海南陵水新村潟湖灘涂紅樹林生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究

吳協(xié)保 曾暉 謝邦雄 劉偉 盧立 楊克仁 林新軍 寇峰

(1 國家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，湖南 長沙 410014； 2 陵水黎族自治縣林業(yè)局，海南 陵水 572400)

紅樹林生長于潮間帶，是以紅樹植物為主體的常綠灌木或喬木組成的潮灘濕地木本生物群落—海上森林，是陸地向海洋過度的特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng)，被譽為“消浪先鋒、海岸衛(wèi)士”。自上世紀50年代以來至本世紀初，由于圍海造地、圍海養(yǎng)殖、砍伐等人為因素，我國紅樹林面積快速減少，全國紅樹林面積由20世紀50年代的4.2萬hm2減少至20世紀末的1.5萬hm2，不及世界紅樹林面積1 700萬hm2的千分之一；而海南省紅樹林面積由上世紀50年代的9 992 hm2減少到21世紀初的3 930.3 hm2，隨后呈緩慢增加趨勢(廖寶文等, 2014; 辛欣等,2016)。隨著生態(tài)文明建設(shè)理念的持續(xù)推進，海南省加大了防護林體系的力度，特別是針對海岸線毀林開塘區(qū)域的退塘還濕和灘涂紅樹林的修復(fù)，紅樹林面積呈逐年增加的趨勢。本文結(jié)合海南省陵水縣新村潟湖的國家藍色海灣環(huán)境整治行動以及陵水縣人民政府在潟湖潮間帶實施的紅樹林修復(fù)工程(133.3 hm2)，根據(jù)工程實施3年后的恢復(fù)成效，總結(jié)出近海岸紅樹林修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)，為紅樹林的生態(tài)修復(fù)提供可借鑒的技術(shù)經(jīng)驗。

1 研究區(qū)概況

海南的新村潟湖形似葫蘆，腹大口小，成半封閉狀態(tài)，是陵水黎族自治縣最大的潟湖海港，南北長4 km，東西寬6 km，可供船只停泊的水域面積達900 hm2。該潟湖因沿岸多為殘丘臺地(階地)，海岸的侵蝕形態(tài)和堆積形態(tài)交替分布，殘丘和階地山岬角向海突出，海灣內(nèi)凹，由于攔灣沙壩的發(fā)育而形成。該潟湖內(nèi)形成了海草床、紅樹林與珊瑚礁三大典型的海洋生態(tài)系統(tǒng)，在全國極為罕見，并設(shè)立了全國首個國家級海草床特別保護區(qū)，屬高生產(chǎn)力海洋生態(tài)系統(tǒng)，能起到保持海床穩(wěn)定、吸收二氧化碳、釋放氧氣、吸收有機營養(yǎng)鹽、凈化水體等作用，具有很高的初級生產(chǎn)力，是眾多海洋生物理想的棲息和繁殖地，具有極高的生態(tài)及經(jīng)濟價值。

由于圍塘養(yǎng)殖、過度漁業(yè)、魚排增多、陸源污水等人為污染嚴重，新村潟湖生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐日下降，嚴重阻礙了海草的生長甚至導(dǎo)致整個海草種群的衰落，生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到威脅。其中，海水圍墾養(yǎng)殖及由此引發(fā)的潟湖納潮量降低、水交換能力變?nèi)跏菍?dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降的主要原因。據(jù)海圖量算，1961年，新村的潟湖面積為2 246 hm2，經(jīng)40多年的養(yǎng)殖圍墾，2007年岸線修測時，新村潟湖面積為2 138 hm2，縮減了108 hm2。潟湖面積的縮減導(dǎo)致納潮量降低，海水的交換周期變長，自凈能力減弱，使得潟湖內(nèi)生態(tài)平衡非常脆弱，易受養(yǎng)殖自身和外源的污染(陳敏等,2017; 楊盛昌等, 2017)。紅樹林生長的區(qū)域不斷縮小，面積逐年減少，目前僅存的紅樹林面積僅為20世紀80年代的20%左右。

潟湖港底以泥沙質(zhì)為主，水深處多有泥沙，港口附近為細沙，地形平坦。潟湖和南海相通，借助南海潮汐的漲落，促使其水質(zhì)循環(huán)變換。新村港平均潮差0.69 m，最大潮差1.55 m。其潮位特征分布如下：潮位基面為榆林56基面，最高高潮位1.32 m，最低低潮位-1.65 m，平均海平面0.28 m，屬于弱潮區(qū)域，這種潮位特征對種植紅樹林是有益的。2015年起，國家針對陵水新村、黎安潟湖實施藍色海灣整治行動，重點實施環(huán)潟湖周邊高位蝦塘的退塘還濕、紅樹林生態(tài)修復(fù)、湖岸修復(fù)、環(huán)湖垃圾與污水回收等工程。針對紅樹林面積縮減現(xiàn)狀，已完成400余hm2高位蝦塘的退塘還濕，啟動了新村、黎安潟湖萬畝紅樹林生態(tài)修復(fù)工程。2016年完成新村潟湖東北角133.3 hm2淤泥質(zhì)灘涂紅樹林的生態(tài)修復(fù)，以原有及已恢復(fù)的共176.6 hm2紅樹林為基礎(chǔ)，2017年成功申報陵水紅樹林國家濕地公園。如今，濕地公園內(nèi)恢復(fù)的紅樹林綠綠蔥蔥，長勢喜人，海洋生態(tài)環(huán)境明顯改善。

2 紅樹林生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國生長的紅樹植物有38余種，其中真紅樹植物26種，半紅樹植物12種(楊盛昌等,2017)，突出特征是根系發(fā)達、能在海水中生長。紅樹林是生長于陸地與海洋交界帶的沿海港灣及灘涂，受海洋潮汐、風力、海水鹽度、灘涂底層土壤等海洋水文特性與過程影響，紅樹林實施生態(tài)修復(fù)技術(shù)難度大。根據(jù)新村潟湖近3年紅樹林生態(tài)修復(fù)成效，總結(jié)出修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 科學(xué)確定紅樹林修復(fù)區(qū)域

新村潟湖集紅樹林、海草床和珊瑚礁三大生態(tài)系統(tǒng)于一體，還是候鳥遷徙與棲息的重要場所。在紅樹林修復(fù)中，針對項目中的灘涂恢復(fù)紅樹林區(qū)域低潮位時，裸露灘涂最大帶寬約858 m，最小帶寬約164 m，總灘涂帶長約7 998 m，考慮預(yù)留足夠的灘涂空間讓鳥類等動物棲息、覓食，且不影響海草床和珊瑚礁的正常生長與繁衍。

恢復(fù)的紅樹林生態(tài)修復(fù)區(qū)位于新村港北側(cè)潮間帶(海平面上0～65 cm)，最小帶寬約82 m，最大帶寬250 m，規(guī)劃修復(fù)面積135 hm2，確保紅樹林恢復(fù)能促進區(qū)域生態(tài)安全。

2.2 開挖水道，保持水系通暢

新村潟湖屬弱潮區(qū)，為保障海水能盡可能長時間的浸潤紅樹林，滿足紅樹林生長的要求，遵循近自然恢復(fù)原則，規(guī)劃開挖一條間距約50 m左右的水道，各水道相互串聯(lián)成網(wǎng)，與潟湖水面相通，構(gòu)筑生態(tài)修復(fù)區(qū)內(nèi)良好的水系循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，確保水系通暢。根據(jù)項目區(qū)灘涂帶寬度及現(xiàn)有河道水系，開挖水道溝渠長12 500 m，水道分主水道與輔水道，主水道寬20 m，挖深2 m，輔水道寬10 m，挖深1.5 m。

2.3 實施土地平整，構(gòu)筑種植作業(yè)面與防護邊坡

紅樹林對每塊種植的灘涂要求相對平整，每塊修復(fù)地塊相對高差在30 cm內(nèi)。通過開挖(航道)溝渠和起壟溝獲取的土方，將低于海平面0 cm以下的區(qū)域適當填高作業(yè)面，滿足種植紅樹林要求。將開挖航道和起壟溝獲得56.14萬m3的土方進行作業(yè)面平整，使整個紅樹林生態(tài)修復(fù)灘涂作業(yè)面填高到0～65 cm的潮間帶上，合理平整灘涂面,每個地塊高差不超過30 cm。土地平整時，需清除漁網(wǎng)、漂浮雜物、雜草和海生動物硬質(zhì)殘骸等。采取從灘涂面至溝底處的坡面上覆蓋一層1 m×2 m規(guī)格的竹編片，并用木簽打釘固定在坡面上，以達到消浪護溝的作用。作業(yè)面平整后應(yīng)閑置至少2個月，等作業(yè)面穩(wěn)定后再種植紅樹林。

2.4 科學(xué)篩選紅樹林種類，根據(jù)潮位線落實樹種配置

根據(jù)新村潟湖淤泥、潮汐、水文特征和紅樹林的生理特征，科學(xué)選擇紅樹林樹種是保障生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。根據(jù)新村灘涂泥質(zhì)擴潮實際水位情況，原則上選擇適應(yīng)新村港鹽度海水環(huán)境生長的本地鄉(xiāng)土紅樹林樹種，如紅海欖、木欖、尖瓣海蓮、海蓮、秋茄、正紅樹、欖李、桐花樹、白骨壤、紅欖李等；低潮位紅樹林樹種主要有秋茄、桐花樹、正紅樹、白骨壤、海桑、無瓣海桑等；中潮位紅樹林樹種主要有海蓮、尖瓣海蓮、木欖、紅海欖、欖李、紅欖李、拉關(guān)木等(孫斌, 2018)，依據(jù)潮位線每個地塊選擇2～3種紅樹林樹種，以帶狀或小塊狀方式配置與混交。因生態(tài)修復(fù)區(qū)處于潟湖灘涂區(qū)域，與陸地之間有紅樹林或蝦塘隔離，故本次設(shè)計中沒有選擇高潮位紅樹林樹種(范航清等, 2017)。

在河口處及地塊邊緣種植一些適應(yīng)低鹽度的拉關(guān)木、無瓣海桑等速生樹種，盡快實現(xiàn)地表覆蓋，提高樹木消浪防風作用，改善修復(fù)區(qū)生態(tài)環(huán)境，鞏固修復(fù)河道邊坡，防治海浪對邊坡沖刷破壞，阻滯海水中海藻及垃圾等對本土紅樹林生長的影響(程夢倩等, 2017)。

2.5 實施良種壯苗，科學(xué)確定造林密度

為提升紅樹林種苗的成活率和較快適應(yīng)當?shù)睾Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境，選擇在當?shù)亟坠侨馈⑼┗ǖ揉l(xiāng)土樹種的育苗基地。紅樹樹種苗木均采用容器苗，要求苗高在25 cm以上、半年生以上、根系發(fā)達，生長健壯的幼苗，營養(yǎng)袋規(guī)格為15 cm×15 cm，幼苗要求全枝，葉片不修剪(表1)。苗木運輸途中須遮光、通風、保濕，苗木在交通工具上的疊放高度應(yīng)低于0.5 m，途中運輸?shù)臅r間一般不能超過24 h。

根據(jù)海灘的立地條件和樹種生物生態(tài)學(xué)特性確定種植密度，淤泥深厚、風浪較小的潮灘或速生的樹種，可適當降低造林密度。土地貧瘠、風浪較大的潮灘或慢生樹種可適當提高造林密度。由于紅樹林普遍生長相對較為緩慢，植株生長的高度也相對較矮，設(shè)計造林規(guī)格為1.5 m×2 m，每667 m2種植222株。

2.6 精心種植施工，落實加固措施

采取邊挖穴邊栽植的方式，種植穴長、寬、深為20 cm×20 cm×20 cm。紅樹林生長在特殊環(huán)境淤泥里，靠發(fā)達的氣根呼吸，且生長緩慢栽植時防止根部土團松散和苗木根系損傷，種植深度比原根際深2～3 cm。栽植時必須做到苗正、舒根、壓緊、適當深栽。栽植時間應(yīng)遵循潮汐規(guī)律，通常安排上午(退潮后)及時造林。紅樹林有眾多的氣生根，移栽時易折斷，在起苗、運輸及種植時，應(yīng)盡量小心，減少根部損傷(孫斌, 2018)。樹苗植后在旁邊插入1根1 m長的小木棍(直徑2 cm)，插入深度50 cm，在苗高15～25 cm處綁定木棍上，防止海水漲落潮把種植苗沖走。

2.7 后期細心管養(yǎng)，做好監(jiān)測評估

為保證新種植的紅樹林幼苗順利成長，在造林后3年內(nèi)實施嚴格的封灘保育，禁止外來人員和船只進入紅樹林修復(fù)區(qū)，禁止圍網(wǎng)、挖海螺、捕魚蝦等捕撈活動及人、畜踩踏活動。落實專業(yè)管護人員巡視與管養(yǎng)，種植完成后2個月內(nèi)對未成活苗木進行第1次補植；次年3～4月進行1次補植，3年后至少保證苗木成活率達到80%以上。退潮后定期對倒伏、根部暴露等受損的幼苗、幼樹進行必要的修補，及時清理造林地內(nèi)及纏繞在幼苗、幼樹上的垃圾雜物、海藻等，對造林地內(nèi)出現(xiàn)的油污及時進行有效處理。

3 修復(fù)成效評價

自2016年實施紅樹林生態(tài)修復(fù)以來，紅樹林種植區(qū)樹木成活率達80%以上，樹高60 cm，林分覆蓋度50%以上，整體生長情況良好。尤其是拉關(guān)木、無瓣海桑等速生樹種樹高達200 cm以上，地莖4 cm，冠幅150 cm；海蓮樹高亦超過100 cm（圖1～圖3）。海水水質(zhì)得到明顯改善，區(qū)域海洋生物數(shù)量與種類顯著增加，冬季候鳥數(shù)量與種類亦逐年增多，區(qū)域生態(tài)環(huán)境日益好轉(zhuǎn)（圖4）。陵水縣新村潟湖紅樹林修復(fù)工程是至今為止海南省實施的人工生態(tài)修復(fù)集中連片面積最大的紅樹林，修復(fù)成效顯著。到紅樹林修復(fù)區(qū)考察、調(diào)研、采風的專家與學(xué)者團隊有近100次(隊)，參觀人數(shù)超過2萬人次，其中包括全國政協(xié)副主席、國家林業(yè)和草原局局長、副局長等政府領(lǐng)導(dǎo)及中新網(wǎng)、海南日報等新聞媒體，新村紅樹林修復(fù)已成為了陵水縣生態(tài)修復(fù)的典范與生態(tài)名片。尤其是世界上極度瀕危物種——紅欖李種植500余株，成活率超過80%，2019年5月已有植株開花掛果，對紅欖李種群保護意義重大。

表1 主要紅樹林苗木規(guī)格表Table 1 Specifications of main mangrove seedlings

圖1 俯看修復(fù)后的紅樹林綠樹蔭蔭（2019年6月拍攝）Fig.1 Looking over the restored mangrove trees(taken in June 2019)

圖3 2年生珍稀瀕危物種紅欖李開花（2019年3月拍攝）Fig.3 The two year rare and endangered species Hong Lam Lee Flowering(taken in march 2019)

在紅樹林修復(fù)過程中，有1塊造林地因平整后高程超高70 cm，仍選擇以海蓮、尖瓣海蓮、白骨壤為主要修復(fù)樹種，3年后成活率接近70%，但苗高不超過40 cm，冠幅僅40 cm，生長狀況較差。2018年底通過作業(yè)面上開挖小水溝，補植了適宜中高潮位生長的欖李、海蓮等紅樹林種類，目前林木生長狀況明顯改善。

4 結(jié)論

紅樹林作為海岸衛(wèi)士，在沿海防護林體系建設(shè)中具有極為重要的意義。新村潟湖大規(guī)模的紅樹林生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗表明，遵循適潮適樹、近自然恢復(fù)的原則，科學(xué)規(guī)劃與紅樹林種類選擇，合理空間布局，精心施工和細心養(yǎng)護，掌握好紅樹林修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)，沿海港灣與近海淤泥質(zhì)灘涂實施紅樹林修復(fù)是可行的，也是必要的。在紅樹林修復(fù)過程中，應(yīng)合理選擇紅樹林種類及其空間布局與配置，確保紅樹林生理特征與海水水文特性相吻合與適應(yīng)。同時，應(yīng)考慮生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位與穩(wěn)定性，切勿貪求紅樹林生態(tài)修復(fù)面積大、集中連片，易導(dǎo)致水鳥尤其是遷徙候鳥缺乏可棲息的灘涂空地與淺水水域，不利于候鳥保護。

圖2 航拍修復(fù)后的紅樹林（2018年11月拍攝）Fig.2 mangroves after aerial photography(taken in November 2018)

圖4 生態(tài)修復(fù)后的紅樹林內(nèi)鷺鳥成群（2018年11月拍攝）Fig.4 Heron birds in the ecologically restored mangroves(photographed in November 2018)