福建省沿海砂質(zhì)岸線防護(hù)林分布特征及生態(tài)修復(fù)探討

張 潔,陳國(guó)光,王尚曉,牛曉楠,帥 爽,陳 思,于俊杰,曹新晴

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心,江蘇 南京 210016;2.湖北省國(guó)土測(cè)繪院,湖北 武漢 430010;3.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南 鄭州 450052)

獨(dú)特的地理位置和組成成分使砂質(zhì)海岸對(duì)外部環(huán)境具有較高的靈敏性和區(qū)域差異性,自然環(huán)境和人類活動(dòng)對(duì)砂質(zhì)海岸的演化產(chǎn)生重要影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1],我國(guó)70%左右的砂質(zhì)海岸線存在海岸侵蝕現(xiàn)象,海岸帶地區(qū)侵蝕災(zāi)害已經(jīng)嚴(yán)重影響附近居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。沿海防護(hù)林地處陸地和海洋兩大生態(tài)系統(tǒng)的過渡地帶[2], 包括海岸基干林帶、紅樹林、農(nóng)田林網(wǎng)、城鄉(xiāng)綠化和荒山綠化等[3],不僅是海岸帶的綠色屏障,也是應(yīng)對(duì)砂質(zhì)岸線侵蝕的第一道保護(hù)屏障。自20世紀(jì)60年代起,福建省已開展沿海防護(hù)林建設(shè)就,通過一系列綜合治理措施確保生態(tài)環(huán)境不斷得到改善[4]。

由于海面上升、河口物源減少及圍填海工程等影響,沿岸流局部水動(dòng)力發(fā)生很大改變[5-8]。砂質(zhì)岸線除易受侵蝕外,還會(huì)在波浪、潮汐、風(fēng)暴潮等影響下,順著平原地帶長(zhǎng)驅(qū)直入,對(duì)農(nóng)田和農(nóng)作物、公路、居民生活的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響[9]。砂質(zhì)岸線防護(hù)林在防災(zāi)抗災(zāi)、護(hù)岸固沙、維護(hù)生態(tài)、美化景觀等方面發(fā)揮著極其重要的作用,是沿海生態(tài)安全的第一道防線。本文以福建省沿海各市砂質(zhì)岸線防護(hù)林作為研究對(duì)象,討論防護(hù)林退化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境問題,以期為地方生態(tài)建設(shè)提供有效支撐。

1 研究區(qū)概況

福建省位于我國(guó)東南部,東臨東海,與臺(tái)灣隔海相望。全省陸地面積12.4萬(wàn)km2,海域面積13.6萬(wàn)km2。福建省海岸線長(zhǎng)度居全國(guó)第二位,陸地海岸線長(zhǎng)達(dá)3 752 km,砂質(zhì)岸線占全省海岸線約1/5,主要分布于閩江河口以南沿岸和島嶼,涉及寧德、福州、莆田、泉州、廈門、漳州等6個(gè)設(shè)區(qū)市及平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)[10]。

福建沿海具有優(yōu)越的地理位置、豐富的物產(chǎn)及旅游資源,是全省人口最稠密、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū),對(duì)省內(nèi)和省外的影響力和吸引力遠(yuǎn)高于西部和北部地區(qū)[11]。

圖1 福建省砂質(zhì)海岸線分布概況

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

為了研究福建省沿海砂質(zhì)岸線的分布情況,選擇2019年9—11月低潮位的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型包括空間分辨率2.5 m的Spot5、空間分辨率2 m的GF-1號(hào)及空間分辨率1 m的GF-2號(hào)等多光譜遙感影像。

2.2 研究方法

應(yīng)用ENVI遙感影像處理軟件對(duì)獲取影像進(jìn)行幾何糾正、輻射定標(biāo)、大氣糾正等處理,利用 ARCGIS 10.3軟件,結(jié)合監(jiān)督分類和目視解譯的方法對(duì)處理后的影像進(jìn)行解譯[12],得到2019年福建省沿海砂質(zhì)岸線防護(hù)林現(xiàn)狀分布圖。通過多時(shí)相遙感影像疊加分析,對(duì)典型重點(diǎn)區(qū)防護(hù)林退化、缺失等現(xiàn)象及進(jìn)行總結(jié),了解各地區(qū)防護(hù)林存在的生態(tài)問題,探討生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的對(duì)策。

3 砂質(zhì)岸線防護(hù)林分布現(xiàn)狀

根據(jù)2019年遙感解譯結(jié)果,福建省現(xiàn)有自然砂質(zhì)岸線約479.52 km,有防護(hù)林的砂質(zhì)岸線長(zhǎng)約134.10 km,約345.42 km的砂質(zhì)岸線無(wú)防護(hù)林。在已有的砂質(zhì)岸線防護(hù)林中,對(duì)比2009年遙感解譯和已知調(diào)查數(shù)據(jù),有68.99 km的砂質(zhì)岸線存在退化現(xiàn)象。

無(wú)防護(hù)林的砂質(zhì)岸線在沿海各市均有分布,漳州市、廈門市、莆田市占比較高,莆田市南日島、龍海市流會(huì)村—鎮(zhèn)海角沿海、漳浦縣湖前灣、江口灣、后蔡灣、前湖灣、將軍灣、大澳灣、東山島南部沙岸等地區(qū)均存在砂質(zhì)岸線段無(wú)防護(hù)林保護(hù)的現(xiàn)象(圖2)。

圖2 福建省砂質(zhì)岸線防護(hù)林現(xiàn)狀分布圖

通過長(zhǎng)期的海堤建設(shè)和防護(hù)林建設(shè)[13],福建省在廈門環(huán)島路長(zhǎng)尾礁至五通段沙灘、莆田市藍(lán)色海灣整治、福州濱海新城北貓山以北海岸帶、文武砂水庫(kù)等地區(qū)防護(hù)林修復(fù)取得了很好的成效(圖3)。但部分岸段的砂質(zhì)岸線防護(hù)林仍存在不完整、不連續(xù)性的現(xiàn)象[14-15]。在林帶老化、更新不良、外界風(fēng)沙災(zāi)害侵?jǐn)_、不合理人類活動(dòng)干擾等諸多因素影響下[16-18],砂質(zhì)岸線防護(hù)林局部存在縮小退化、斷帶缺口、不連續(xù)等問題,是福建省沿海生態(tài)系統(tǒng)的重要問題之一。

圖3 福州濱海新城防護(hù)林修復(fù)良好岸段

砂質(zhì)岸線防護(hù)林退化主要表現(xiàn)為防護(hù)林不連續(xù)、破碎化、邊界后退、人為破壞等現(xiàn)象,主要分布于寧德市霞浦縣高羅—牛埕山、福州市濱海新城、平潭島龍鳳頭—澳前—風(fēng)球山、莆田市秀嶼區(qū)東岱—石城山—煙墩頂、湄洲島中南部沿海、泉州市泉港區(qū)白石港、惠安市崇武半島沿海、晉江市深滬灣、廈門市東部沿海、古雷半島沿海、東山島東部沿海等地區(qū)(表1)。

表1 福建省砂質(zhì)岸線與防護(hù)林退化統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4 典型地區(qū)砂質(zhì)岸線防護(hù)林存在的問題

4.1 無(wú)防護(hù)林保護(hù)

防護(hù)林的防風(fēng)作用是風(fēng)在通過林帶屏障時(shí),風(fēng)能降低、風(fēng)速減緩,風(fēng)的起沙作用減弱。對(duì)于無(wú)防護(hù)林保護(hù)的地段,海岸往往易遭受侵蝕,高潮時(shí)海水漫淹的范圍較大,一旦有風(fēng)暴潮發(fā)生,農(nóng)田、居民住宅將更易遭到破壞[19]。

莆田市南日島海洋資源優(yōu)勢(shì)十分突出,鮑魚、龍須菜的養(yǎng)殖規(guī)模和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[20]。中南部大型養(yǎng)殖場(chǎng)外側(cè)雖有人工堤,但由于無(wú)防護(hù)林的保護(hù),沙侵已經(jīng)越過人工堤深入養(yǎng)殖區(qū)。當(dāng)?shù)鼐用癜凑樟?xí)慣將海產(chǎn)品直接在沙灘上晾曬,一旦有極端天氣發(fā)生,海浪來(lái)襲,會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失(圖4)。

圖4 南日島中部外側(cè)無(wú)防護(hù)林

4.2 原有防護(hù)林消失

漳浦縣大澳灣半流礁沙灘地處漳浦縣閩東南沿海突出部六鰲半島龍美村,大海三面環(huán)繞,擁有長(zhǎng)約3 km的黃金沙灘。每年4—5月,成群的燈管魷魚回游至此[21]。伴隨著養(yǎng)殖排放、風(fēng)電站建設(shè)等活動(dòng)造成了防護(hù)林的退化消失,如果不及時(shí)修復(fù)防護(hù)林,沙灘會(huì)受到沙侵后退,不僅威脅后方養(yǎng)殖場(chǎng)、農(nóng)田,也會(huì)對(duì)美麗海灘風(fēng)景造成破壞(圖5)。

圖5 漳浦縣半流礁附近海灣防護(hù)林消失

4.3 防護(hù)林出現(xiàn)缺口、不連續(xù)和邊界后退

福州長(zhǎng)樂機(jī)場(chǎng)以東1 km處海灣,2006年以前陸地上均為水田和養(yǎng)殖池,外側(cè)并無(wú)防護(hù)林[22],海風(fēng)海浪會(huì)直接影響農(nóng)作物和養(yǎng)殖。2013年修路后東側(cè)臨海修有人工堤,2014年路和人工堤中間地帶開始人工種植防護(hù)林,平均寬10 m。2017年開始填海造地,喇叭口處防護(hù)林出現(xiàn)缺口,2019年缺口越來(lái)越大,沙礫已隨著海風(fēng)的作用逐漸入侵到公路邊,長(zhǎng)此以往勢(shì)必會(huì)對(duì)公路、后方農(nóng)田造成危害(圖6)。

圖6 長(zhǎng)樂機(jī)場(chǎng)填海造地后防護(hù)林出現(xiàn)缺口

石獅市新沙堤村西南沙灘原有防護(hù)林長(zhǎng)約1 km,徑深最寬處達(dá)80 m。2012年開始修路建設(shè)使防護(hù)林受到一定程度破壞,再加上砂質(zhì)岸線的侵蝕,防護(hù)林不斷減少,原有成片林地變得不連續(xù),沙侵日益加劇(圖7)。

圖7 石獅市新沙堤村砂質(zhì)岸線防護(hù)林不連續(xù)

4.4 防護(hù)林修復(fù)后再次受到破壞

壇南灣位于平潭島東南隅,狀如新月,港灣眾多,岸線綿長(zhǎng)。此灣三面環(huán)山,一面臨海,周圍是一片蔥郁的木麻黃林,環(huán)境恬靜幽美[23]。但南段長(zhǎng)約1.5 km的沙岸有侵蝕現(xiàn)象,防護(hù)林受到破壞,在2014年遙感影像上可清晰地看出,一個(gè)個(gè)排列整齊順著風(fēng)力方向形成的小型沙丘,2019年開始人工規(guī)劃造林修復(fù),但2020年野外可見原本恢復(fù)的防護(hù)林又被重新破壞,或與要修建海濱度假休閑場(chǎng)所有關(guān)(圖8)。

圖8 壇南灣南段防護(hù)林修復(fù)后又破壞

5 討論與結(jié)論

福建省沿海防護(hù)林經(jīng)過幾十年建設(shè),防風(fēng)固沙的效果日益顯現(xiàn),為沿海地區(qū)抵御自然災(zāi)害提供了第一道防線,在沿海地區(qū)生態(tài)安全中具有至關(guān)重要的作用。建議對(duì)砂質(zhì)岸線防護(hù)林的保護(hù)與修復(fù)主要目的是使防護(hù)林發(fā)揮防風(fēng)固沙、防御海嘯和風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害、保護(hù)農(nóng)田等作用,減緩沙岸的自然侵蝕過程,保護(hù)自然環(huán)境。長(zhǎng)期目標(biāo)是建成連續(xù)的沙質(zhì)岸線防護(hù)林,形成沿海第一道生態(tài)屏障,近期建議對(duì)問題嚴(yán)重的地段開展針對(duì)性修復(fù)。

(1)福鼎市白露村、莆田市南日島、漳浦縣大澳灣等無(wú)防護(hù)林或原有防護(hù)林消失的地段應(yīng)引入多種適應(yīng)濱海沙質(zhì)土壤的樹種,提高濱海生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性。

(2)福州市長(zhǎng)樂區(qū)、平潭島、莆田市秀嶼區(qū)、湄洲島、惠安縣、晉江市等防護(hù)林不連續(xù)的地段應(yīng)構(gòu)建多樹種混交、喬灌立體搭配的復(fù)層異齡林,使得濱海生物多樣性有所改善,土壤有所改良,自然更新能力進(jìn)一步提高。

(3)漳浦縣、東山島等由于養(yǎng)殖密集而導(dǎo)致防護(hù)林缺失的地段,首先要對(duì)養(yǎng)殖水域進(jìn)行合理規(guī)劃,并加強(qiáng)防護(hù)林樹種更新,推動(dòng)縱深防護(hù)的林木養(yǎng)護(hù),優(yōu)化防護(hù)林帶整體布局,適當(dāng)擴(kuò)大防護(hù)林覆蓋范圍。