長江口橫沙淺灘區(qū)域濕地生物多樣性和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評估

田 波， 周云軒， 袁 琳， 趙云龍， 陳亞瞿， 袁 曉， 曹 勇

（1.華東師范大學 河口海岸學國家重點實驗室，上海 200062；2.華東師范大學 生命科學院，上海 200062；3.中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；4.上海野生動植物保護管理站，上海 200023；5.上海市環(huán)境科學研究院，上海 200233）

0 引 言

橫沙淺灘區(qū)域位于上海崇明縣橫沙島周緣濕地內(nèi)，主體為橫沙島以東的灘涂區(qū)域，含橫沙東灘、橫沙淺灘、白條子沙.該區(qū)域受河口工程如深水航道工程建設(shè)、青草沙水庫影響以及長江徑流和東海潮流影響，生物多樣性類型、結(jié)構(gòu)和空間分布以及生態(tài)環(huán)境狀況不斷發(fā)生變化，是目前長江口受人類活動和自然要素影響較為嚴重的區(qū)域［1］.

橫沙淺灘區(qū)域地貌類型為河口，是長江入?？谑芎Ｋ斖凶饔冒l(fā)育而成，地勢低洼.土壤母質(zhì)多為長江沉積物，碳酸鹽含量比較豐富，類型主要為濱海鹽土.該區(qū)域?qū)賮啛釒ШＱ笮詽駶櫄夂?，受季風環(huán)流分配并受冷熱空氣交替影響，四季分明.年平均氣溫為16.70℃，變化范圍為16.40～17.20℃.0℃及以上年均積溫為6 191.10℃，10℃及以上年均積溫為5 564.30℃.年平均降水量為1 105.30 mm，變化范圍為933.00～1 329.70 mm.年均蒸發(fā)量為1 239.60 mm，變化范圍為1 213.10～1 266.40 mm.每年12月到翌年4月長江枯水期間，咸潮上溯，受到影響較大，平均為83 d，最嚴重在1979年，影響天數(shù)長達142 d.

為掌握橫沙島周緣特別是橫沙東灘、橫沙淺灘濕地生物多樣性和環(huán)境狀況，評估河口工程對該區(qū)域的生物多樣性及生態(tài)環(huán)境的潛在影響和威脅，在上海市第二次濕地資源調(diào)查支持下，由華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室牽頭，根據(jù)《全國濕地資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（2010），于2012年對該區(qū)域?qū)嵤┝说匦蔚孛?、植被及植物群落、鳥類、獸類、魚類［2］、底棲生物［3］、水環(huán)境及社會經(jīng)濟狀況調(diào)查.

1 方 法

（1）自然環(huán)境要素調(diào)查

自然環(huán)境要素主要通過野外調(diào)查和收集最新資料獲取.野外調(diào)查是通過對該區(qū)域設(shè)立一定的典型樣地進行調(diào)查，典型樣地的數(shù)量要求包含整個區(qū)域的各種資源和生境類型.對野外難以獲取的數(shù)據(jù)，可以從附近的氣象站和生態(tài)監(jiān)測站等收集.

（2）水環(huán)境要素調(diào)查

現(xiàn)場觀測為主，資料收集為輔.地表水質(zhì)調(diào)查則在野外選取典型地點采集地表水和地下水的水樣，由上海市環(huán)境科學研究院進行化驗分析，獲取相關(guān)數(shù)據(jù).地下水主要由上海市地質(zhì)調(diào)查研究院實測數(shù)據(jù)得到.

（3）鳥類調(diào)查

鳥類調(diào)查采用直接計數(shù)法，實地調(diào)查并記錄區(qū)域內(nèi)樣線覆蓋范圍鳥的種類、分布、數(shù)量和遷徙情況［4］.根據(jù)上海野生鳥類資源的特點，分別于2011年10月、2012年1月、2012月4月和2012年7月，對該區(qū)域進行了4次調(diào)查.鳥類調(diào)查共設(shè)置樣線4條.調(diào)查時以步行為主，選擇在高潮位期，采取同步調(diào)查記錄野生鳥類；借助單筒或雙筒望遠鏡進行計數(shù)，記錄線路兩側(cè)鳥類種類和數(shù)量.如果群體數(shù)量極大，或群體處于飛行、取食、行走等運動狀態(tài)時，以5、10、20、50、100等為計數(shù)單元來估計鳥類的群體數(shù)量.

（4）魚類調(diào)查

魚類調(diào)查以收集2008年以來文獻資料為主，并開展補充調(diào)查.對于近海與海岸濕地，收集鳳鱭（Coilia mystus）、刀鱭（Coilia nasus）、前頜間銀魚（Hemisalanx prognathus）、日本鰻鱺（Anguilla japonica）、河鲀等5種主要經(jīng)濟魚類近三年來的漁獲量數(shù)據(jù).對湖泊濕地，收集產(chǎn)量位列前三位的淡水魚漁獲量信息.對中華鱘（Acipenser sinensis）、白鱘（Psephuyrus gladius）和松江鱸魚（Trachidermus fasciatus）等三種國家重點保護魚類，調(diào)查其分布狀況及最近三年來的捕獲量（數(shù)量）.

（5）底棲生物調(diào)查

根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB／T12763.9－2007）底棲動物調(diào)查方法及橫沙島周緣的具體生境，2011年5月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）和12月（冬季）對橫沙島周緣濕地大型底棲動物［5］進行野外調(diào)查.橫沙邊灘圍墾潮灘設(shè)置3個采樣斷面（S1、S2和S3），自然潮灘也設(shè)置3個采樣斷面（N1、N2和N3）.每個斷面分別在其高、中、低潮帶各設(shè)置1個樣點.每個樣點定量取樣重復3次，樣方大小為25 cm×25 cm×30 cm，用1.0mm篩網(wǎng)篩洗后揀取底棲動物，同時在周圍盡可能地獲取定性樣本.所獲底棲動物標本經(jīng)75%乙醇固定后，帶回實驗室進行鑒定、計數(shù)和稱量［6］.

（6）植物及植被群落調(diào)查

主要采取樣帶和樣方現(xiàn)場布設(shè)調(diào)查法，本次調(diào)查共設(shè)置2條樣帶、111個樣方.樣帶設(shè)置時盡可能地選擇未受或少受人為干擾的地段，并考慮到潮水和水深的影響，包括各個不同梯度.調(diào)查樣帶確定后，利用GPS按一定間距均勻布設(shè)樣方.確定調(diào)查樣方位置時考慮到典型性、代表性、自然性和可操作性原則.每一個植物群系布設(shè)樣方數(shù)量不少于10個.樣方面積設(shè)置依照草本植物分級標準，即平均高度≥2 m的樣方面積4 m2（2 m×2 m），平均高度在1～2 m范圍的樣方面積為1 m2（1 m×1 m），平均高度＜1 m的樣方面積為0.25 m2（0.50 m×0.50 m）.本次上海市濕地植被群落調(diào)查在2012年5月全面開展（主要是二年生草本），并在9至10月對定位樣地進行跟蹤調(diào)查（主要為一年生草本以及多年生草本）.

（7）地形地貌及濕地生境變化調(diào)查

主要采用多年度的中分辨率衛(wèi)星遙感影像如美國Landsat TM，近期則采用高分辨衛(wèi)星影像圖如空間分辨率為2 m的福衛(wèi)二號，同時結(jié)合不同時期海圖，在ArcGIS平臺支持下，采取統(tǒng)一地理坐標系統(tǒng)，進行不同時間數(shù)據(jù)校正.根據(jù)遙感圖人工和計算機交互解譯該區(qū)域水上部分的地形地貌單元和生境類型，對歷史海圖則進行數(shù)字化，同時收集最新長江口水下地形實測資料，構(gòu)建不同時其覆蓋該區(qū)域的水下和水上部分地形變化空間數(shù)據(jù)庫，以此為基礎(chǔ)分析該區(qū)域近十年來的地形地貌及濕地生境變化.

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)域地形與灘涂濕地變化

近年來橫沙島東灘和淺灘區(qū)域不斷被圍墾［7］，1990年至2005年橫沙島圍墾面積939 hm2，2005年以后在橫沙東灘促淤圈圍工程3 467 hm2，中央沙促淤圈圍工程1 533 hm2，大量圍墾使近海及海岸濕地鹽沼植被退化較嚴重，自然鹽沼植被分布面積受到影響.現(xiàn)有自然植被分布較少，相對較多的分布在橫沙東灘和橫沙島南側(cè)，近一步的圍墾將會影響到現(xiàn)有的自然植被的分布，長興橫沙邊灘也面臨圍墾帶來的更大的威脅.通過對2000年、2010年夏季陸地衛(wèi)星遙感影像進行分析，由于近十年來橫沙東灘和淺灘圈圍工程影響（見圖1），橫沙東灘與淺灘區(qū)域濕地面積有明顯增長，其面積變化分析如表1所示.

圖1 長江口橫沙淺灘區(qū)域圈圍工程TM遙感影像圖Fig.1 The Landsat TM remote sening map of Hengsha East shoal，Yangtze estuary

表1 1990年至2010年來該區(qū)域灘涂濕地變化分析表Tab.1 Wetland change at Hengsha East shoal from1990 to 2010 year hm2

2.2 底棲生物

（1）主要物種與分布

橫沙東灘及淺灘區(qū)域主要物種有11種，其中緋擬沼螺（Assiminea latericea）、河蜆（Corbicula fluminea）、黑龍江河籃蛤（Potamocorbula amurensis）、譚氏泥蟹（Ilyrplax deschampsi）和無齒螳臂相手蟹（Chinomantes dehaani）為主要物種［8］.緋擬沼螺在潮灘蘆葦帶和互花米草帶均有分布，常在蟹類洞口活動，以浮游生物為食，低潮時在潮灘上活動，漲潮時被淹沒于水中，在水中生活，主要分布在周緣濕地的高、中潮帶；河蜆棲息于淡水的湖泊、溝渠、池塘及咸淡水交匯的江河中，穴居于水底泥土表層，以浮游生物為食料，主要分布于低潮帶光灘；黑龍江河籃蛤棲息于江河口附近水域的軟泥底質(zhì)海底，殼前部插入泥內(nèi)，后部外露，環(huán)境惡劣時，鉆進泥中穴居，冬季可借助潮流的運動向深水區(qū)移動，食物為硅藻類和有機碎屑，主要分布于低潮帶光灘；無齒螳臂相手蟹和天津厚蟹為方蟹科蟹類，體型均較大，以植物為食，主要分布在沿海高潮帶和中潮間帶，如沿岸石縫中、沙灘碎石下或灘涂洞穴里.橫沙島其余主要物種為絲異蚓蟲、擬沼螺、縊蟶和泥螺4種.

橫沙東灘及淺灘區(qū)域主要經(jīng)濟物種有泥螺、中華絨螯蟹和脊尾白蝦3種，其中泥螺數(shù)量級為“＋＋”，為常見種；中華絨螯蟹數(shù)量級為“＋”，為稀有種；脊尾白蝦數(shù)量級為“＋”，為稀有種.

（2）密度、生物量及多樣性指數(shù)

橫沙東灘及淺灘區(qū)域大型底棲動物年平均密度和生物量分別為60.13 g／m2.橫沙島的年均密度和生物量88.12ind／m2和31.64 g／m2.密度方面，橫沙島為秋季（126.28ind／m2）＞夏季（122.79ind／m2）＞春季（64.73ind／m2）＞冬季（38.67ind／m2）；生物量方面，橫沙島為秋季（39.36 g／m2）＞夏季（36.21 g／m2）＞春季（27.86 g／m2）＞冬季（23.10 g／m2）.

橫沙東灘及淺灘區(qū)域大型底棲動物的年均Shannon－Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Margalef豐富度指數(shù)（d）和Pielou均勻度指數(shù)（J）分別為2.32、1.16和0.76.橫沙島周緣濕地多樣性指數(shù)為2.41、1.15和0.80.

橫沙東灘及淺灘區(qū)域在不斷進行著快速演替，大型底棲動物物種組成、生物多樣性都在發(fā)生著劇烈變化［9］.長江口深水航道建設(shè)以及橫沙圈圍促淤等人類活動對區(qū)域范圍內(nèi)大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)的影響十分明顯，在島嶼周緣濕地大范圍種植海三棱藨草等鹽沼先鋒植物，有利于加速泥沙的沉降，高程升高，穩(wěn)定底質(zhì)環(huán)境［10］.同時，保持圍墾濕地與自然水系的流通、適當降低促淤高程和保留部分潮間帶可能是原濕地底棲動物群落不劇烈變動的有效方法.

2.3 魚類生物現(xiàn)狀與分析

通過2012年3月、5月間2個航次的補充調(diào)查，共鑒定出該區(qū)域內(nèi)魚類主要有8目10科33種，其中河口魚類8種，淡水性魚類25種，近海性魚類1種，洄游魚類2種，優(yōu)勢種為刀鱭.長興島和橫沙島周緣濕地水域有捕魚行為，但并未對整個水域造成過度捕撈.如果缺乏有效管理，長期無序捕撈也會導致魚類小型化以及魚類種質(zhì)資源退化和漁產(chǎn)品質(zhì)量下降，存在潛在物種和生物量降低風險.

此外，該區(qū)域為長江口攔門沙區(qū)域，長江水流源源不斷向該區(qū)域輸送大量營養(yǎng)生源物質(zhì)，給各類水生生物及魚類的生存提供了有利條件，具有較豐富的生物資源，水域生產(chǎn)力較為豐富［11］.該區(qū)域是一些溯河性和降海性游泳動物洄游的必經(jīng)之路，包括珍稀水生生物（如中華鱘）和經(jīng)濟魚種（如中華絨螯蟹、日本鰻鱺、松江鱸魚），是許多優(yōu)良水產(chǎn)生物的繁衍棲息地、產(chǎn)卵場和育肥場，如日本鰻鱺、中華絨螯蟹、刀鱭、鳳鱭和長吻鮠等，同時也是國際候鳥的重要遷徙路斷（見圖2）.

2.4 鳥類狀況

長興島和橫沙島周緣濕地共記錄到108種11 551只鳥類，其中水鳥61種10 957只，主要以遷徙旅鳥為主，橫沙島東灘及淺灘圍墾工程為大量鸻鷸類提供覓食棲息棲息地［12］.留鳥19種、旅鳥40種、冬候鳥35種、夏候鳥14種；國家二級保護動物7種，IUCN瀕危級動物1種、易危級3種、近危級2種.記錄到的鳥類主要集中在橫沙島東部圍墾區(qū)和灘涂區(qū)域［13］.由于橫沙島圍墾區(qū)人為干擾相對較少，2012年夏季每個月可以發(fā)現(xiàn)黑臉琵鷺亞成鳥種群在此棲息.調(diào)查時未曾發(fā)現(xiàn)哺乳類，在非調(diào)查日發(fā)現(xiàn)有褐家鼠和黃鼬，估計是附近漁民及工人丟棄和遺漏的生活品及魚蝦，成為吸引鼠類及黃鼬的潛在原因.

2.5 主要植物及植被群系

橫沙島東灘及淺灘區(qū)域設(shè)置2條調(diào)查樣帶，111個調(diào)查樣方，共記錄到高等植物22科47屬53種，其中被子植物17科42屬48種，苔蘚植物5科5屬5種，無裸子植物、蕨類植物.主要優(yōu)勢物種為蘆葦（Phragmites australis）、海三棱藨草（Scirpus×mariqueter）、藨草（Scirpus triqueter）、菰（Zizania latifolia）等.該區(qū)域自然野生的植物群系4種，有蘆葦群系（蓋度60%±15%，高度（235±63）cm，密度（184±68）株／m2）、菰群系（蓋度60%±5%，高度（164±18）cm，密度（216±42）株／m2）海三棱藨草群系（蓋度60%±10%，高度（90±7）cm，密度（870±583）株／m2）和藨草群系（蓋度60%±10%，高度（85±33）cm，密度（657±231）株／m2）.

圖2 長江河口水產(chǎn)生物索餌、產(chǎn)卵、洄游路線（引自李道季，2009）Fig.2 The forage，spawning and migration routine of aquatic organisms in Yangtze estuary

2.6 水環(huán)境狀況

受長江徑流和東海潮波的影響，橫沙淺灘區(qū)域潮水為不正規(guī)半日潮.2012年6月開展了該區(qū)域水質(zhì)調(diào)查，共布設(shè)了5個點位.現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明，各點位的礦化度都不高，最高達到810 mg／L，平均值為472 mg／L，都屬于鹽水范圍內(nèi).與長江口其他區(qū)域類似，該區(qū)域水域COD也比較低，低于15 mg／L，達到地表水Ⅱ類水要求.5個點位的TP含量都不高，基本都能滿足Ⅲ類水要求.TN受各點位污染排放影響，變動較大.由于長江水含有大量泥沙，濕地各部分透明度都較低，處于渾濁－很渾濁范圍，透明度都處于10～30 cm之間.

3 討 論

（1）與周邊自然保護區(qū)的關(guān)系

橫沙淺灘區(qū)域位置和地位特殊，區(qū)域周緣北部和南部分布有二個國際重要濕地和三個自然保護區(qū)，其中北部有崇明東灘國際重要濕地、長江口中華鱘國際重要濕地，以及崇明東灘鳥類國家級自然保護區(qū)、長江口中華鱘省級自然保護區(qū)，南部則有九段沙濕地國家級自然保護區(qū)（見圖3）.崇明東灘自然保護區(qū)位于低位沖積島嶼崇明島東端，面積326 km2.在長江泥沙的淤積作用下，形成了大片淡水到微咸水的沼澤地、潮溝和潮間帶灘涂.保護區(qū)內(nèi)沼生植被繁茂，底棲動物豐富，是亞太地區(qū)春秋季節(jié)候鳥遷徙極好的停歇地和驛站，也是候鳥的重要越冬地.上海九段沙濕地國家級自然保護區(qū)位于長江口外南北槽之間的攔門沙河段，地處東經(jīng)121°46′～122°15′、北緯31°03′～31°17′之間，東西長46.30 km、南北寬25.90 km，由上沙、中沙、下沙、江亞南沙及附近淺水水域組成，東瀕東海，西接長江，西南、西北分別與浦東和橫沙島隔水相望，總面積約420.20 km2.上海長江口中華鱘自然保護區(qū)位于上海市崇明縣長江口，總面積276 km2，以中華鱘及其賴以棲息生存的自然生態(tài)環(huán)境為主要保護對象，是是中華鱘集中產(chǎn)卵及幼魚生長的水域，也是其他魚類洄游的重要通道和索餌產(chǎn)卵的重要場所.這是中國水生野生動物保護區(qū)中的第一塊國際重要濕地.

圖3 長江口河口三大自然保護區(qū)Fig.3 The nature reserve zone in Yangtze estuary

（2）規(guī)劃橫沙淺灘挖入式港池工程對生態(tài)環(huán)境影響的初步評估

為避開長江口攔門沙和外海惡劣自然條件影響，實現(xiàn)上海20萬～30萬t，直至50萬t超大型深水泊位的新港區(qū)建設(shè)，提升和完善上海國際航運中心的功能.中交第三航務工程勘察設(shè)計院與華東師范大學河口海岸科學研究院（河口海岸學國家重點實驗室）提出了橫沙淺灘挖入式港池規(guī)劃方案，該規(guī)劃將建設(shè)水深23 m深水大港，規(guī)劃中的橫沙淺灘挖入式港池和人工島方案離長江河口三大自然保護區(qū)均有較遠距離，對保護區(qū)造成影響不太大.規(guī)劃中擬建在20 m水深附近的人工島四面開闊，遠離河口水產(chǎn)生物的索餌、產(chǎn)卵場及棲息地，工程所占面積不大，但對長江河口生態(tài)與環(huán)境可能會帶來一定影響，可研究采用生態(tài)工程或生態(tài)補償措施降低影響范圍和程度.

橫沙淺灘的圈圍及挖入式港池的建設(shè)［14］對于一些水產(chǎn)生物的棲息、索餌與洄游估計會有所妨礙，在未來施工和營運期間，可能對于周邊生態(tài)與環(huán)境有一定影響，具體對生物多樣性和生態(tài)環(huán)境影響程度有多大，涉及面有廣，需要對橫沙淺灘的生態(tài)與環(huán)境，特別是橫沙淺灘挖入式港池工程建設(shè)對生態(tài)與環(huán)境的影響進行持續(xù)監(jiān)測和科學評估研究［15］.

［1］ 況潤元，周云軒，李行，等.崇明東灘鳥類生境適宜性空間模糊評價［J］.長江流域資源與環(huán)境，2009，18（3）：229－233.

［2］ 張衡.長江河口濕地魚類群落的生態(tài)學特征［D］.上海：華東師范大學，2007.

［3］ 呂巍巍，馬長安，余驥，等.圍墾對長江口橫沙東灘大型底棲動物群落的影響［J］.海洋與湖沼，2012，43（2）：340－347.

［4］ 張斌，袁曉，裴恩樂，等.長江口灘涂圍墾后水鳥群落結(jié)構(gòu)的變化——以南匯東灘為例［J］.生態(tài)學報，2011，31（16）：4599－4608.

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［6］ 陶世如，姜麗芬，吳紀華，等.長江口橫沙島、長興島潮間帶大型底棲動物群落特征及其季節(jié)變化［J］.生態(tài)學雜志，2009，28（7）：1345－1350.

［7］ 龔瑞萍，崔慈.崇明三島灘涂圍墾現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展［J］.上海建設(shè)科技，2012（1）：56－57.

［8］ 袁興中，陸健健.長江口島嶼濕地的底棲動物資源研究［J］.自然資源學報，2001，16（1）：37－41.

［9］ 陳亞瞿，徐兆禮.長江河口生態(tài)漁業(yè)和資源合理利用研究［J］.中國水產(chǎn)科學，1999，（5）：83－86.

［10］ 謝志發(fā).長江河口互花米草鹽沼與大型底棲動物群落之間生態(tài)學關(guān)系研究［D］.上海：華東師范大學，2007.

［11］ 袁興中，劉紅，陸健健.長江口新生沙洲底棲動物群落組成及多樣性特征［J］.海洋學報，2002，24（2）：133－139.

［12］ 陳萬逸，張利權(quán)，袁琳.上海南匯東灘鳥類棲息地營造工程的生境評價［J］.海洋環(huán)境科學，2012，31（4）：561－566.

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［15］ 左書華，李九發(fā).上海潮灘灘涂資源的合理開發(fā)與利用及可持續(xù)發(fā)展［J］.海洋地質(zhì)動態(tài)，2007，23（1）：22－26.