丹顶鹤栖息地恢复导向型湿地可持续运维模式:以盐城射阳河口湿地为例
2021-06-29杨棠武吴其江熊依依刘德元戈萍燕康晓光安树青
杨棠武 吴 燕 吴其江 熊依依 刘德元 戈萍燕 康晓光 张 鹏 安树青*
(1 南大(常熟)研究院有限公司,江苏 苏州 215502;2 盐城环境监测中心江苏,江苏 盐城224000;3 盐城市自然资源和规划局,江苏 盐城224000;4 世界自然基金会(瑞士)北京代表处,北京100037;5 盐城市申遗办,江苏 盐城 224000)
丹顶鹤(Grus japonensis)是亚洲东部特有鸟种,国家Ⅰ级保护动物,IUCN红色濒危(EN)物种(朱丽娟等, 2008)。全球范围内野生丹顶鹤的数量约3 050只(Birdlife International, 2017),在中国境内越冬数目不足千只(张亚楠等, 2018)。丹顶鹤需要洁净而又开阔的湿地环境作为栖息地,是对湿地环境变化最为敏感的指示生物之一(郑作新,1980; 李明阳等, 2012)。丹顶鹤的适宜生境有芦苇 (Phragmites australis)沼泽、盐蒿(Suaeda glauca)滩、香蒲(Typha orientalis)沼泽、漂筏苔草(Carex pseudocuraica)沼泽、草甸草原等(马志军等, 2005; 秦喜文等, 2009; 江红星等, 2009;王志强等, 2009),近年来在农田中分布的比例也逐年增加(刘大伟, 2016)。目前,湿地生态系统退化严重,不断增长的环境压力,日益威胁到丹顶鹤种群的健康和稳定性,开展湿地修复、恢复丹顶鹤栖息生境迫在眉睫。
目前,我国已开展大量的湿地恢复工程,通常在湿地恢复工程完成后还需进行合理运维,减少人为干扰,待其自然恢复。但实际是湿地恢复工程完成后,常因经费不足、运维欠缺,湿地恢复无法达到预期功能,导致湿地出现“建一个、荒一个”的不利局面,解决湿地可持续运维问题成为湿地恢复工作的一个难点。
本研究提供了一种可持续运维的湿地恢复模式:在湿地恢复的基础上,规划局部生产型湿地,以生产型湿地的盈利支撑湿地运维,并在长期运维过程中逐步达到收支平衡。本项目中的生产型湿地主要指在法律框架范围内可开展鸟类友好型湿地农业生产的水田湿地。
1 鸟类栖息地恢复导向型湿地可持续运维案例
1.1 日本佐渡朱鹮恢复
日本佐渡是全球重要的农业遗产系统地区,该地的朱鹮(Nipponia nippon)曾因受农业影响面临灭绝,当地政府和社区开始实施朱鹮保护工作。人们发现,环境友好型的水稻种植模式可为朱鹮种群恢复提供有力的支持。环境友好型的水稻种植模式是指采取合适的农业生产活动来发挥农业所具有的物质循环功能,在提高农业生产率的同时,减少环境压力的可持续农业(马健等, 2017)。当地农户将这种环境友好型稻田生产的大米通过了“朱鹮之乡”认证,由于民众对大米的健康程度非常关注,他们愿意以高价购买这种经过认证的环境友好型健康大米,在恢复朱鹮栖息地的同时,大大提高了大米的销售量,保证了农户的收益。
1.2 日本丰冈东方白鹳恢复
东方白鹳(Ciconia boyciana)曾是日本丰冈市老一辈农人的回忆,但随着栖息地破坏和农药超量使用,1971年日本最后一只野生东方白鹳死于丰冈市。随后当地人开启了复育和恢复东方白鹳的漫漫长路,他们恢复了近百公顷湿地,营造了400 hm2的东方白鹳友好型水稻田。40多年后,近200只东方白鹳翱翔在丰冈的天空,同时,当地农民生产的“白鹳-大米”售价是一般大米的2倍左右。许多消费者了解到这种环境友好型种植模式对东方白鹳恢复的重要作用,他们更愿意购买这种稻米,形成了“东方白鹳恢复—生态稻米售卖”良好的反馈机制。
1.3 韩国顺天湾丹顶鹤恢复
20世纪90年代初,韩国顺天湾湿地是一篇贫瘠的荒地,垃圾遍地、环境恶劣。2008年,顺天市引入“政府-社区-候鸟互惠互利”项目,以提供生计的方式来调动当地社区保护候鸟和湿地的积极性。顺天湾的许多区域都挂牌“丹顶鹤养殖区”,居民在该区域种植水稻,在合适的时机种植、收割和分销,同时满足候鸟的需求。市政府和当地社区就稻米销售达成协议,以高于市场的均价从农民处购买稻米并存储,用于投喂顺天湾过冬的候鸟。2015年,顺天湾的丹顶鹤数量已从2006年的219只增加到1 432只。丹顶鹤在稻田翩飞的盛景促进了当地旅游业,仅2016年吸引游客550万人,门票收入约1 000万美元。同时,顺天湾的水稻产量也稳步增长,目前将候鸟投喂范围从59 hm2扩大到110 hm2(湿地公约东亚区域中心, 2017)。
2 盐城射阳河口湿地恢复及可持续运维规划
2.1 研究区概况
江苏盐城滨海湿地是全球重要的迁徙水禽停歇地和越冬地(Su et al, 2012),每年全球丹顶鹤野生种群的60%以上、中国野生种群的80%~90%在此越冬。由于湿地退化、土地利用格局变化和外来物种入侵,盐城滨海湿地丹顶鹤生境萎缩,越冬种群数量下降。研究区位于江苏盐城国家级珍禽自然保护区北三实验区的射阳河口地块,地理位置 119°51′25″~121°5′47″E、32°36′51″~ 34°28′32″N,占地 2 306 hm2。该区域的主要生态问题:长期滩涂淤涨导致潮水难以自然到达,对区域水资源调配、健康水生态系统恢复提出挑战;水体和底泥中蓄积污染物,导致湿地水体净化能力降低,植被多样性低,生境类型单一(图1)。
图1 项目区地理区位Fig.1 Geographical location of the project area
2.2 湿地规划理念
本研究针对丹顶鹤的生境需求,营造适宜丹顶鹤栖息的湿地生境。在冬季,营造浅滩、芦苇沼泽等生境,以多样的地形和植物吸引丹顶鹤栖息;同时增加水中光照,促进沉水植物、湿生植物的萌芽和生长 ;在夏季,营造高水位的开敞水面、水田湿地,利用充足的光照促进水生植被生长,同时防止夏季高温对植被、底栖动物和鱼类的伤害。
本研究遵循项目区现有地域特征,充分考虑地形的多样化,运用生态岛、浅滩、浅滩驳岸、开敞水面、深水区、堤岸等多种地形塑造方式,以满足丹顶鹤以及其它游禽、涉禽对栖息生境的需求。项目区也是黑嘴鸥(Larus saundersi)、鸻鹬类、雁鸭类等鸟类的重要栖息地,因此在规划过程中适当兼顾了其它候鸟的生境需求,实现生态效益的最大化。
2.3 湿地恢复工程规划
项目区总面积2 306 hm2,分为以下5大功能区:(1)开敞水面,面积1 153 hm2,利用项目区西北部已有的大量开敞水面,保留部分芦苇沼泽,为丹顶鹤及越冬雁鸭类提供食物及栖息场所;(2)水田湿地,面积761 hm2,采用生态种植的方式种养水稻,冬季为丹顶鹤以及灰鹤等提供觅食地;(3)咸淡水湿地,面积207 hm2,为丹顶鹤及雁鸭类提供栖息地;(4)盐生沼泽湿地,面积约46 hm2,供丹顶鹤及黑嘴鸥类等偏好碱蓬地的鸟类觅食、繁殖;(5)咸水滩涂湿地,面积139 hm2,通过恢复项目区东部淤积的滩涂,供丹顶鹤及鸻鹬类等喜好光滩类的鸟类觅食、栖息(图2)。
图2 项目区总平面布局图Fig.2 General layout of the project area
2.3.1 开敞水面恢复工程开敞水面位于项目区西北部,面积约1 153 hm2;可为鱼类和底栖动物提供栖息地,满足黑脸琵鹭(Platalea minor)、鸿雁(Anser cygnoides)、灰雁(Anser anser)等雁鸭类的觅食;芦苇滩岛秋季收割后可为丹顶鹤提供觅食和栖息地。预计可满足38只丹顶鹤和5 000多只雁鸭类的栖息和觅食需求。
区域内设置5种微地形,分别是季节性草滩、浅水沼泽、泥质光滩、砾石光滩以及生态渗滤岛(图3)。其中,季节性草滩水位变化大,可作为丹顶鹤和鸿雁的觅食地;浅水沼泽处鱼虾丰富、水草茂盛,可作为白琵鹭(Platalea leucorodia)和雁鸭类的觅食地;泥质光滩上底栖动物丰富,可以作为鸻鹬类的觅食地;砾石光滩方便雁鸭类晾晒羽毛;生态渗滤岛可以消除內源污染。
图3 开敞水面微地形示意图Fig.3 schematic diagram of the micro-terrains of open water
2.3.2 水田湿地恢复工程水田湿地恢复工程位于淡水湖泊和咸淡水湿地之间,面积约761 hm2(图2)。区域内采用生态种植方法,不使用化肥和农药。水田湿地能为越冬期的丹顶鹤提供栖息地,水稻收获后的谷物是丹顶鹤重要的食物来源,预计可容纳丹顶鹤38只。
水田湿地主要的种植植物为水稻,可以选择耐盐碱、适应性强的野生水稻品种。传统的种植方式采用低水位种植,春末枯水期不利于蝌蚪生存,农药使用频繁杀死害虫及其天敌,生物多样性低,丹顶鹤食物匮乏 ;秋季水稻全部收割,丹顶鹤越冬困难。本研究采用的生态种植方法利用高水位种植,枯水期后延使蝌蚪等生物得以正常生长;不使用农药,提高水田的生物多样性;种植后不收割,当年就可自播繁殖,作为丹顶鹤的重要觅食地(图4)。
图4 鸟类友好的水稻田耕作方式Fig.4 Bird-friendly paddy rice cultivation
2.3.3 咸淡水湿地恢复工程咸淡水湿地是淡水区域和海水区域的过渡带,面积约207 hm2。该区域的植物从东向西由碱蓬(Suaeda glauca)群落、獐茅草(Aeluropus sinensis)滩逐渐过渡到芦苇群落。芦苇湿地春夏的时候可吸引大量雀鸟,茎叶作为雁鸭类的巢材,秋季收割后又便于鹤类觅食,地下的嫩芽和根茎也能为雁鸭类提供食物。咸淡水区域适合很多软体动物、节肢动物、小型鱼类的生存,有利于提高湿地系统的生物多样性、持续性与稳定性。
2.3.4 咸水滩涂恢复工程咸水滩涂湿地位于淡咸水区域和盐生沼泽湿地之间,总面积约139 hm2。借鉴香港米埔湿地保护区的管理模式进行自然养殖,在春、秋季候鸟迁飞经过的时候,通过轮流降低水位形成季节性滩涂区,为鸟类提供丰富的食物,成为“东亚-澳大利西亚”鸟类迁飞路线上重要的食物补给站。植物选择碱蓬、苔草(Carex scabrifolia)、拂子茅(Calamagrostis epigeios),以播种和自然恢复为主。前期投放少量鱼苗和底栖生物,采用自然养殖的方式,不使用化学药剂及农药。
2.3.5 盐生沼泽恢复工程盐生沼泽恢复工程位于试点区域东侧,面积约46 hm2,内部开挖河道作为先导潮沟、引入海水,借助潮汐的力量构建自然的盐生沼泽。同时,通过闸门控制工程防控互花米草(Spartina alterniflora)种子入侵;通过潮沟工程和进出水控制解决可能出现的湿地淤积、旱化问题。
2.4 湿地可持续运维规划
2.4.1 运维模式本研究提出的湿地可持续运维理念如图5所示:在湿地恢复的基础上,采用生态种植方式进行水稻种植,稻田可作为丹顶鹤良好的栖息地;收获的稻米一部分用来饲喂丹顶鹤及其他候鸟,一部分用来售卖,并因其具有“鸟类友好型”“生态环保型”等特征而获得较高的品牌溢价;售卖稻米的盈利用于反哺湿地运维,形成生态保护和经济发展的可持续运维模式。
图5 湿地可持续运维模式示意图Fig.5 Wetland sustainable operation and maintenance mode
本研究综合各利益相关方优势,通过以下途径共同构建鸟类友好型湿地可持续运维模式:(1)稻米种植 :成立专门的鸟类友好型湿地农业生产公司,开展生态种植稻米的耕作、收割和收获;收获的稻谷每年划出10%~30%进行丹顶鹤及候鸟补饲;(2)饲喂监管:由盐城国家级珍禽自然保护区根据每年的鸟类觅食需求统筹安排稻米补饲数量及方式,同时监管饲喂行为;(3)科学共管:成立政府—企业—社区联合管理委员会,从农业、经济、教育着手,设计生态种植农法;号召社区居民改变耕作方式,采取无农药或减农药的耕作方式;日常巡查,保持生态种植稻田的水位;定期实施蚯蚓、蜘蛛、青蛙等生物调查,维护水田环境;定期记录生态种植稻田的生产流程;抽验把关生态种植稻米的品质;开展科普宣教活动,如割稻、种植体验、生态种植体验营、营养午餐活动等;(4)生态监测:委托专门的科研监测队伍,对项目区进行水质、大气、噪声等环境监测,鸟类迁徙、动植物多样性等生态监测;并通过物联网和移动互联网应用,采集环境数据、建立生产档案、对接各类安全检测数据,做到源头追溯;(5)品牌运营:委托专门机构,为收获的水稻创立生态标签,并开展生态种植稻米的行销、推广与包装,形成独特的品牌效应。
2.4.2 收支测算项目区湿地的日常维护工作主要包括进出水道清淤、设施检修、植物维护、湿地恢复工程维护等。据测算,项目区年运维费用含以下3部分:(1)人员费约100万元;(2)湿地运维费约494.6万元;(3)泵站运维费约109.9万元;合计约704.5万元。
实施湿地可持续运维后,经济效益测算如下:进行生态种植的水田湿地总面积761 hm2,扣除用于鸟类补饲的稻米后,产量按210 kg/667 m2计算 ;1~5 a内,品牌尚未建立,收产水稻作为普通水稻出售,年收入296.8万元;6~10 a内,作为生态品牌出售,年收入1 255.7万元;10 a后,其生态价值逐步显现,作为知名生态品牌出售,年收入可达2 693.9万元。
本项目建设费用约44 524.7万元,年运营费用约704.5万元。预计第9年可实现项目的运营与维护费用平衡;第32年为项目的静态投资回收年限,即项目的建设费用、运行费用与产出平衡。项目主要以生态效益为主,因此,较长的投资回报周期是可以接受的。
3 生态效益
湿地恢复工程完成后,可恢复开敞水面1 045 hm2,水田湿地761 hm2,咸淡水湿地207 hm2,咸水滩涂湿地139 hm2,盐生沼泽湿地46 hm2;可为丹顶鹤及其它候鸟营造浅滩、开敞水面、水田、生态岛、深水区和堤岸等多种生境类型;水田湿地种植的水稻可为丹顶鹤提供重要的食物来源。鸟类栖息生境塑造完成后,丹顶鹤等珍禽越冬条件明显改善。预计恢复丹顶鹤数量38只,最大鸟类栖息容量可达17 000只左右。
4 结论
目前,我国生态修复工程领域存在大量重建设、轻运维的现象,在湿地修复领域,该问题更加严重。本研究提出的可持续运维模式下的湿地修复工程,在恢复丹顶鹤栖息地的同时,通过为社会提供优质、生态、高品质的稻米,实现湿地修复工程的长期健康运维。随着湿地中鸟类友好型生态农产品的出售和品牌效应的逐步显现,群众在购买相关品牌时,会唤起对湿地保护的认同。同时,品牌溢价会带动社会资本投入到鸟类友好型农产品的生产中,从而扩大鸟类友好型湿地农业的规模,进一步恢复鸟类的数量,真正实现人与自然的和谐共生。