人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)效果評價指標(biāo)體系研究

王文淵徐長坤孫家文

(1.大連理工大學(xué) 海岸和近海工程國家重點實驗室,遼寧 大連116024;2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心,遼寧 大連116085)

我國作為一個海洋大國,擁有豐富的海岸帶資源。隨著沿海經(jīng)濟快速發(fā)展,大量人口、產(chǎn)業(yè)向海岸帶區(qū)域聚集,填海造陸、圍塘養(yǎng)殖等人類活動造成岸線人工化日益嚴(yán)重,自然岸線嚴(yán)重受損,海岸帶資源銳減。為恢復(fù)自然岸線及其生態(tài)服務(wù)功能,2016年以來國家安排資金近50億元,大力支持開展“藍色海灣整治行動”等綜合整治修復(fù)工作[1],對受損自然岸線進行生態(tài)化改造或修復(fù)。

在我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)體系中,缺乏全面的評價指標(biāo)體系科學(xué)評估人工岸線整治修復(fù)效果。這不僅難以指導(dǎo)監(jiān)督海岸線保護利用、確保人工海岸整治修復(fù)工作取得實效,也不利于海域內(nèi)各級監(jiān)管部門編制海岸整治修復(fù)規(guī)劃和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對海岸整治項目進行檢查、考核以及驗收。因此,為有效判斷人工海岸恢復(fù)到自然岸線所具有的生態(tài)功能的程度、客觀合理評估人工海岸生態(tài)修復(fù)的效果,構(gòu)建科學(xué)客觀、普遍適用的人工海岸生態(tài)修復(fù)效果評價指標(biāo)體系,為人工海岸生態(tài)整治修復(fù)效果的評價等相關(guān)研究工作提供合理參考和支持。

1 研究現(xiàn)狀

隨著大量修復(fù)工程的開展與實踐,僅完成對受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)工作已難以滿足社會以及經(jīng)濟發(fā)展的需要,對整治修復(fù)項目進行項目后評價工作顯得尤為重要。為評價海岸生態(tài)修復(fù)效果,國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究,Longcore[2]提出評價修復(fù)工程的成功與否除了考慮植物的覆蓋情況外,當(dāng)?shù)毓?jié)肢動物群落的組成、多樣性以及豐度對生態(tài)修復(fù)效果評價也很重要;Twilley等[3]通過利用水動力學(xué)、水體質(zhì)量、景觀變化、棲息地變化以及棲息地五個模塊之間的相互影響構(gòu)建海岸生態(tài)系統(tǒng)評估與恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)預(yù)測框架,并用于制定當(dāng)?shù)氐暮０痘謴?fù)計劃;Jones等[4]從景觀、巖土工程設(shè)計、環(huán)境和生態(tài)因素以及社會和經(jīng)濟因素出發(fā)來評價海岸的生態(tài)修復(fù)效果;寧秋云等[5-6]從生態(tài)狀況、環(huán)境壓力、工程管護、社會影響四個方面構(gòu)建濱海植被生態(tài)修復(fù)工程效果評價體系;段以雋[7]從沙灘質(zhì)量、景觀環(huán)境、公共管理三個方面評估海州灣沙灘修復(fù)整治效果;董月娥等[8]綜合考慮海岸人工建設(shè)特征、環(huán)境生態(tài)狀況、生態(tài)修復(fù)措施的水平來評價人工海岸的生態(tài)化建設(shè)效果;Xie等[9]從淡水濕地面積、植被類型以及鳥類多樣性方面來評價濱海濕地修復(fù)效果,并提出建立濕地資源定期監(jiān)測機制有利于更好的評估修復(fù)效果;Lithgow 等[10]從生態(tài)、地貌以及社會經(jīng)濟方面構(gòu)建海岸沙丘恢復(fù)指數(shù)評價海岸沙丘恢復(fù)的必要性和可行性;黃海萍等[11]將環(huán)境質(zhì)量、生物群落、景觀格局作為一級指標(biāo)來構(gòu)建濱海濕地生態(tài)修復(fù)成效評估指標(biāo)體系;Zhao等[12]通過文獻綜述,說明一個成功的濱海濕地修復(fù)效果評價體系應(yīng)包括濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、組成以及社會與自然的壓力;Ma等[13]在考慮水動力條件、水質(zhì)以及生物因素的基礎(chǔ)上,建立以生態(tài)水文學(xué)為核心的海岸生態(tài)修復(fù)綜合效果評價框;王琪等[14]強調(diào)改善和修復(fù)自然景觀、恢復(fù)生態(tài)功能、提升防災(zāi)減災(zāi)能力以及提高岸線利用效率是判斷海岸整治修復(fù)效果的基礎(chǔ);張明慧等[15]提出從工程質(zhì)量到資源效益再到生態(tài)環(huán)境效益和社會經(jīng)濟效果的不同尺度構(gòu)建綜合評價體系更有利于評價海岸的整治修復(fù)工程;張秋豐等[16]的研究表明圍填海造成的地形地貌以及水動力環(huán)境的改變,均會對近海海洋環(huán)境造成一定的影響;楊蕙[17]從空間規(guī)模、水動力條件、泥沙沉積、沉積物質(zhì)量、水質(zhì)環(huán)境、生物生態(tài)環(huán)境、景觀環(huán)境、經(jīng)濟社會效益、資源指標(biāo)九個方面評估海灣整治效果。

海岸帶生態(tài)修復(fù)工作后評價也可借鑒海岸帶健康狀況的相關(guān)評價指標(biāo)。韓春曉[18]從海岸帶環(huán)境質(zhì)量、生物生態(tài)健康狀況和社會經(jīng)濟狀況來評估河北省海岸帶生態(tài)系統(tǒng)健康狀況;Ma等[19]應(yīng)用多樣性、物種生物量、豐度等不同層次的指標(biāo)來評估海洋環(huán)境的生態(tài)健康狀況;劉宏偉[20]基于近岸水體的污染因子、土壤潛水含水層的污染物以及圍海造地對土壤理化性質(zhì)的影響構(gòu)建濱海地區(qū)人工岸帶生態(tài)綜合評價指標(biāo)體系;勞燕玲[21]結(jié)合PSR 框架模型,從資源、環(huán)境污染、人文社會指標(biāo)、濕地景觀特征指數(shù)、社會經(jīng)濟指標(biāo)以及規(guī)劃濕地保護區(qū)的面積等方面建立濱海生態(tài)評價體系。

目前,海岸整治修復(fù)效果的評價工作主要通過實地調(diào)研、現(xiàn)場觀測、實時監(jiān)測等方法對比分析修復(fù)工程開展前、后海岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成以及社會、經(jīng)濟效果,同時考慮生態(tài)以及社會經(jīng)濟方面的投入與產(chǎn)出指標(biāo),構(gòu)建海岸帶整治修復(fù)效果評價指標(biāo)體系。同時考慮投入與產(chǎn)出指標(biāo)會造成選取的評價指標(biāo)之間產(chǎn)生一定的相關(guān)性,這將會夸大或縮小某些指標(biāo)的評價作用,使得評價結(jié)果不夠準(zhǔn)確。除此之外,一個健康的海岸除保證其生態(tài)系統(tǒng)的健康及其社會、經(jīng)濟效應(yīng),還應(yīng)保證其結(jié)構(gòu)及其功能的完整性。因此,本文基于已有研究,綜合考慮生態(tài)、社會經(jīng)濟以及結(jié)構(gòu)功能三方面的產(chǎn)出性指標(biāo)構(gòu)建評價指標(biāo)體系,力求科學(xué)全面、客觀合理地評價人工海岸整治修復(fù)效果。

2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建原則

在評價人工海岸生態(tài)修復(fù)效果時,評價指標(biāo)的選取至關(guān)重要,指標(biāo)的類別、數(shù)量、性質(zhì)以及準(zhǔn)確度都會對評價結(jié)果的客觀性產(chǎn)生影響。所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系不僅能客觀科學(xué)的反應(yīng)海岸帶的特征及其生態(tài)修復(fù)的效果,還應(yīng)當(dāng)考慮現(xiàn)有的技術(shù)水平以及相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的難易程度等方面。因此,評價指標(biāo)的選取應(yīng)遵循以下原則：

1)科學(xué)性。指標(biāo)體系的構(gòu)架以及指標(biāo)的選取必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上,能客觀真實地反映出海岸帶生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展的特點。

2)全面性。所選取的指標(biāo)要具有較強的系統(tǒng)性,所構(gòu)建的指標(biāo)體系要具有良好的層次性,從宏觀到微觀,層層細化,形成一個全面、不可分割的評價框架。選取定量與定性相結(jié)合的指標(biāo),為便于后續(xù)的數(shù)學(xué)計算與分析,可將定性指標(biāo)量化,從而使構(gòu)建的評價指標(biāo)體系更加客觀。

3)典型性。評價指標(biāo)的選取要具有一定的代表性,盡可能準(zhǔn)確反映出修復(fù)工程區(qū)域內(nèi)的環(huán)境以及社會經(jīng)濟的綜合特征,因此需要選取對海岸生態(tài)修復(fù)效果起主導(dǎo)作用的關(guān)鍵因子。

4)獨立性。評價指標(biāo)之間應(yīng)相互獨立,其含義不重疊,各自發(fā)揮效用。

5)可操作性。評價指標(biāo)的選取應(yīng)基于我國的現(xiàn)有技術(shù)水平,立足于可搜集、監(jiān)測及統(tǒng)計加工的數(shù)據(jù)。

2.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

基于已有研究,借鑒國內(nèi)外海岸生態(tài)修復(fù)工程研究成果,遵循評價指標(biāo)體系構(gòu)建原則,本文構(gòu)建包含目標(biāo)層、系統(tǒng)層、要素層以及指標(biāo)層四層評價指標(biāo)體系,其中系統(tǒng)層主要由生態(tài)指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)和功能指標(biāo)三者的產(chǎn)出性指標(biāo)構(gòu)成,評價指標(biāo)體系見圖1。

圖1 人工海岸生態(tài)修復(fù)效果評價指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system of the effect of ecological transformation and restoration in the artificial coasts

生態(tài)指標(biāo)可以最直接地反映生態(tài)修復(fù)效果,從植被狀況、動物狀況、水體要素等10個方面篩選出28項可定量分析的指標(biāo)構(gòu)成生態(tài)指標(biāo)(表1)。其中水體要素相關(guān)指標(biāo)占比較大。因為海岸作為陸地與水域的分界線,結(jié)合水體易被污染的特點,修復(fù)工程會對近海水域造成較大影響。因此,結(jié)合《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 3097-1997)[22],依據(jù)影響海水水質(zhì)的項目,篩選水體要素評價指標(biāo),科學(xué)全面地評價人工海岸的生態(tài)修復(fù)效果。

經(jīng)濟指標(biāo)從人工海岸周邊經(jīng)濟發(fā)展出發(fā),對受損人工海岸進行生態(tài)整治修復(fù)后,周邊經(jīng)濟發(fā)展的波動程度用以反映修復(fù)工程的成功與否,主要表現(xiàn)在工程區(qū)域周邊地價變化、漁業(yè)資源、旅游收入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化以及土地和能源結(jié)構(gòu)六個方面?；谏鲜?個方面,篩選出7項定量指標(biāo)構(gòu)成經(jīng)濟指標(biāo),如表2所示。

健康的海岸要保證其結(jié)構(gòu)和功能的完整性,海岸修復(fù)不僅需要達到恢復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)和帶動周邊經(jīng)濟發(fā)展的目標(biāo),還應(yīng)保證工程區(qū)域內(nèi)相關(guān)功能的完善以及水動力條件的改善,因此從通航功能、休閑娛樂功能、景觀功能、水文動力條件等6個方面篩選出15項定量與定性相結(jié)合的指標(biāo)構(gòu)成功能指標(biāo),如表3所示。

表1 人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)效果評價的生態(tài)指標(biāo)Table 1 The ecological index for evaluating the ecological transformation and restoration effect in the artificial coasts

表2 人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)效果評價的經(jīng)濟指標(biāo)Table 2 The economic index for evaluating the ecological transformation and restoration effect in the artificial coasts

表3 人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)效果評價的功能指標(biāo)Table 3 The functional index for evaluating the ecological transformation and restoration effect in the artificial coasts

3 結(jié) 語

本文基于國內(nèi)外已有海岸生態(tài)整治修復(fù)效果的研究,從生態(tài)、經(jīng)濟以及結(jié)構(gòu)功能與安全三方面篩選出50項定量與定性相結(jié)合的產(chǎn)出性指標(biāo),構(gòu)建科學(xué)全面、客觀合理的人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)效果評價指標(biāo)體系,為人工海岸生態(tài)化改造及整治修復(fù)工作的檢查、考核以及驗收提供參考依據(jù)。

人工海岸生態(tài)化改造及修復(fù)作為時下熱點工程,研究海岸整治修復(fù)效果評估機制更有利于海岸整治修復(fù)工程的開展。為更好地評價人工海岸生態(tài)修復(fù)效果,應(yīng)建立完備的連續(xù)監(jiān)測機制,實現(xiàn)動態(tài)評價,并考慮多學(xué)科交叉融合,結(jié)合工程實例,豐富評價指標(biāo),更加全面有效地評價生態(tài)修復(fù)效果,為指導(dǎo)綜合型整治修復(fù)工作奠定理論基礎(chǔ)。