海洋生態(tài)文明視域下河口沙壩-潟湖生態(tài)修復(fù)思路探究

張盼,王鵬,2,3,林霞,張連杰,閆吉順,趙博

(1.國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 大連 116023;2.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院 南京 210098;3.河海大學(xué)海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京 210098)

1 生態(tài)修復(fù)重要意義

黨的十八大以來(lái),黨中央、國(guó)務(wù)院作出了加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重大部署,黨的十九大報(bào)告明確指出“實(shí)施流域環(huán)境和近岸海域綜合治理”“實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程”,堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針建設(shè)美麗中國(guó)。為了貫徹生態(tài)文明建設(shè)理念,修復(fù)近岸海域受損生態(tài)系統(tǒng)和典型地貌單元,《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》《國(guó)家海洋局海洋生態(tài)文明建設(shè)實(shí)施方案(2015—2020 年)》均明確提出實(shí)施“藍(lán)色海灣”整治工程,到2020年在不少于66個(gè)海灣及毗鄰海域進(jìn)行有針對(duì)性的整治。2018年全國(guó)海洋工作會(huì)議進(jìn)一步指出,要牢固樹(shù)立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,實(shí)施陸海統(tǒng)籌的近岸海域綜合治理,加大海岸整治修復(fù)力度。

沙壩-潟湖海岸是“藍(lán)色海灣”整治修復(fù)的重要對(duì)象,占世界海岸的13%以上,在我國(guó)主要分布于廣西、廣東、浙江、山東半島和渤海灣北部沿岸,遼寧沿岸地帶也較常見(jiàn)[1-2]。沙壩-潟湖海岸是由沙壩、潟湖、潮汐通道三大地貌單元組成的典型濱岸堆積地貌體,在含沙豐富的河流入?？谔幇l(fā)育廣泛,具有典型的生態(tài)系統(tǒng)和獨(dú)特的景觀、科研價(jià)值,在防潮護(hù)岸、維持區(qū)域生態(tài)平衡、美化海岸景觀等方面發(fā)揮重要作用。然而,20世紀(jì)90年代以來(lái),高強(qiáng)度、多類(lèi)型的人類(lèi)活動(dòng)改變了維持沙壩-潟湖系統(tǒng)平衡的沉積環(huán)境,導(dǎo)致沙壩-潟湖海岸受到損傷和破壞[3]。目前,已經(jīng)有超過(guò)20%的沙壩-潟湖地貌系統(tǒng)完全滅失[4],剩余沙壩-潟湖地貌系統(tǒng)也由于人類(lèi)活動(dòng)(如圍填海、采砂、筑壩等)受到破壞,但是其沙壩的本體仍然存在,通過(guò)海岸整治可以逐步修復(fù)其受損形態(tài),恢復(fù)生態(tài)和景觀價(jià)值。

目前關(guān)于海岸整治修復(fù)工作的研究尚處于起步階段,針對(duì)河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)修復(fù)的研究仍十分欠缺。本研究通過(guò)遼寧省典型河口沙壩-潟湖主要生態(tài)修復(fù)思路和方法的探究,可以為沙壩-潟湖海岸的保護(hù)與恢復(fù)提供思路,也為我國(guó)海岸整治修復(fù)管理提供借鑒。

2 生態(tài)修復(fù)方法與關(guān)鍵技術(shù)

自然條件下沙壩-潟湖海岸常會(huì)緩慢走向衰亡,但在人類(lèi)活動(dòng)干預(yù)下正加快消亡[5]。在海洋生態(tài)文明建設(shè)大背景下,沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)工作逐步興起并越來(lái)越重要,修復(fù)措施需要科學(xué)合理、有針對(duì)性地開(kāi)展,并注重整治修復(fù)效果的長(zhǎng)效性。Oost[6]認(rèn)為沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)要尊重自然動(dòng)力地貌規(guī)律和完整性,因地制宜開(kāi)展人工修復(fù)。Giardino、Tung 等[7-8]采用增加泥沙供給、保持潮汐通道穩(wěn)定性等方法對(duì)受侵蝕沙壩或砂質(zhì)海岸進(jìn)行修復(fù)。國(guó)內(nèi)也有少數(shù)研究者針對(duì)海岸修復(fù)進(jìn)行了研究,人工構(gòu)筑物的建設(shè)或拆除作為修復(fù)方案的重要方法逐步開(kāi)始應(yīng)用[9]。

沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)必須堅(jiān)持以“自然恢復(fù)為主,人工修復(fù)為輔”的原則,做到科學(xué)合理,因此需要對(duì)生態(tài)修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估。目前國(guó)內(nèi)外科學(xué)界針對(duì)沙壩-潟湖系統(tǒng)的評(píng)估體系還沒(méi)有開(kāi)展相關(guān)研究,但是海岸帶及沙壩-潟湖脆弱性評(píng)價(jià)方法的成功應(yīng)用為生態(tài)修復(fù)治理提供了借鑒和參考。脆弱性指數(shù)法和綜合指數(shù)法廣泛應(yīng)用于海岸帶綜合評(píng)價(jià),Gornitz[10]最早提出了海岸帶脆弱性評(píng)價(jià)指數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的概念,并成功應(yīng)用于美國(guó)太平洋和大西洋海岸的脆弱性評(píng)價(jià),王鵬[11]采用綜合指數(shù)法對(duì)遼寧海岸帶開(kāi)發(fā)活動(dòng)進(jìn)行了評(píng)價(jià),Mitchell[12]根據(jù)潮汐通道、沙壩狀態(tài)、動(dòng)力影響因子等采用綜合指數(shù)法對(duì)加納近岸沙壩-潟湖系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行了研究。

“藍(lán)色海灣”整治修復(fù)工程需要加強(qiáng)對(duì)自然恢復(fù)及人工干預(yù)下沙壩-潟湖恢復(fù)機(jī)制的研究,但是目前關(guān)于整治修復(fù)的方法、標(biāo)準(zhǔn)和理論仍然處于探索階段,許多科學(xué)問(wèn)題尚不成熟、不清楚。如何秉持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針,識(shí)別沙壩-潟湖系統(tǒng)受損主要因素,評(píng)估不同人工修復(fù)方法的必要性和有效性是藍(lán)色海灣整治修復(fù)亟須解決的問(wèn)題。

3 浮渡河口沙壩-潟湖受損狀態(tài)

河口地區(qū)沙壩-潟湖系統(tǒng)受波浪、潮流等水動(dòng)力條件和河流泥沙供給等多種自然因素影響,同時(shí)也是人類(lèi)活動(dòng)的多發(fā)區(qū)域,這使得河口沙壩-潟湖系統(tǒng)非常脆弱。遼寧省營(yíng)口市浮渡河口具有典型的沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng),多年來(lái)存在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類(lèi)活動(dòng),導(dǎo)致沙壩-潟湖系統(tǒng)的地貌形態(tài)發(fā)生重大改變,同時(shí)該區(qū)域也已列入藍(lán)色海灣工程項(xiàng)目庫(kù),是河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)修復(fù)的典型代表區(qū)域。

通過(guò)多時(shí)期的遙感影像資料對(duì)比發(fā)現(xiàn),浮渡河口沙壩-潟湖系統(tǒng)處于較快速度的萎縮消亡狀態(tài)。其中,浮渡河口南側(cè)沙壩2007年較2000年后退最大距離約60 m;浮渡河口北側(cè)沙壩后退距離不大,但是沙壩規(guī)?？s小變窄,表面物質(zhì)粗化,2019年較2010年相比最北側(cè)沙壩平行海岸向東延伸約260 m。浮渡河入海泥沙物質(zhì)供給以及水動(dòng)力環(huán)境條件是河口沙壩-潟湖存在的必要條件。浮渡河是發(fā)源于山區(qū)的短途季節(jié)性山溪河流,所攜帶的泥沙除了塑造沿岸邊灘外,其余全部堆積于河口地區(qū)。隨著人類(lèi)對(duì)于沙礫資源和水資源需求的日益增大,極大地壓縮了入海泥沙量。同時(shí),浮渡河口存在河口筑壩、圍海養(yǎng)殖和人工島建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng),改變了河口周邊海域水動(dòng)力條件,造成沙壩侵蝕后退,潟湖面積逐漸縮小甚至消亡。

4 生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵問(wèn)題與建議

4.1 生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵問(wèn)題

針對(duì)遼寧省浮渡河口的典型沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng),聚焦該區(qū)域存在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)力地貌系統(tǒng)受損的特點(diǎn),在實(shí)際修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)解決兩個(gè)方面關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

4.1.1 多類(lèi)型人類(lèi)活動(dòng)耦合影響下的河口沙壩-潟湖系統(tǒng)受損機(jī)制

在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類(lèi)活動(dòng)共存的條件下,它們對(duì)沙壩-潟湖海岸的影響并非簡(jiǎn)單的線性疊加,而是受控于它們出現(xiàn)的時(shí)間順序和當(dāng)時(shí)的動(dòng)力地貌系統(tǒng)狀態(tài),相互之間也會(huì)有顯著的相互影響,這種非線性耦合影響機(jī)制是后期項(xiàng)目開(kāi)展中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。在整治修復(fù)研究中,需要基于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)分析典型地貌形態(tài)的主控因素和時(shí)空變化規(guī)律,剖析河口筑壩、圍填海、人工島、河道采砂等多種人類(lèi)活動(dòng)對(duì)河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)的非線性耦合影響機(jī)制、影響程度及時(shí)空尺度,闡明動(dòng)力地貌系統(tǒng)受損的主導(dǎo)因素。

4.1.2 河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)的修復(fù)效果評(píng)估

河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)的受損過(guò)程與其修復(fù)效果往往表現(xiàn)在不同的時(shí)空尺度上,目前這方面的國(guó)內(nèi)外研究還較為欠缺。如何依據(jù)長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感影像、歷史資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)等鑒別恢復(fù)過(guò)程的時(shí)空尺度特性,進(jìn)而構(gòu)建生態(tài)修復(fù)效果定量評(píng)價(jià)指標(biāo),是生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施效果的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在構(gòu)建評(píng)估體系過(guò)程中,采用綜合指數(shù)法和層次分析法選取代表性指標(biāo)構(gòu)建河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)效果評(píng)估體系是較為科學(xué)合理的方法。選取代表性指標(biāo)方面可將水動(dòng)力環(huán)境(潮位、潮流)、沉積物環(huán)境(泥沙粒徑、泥沙通量等)和地貌環(huán)境(沙壩長(zhǎng)度、寬度、口門(mén)寬度、潟湖面積)等作為具體指標(biāo)。利用生態(tài)修復(fù)效果評(píng)估體系充分分析堤壩拆除、潟湖面積拓展、人工補(bǔ)沙等人工修復(fù)措施實(shí)施后的河口沙壩-潟湖動(dòng)力地貌系統(tǒng)演變特征,比較不同人工修復(fù)活動(dòng)對(duì)研究區(qū)域波浪場(chǎng)、水流場(chǎng)和泥沙場(chǎng)分布特性的影響,探討科學(xué)合理的整治修復(fù)措施。

4.2 建議

隨著機(jī)構(gòu)改革進(jìn)程的順利推進(jìn),海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)管理工作越來(lái)越受到重視并取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。在接下來(lái)的“十四五”時(shí)期,如何扎實(shí)推進(jìn)沙壩-潟湖海岸等典型生態(tài)系統(tǒng)、重點(diǎn)區(qū)域保護(hù)修復(fù)工作,全面提升海洋生態(tài)整治修復(fù)管理水平,是海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)工作中值得思考的一個(gè)課題。針對(duì)目前海洋生態(tài)整治修復(fù)中存在的問(wèn)題,在未來(lái)海洋整治修復(fù)工作中,要加快形成海洋生態(tài)修復(fù)體系,以最嚴(yán)格制度最嚴(yán)密法治保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。

4.2.1 加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)頂層設(shè)計(jì)

通過(guò)完善規(guī)劃引領(lǐng)、制度設(shè)計(jì)和任務(wù)目標(biāo)篩選確定等頂層設(shè)計(jì),加強(qiáng)政策引領(lǐng)。一方面,制定重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)修復(fù)規(guī)劃,從海洋生態(tài)修復(fù)全局出發(fā)加快出臺(tái)海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)規(guī)劃,堅(jiān)持整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理,加強(qiáng)典型生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理,避免出現(xiàn)生態(tài)修復(fù)破碎化現(xiàn)象發(fā)生,切實(shí)統(tǒng)籌做到保持自然岸線,保留公眾親?？臻g;另一方面,完善相關(guān)制度設(shè)計(jì),針對(duì)典型沙壩-潟湖等地貌系統(tǒng)明確相關(guān)制度要求,確定修復(fù)重點(diǎn)岸段和項(xiàng)目,建立生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目庫(kù),積極爭(zhēng)取國(guó)家資金支持,完善項(xiàng)目運(yùn)行機(jī)制。

4.2.2 提升海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)能力

加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)方法基礎(chǔ)研究,指導(dǎo)地方科學(xué)實(shí)施生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目,建立合理評(píng)估體系和監(jiān)測(cè)體系,逐步提升海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)能力。由于我國(guó)海洋生態(tài)修復(fù)起步較晚,海洋生態(tài)修復(fù)的研究和實(shí)踐不足,要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域整治修復(fù)工作,科學(xué)判定海洋生態(tài)破壞區(qū)域,增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境破壞診斷準(zhǔn)確性,避免出現(xiàn)機(jī)制研究不足、生態(tài)修復(fù)手段缺乏針對(duì)性、生態(tài)修復(fù)未能達(dá)到預(yù)期效果等現(xiàn)象。針對(duì)生態(tài)修復(fù)措施要加快建立生態(tài)修復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,健全制度標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)事中事后監(jiān)管,提升效果評(píng)價(jià),明確進(jìn)一步整治修復(fù)方向,保證海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)質(zhì)量和效果。