基于人工替代栖息地的长江口湿地系统规划

高　宇　张婷婷　庄　平

(中国水产科学研究院东海水产研究所/农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室，上海　200090)

基于人工替代栖息地的长江口湿地系统规划

高宇张婷婷庄平

(中国水产科学研究院东海水产研究所/农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室，上海200090)

【摘要】人工替代栖息地是一种用于滨海河口区重建丧失的滩涂等栖息地的替代方法。按照长江口自然栖息地的分布特点以及不同栖息地的服务功能，基于人工替代栖息的生态修复和保护可以分为“两圈两带”。 “两圈”是指崇明-长兴-横沙“三岛联动”保护圈，以及九段沙新生栖息地为核心的保护圈；“两带”分为城市生态安全带和城市生态调控带。长江口栖息地保护建设规划涉及具有特殊科学研究价值的栖息地和水源地、退化栖息地的生态修复和重建、景观水系整治等多个环节的建设内容，它们与人工替代栖息地的构建相辅相成。

【关键词】人工替代栖息地；长江口；湿地；城市生态；上海

长江口地处长江和东海的交界处，亚太地区候鸟迁徙路线中部，是具有国际意义的生态敏感区和全球湿地生物多样性保护238个热点地区之一[1-2]。由于人类活动的干扰，特别是大型水利工程建设、滩涂围垦等对于长江口水文、底质及生活在其中的水生生物均产生了极大影响，最为突出的是直接造成大量水生生物栖息场所遭到破坏，严重影响到生物群落结构的稳定和多样性，甚至对整个区域的生态平衡也产生一定威胁[3-5]。人工替代栖息地是一种用于滨海河口区重建丧失的滩涂等栖息地的替代方法，该方法对于丰富滨海河口生态系统，吸引更多水禽类生物来栖息以及更多鱼类等水生生物来索饵栖息，同时兼有修复水生生态系统的作用[6-7]。

1人工替代栖息地的结构与功能

“飘浮型”人工替代栖息地是目前快速有效重建滨海河口人工替代栖息地的方法，它是将人工替代栖息地设计成上下两层结构，上层种植挺水植物，主要吸引因滩涂丧失而缺乏栖息环境的水禽，同时兼有构建水面立体景观的效果；下层种植沉水植物，能够充分利用水下空间，有效利用水生植物、挺水植物的根系及微生物和基质的复合联动效果(图1)，吸收或吸附作用可以起到水体净化和过滤作用的同时重建了水生生物特别是滩涂依赖性水生生物的产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道(简称“三场一通道”)[8-10]。为防止生物入侵对生态系统造成危害，构建人工替代栖息地选用的植物首先考虑本土植被，常见挺水植物有芦苇、空心莲子草、香蒲、水蕹、水芹、菖蒲、水葱、慈菇、千屈菜等；常见浮水植物有凤眼莲、浮萍、野菱、紫萍、睡莲、满江红、水鳖、槐叶萍等；常见沉水植物有菹草、金鱼藻、伊乐藻、苦草、黑藻、马来眼子菜、篦齿眼子菜、穗花狐尾藻等[11-12]。

图1　长江口漂浮型人工替代栖息地结构模式图

研究表明，在沿海地区，植被发育较好的滨海栖息地具有良好的消浪作用，可以有效地保护海岸线，80m宽覆盖植被的滨海栖息地加上3米高的海堤就可以有效地保护海岸，而如果没有滨海栖息地的保护，则海岸需要12m高的海堤加以保护；据估计，宽度在50米以上的生长有植被的栖息地，每公顷所发挥的保护价值达1万美元以上[13-15]。按照上海2020年基本建成生态型城市的总体要求，长江口湿地系统规划编制的指导思想是：全面落实科学发展观的要求，以上海建设生态型城市、绿化林业统筹发展为契机，着力提高人工替代栖息地对建设生态型城市基础生态空间的保障能力，初步形成符合生态型城市要求的基础生态空间，同时加大自然湿地生态系统的保育力度，不断增强人工替代栖息地的能力建设和技术进步，逐步形成适应特大型城市的栖息地保护管理体系，促进长江三角洲地区经济、社会和环境的全面协调发展[16-18]。

2自然栖息地保育的总体保护规划布局

按照长江口自然栖息地的分布特点以及不同栖息地的服务功能，基于人工替代栖息的生态修复和保护可以分为“两圈两带”(图2)[19-20]。“两圈”是指崇明—长兴—横沙“三岛联动”保护圈，以及九段沙新生栖息地为核心的保护圈；“两带”分为城市生态安全带(自杭州湾至吴淞口区域的边滩湿地)和城市生态调控带(自淀山湖沿黄浦江至长江口的湖泊湿地)[21-22]。

图2　长江口栖息地生态修复和保护利用“两圈两带”布局图

“两圈两带”的区划通过以下21块保护区、示范区和湿地公园以及零星分布的公园湿地、绿地的布局来体现：①已建自然保护区4个，分别是崇明东滩鸟类自然保护区、长江口中华鲟自然保护区、九段沙湿地自然保护区和金山三岛自然保护区；②规划拟建自然保护区3个，分别是横沙东滩湿地自然保护区、南汇庙港海岸带自然保护区和杭州湾北岸湿地自然保护区；③具有特殊科研价值栖息地2块和水源地1块，分别是长兴青草沙水源地、宝钢水库水鸟栖息地和崇明绿华鸬鹭栖息地；④湿地修复和重建示范区3块，分别是横沙岛湿地修复和重建示范区、青浦淀山湖湿地修复和重建示范区、黄浦江上游饮用水源区湿地修复和重建示范区；⑤人工湿地污水处理示范区3处，分别是崇明陈家镇—东滩人工湿地污水处理示范区、南汇海港新城人工湿地污水处理示范区和金山曹泾化工区人工湿地污水处理示范区；⑥湿地公园5个，分别是崇明北湖湿地公园、崇明东滩湿地公园、沪崇苏越江大通道湿地公园、南汇海港新城湿地公园和青浦淀山湖湿地公园[23-26]。

2.1崇明-长兴-横沙“三岛联动”圈

长江口栖息地首先看上海，上海栖息地首先看崇明，崇明岛在长江口栖息地保护中举足轻重[27]。主要包括崇明、长兴、横沙三岛及周边河口潮滩湿地。该区域处于长江和东海的交界处，是具有国际意义的生态敏感区，为上海城市生物多样性最为集中的地区之一[28]。该区域是亚太区域迁徙水鸟的重要中转驿站和越冬地，长江口重要经济鱼类资源的重要洄游通道，为许多重要物种生活史的关键阶段提供生境，该区域拥有大面积正在发育过程中的潮滩湿地，在维护区域生态安全以及促进城市可持续发展中具有战略地位[29]。

长江隧桥的建成，使得三岛在物理结构上成为一体。可以预测，三岛联动必将是一个高起点、着眼于未来的发展规划，不仅对三岛本身，更重要的是对于整个长江口，以及对被自然条件“边缘化”多年的“三岛”以及苏北南通地区，这里将成为长三角新一轮经济发展的热点，也是画圆长三角区域均衡发展的重要一笔[32-33]。

因此，顺应于这种形式，崇明-长兴-横沙三岛联动必须坚持功能联动、规划联动、城市布局联动、人口布局联动，以更好地从体制、机制上形成合力，促进“三岛”联动发展。所以应该将这个区域作为一个整体来对待，进行统一规划，以利于资源整合、优势互补，实际操作和方案的落实，这具有重要的现实意义和深远的历史意义[34]。

本着上述的原则，该区域在规划过程中将统筹兼顾湿地保护与城市建设用地增量的要求。在现有1个国家级自然保护区和1个省级自然保护区的基础上，规划在横沙东滩建立省级自然保护区，形成崇明-长兴-横沙“三岛联动”圈保护区，为区域生态安全和滩涂资源可持续发展提供有力保障。

2.2九段沙新生湿地保护圈

九段沙湿地也是具有国际重要意义的生态敏感区和全球湿地生物多样性保护的地区，它是长江河口诸多湿地中面积最大、淤涨速度最快的一个新生湿地生态系统，具有典型的河口型湿地的生物多样性特征，巨大的生态服务功能和科学研究价值，是长江三角洲乃至全国保存最完整、最为重要的河口湿地之一[35]。作为国际上最重要的生态敏感区之一，九段沙湿地是中华绒螯蟹的产卵场所和长江江海洄游性动物的必要通道，也是东亚—澳大利亚候鸟迁徙路线上的重要停歇点。对于上海城市发展来说，九段沙湿地不失为一块重要的后备土地资源。但是，对于目前还在“生长发育”中的九段沙湿地来说，还应该以保护为主[36]。

九段沙湿地作为长江口最靠外海的河口型新生湿地沙洲，是一个正在形成中的冲积型沙洲，也是上海重要的生态屏障。九段沙目前尚未有人居住，植被演替处于原生演替状态，是目前上海地区惟一的尚未受到人为过多干扰的岛屿，也是研究冲积淤涨型沙岛植被演替的不可多得的区域，被称为“上海最后一块处女地”。因此，仅从这个角度讲，九段沙新生湿地的重要性就是不言而喻的：在一定时间内，保存九段沙湿地的原生性，并研究栖息在其上的生物生长、群落演替的自然规律能够帮助我们衡量其他湿地的生态健康水平，并能为修复已遭破坏的湿地提供有价值的背景数据[37]。

所以，布局在这里的九段沙湿地国家自然保护区，就是要在相当长的时间内，保持其原生性，不破坏湿地生态系统的完整性，把人为干扰减到最低限度，并利用这些可贵的材料进行系统的科学研究和教育。例如，在九段沙湿地划定珍稀动物救护中心(青少年教育基地)、迁徙鸟类观察区(水生动物观测站)、监测科研和执法基地(湿地生态系统定位研究站)等几个功能区，以便对九段沙湿地进行时控动态的监测与管理[38]。

2.3城市生态安全带

城市生态安全带和城市生态调控带是人工替代栖息地生态修复的两大重点区域。城市生态安全带是保证中心城区经济发展的生态要件，就像汽车的保证安全行车的部件一样，城市生态安全带是自杭州湾至吴淞口区域的边滩栖息地，主要包括奉贤、金山的边滩，大小金山三岛湿地。大小金山三岛湿地为上海市郊惟一一块较好的保持相对原始植被状态的地区。同时，沿海一线大堤的人工湿地还可用于防御台风、风暴潮以及海啸等自然灾害，在发生灾害时为泛洪区域，能有效减缓对内陆农田、房屋或工业设施的破坏，平时则可用于水产养殖以及迁徙水鸟重要的补充栖息地[39]。

城市生态安全包含两重含义：①城市生态系统自身是否安全，即自身结构是否受到破坏；②城市生态系统对于人类是否安全。其中城市生态系统结构是城市生态安全的物质基础。显然，海啸的惨剧和溃堤的教训，给沿海城市上海市的城市生态安全敲了一声响亮的警钟。在这种背景下，必须优先考虑近海及海岸湿地对人类栖息环境及生命安全的影响，发挥长江口、杭州湾沿岸潮滩湿地在抵御自然灾害中的重要作用，大面积保留长江口、杭州湾沿岸湿地一线大堤内侧的人工鱼蟹塘湿地；考虑该区域的现状以及上海重大产业布局的实际情况，因地制宜地发展湿地公园或人工替代栖息地可持续利用示范项目[40]。区域功能注重物种的保护，协调杭州湾地区湿地生态系统的整体保护以及迁徙水鸟保护网络建设的需要，运用人工替代栖息地生态修复技术重点建设金山三岛自然保护区、南汇庙港海岸带自然保护区和杭州湾北岸湿地自然保护区，南汇临港新城湿地公园[41]。发挥人工替代栖息地的社会效益，重点支持湿地生态旅游项目的发展。依托人工替代栖息地的示范效应，有重点的在奉贤、金山、南汇、宝山等地区开展退化湿地修复和重建工作。推广人工替代栖息地的经济效益，研究人工湿地污水处理关键技术[42]。

2.4城市生态调控带

城市生态调控带是指自淀山湖沿黄浦江至长江口的湖泊湿地，主要包括上海西南部的碟形洼地、黄浦江水源保护地以及周边的湖泊群，黄浦江的支流或源流。该区域主要为上海地区重要的水源地、重要的航运、排污功能区域，在调蓄洪水、排涝、维系地下水位等方面具有重要意义[43]。

城市生态系统显然不同于自然生态系统，从生态平衡上看，自然生态系统的成分相对多样化，营养结构相对复杂，自动调节能力就较大，易维持生态平衡，因此，自然生态系统总是在不平衡——平衡——不平衡的发展过程中进行着物质与能量的交换，推动着自身的变化和发展。城市生态系统中，生产者不足，CO2含量多，环境容量小，净化能力弱，随着城市人口的数量增长，工业的发展，城市生态系统的功能也日趋复杂，所以城市生态平衡最易遭到破坏，从而出现许多严重的环境问题，因而必须在系统中增加能量的输入以增强自身的调控功能，这是设定城市生态调控带的理论依据。此外，城市生态系统中还必须注重生态系统的景观特征和美学价值，所以具有一定的特殊性[44]。

从城市生态调控的角度加强内陆河流湖泊群湿地区水源保护地的保护力度，重点加强黄浦江上游水源保护地以及淀山湖水源地的保护和管理，发挥该地区水源储备的功能；结合淀山湖周边地区环境整治，重点在淀山湖周边地区因地适宜地发展湿地公园，促进湿地旅游观光事业的发展，充分发挥内陆河流湖泊湿地的在污水处理、航运、景观、休闲等方面的作用；结合黄浦江和苏州河两岸用地的功能调整和开发，加大对苏州河、黄浦江等水系的整治力度，挖掘栖息地地的自然景观和人文景观。要重点保留城市化地区相对自然的湿地景观区域，并加以适宜性改造，纳入城市公共绿地系统规划。中心城区大型公共绿地的规划和建设，要尽量规划一定面积的人工湿地或保留原有的水系，并进行栖息地人工替代化改造[45]。

在城市生态调控带地区有条件的湿地，推进退化湿地的修复和重建工作以及指定2个具有特殊科学研究价值的栖息地，重点加强水鸟停歇、繁殖、越冬等栖息地的管理[46]。

3人工替代栖息地保护建设规划

根据生态敏感性和生物多样性保护的要求，保护一些零星分布在市域范围内无法归入“两带两圈”范围内的栖息地生态系统，主要包括江湾湿地、南汇海港新城、崇明北湖、绿华、宝钢等区域，以及市内公园、大型公共绿地内的人工湿地等，也为不同的野生动物种群提供了丰富多样的栖息地[47]。

分布在“两带两圈”范围之外的栖息地，分布区域复杂，功能定位的差异很大。比如：上海的最后一块城市自然湿地——江湾湿地的生物多样性明显高于世纪公园、浦东国际机场等人工绿地，甚至超过目前上海郊区的许多地区，对于上海地区的乡土物种保存、区域多样性保护、新江湾国际社区的构建都具有重要意义，以此开展的新江湾城生态走廊实验区更是向全社会传递栖息地保护意识，共建生态文明[48]。

栖息地保护建设规划涉及湿地保护、退化湿地修复和重建、合理利用和能力建设4个环节的建设内容，它们相辅相成，缺一不可。考虑到长江口栖息地保护现状、城市发展的趋势以及建设内容的轻重缓急，2016-2020年，只优先安排了栖息地的保护、合理利用的示范项目以及必须的能力建设。

3.1具有特殊科学研究价值的栖息地和水源地

除了要设定自然保护区进行严格的物种保护和栖息地保护以外，考虑到城市建设发展对湿地资源的需要以及沿江沿海湿地中乱捕滥猎迁徙鸟类的违法犯罪活动等问题，规划将在不适宜建立自然保护区的，又可以为迁徙鸟类提供栖息地的湿地指定为具有特殊科学研究价值的栖息地，开展乡土保护物种的科学研究和自然保育工作。在崇明绿华、宝钢水库等地区规划了具有特殊科学研究价值栖息地2个[49]。

上海是水质型缺水城市，随着城市的发展，湿地的水资源功能对上海这一国际特大城市的重要性将日益彰显。长江口栖息地同时也是最重要的水资源的载体之一。长江口长兴岛的青草沙地表水量丰富、水质优良，符合上海水源地标准，已成为上海城市供水战略转移的依托之一。十二五期间，青草沙水源地原水工程全面建成通水，其水质要求达到国家Ⅱ类标准。青草沙水库建成后，形成了有效库容5.53×108m3，日原水供应规模达9.50×106m3，占上海原水供应总规模的50%以上，受水水厂16座，已成为上海市主要水源地，受益人口将超过1100万人[43，49]。工程的建成和投入运行，改写了上海饮用水主要依靠黄浦江水源的历史。

3.2退化栖息地的生态修复和重建

在现有崇明东滩东旺沙B滩国家级湿地生态示范区的基础上，继续开展对已破坏或退化湿地的修复和重建工作。拟从河口、内陆湖泊和河流湿地3个层次规划建设南汇东滩、淀山湖、黄浦江上游饮用水源区等3个国家或地方水平的湿地修复和重建示范区，总面积约为200km2。基于人工替代栖息地构建技术开展生态修复和重建示范区的建设，一方面可以增加城市栖息地自然景观，改善城市生态环境和城市居民的生活质量，另一方面也可以为全市中小河道的整治和景观建设积累基础工程经验，全面推进自然水系的综合治理[50]。

依托人工替代栖息地的示范效应，有重点地支持人工湿地处理污水项目的规划、建设。围绕崇明生态岛建设、崇明陈家镇——东滩地区的开发，安排3～5个试点项目进行培育，研究人工湿地处理污水关键技术。要对崇明东滩、崇明北沿、南汇东滩、海港新城周边区域、长兴横沙两岛周边区域引导鱼蟹塘等人工替代栖息地进行示范性的适宜性改造，在满足渔业生产的同时，增加水鸟栖息地的生态服务功能[51]。

3.3景观水系整治

人工替代栖息地的建设不仅对水生生物提供了良好的栖息环境，人工替代栖息地中众多的植被在水质净化、景观等方面也起到了重要的作用[52]。结合黄浦江两岸用地调整和功能开发，改善地区生态环境，开辟活跃的公共活动岸线，构建具有都市繁华特征的滨江景观带和休闲旅游带。结合苏州河综合整治，以蜿蜒曲折的自然流向为主轴，进一步挖掘两岸自然与人文历史景观，形成水质清洁、环境优美、历史文化内涵丰富、安居休闲的滨水景观[44]。景观水系功能的定位是增强防汛排涝，保障城市安全；加强引清调水，改善内河水质；改善城市景观，促进水上旅游；提升休闲品位，发展相关产业[45]。景观水系建设一方面需疏浚整治河道，恢复河道生态环境，另一方面结合两岸绿化林带和特色居住区的开发，以顺应自然的构思将流水和人造景观融为一体，体现亲水、自然、生态、历史文化和人性化有机结合的构思。致谢：感谢上海市绿化管理局相关处室和复旦大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室对本文的修改提出宝贵意见。

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Systemic Planning and Programming of the Yangtze Estuarine Wetlands Based on the Construction of Artificial Alternative Habitat

GAO YuZHANG TingtingZHUANG Ping

(Key Laboratory of Marine and Estuarine Fisheries，Ministry of Agriculture/ East China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，200090 Shanghai，P.R.China)

Abstract：Artificial alternative habitat is a type of habitat reconstruction or habitat alternative method for dealing with habitat loss in coastal estuary such as the loss of tidal flats.According to the geographical distribution and service functions of typical wetland habitats in the Yangtze estuary，we divided wetland of Yangtze estuary into two types based on the theories of ecological conservation and artificial alternative reconstruction.The classification were termed as “two circles，two strips”.One circle of the “Two circles” is the circle which enclose Chongming—Changxing—Hengsha three islands，the other circle is the protected circle whose core is the newly growing wetland Jiuduansha island；“two strips” include city ecological safety strip and city ecological modulative strip.The habitat protection and construction planning in Yangtze estuary involve the measures of reconstructing habitats and water sources with special scientific value，restoring and reconstructing of degraded habitats，improving landscape water system，etc.These multiple measures and the construction of artificial alternative habitat are complement to each other.

Keywords：artificial alternative habitat；the Yangtze estuary；wetlands；urban ecology；Shanghai

作者简介：高宇，博士，助理研究员，研究方向为水生态修复和景观生态学

通讯作者：庄平，研究员，博士生导师，研究方向为渔业生态和河口生态学

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)03-0154-06

项目资助：国家自然科学基金(No.31400410)、长江口青草沙水库邻近水域生态修复专项和中国水产科学研究院东海水产研究所基本科研业务费资助

引用文献格式：高宇等.基于人工替代栖息地的长江口湿地系统规划[J].环境与可持续发展，2016，41(3)：154-158.