七里海潟湖湿地近期演变分析及生态修复研究

邢容容 刘修锦 邱若峰

摘要：海岸潟湖是半封闭系统，往往被海岸沙丘、沙嘴或沙坝阻碍了淡水与海洋的流通，也是重要的栖息地，如湿地、红树林、盐沼和海草地等。在过去的30年，七里海潟湖湿地生态系统遭受了严重的干扰。文章基于1987年、2000年、2010年和2017年的遥感数据，开展了七里海潟湖湿地类型变化研究。结果表明：1987年以来，七里海潟湖湖盆和沼泽面积持续减少，主要原因是向养殖池塘和稻田转变。围堰养殖、稻田开发、渔港及防潮闸建设等导致潟湖淤积严重，湖盆面积萎缩，水质恶化。为了更好地开发和利用潟湖湿地资源，提出了生态修复工程与措施。

关键词：潟湖湿地;七里海;遥感解译;演变;生态修复

中图分类号： X8;P76文献标志码：A文章编号：1005-9857（2019）11-0064-05

Recent Evolution Analysis and Ecological Restoration of Qilihai Lagoon Wetland

XING Rongrong1，2，LIU Xiujin1，2，QIU Ruofeng1，2

（1.NoEight Geological Brigade，Hebei Geological Prospecting Bureau，Qinhuangdao 066001，China;

2.Hebei Center of Marine Geological Resources Survey，Qinhuangdao 066001，China）

Abstract： Coastal lagoons are shallow semienclosed systems where freshwater inflows are trapped behind coastal dune systems，sand spits，or offshore bars which impede exchange with the ocean.Coastal lagoons are also important habitats，such as wetlands，mangroves，saltmarshes and seagrass meadows.In last three decades，natural ecosystems in the Qilihai lagoon wetland have undergone significant disturbance.Based on remote sensing data of 1987，2000，2010 and 2017，this paper analyzed the study of dynamic characteristics of landscape metrics in Qilihai lagoon wetland.The wetland area of Qilihai lagoon decreased from 1987，while aquaculture ponds and paddy field increased significantly.The scope of the lagoon wetland and swamp were converted into aquaculture ponds.Due to the construction of cofferdam，paddy field，fishing port and ebb gate，the basin was seriously filled up and withered，and the water quality becomes worse.In order to better develop and utilize the resources of the lagoon wetland，ecological repair strategies and measures were proposed for wetland protection.

Key words：Lagoon wetland，Qilihai，Remote sensing interpretation，Evolution，Ecological restoration

0引言

潟湖濕地是滨海湿地的主要类型之一，是半封闭系统，往往被海岸沙丘、沙嘴或沙坝阻碍了淡水与海洋的流通，也是重要的栖息地，如湿地、红树林、盐沼和海草地等，具有极高的生物多样。潟湖湿地除了具有一般湿地的生态价值，还是许多珍稀濒危生物的迁徙停歇地、繁殖地和重要的栖息地，还具有防潮护岸、降解污染、提供旅游资源、维持区域生态平衡等功能[1-3]。国内外学者在潟湖演变方面有一些研究进展，例如FMadricardo[4]通过历史地图结合实地调查分析了意大利威尼斯潟湖的景观类型变化;Derya等[5]利用LandsatMSS  TM  OLI卫星图像分析了Kizilirmak潟湖1962—2013年的岸线变化;Christian Grenzd等[6]分析了过去几十年墨西哥Términos潟湖的环境变化及驱动因素。孙伟富等[7]利用遥感数据分析了我国大陆海岸潟湖1979年以来的变迁状况;吴桑云等[8]分析了人类干预下滦河口周边潟湖的变化过程;高伟明等[9]分析了渤海湾北部地区滨外坝的近代演变过程。

七里海潟湖是国内仅存的现代潟湖之一，是环渤海最大的潟湖，具有非常典型的海岸潟湖地貌，在自然科学教育和研究中具有十分重要的作用。百年来，受围垦养殖、上游流域治理等人类发展活动的影响，七里海潟湖湿地面积急剧减少。因此，及时准确地掌握和研究湿地现状和动态变化，采取有效的修复措施保护潟湖海岸的资源环境，改善邻近海域的生态环境质量具有重要的意义。目前关于七里海潟湖湿地的研究较少且涉及的内容有限。本研究以Landsat TMETM+、QuickBird、GF-2遥感影像为数据源，分析七里海潟湖湿地30年间的时空变化特征，探讨变化原因及环境效应，提出生态修复措施，为湿地的保护工作提供基础支撑。

1七里海潟湖湿地概况

七里海潟湖位于秦皇岛北戴河新區东南新开口附近，昌黎黄金海岸国家级保护区中南部沙丘带的内侧（图1）。北界为新开口渔港疏港路，西界为保护区边线，东界为防护林带，南界为靶场路。东北隅有潮汐通道与海相连，属于半封闭式潟湖，国内仅存的现代潟湖之一。七里海潟湖因内有稻子沟、刘台沟、刘坨沟（甜水河）、泥井沟、赵家港沟（潮河）等季节性河流注入，经潮汐通道与渤海相通，在潮汐的作用下，潟湖水体得以循环流通，形成了良好的水生生态系统[10]。

2研究方法

本研究选取1987年5月7日Landsat TM影像（30 m）、2000年5月2日的ETM+影像（15 m）、2010年12月31日QuickBird影像（25 m）及2017年6月8日的GF2影像（08 m）和1∶10 000地形图和该区的土地利用现状图，解译出七里海潟湖湿地类型数据。采用典型样区校核法或线路验证法对解译结果进行精度检验以及实地验证，数据解译整体精度均在90%以上，符合本研究的要求[3]。

本研究以《湿地分类》（GBT 24708—2009）分类系统的分类原则和依据为参照，参考有关学者的研究成果[3，9，11]，将研究区的七里海潟湖湿地的景观划分为潮汐通道、沼泽地、稻田、养殖池塘、潟湖湖盆、旱地6种类型。

3结果与分析

31七里海潟湖湿地类型变化分析

利用GIS空间分析功能，对七里海潟湖湿地1987年、2000年、2010年和2017年4期数据进行空间叠置分析[12]，得到1987—2017年七里海潟湖湿地类型变化空间分布图（图2）和景观类型转移矩阵（表1）。

1987—2017年，七里海潟湖湿地景观动态变化显著。养殖池塘面积增加最为明显，由3493 hm2增加到1 3490 hm2，增加了2862%。在经济发展驱动下，养殖规模扩张迅速，1987—2000年增加幅度最大;2000年以后增加的幅度有所放缓，主要是因为昌黎黄金海岸国家级自然保护区的成立，加大了潟湖保护力度，降低了开发活动对潟湖湖盆的蚕食。稻田面积由0 hm2增加到4173 hm2，主要是由于人口数量的增加，对耕地的需求量加大导致的。其他类型的湿地面积则呈减小的趋势。潟湖湖盆面积萎缩严重，由7367 hm2减少到2870 hm2，主要由于这一时期降水量的减少，导致赵家港沟、尼井沟、刘坨沟、稻子沟等入湖河流趋于断流，潟湖水量得不到充足的补给;20世纪90年代潮汐通道被人工裁弯取直，使口门外逐渐发育形成拦门沙浅滩，影响海水进入潟湖，并使入湖海水含沙量增加，加速了潟湖的淤积。沼泽由6641 hm2减少到1165 hm2，主要是由于降水量的减少，稻田的开发;潮汐通道面积变化不大。养殖池塘面积增加，沼泽、潟湖湖盆等自然湿地面积减少，以养殖池塘和稻田为代表的人工湿地成为七里海潟湖湿地中的优势景观类型。

通过GIS的空间分析，反映七里海潟湖湿地景观类型之间的空间转化关系。随着养殖业的发展，44821 hm2 的潟湖湖盆、30790 hm2的沼泽地转化为养殖池塘，分别占转入养殖池塘总面积的41%和28%。稻田的增加主要由25379 hm2的沼泽地、6326 hm2 的潟湖湖盆和1123 hm2 的养殖池塘转化而来，分别占转入稻田总面积的74%、18%和3%。沼泽除了转化成养殖池塘和稻田外，还有一部分转化成潟湖湖盆和旱地及少量林地。此外，1529 hm2的潮汐通道转化成了渔港，4681 hm2的稻田转化成了旱地。随着养殖事业的发展，7391 hm2的养殖池塘转化成了养殖育苗场。

32湿地类型变化的原因

1987年以来，七里海潟湖的湿地生态系统遭受了严重的干扰，湿地类型和面积发生较大变化。主要有如下原因。

（1）七里海潟湖及周边区域的围堰养殖逐年增大，潟湖湖盆面积减小，导致纳潮和蓄洪滞水功能严重减弱，造成生态功能大大降低。据2017年最新调查结果，养殖品种主要为鸡尾虾、螃蟹等，周边育苗棚主要养殖海参。养殖池塘以潟湖为废水排放地，排放的污染物质超过了潟湖降解、净化速度，加剧了水质污染程度。

（2）新开口渔港有近千艘渔船停泊，排放含油污水随潮流进入潟湖或近岸海域内，加剧了潟湖及近岸海域的水质污染，七里海围堤和挡潮闸的修建，使潮汐通道变窄，减少了潟湖的纳潮量，在潮流的影响下潮汐通道口门外形成拦沙坝，潟湖湖盆和潮汐通道发生严重淤积，湖面逐渐萎缩。同时潟湖由半咸水环境转变为咸水环境，加之闸坝限制了鱼、虾、蟹洄游，生物多样性和物种丰富度大大降低[9，13]。

（3）七里海周边的芦苇沼泽湿地逐步被改造成水稻田，如今七里海周边水稻田规模已达417 hm2，水稻作业过程中化肥和农药的施用量有增无减，极易产生化肥和农药流失，在降雨和排水时最终注入七里海，对水体造成污染。根据《第一次全国污染源普查——农业污染源·肥料流失系数手册》，在常规施肥区，单季稻模式下，秦皇岛市水田肥料流失量为：总磷流失量051 kghm2，总氮流失量897 kghm2。计算得到七里海周边稻田化肥污染估算为总磷流失量21267 kga，总氮流失量3 74049 kga。

33修复工程

随着政府部门对环境保护和监管力度的增强，七里海潟湖生态系统遭受人类干扰的程度有所降低，但是任其发展下去，七里海潟湖湿地将不复存在，迫切需要开展生态保护修复工作。

331退养还湿工程

七里海潟湖湿地面积减少及生态系统的退化不仅影响到湿地生态系统的功能，也对黄金海岸国家级保护区及邻近海域的生态环境质量产生不良的影响。因此对七里海潟湖湿地的改造非常重要，要以退养还湿的方式扩大功能湿地面积。退养还湿工程实施后达到适当的生态水位、生态流量（保证平均低水位最低水深1 m），未来改造后将极大恢复和增加海、湖、河内的生物多样性，提供动植物良好的生存栖息环境。

332清淤疏浚工程

采用生态清淤湿地恢复技术，扩大湖面、增深，加強湖内水交换能力，改善水质和海洋生物进入潟湖后的栖息环境，恢复湿地的生态系统，增加湖面水禽类，保护原生态湿地，水深恢复至中华人民共和国成立初期状况，即低潮位时保持1 m以上的潟湖水深，恢复湿地生态功能。

333河口湿地工程

河口型湿地修复主要包含4个主要修复区。稻子沟河口湿地修复区（刘台沟与稻子沟汇合后注入七里海，因此在本项目中稻子沟河口湿地修复包括刘台沟河口湿地）;刘坨沟河口湿地修复区;泥井沟河口湿地修复区;赵家港沟河口湿地修复区。对自然湿地进行改造，通过合理种群设计，合理配置湿生植物、挺水植物、沉水植物和浮水植物，建立植被群落;构建表面流、潜流、垂直流或其他复合型人工湿地。

334岸线整治工程

根据现状情况与自然保护区内规范要求，在项目区内规划多种生态堤岸，最终形成形象上生态效果统一，功能与形式并存。保持核心区原有岸线，营造自然式岸线，打造人工岸线。

335潮汐通道治理工程

扩展潮汐通道宽度，由现状80 m扩展到240 m。改善潟湖潮流动力环境，使潮汐通道畅通，增加潟湖纳潮量;水体交换速度加快，泥沙在湖内及潮汐通道内的淤积速度减缓;湖内水流更有利于污染物扩散，有利于水体稀释污染物，水体净化能力增强。

336湿地修复工程

通过对湿地生物的栖息与觅食需求方面的多重考虑，精心组织湿地植被群落的布局与设计，最终通过初始的人工干预最终达到自我修复和良性生态循环的标准。

4结论及建议

（1）1987—2017年七里海潟湖的湿地生态系统遭受了严重的干扰。养殖池塘面积增加最为明显，由3493 hm2增加到1 3490 hm2，增加了2862%;稻田面积由0 hm2增加到4173 hm2;潟湖湖盆面积萎缩严重，由7367 hm2减少到287 hm2;沼泽由6641 hm2减少到1165 hm2。湿地转化趋势为自然湿地转化为人工湿地，养殖池塘主要由潟湖湖盆、沼泽转化而来，稻田主要由沼泽地、潟湖湖盆转化而来。

（2）围堰养殖侵占潟湖自然水域，七里海围堤和挡潮闸的修建，使潮汐通道变窄，减少了潟湖的纳潮量，潟湖湖盆和潮汐通道发生严重淤积，湖面逐渐萎缩。养殖废水、渔港含油污水、上游排污及稻田里的化肥和农药使七里海潟湖水质污染程度日益严重，生态功能大大降低。

（3）七里海潟湖湿地生态系统功能下降，湿地亟须保护和修复，拟通过以下措施与工程来修复湿地生态系统：①通过退养还湿扩大功能湿地面积，以达到适当的生态水位、生态流量，恢复和增加海、湖、河内的生物多样性，提供动植物良好的生存栖息环境;②采取清淤疏浚工程，扩大湖面、增深，加强湖内水交换能力，改善水质和海洋生物进入潟湖后的栖息环境;③对入湖五沟实施河口湿地工程，建立湿地植被群落，构建表面流、潜流、垂直流或其他复合型人工湿地;④实施岸线整治工程，规划多种生态堤岸，保持核心区原有岸线，营造自然式岸线，打造人工岸线;⑤开展潮汐通道治理工程，扩展潮汐通道宽度，改善潟湖潮流动力环境，增加潟湖纳潮量，加快水体交换速度，利于污染物扩散及稀释，增强水体净化能力;⑥湿地修复工程，通过对湿地生物的栖息与觅食需求方面的多重考虑，精心组织湿地植被群落的布局与设计，最终通过初始的人工干预最终达到自我修复和良性生态循环的标准。

参考文献

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