长江口湿地退化现状及原因对策分析

2018-09-18张达

水力发电 2018年6期

张达

(防灾科技学院，北京101601)

湿地一般狭义上被理解为陆地和水域间的过渡地段，广义定义则是指水位经常接近地表，其主要特征是水成土及土体水分饱和[1]。依据广义定义地球表面湿地的覆盖率仅为6%，但却提供了地球上20%的已知物种的生存环境，其显著的生态功能是不可替代的。我国湿地面积占全世界的10%，是世界上湿地类型齐全、数量丰富的国家之一[2]。然而，根据全国湿地资源调查，现存自然或半自然湿地仅占国土面积的3.77%，自然湿地数量不断减少，湿地生物多样性明显衰退。

长江河口是一特大型的淤泥质河口，其滨海湿地生物多样性很高，不仅是多种生物周期性溯河和洄游的必经通道，也是亚太候鸟迁徙的主要驿站[3]。但近年来，湿地生态系统生态特征变化巨大，衰退局面严重[4- 5]。河口湿地生态演变及其影响因素是目前国际生态系统领域的重要研究内容之一[6- 7]。

1 研究区域概况

长江口口门宽约，湿地面积约为215 000 hm2，占整个上海地区自然湿地总面积的93 %。分布于沿江沿海的滨海湿地包括潮上带淡水湿地，潮间带滩涂地以及潮下带近海湿地，总面积40 470 hm2。其中高程2m以上滩涂面积为266 km2；高程0 m以上滩涂面积896 km2；高程-2 m以上滩涂面积为1 513 km2；高程-5 m以上滩涂面积为2 699 km2。长江口各主要湿地分布见图1、表1。

图1 长江口主要湿地分布

高程/m各湿地面积/km2江中沙洲崇明边滩崇明东滩北港北沙横沙东滩九段沙南汇东滩杭州湾滩3176125131201031288612331352021-530724424230643737740443

2 长江口湿地现状

长江口湿地分布范围区域广，面积大，长期数据监测难度大，故需要借助卫星影像资料和实地调查数据相结合。本文收集了2002年8月6日、2005年10月18日和2008年5月28日共3个时相的长江口TM遥感资料。因最能够代表长江口湿地淤涨的区域主要为崇明东滩、横沙东滩、九段沙、南汇边滩，本文主要利用收集的资料计算4个区域5 m等深线的历年变化(见表2)，分析长江口湿地的淤积和侵蚀趋势。

由表2可知，2002年～2008年间，崇明东滩5 m等深线在东南方向淤积，东北方向部分侵蚀。横沙东滩东南方向淤积，东北方向侵蚀，淤积略大于侵蚀。横沙东滩5 m等深线内一直受到长江口深水航道工程和疏浚泥土吹填的影响，其相应的人类活动改变了横沙东滩自然演变的进程。九段沙5 m等深线范围内由淤积转为侵蚀，其中东南方向侵蚀明显；而南汇边滩东南方向少量淤积，南槽南侧部分侵蚀，侵蚀多于淤涨面积；长江口4个生态湿地的总面积7年间侵蚀了97.27 km2，平均每年侵蚀13.89 km2；除横沙东滩外还少量淤积外，其他3个湿地都转为侵蚀，湿地总体退化趋势明显。

表2 2002年～2008年长江口湿地淤积和侵蚀变化 km2

3 长江河口湿地退化原因

3.1 流域来沙量不断减少

长江如巨龙横卧我国中部，蜿蜒盘旋而入东海。如果说河口是长江的龙头，那么安徽省的铜陵市所在区就是长江巨龙的咽喉部位，铜陵市的大通水文站(离长江河口口门642 km)则是计算咽喉吞吐水流和泥沙的数量控制站点。大通水文站多年输沙量观测资料显示，长江进入河口的悬浮泥沙总量自1985年以来在逐年减少(见表3)。

表3 大通站年输沙量统计 104 t

如果将进入河口的泥沙变化分为1958年～1984年和1985年至今两个阶段，第一阶段的26年期间为长江入河口输沙量的高值时段，第二阶段(1985至今)的20多年为长江入河口输沙量低值年段，而2006年是20世纪以来入河口的泥沙总量最低年份(0.848亿t)。

如果将径流量和输沙量放在一张图上(见图2)，同时对比水体中的悬沙含量(见图3)，发现长江进入河口的径流量自20世纪90年代以来有所增加，但水体的悬沙含量逐年有下降的趋势，至21世纪的2006年水体泥沙含量不到0.15 kg/m3。

长江口及其相邻海区泥沙有巨大的扩散作用，潮流和沿岸流是其主要的水动力因素。三角洲淤涨的条件要求河流来沙量超过海流向周边海区的扩散能力；当河流来沙量小于海流向周边海区的扩散能力时，三角洲就发生侵蚀。由于各种自然和人为因素的影响，长江入海泥沙量今后几十年可能将继续下降，湿地滩涂的侵蚀很可能进一步加剧，甚至浙江沿岸海湾滩涂也将受到影响。

图2 长江大通年径流总量与输沙总量变化过程线

图3 大通水文站历年含沙量变化

3.2 人工围滩造地强度不断加大

(1)围垦造地对湿地面积的影响。近50年来长江口圈围造地近800 km2(合82 666.7 hm2)，3.0 m高程线以上的高滩大都已经被圈围。据2003年3月的水下地形图，-5 m等深线以上滩涂面积总计有256 333.3 hm2，规划通过促淤与围堤工程措施在2010年前(近期)再圈围42 593.3 hm2，促淤57 480.0 hm2；2010年～2020年(远期)圈围22 680.0 hm2，圈围造地总规模65 273.3 hm2。在不考虑滩涂自然淤涨的情况下，至2020年长江口地区湿地面积将减少25.6%。按目前长江口滩涂的淤涨速度(1 500～3 000hm2/a)，至2020年长江口将新增滩涂面积25 500.0～51 000.0 hm2，长江口最终减少湿地面积占湿地总面积的比例大约为14.1%～4.6%之间，其影响范围较大的区域主要分布在南汇边滩、崇明北沿、青草沙与中央沙、横沙东滩。

(2)促淤对湿地生态的影响。工程促淤对湿地生态环境的不利影响主要表现为施工期对湿地鸟类的惊扰，但采取工程促淤措施加快了泥沙淤积速率，有利于潮间带湿地的形成，增加局部地区的湿地面积；生物促淤可增加潮上滩植被(如芦苇、大米草、互花米草等)分布范围和分布密度，增加潮上滩植物的生物量，有利于底栖生物的繁殖，可加快新生湿地生态系统功能及结构的完善，对湿地生态系统属有利影响。

(3)滩涂开发对景观生态的影响。目前，长江口地区土地覆盖类型(景观)主要为农业用地、居民与工矿用地、水域。这三种土地覆盖类型占长江口总面积的85%以上，表明长江口地区景观结构较为简单。长江口滩涂开发利用规划充分考虑了对长江口敏感区及其珍稀鸟类栖息地的保护，九段沙和崇明东滩两个自然保护区范围内的湿地未列入长江口滩涂围垦范围。滩涂资源遵循动态保护的原则。即，根据滩涂淤涨的速度来决定长江口地区湿地资源的利用规模。长江口区的湿地规模基本上可维持现状水平，长江口部分滩涂资源作为水源地进行开发，其湿地性质由天然湿地转为人工湿地，仍能保持部分湿地的功能，有利于维持目前长江口区的景观结构，亦即有利于区域生物多样性的保护。

3.3 全球变化和海平面上升的影响

全球气候变化令河口和三角洲的生态系统日益脆弱，成为流域生态安全危险系数最高的区域。近百年来，气温和海表温度均呈明显增加的趋势，全球气候变暖与海平面上升威胁平原海岸。实测资料显示，1961年～2005年，长江全流域年平均气温呈明显升高趋势，尤以1991年以来升温最为显著。相对于1961年～1990年，20世纪90年代平均气温升高了0.33℃，2001年～2005年急剧升高了0.71℃。

海平面呈上升趋势。海平面上升直接造成了岸线后退和海洋动力增强，二者相辅相成。这对以沉降带为背景以及隆起带内的以断陷盆地为背景的我国平原海岸将构成极大威胁。近50年来，我国沿海海平面呈上升趋势，上升速率为1.0～3.0 mm/a(见图4)。

图4 连兴港、共青圩站年平均潮位变化及拟合过程

y年份的年平均潮位趋势线表达式：①连兴港H=0.01(y-1987)+0.135 5，R2=0.828；则H=10 mm/a。②共青圩H=0.014(y-1987)+0.303，R2=0.844；其H=14 mm/ a。

图4拟合关系式表明，近20年来，长江口平均潮位整体以超过10 mm/a的速率上升。

海平面上升对长江口湿地影响主要表现：

(1)海平面上升为海水入侵提供了动力条件，进一步加剧了湿地盐碱化，使低潮滩转化成潮下带。

(2)海洋动力增强引起海岸侵蚀加剧。海平面上升不仅使沿海湿地面积减少，而且光滩？的侵蚀一般为垂向下蚀，沼泽的侵蚀表现为侵蚀陡坎的向岸后退。为了提供沼泽垂向淤积所需的泥沙，陡坎外的侵蚀将加剧。

(3)未来海平面的上升随着滩涂围垦的加剧和河流泥沙大量减少，会导致潮滩植被进一步的破坏。这是因为海岸侵蚀和滩涂围垦的加剧使潮滩不断变窄，植被生长空间缩小；潮浸频度提高，造成湿地类型退化。因此，未来湿地的淤涨作用将趋于减弱，海平面上升极可能导致长江口滩涂湿地的减少。

4 长江口地区的湿地保护及对策

(1)建设并完善湿地保护的法制体系和合理利用的管理协调机制。对于威胁生态系统健康运行的活动，应该建立相应的限制性政策；对于有利于湿地资源保护的行动则需多加鼓励；从而使区域经济的发展和湿地环境保护相协调，建立完善法制体系。对湿地资源进行依法合理的开发利用，才能更有效地发挥湿地的综合效益。

(2)减缓湿地退化，加强对湿地的综合保护治理。基于目前长江口湿地资源的保护现状，开展湿地资源的调查、评价、监测，建立湿地保护区并提高管理水平，各方采取相关措施，尽量恢复已经退还的湿地，减小人类活动对于湿地资源的负面影响；同时也要开展湿地的恢复治理工程，进一步促进湿地的科学健康的发展。

(3)在有效保护长江口湿地的前提下，合理制定滩涂圈围规划。长江口的滩涂圈围首先要顺应河口发展的自然规律，做到围垦与整治的有机结合。滩涂的围垦要尽可能结合河道整治的布置要求，如规划中的白茆小沙、新通海沙、中央沙、青草沙的圈围以及北支中下段的圈围工程，均是根据各河段的河道整治要求而进行的围垦工程。为切实保护好崇明东滩和九段沙自然保护区的生态环境，对崇明东滩近期不考虑圈围，远期应采取适当的促淤措施，以加速崇明东滩的淤涨速率，尽可能补偿其他整治工程损失的湿地。对九段沙湿地考虑促淤措施，加快滩地的淤涨，扩大湿地面积，增加长江口高滩湿地资源，提高湿地的生态价值，同时也为南槽的河势控制提供相对稳定的河道边界。