间异质性,增强生物多样性的原则
应强调生态系统的多样性与地块的分异性,按照生态学原则进行树种配置与景观空间的合理布局,注重物种多样性、结构多样性和空间多样性,确保生态系统结构完整性、生态过程连续性,实现系统结构与功能的和谐。
(4)生态、社会与经济效益的原则
依靠科学,采用最新技术,合理营建基围鱼塘红树林生态系统各个组成部分,充分发挥基围鱼塘红树林生态系统的多重功能。充分展示生态环境效益、社会效益、量化经济效益,实现彼此之间的良性互动,达到社会经济发展与生态环境保护“双赢”。
3.3主要技术
3.3.1基围鱼塘的植被修复
(1)基围鱼塘修复前植被状况
福田保护区基围鱼塘区域原有的植被比较杂乱,基本是原居村民随意种植的针叶乔木、园林景观树种等,原生乡土植物较少,且养殖居民出入频繁,受人为活动干扰较严重,薇甘菊、美洲蟛蜞菊、五爪金龙等入侵植物分布面积较大,范围较广,危害严重。
(2)植被修复措施
在凤塘河西侧的保护区实验区范围内,保护区现有的鱼塘基围被海水浸淹后不适合直接栽植红树林,因此红树林栽植地段要求回填海泥30cm厚以上,鱼塘基围面全部覆盖海泥,靠陆地生态修复区侧岸回填海泥范围至海水最高潮位置。
在进行植被修复时,清除基围修复区域内的外来入侵植物,释放被侵占的资源及生态位。然后选取地带性海滨植物,如桐花、秋茄、银叶树、海芒果、黄槿等红树半红树乔木;卤厥、苦郎树、阔苞菊、九里香、文殊兰、芦苇、莎草、铺地黍、狗牙根等灌草植物,种植至清除区域,增加基围植物种类的丰富度。
在植物恢复中,植被恢复不以100%的植物覆盖率为目标,在恢复植被覆盖的同时兼顾依赖恢复区域生存的湿地动物的生境需求;基围堤坝上的乔木零星种植,各种灌草植物混合种植,避免造成大量单一种类植被斑块;红树、芦苇、莎草等水生生境植物的种植结合后期的水位控制计划,确保其种植在适宜生长的区域。
3.3.2基围鱼塘的水环境修复
基围鱼塘水环境修复主要包括水净化处理系统修建和基围水通道及闸门修建。针对凤塘河基围鱼塘,对西海堤排水涵改造及设置基围间过水涵闸系统,使基围水位能够得到有效控制,适应不同季节,不同鸟类生境,并提高基围和深圳湾之间的水体交换能力,有利于实施基围水动力控导,改善围内水质与盐度。
(1)修复前基围鱼塘水条件
修复前凤塘河西侧基围鱼塘除塘间的水体交换通道,仅在滨海红树林一侧有设有水控制阀门。由于水闸门陈旧,故基围鱼塘长期处于关闭状态,不能与相邻的生态系统进行交流。
(2)修复措施
为了满足鱼塘水体交换的需要,在现状鱼塘与外海连接的塘基上改造现状水闸,当潮水潮位高程达到一定的高程时,水闸门打开,进行水质交换。为了满足各个鱼塘之间水体交换的要求,根据水动力需求在几个相邻鱼塘隔堤上设置过水涵闸系统,使基围水位能够得到有效控制,适应不同季节,不同鸟类生境,并提高基围和深圳湾之间的水体交换能力。
3.3.3基围鱼塘的结构修复
(1)修复前的基围机构
为了方便辖区保护和管理而建设的边界铁丝网和巡逻道在深圳湾基围与近海红树林之间形成物理屏障,阻断了基围与红树林的物种交流。西起红树林隔音墙末端、东至沙头边防站的巡逻道长2200m,宽约2.5m,标高3.0m。原有巡逻道为水泥路基地面,路基为从前村民蓄水养鱼的蓄水坝。道路北面为约3m高的边防铁丝网,再往北为基围鱼塘、陆生植物区;南侧为保护区核心区,也是红树林茂盛区。
基围鱼塘之间的水流通道不连通,塘底过深,水位一直处于较高状态,不能很好发挥其湿地的功能。
(2)修复措施
疏通、挖深连接不同基围之间的水流通道,使基围间水流在较低水位条件下仍可相通。将各个基围塘堤坝上现存的简易出入水口改建成为功能性水位控制阀门,以满足基围塘水位管理。疏浚基围水渠产生的塘泥用于垫高基围塘基的高度使其高于滩涂高程、建设塘内基围小岛或增加基围堤坝坡面长度,为湿地动物提供更多的活动空间。
基围鱼塘高于滨海滩涂,在潮水淹没沿海滩涂时,基围鱼塘可以作为滨海水鸟的栖息地和觅食区。使其能更好发挥其生态功能。而基堤面积的增加,有利于增加堤上植被与基围塘水体相互作用,从而发挥湿地植物的减污功能。
3.3.4基围鱼塘的生境环境修复
(1)修复前的生境环境
福田保护区基围鱼塘区域原有的植被比较杂乱,基本是原居村民随意种植的针叶乔木、园林景观树种等,原生乡土植物较少,且养殖居民出入频繁,受人为活动干扰较严重,薇甘菊、美洲蟛蜞菊、五爪金龙等入侵植物分布面积较大,范围较广,危害严重。
(2)修复措施
①清杂及培土,针对基围鱼塘现状,生境改造的内容主要包括清除外来物种、拆除非法建构筑物、清理建筑垃圾、培植种植土等。
②强调生物多样性,并通过生物生境改善,为红树林内栖息的各种生物,尤其是底栖生物和鸟类提供生活场所。
结语
福田红树林国家级自然保护区作为山海城市深圳的重要生态关键区及生物基因库,与城市未来人居环境的和谐平衡和永续发展密切相关,对构建可持续的城市家园具有重要意义。本文对基围鱼塘红树林现存生态问题的相应研究与成果进行了归纳总结,从持续完善基围鱼塘的植被修复、水环境修复、结构修复、生境环境修复等几个方面阐述了生态保护的详细措施,进而对未来基围鱼塘红树林的保护与发展提供借鉴,未来的基围鱼塘红树林保育建设与研究也将在此基础上更加深入与完善。
参考文献:
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