玉环市漩门三期围垦工程对围区内生态系统及鸟类群落的影响研究
2019-10-14陈俐骁熊李虎黄世昌
陈俐骁,熊李虎,黄世昌
(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)
1 问题的提出
浙江沿海绝大多数潮滩海岸属于淤涨性滩涂,滩涂围垦缓解了沿海地区经济发展与土地供给之间的矛盾,但围涂工程必然引起海域水动力、冲淤环境、水质生态的变化,同时由于滨海滩涂湿地是水鸟重要的栖息生境,滩涂围垦也会引起鸟类栖息环境的改变,进而引起区域栖息鸟类群落的变化。玉环市漩门三期围垦工程通过建设围堤,增加陆域土地资源,改善城市防潮排涝条件,围涂面积45.3 km2[1]。本文分析漩门三期工程围涂前后围区内滩涂和水域的生态系统结构和鸟类群落的变化,评估漩门三期围垦工程对围区的影响。
2 研究区域基本概况
漩门三期围垦工程位于玉环市东北面的漩门海域(见图1),东濒东海,南接珠港坎门,北靠干江(见图2)。2006年开工建设,防潮海堤从玉环坎门半边山 — 目鱼屿 —冲担屿 — 干江木杓头,海堤于2010年合龙。围涂面积约45.3 km2,围堤设有2座水闸,用于区域排涝。为更好的平衡围区内土地开发和行使排涝功能,对围区内水位按照“正常水位为-0.20 ~ 0.00 m,汛限水位为0.30 m”进行调控,调控作用导致围区分成围区水体和滩涂2部分,其中水域面积约1 955.7 hm2。由于围堤隔绝了潮汐作用,外加库区调控,部分潮滩常年裸露,失去潮间带属性,原有围塘养殖退养以后残留养殖塘塘埂纵横交叉,部分区域已用于开发活动,其余区域处于露滩状态,现状高程-0.60 ~ 2.90 m,平均高程0.90 m。退养的鱼塘和围塘塘埂区域分布有互花米草、芦苇、菖蒲等水生植物,退养鱼塘中间部分往往形成浅水和裸露泥滩。围区水体和退养的养殖鱼塘为鸟类提供栖息区域,吸引大量鸟类栖息。
图1 漩门三期地理位置图
图2 玉环市漩门三期围垦工程区域图
3 水体生态及鸟类调查
3.1 水体生态调查
水体生态调查主要针对水体盐度、氮磷营养盐浓度、浮游植物、浮游动物、底栖生物和游泳动物。调查分别于围区形成前的2002年7月以及围区形成后的2019年3月进行。站位分布见图3。2002年7月调查站位5个(其中水质调查站位5个,生态和游泳动物调查站位3个,为B1、B3和B5),2019年3月调查站位6个(其中水质调查站位6个,生态和游泳动物调查站位3个,为A1、A3和A5)。水质和生物样品采集和室内处理及工程前游泳动物样品采集和室内处理按GB 12763 — 2007《海洋调查规范》进行[2];工程后围区内游泳动物样品采集和室内处理按《内陆水域渔业自然资源调查手册》[3]和SL 167 — 2014《水库渔业资源调查规范》进行[4]。
图3 水域生态调查站位图
3.2 鸟类调查
2018年6月 — 2019年4月对漩门三期围区及临近区域鸟类进行了调查。鸟类调查参考《全国第二次陆生野生动物资源调查技术规程》[5]和HJ 710.4 — 2014《生物多样性观测技术导则鸟类》[6]的方法,采用样线和样点相结合的方法,利用双筒和单筒望远镜观察。围区调查样线沿水面边缘线布设,同时在漩门二期围区、漩门三期围区北侧和南侧沿海岸线布设若干样线作为对照(见图4),记录样线两侧能见到的所有鸟类种类和数量。
鸟类名称参考郑光美主编的《中国鸟类分类与分布名录》[7],鸟类区系及季节型划分参考《中国动物地理》[8]《浙江动物志:鸟类》[9]《上海鸟类资源及其生境》[10]等。水鸟的划定参照《中国湿地水鸟》[11]。保护鸟类名录参考最新的世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录、1988年12月国务院批准的国家重点保护野生动物名录、1986年的《中华人名共和国政府和澳大利亚政府保护候鸟及其栖息环境的协定》、1981年的《中华人民共和国政府和日本国政府保护候鸟及其栖息环境的协定》以及浙江省重点保护陆生野生动物名录(浙政办发〔2016〕17号)。
图4 鸟类调查样线图
同时,收集了《玉环漩门三期湿地水鸟保护规划》[12]中2010年漩门湾三期区域的鸟类调查数据作为参考。
4 结果与分析
4.1 围区水体营养盐和盐度变化
围区形成前水体盐度在26.00‰ ~ 28.88‰,围区形成后围区水体盐度1.20‰ ~ 1.80‰。围区水体已经明显淡化。围区形成前水体活性磷酸盐浓度为(0.023 ± 0.001)mg/L(平均值± SD,下同),围区形成后水体活性磷酸盐浓度为(0.032 ± 0.033)mg/L;围区形成前水体无机氮浓度为(0.471 ± 0.132)mg/L,围区形成后水体无机氮浓度为(1.711 ± 0.569)mg/L。可见工程建设后,水体盐度大幅度下降,呈现淡化趋势;活性磷酸盐浓度呈现上升趋势,但是差异不显著(T检验,所有P>0.050),无机氮浓度显著增加(T检验,t = -4.72,P = 0.001)。
4.2 围区水体生态系统结构变化
4.2.1 浮游植物
围区形成前海域共采集和鉴定浮游植物39种,包括34种硅藻和5种甲藻。优势种为近岸低盐性种类中肋骨条藻(Skeletonrma costatum),其他常见种类包括热带近岸种类洛氏角刺藻(Chaetoceros lorenzianus)、并基角刺藻(Chaetvcers decipiens)及温带近岸性种类旋链角刺藻(Chaetoceros curvisetus)等。浮游植物细胞丰度在11.63×106~ 114.43×106个 /m3,均值为 57.32×106个 /m3。
围区形成后围区水体采集和鉴定出6种浮游藻类,分别为硅藻门的颗粒直链藻(Melosira granulata),绿藻门的小球藻(Chlorella sp.)、盘星藻(Pediastrum sp.)和多形丝藻(Ulothrix variabilis),蓝藻门的伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)和颤藻(Oscillatoriai sp.)。优势种为颗粒直链藻。这些浮游藻类均为淡水种类。细胞丰度在0.32×106~ 0.52×106个/m3,均值为0.41×106个/m3(见表1)。
结果表明,围垦区内侧水体浮游植物种类组成发生了明显的变化,种类数量和丰度都呈现大幅度下降,组成种类也由海水种类完全变成了淡水种类。
4.2.2 浮游动物
围区形成前海域共采集和鉴定出浮游动物41种,甲壳类占绝对优势,主要是沿岸低盐种类,优势种包括太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)、真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta Giesbrecht)、针刺拟哲水蚤(Paralanus aculeatus)、中华晢水蚤(Calanus ellchaeta)、拿卡箭虫(Sagitta nagae)和中华假磷虾(Pseudeuphuusia sinica)等。浮游动物生物量187.0 ~ 273.0 mg/m3,平均生物量为322.8 mg/m3,丰度在353.3 ~ 860.6个/m3范围内,平均值为600.8个/m3。
围区形成后,围区水体中共采集和鉴定出浮游动物13种,包括4种轮虫(椎尾水轮虫Epiphanes senla、棒状水轮虫Epiphanes clavulatus、钩状狭甲轮虫Colurella uncinala、钝角狭甲轮虫Colurella obtusa)和6种桡足类(汤匙华哲水蚤Sinocalanus dorrii、细巧华哲水蚤S. tenellus、广布中剑水蚤Mesocyclops leuckarti、透明温剑水蚤Thermocyclops hyalinus、近邻剑水蚤Cyclops vicinus、中华哲水蚤Calanus sinicus等)为主,另有2种枝角类(短尾秀体溞Diaphanosoma brachyurum和透明薄皮溞Leptodora kindti)和1种桡足类浮游幼体(Copepodid larva),优势种为汤匙华哲水蚤。浮游动物生物量为100.00 ~ 300.00 mg/m3,平均生物量为233.33 mg/m3;个体密度为9 300 ~ 57 300个/m3,平均值为39 967个/m3(见表1)。
表1 漩门三期工程建设前后浮游生物的种类数和丰度表
从表1可以看出,工程建设后,水体浮游动物种类数明显减少,种类组成和优势种类也发生了明显的变化,种类由沿岸低盐种类转变成淡水种类,生物量下降,个体密度上升。
4.2.3 底栖生物
围区形成前,采集和鉴定出底栖生物6种,其中多毛类2种,软体动物2种,纽虫和钩虾各1种。底栖生物平均生物量为0.88 g/m2,平均栖息密度为30.0个/m2。
围区形成后,只采集和鉴定出1种寡毛类(霍甫水丝蚓Limnodrilus hoffmeisteri)和1种昆虫(羽摇蚊幼虫Chironomus plumosus)。底栖生物平均生物量为1.1 g/m2,平均栖息密度为50.0个/m2(见表2)。可见,工程建设后底栖生物种类减少,原有海洋水体底栖生物转变成了淡水底栖生物。
表2 漩门三期工程建设前后底栖生物的种类数、生物量和丰度表
4.2.4 游泳动物
围区形成前调查,采集和鉴定游泳动物20种,包括鱼类11种,蟹类2种,虾类6种和软体动物1种(见表3)。优势种包括龙头鱼(Harpadon nehereus)和中华小公鱼(Stolephorus chinensis),其他常见种类包括银鲳(Pampus argenteus)、鱿鱼、康氏小公鱼(Stolephorus commersoni)、周氏新对虾(Metapenaeus joyneri)、细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)、斑鲦(Konosirus punctatus)、黄鲫(Setipinna tenuifilis)、带鱼(Trichiurus lepturus)等。
围区形成后,共采集和鉴定游泳动物10个种,包括鱼类7种,虾类2种,蟹类1种。优势种为鲫(Carassius auratus)、脊尾白虾(Palaemon carinicauda)、斑尾刺虾虎鱼(Acanthogobius ommaturus)、双带缟虾虎鱼(Tridentiger bifasciatus)。
围区形成后,游泳动物种类减少明显,种类组成发生了很大变化,总体上由偏好海水的物种转变成偏好淡水的物种,仅脊尾白虾在工程前后的调查中均有出现。
表3 漩门三期工程建设前后游泳动物的种类数变化表
续表3
4.3 鸟 类
4.3.1 围区鸟类群落特征
根据2010年区域鸟类调查,漩门三期围区记录水鸟5目13科46种,其中国家I级重点保护鸟类有黑鹳(Ciconia nigra)1种;国家II级重点保护的鸟类有黄嘴白鹭(Egretta eulophotes)、白琵鹭(Platalea leucorodia)、黑脸琵鹭(Platalea minor)3种;列入IUCN红色名录的鸟类共有3种,其中濒危(EN)有黑脸琵鹭1种,易危(VU)有黄嘴白鹭1种,近危(NT)有黑鹳1种;浙江省重点保护鸟类1种,为黑尾鸥(Larus crassirostris)。
2018年6月 — 2019年4月漩门三期围区及周边记录鸟类16目48科99属160种。漩门三期围区记录到鸟类16目40科80属122种,区域平均鸟类密度约6 712.40只/km2;其中水鸟8目13科41属70种,平均密度约5 229.13只/km2;非水鸟9目27科39属52种。目水平种类组成上,记录到鸻形目鸟种最多,占32.0%,其他依次为雀形目、雁形目、鹈形目,分别占30.3%,9.0%,9.0%;科水平种类组成上,以丘鹬科鸟种记录到最多,占16.4%,其次为鸭科、鹭科、鸥科、鹀科和鸻科。数量上,记录到雁形目鸟类数量最多,占32.9%,其他数量记录较多的目依次为鸻形目,占29.4%,雀形目占10.8%,鹈形目占10.6%,鹤形目占9.5%;科水平上,以鸭科记录到的数量最多,占32.9%,其次为丘鹬科,占11.8%,反嘴鹬科10.4%,秧鸡科、鹭科、鸻科记录到的鸟类数量也比较多。个体水平上,数量密度占到区域鸟类总数量4.0%以上的鸟类有斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)、反嘴鹬(Recurvirostra avosetta)、骨顶鸡(Fulica atra)、赤颈鸭(Mareca penelope)、环颈鸻(Charadrius alexandrinus)和白鹭(Egretta garzetta)。居留型上,以冬候鸟种类记录最多,其次为留鸟和旅鸟,夏候鸟最少;北侧和南侧以留鸟种类记录最多,其次为冬候鸟,旅鸟和夏候鸟相对较少。季节动态上,春秋季节记录到的种类多,冬季其次,夏季最少,分别占72.1%,77.0%,68.0%,40.2%;数量上,冬季最多,其次为秋季和春季,夏季最少,分别占41.7%,24.9%,26.1%,7.3%。
在围垦工程区内分成5条样线,具体为大堤沿线、工业建成区周边、垃圾填埋场周边、路网区和光伏电场周边。种类分布上,大堤沿线最多,其次为光伏电场周边、路网区、垃圾填埋场,工业区周边记录到的 种类最少;数量密度上,32.0%分布在大堤沿线,其次为光伏电场,约占27.0%,垃圾填埋场周边约占22.0%,路网区约15.0%,工业区周边约4.0%。其中,雁鸭类、鸻鹬类、鸥类集中分布在大堤沿线和光伏电场周边,鹭类在垃圾填埋场周边及路网区分布比较多。
围区共记录到列入各类保护名录鸟类13目24科53属87种,占围区所记录鸟类的71.0%。其中国家重点保护野生动物、浙江省重点保护鸟类和世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录10目14科26属38种;这38种保护鸟类中,国家II级保护鸟类10种,为黑脸琵鹭、白琵鹭、黄嘴白鹭、红隼(Falco tinnunculus)、普通鵟(Buteo buteo)、游隼(Falco peregrinus)、小鸦鹃(Centropus bengalensis)、黑翅鸢(Elanus caeruleus)、白尾鹞(Circus cyaneus)和燕隼(Falco subbuteo)。浙江省省重点保护鸟类20种,包括斑嘴鸭、赤颈鸭、红头潜鸭(Aythya ferina)、绿头鸭(Anas platyrhynchos)、凤头潜鸭(Aythya fuligula)、罗纹鸭(Mareca falcata)、绿翅鸭(Anas crecca)、琵嘴鸭(Spatula clypeata)、黑尾鸥、翘鼻麻鸭(Tadorna tadorna)、凤头䴙䴘(Podiceps cristatus)、黑嘴鸥(Saundersilarus saundersi)、白眉鸭(Spatula querquedula)、针尾鸭(Anas acuta)、棕背伯劳(Lanius schach)、戴胜(Upupa epops)、大杜鹃(Cuculus canorus)、小鸦鹃(Centropus bengalensis)和三宝鸟(Eurystomus orientalis)等。列入世界自然保护联盟的濒危物种红色名录14种。其中列为濒危(EN)的2种,包括黑脸琵鹭和大杓鹬(Numenius madagascariensis);列为易危(VU)的3种,包括红头潜鸭、黑嘴鸥和黄嘴白鹭等,列为近危(NT)9种,包括红颈滨鹬(Calidris ruficollis)、罗纹鸭、红腹滨鹬(Calidris canutus)、黑尾塍鹬(Limosa limosa)、白腰杓鹬(Numenius arquata)、灰尾漂鹬(Tringa brevipes)、凤头麦鸡(Vanellus vanellus)、蛎鹬(Haematopus ostralegus)、半蹼鹬(Limnodromus semipalmatus)等。
4.3.2 鸟类影响评估
玉环市漩门三期围垦工程用海面积为4 203.5 hm2,水域面积1 955.7 hm2。根据《玉环漩门三期湿地水鸟保护规划》记录到漩门三期区域水鸟有5目13科46种,本研究年周期调查在漩门三期围垦工程区记录水鸟8目13科70种,远多于历史记录,一方面历史调查可能不够系统,记录到的鸟类种类相对较少,另一方面,围垦工程实施以后,区域由原来的潮间带湿地和海洋水体变成了养殖鱼塘、裸露高滩和静止水面,在某种程度上增加鸟类栖息地类型以及区域栖息的水鸟的种类。围垦改变了围垦区内原有生态系统结构,形成新的淡水生态系统类型,在现状条件下,能支撑一定种类和数量的鸟类群落栖息。围垦区原有较大面积的潮间带滩涂湿地,位于东亚—澳大利西亚候鸟迁徙路线上,区域迁徙鸻鹬等种类和数量较多,工程实施以后,围区不再受潮汐作用,滩涂生境的质量不同于潮汐影响的滩涂区域,作为鸻鹬类等鸟类栖息地的质量下降,在邻近的大堤东侧以及较远的乐清湾等沿海有一定面积的滩涂可能可以起到一部分缓解作用,但是仍然需要采取措施避免围垦工程后续围区的开发活动对迁徙鸟类以及迁徙路线生态安全的影响。
生境现状方面,围区部分区域已经开发建设,或者之前筑堤建成了养殖区或者修建了太阳能发电场,在东部保留有部分水域和滩涂(水域面积约19.56 km2,占围区的43.2%),养殖区域退养还湿,也保留了部分滩涂;东侧大堤外侧已经有部分滩涂形成,面积相对较少,大潮高潮时基本被淹没;南北两侧沿海岸线基本为基岩海岸,缺乏较大面积的滩涂,部分滩涂区域人类活动比较频繁,不适宜鸟类栖息。临近的漩门二期区域已经建成了湿地公园,大部分区域为林地或者种养殖区域,保留了部分水域和湿地植被,能为水鸟提供部分栖息地。整体上,围垦工程区周边缺乏较大面积的潮间带滩涂湿地。
从现状观测来看,区域鸟类种类和数量主要分布在围垦工程区,随着围区的开发或者土地利用的后续变化,围垦区域及周边滩涂湿地作为鸟类栖息地质量会有所下降,受影响的主要是长距离迁徙的鸟类,这些鸟类会被驱离,周边活动的留鸟等会逐渐适应噪声影响。
5 结论与建议
5.1 结 论
根据工程前后水质、生态和鸟类的调查结果看,工程前后,围区内水体盐度由26.00‰ ~ 28.88‰下降至1.20‰ ~1.80‰,水体已经明显淡化;活性磷酸盐浓度呈现上升趋势,但是差异不显著(T检验,所有P>0.050),无机氮浓度则显著增加(T检验,t = -4.72,P = 0.001)。浮游植物种类数由工程前的39种下降到工程后的6种,丰度也较工程前有明显的降低;浮游动物种类数由工程前的43种下降至13种,种类组成和优势种类也发生了明显的变化,生物量下降,个体密度上升;工程建设后底栖生物种类同样减少,生物量和栖息密度略有增加;工程前后游泳动物种类减少明显,种类组成由偏好海水的物种转变成偏好淡水的物种,围区内已形成新的淡水生态系统。
本研究年周期调查在漩门三期区域(围垦工程区)记录水鸟8目13科70种,远多于历史记录(5目13科46种)。一方面历史调查可能不够系统,记录到的鸟类种类相对较少,另一方面,围垦工程实施以后,区域由原来的潮间带湿地和海洋水体变成了养殖鱼塘、裸露高滩和静止水面,在某种程度上增加鸟类栖息地类型以及区域栖息的水鸟的种类。漩门三期围区现状黑脸琵鹭、白琵鹭和苍鹭鸟群见图5。
图5 漩门三期围区黑脸琵鹭、白琵鹭和苍鹭鸟群图
5.2 建 议
从前述围区水体盐度变化可以看出,围区水体基本变成了淡水;从水体浮游植物、浮游动物、底栖生物和游泳动物习性和组成来看,围区生态系统也转变成了淡水控制的生态系统。按照“自然修复为主、人工修复为辅”的原则,围区后续的开发管理和生态修复须遵循这种改变,以淡水生态系统的结构重建和功能修复为导向,以最大化围区生态系统服务价值。
漩门三期围区及周边鸟类比较多的分布于围区,可见围区在现阶段作为鸟类栖息地、维持区域鸟类生物多样性具有比较重要的功能,从鸟类生物多样性维持、鸟类及其栖息地保护的角度,提出如下建议:①围区维持现状水域面积,加强用海区拟建设区域成陆后续建设规划布局管理,留足生态空间;②采取措施减缓工程用海区成陆以后对周边滩涂和陆域作为鸟类栖息地的影响;③在工程用海区内进行鸟类栖息地重建和修复,或者在邻近区域(大堤东侧滩涂区域)选用恰当的方式进行生态促淤、实施生态修复工程,提升围垦工程区内局部区域以及邻近滩涂湿地作为鸟类栖息地的质量,以弥补围垦工程区内已有开发活动占用的海域潮间带滩涂生境;④加强工程用海区的鸟类及其生境监测。