广西山口红树林保护区保护成效评估

黄海萍陈克亮王爱军

(1.自然资源部第三海洋研究所 厦门 361005;2.南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海 519082)

0 引言

红树林作为热带和亚热带独特的湿地植被类型,是保护海岸的天然屏障,不仅为许多海生和陆生生物提供栖息地和食物,在净化水质等方面也具有重要作用[1]。我国历史上由于围海造田和毁林围塘养殖等破坏红树林的行为造成红树林面积大幅度减少。21世纪以来,政府出台了一系列措施保护和恢复红树林,成功扭转了红树林面积下降的局面,近年来红树林面积稳步增加。建立红树林保护区是保护红树林的重要手段之一,截至2021年初,我国已建立20余个以红树林为保护对象的自然保护区,但各个保护区在管理保护水平方面参差不齐,部分保护区范围内的红树林,也同样面临污染和外来生物入侵等威胁[2],影响红树林生态系统的健康。因此,对红树林保护区开展保护成效评估至关重要,有助于明确保护区的生态环境状况与保护现状,及时发现保护区建设和管理存在的主要问题,为科学保护与管理红树林提供参考和借鉴。

在保护成效评估方面,Wenger等[3]将大堡礁海洋公园的珊瑚礁盖度和存活率监测数据与卫星图像提取的数据相结合,对保护区的保护成效进行分析;Huvenne等[4]借助声呐系统评估珊瑚海洋保护区内珊瑚的恢复情况;郑姚闽等[5]利用遥感制图数据等对30年间(1978—2008年)我国91个国家级湿地自然保护区的保护成效进行初步评估;曹明等[6]采用In VEST和倾向评分匹配模型评估了秦岭区域19个国家级自然保护区水源涵养服务的保护成效;晏玉莹等[7]采用频度统计法、专家咨询法、层次分析法及案例调研法,构建了我国陆生脊椎动物(除候鸟外)类型国家级自然保护区保护成效评估指标体系;林建杰[8]通过站位出现率、平均质量密度和个数密度等指标对长乐海蚌资源增殖保护区的保护成效进行评价;相恒星等[9]利用遥感数据及相关模型,综合分析东北地区天然林资源保护工程的保护成效。

本研究在借鉴已有研究的基础上,以广西山口国家级红树林生态自然保护区(以下简称山口红树林保护区)为研究对象,对其保护成效进行评估,以期为山口红树林保护区的科学管理和保护提供参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

山口红树林保护区于1990年成为我国首批5个海洋类型自然保护区之一,地处于广西北海市合浦县,东邻广东省湛江红树林保护区,地域跨越合浦县的山口、沙田和白沙三镇,地理坐标为21°28′20.65″N—21°36′59.08″N,109°37′22.10″E—109°47′02.59″E。由合浦县东南部沙田半岛的东西两侧海岸及海域组成,分为英罗港分区和丹兜海分区两大部分,总面积8 003 hm2。山口红树林保护区的主要保护对象是红树林生态系统,其中最重要的保护对象为:我国连片面积最大、最古老的港湾红海榄林,其次是木榄群林;经济价值或科研价值较高的白氏文昌鱼、中国鲎和海豆芽等种群,以及全球濒危鸟类黑脸琵鹭和其他珍稀鸟类及其栖息地。

1.2 研究方法

1.2.1 评价指标体系构建

本研究结合目前有关保护区保护成效评估及红树林健康评价的多种方法,采用PSR模型,构建山口红树林保护区保护成效评估指标体系。在指标选取方面,遵循代表性、完整性、可获取性和定性定量相结合等原则。构建的评价指标体系见表1。

表1 红树林保护区保护成效评价指标体系

1.2.2 指标权重计算

根据本研究的特点,采用专家打分法和层次分析法来进行指标权重的确定。首先构造各层次指标的判断矩阵,其次利用AHP软件进行矩阵运算和一致性检验,确定各层次指标的权重。其中度量判断矩阵是否具有一致性的计算公式如下:

式中:λmax为矩阵最大特征值;CI为一致性指标;RI为平均随机一致性指标;CR为一致性比例;n为矩阵阶数。当CR<0.10时,认为判断矩阵的一致性是可以接受的,否则应对判断矩阵作适当修正。

在实际的案例研究中可能会出现有一些指标的数据无法获取的情况,那么可将这些指标的权重按比例分摊到其他同一级指标上。

1.2.3 评价标准

1.2.3.1 定量指标

本研究采用以时间序列对比为基础的综合指数法对山口红树林保护区的保护成效进行评估。对定量指标进行评价时,以基准年的各指标值为参照,进行变化率的计算。

变化率的计算公式如下:

式中:D w为变化率;I为评估年份的指标值;I0为基准年份的指标值。

部分指标参考海岸带生境退化诊断中对变化率的等级划分[10],以±10%、±30%和±50%为界,将变化等级按照显著改善、改善、轻微改善、基本无变化、轻度退化、中度退化和重度退化划分为七级。在0~100分的连续尺度内,采用等间距法划分赋分区间,以隶属度打分法进行指标赋分。对于生物多样性和红树林面积等递增型指标,增加幅度越大,表明改善程度越大,得分越高;而污染物和入侵生物面积等递减型指标,增加幅度越大,表明退化程度越大,得分越低。其中,红树林总种类增加,且外来物种没有增加,为显著改善或改善;总种类与外来物种均增加,为轻度改善;总种类减少,外来物种不变,为轻度退化;总种类减少,外来物种增多为中度退化或重度退化。此外,鉴于目前我国海域富营养化问题普遍存在,因此将富营养化指标(无机氮和活性磷酸盐)归入递减型指标(表2)。

表2 指标变化率等级划分

环境质量方面的指标评估标准为:将所在区域的海洋环境保护规划或海洋环境功能区划中制定的保护区的环境质量目标(若不一致,遵循就高原则)作为满分的标准,若环境要素现状值达到相应的环境质量标准,即认为保护成效显著,该指标赋值100分。若未达到相应的环境质量目标,则按照变化率的赋值标准进行赋分。

1.2.3.2 定性指标

对于指标体系中的定性指标,主要通过实地调研、访谈交流并配合问卷调查等方式获取相关信息,在此基础上对其进行主观赋分(表3)。

表3 定性指标赋分标准

1.2.4 保护成效指数

为对山口红树林保护区保护成效进行定量评价,本研究选择保护成效指数对其进行量化评价,通过对指标加权求和计算保护成效指数,计算公式为:

式中:MEI代表红树林保护成效指数;n为评价指标个数;I i代表第i个指标的得分;Wi代表第i个指标的权重,对各评价指标的权重及其得分进行加权计算得到红树林保护区保护成效指数。

以保护成效指数为标准在指数间等间距划分保护成效级别(表4)。

表4 红树林保护区保护成效评价等级

红树林保护区保护成效等级说明如下。

优:主要保护对象保持完整,数量增加,生态系统健康状况明显提升,保护区管理保护工作有效开展。

良:主要保护对象保持完整,数量稳定,生态系统健康状况良好,保护区管理保护工作开展较好。

中:主要保护对象基本保持完整,数量略有减少,保护区管理保护工作开展情况一般。

较差:主要保护对象出现退化,数量显著减少,生态系统健康状况较差,保护区管理保护工作开展较差。

差:主要保护对象严重退化,数量显著减少甚至消失,生态系统健康状况差,保护区管理保护工作开展情况差。

2 数据来源与处理

根据收集到的数据资料情况,对山口红树林保护区进行保护成效评估。现状资料主要采用2018年的相关调查结果,历史资料以2008年的调查资料为主,故将2008年定为基准年,个别指标的评价数据由于条件限制无法收集到的,以邻近年份的资料代替。本案例研究中所用的数据主要来自《广西山口国家级红树林生态自然保护区十年评估前期工作项目科学报告》[11]《广西海洋保护区管理成效评估技术项目研究报告》[12]《广西山口国家级红树林生态自然保护区勘界报告》[13]以及相关的海洋环境状况公报等。

3 结果与分析

3.1 压力指标

3.1.1 污染

根据《广西壮族自治区海洋环境保护规划(2016-2025)》及《广西壮族自治区海洋功能区划(2011—2020年)》的管理要求,山口红树林保护区的海水和沉积物均执行一类标准。2018年保护区内海水溶解氧含量符合第一类海水水质标准,达到环境质量目标。无机氮、活性磷酸盐含量均超过一类标准,与2008年相比有了大幅度的升高。沉积物各项指标(石油类、硫化物、有机碳、镉、汞、砷、锌、铅、铜、铬)均达到海洋沉积物质量标准第一类标准。与历史相比,硫化物、有机碳、锌含量均有明显下降。

3.1.2 生物入侵

山口红树林保护区主要的入侵生物为互花米草。2018年的调查结果显示,山口红树林保护区互花米草绝大部分呈单优势群落生长,仅很小部分与红树林混生。与历史相比,2018年互花米草面积减少了4.5%。

3.1.3 养殖

近年来,保护区联合地方政府和执法部门对保护区内违法违规经营的养殖场等进行拆除和清理,2018年山口红树林保护区范围内的养殖面积比2010年显著减少。

3.2 状态指标

3.2.1 红树林

2008年山口红树林保护区内红树林面积为818.8 hm2,2019年增加到836.05 hm2,且自然林比例达到97%以上,天然程度极高。红树种类保持不变,半红树种类增加1种,外来种种类未增加。

3.2.2 生物多样性

根据《2013年广西壮族自治区海洋环境质量公报》,林间底栖生物种类丰富,共鉴定出42种。2018年的调查结果显示,共鉴定51种大型底栖生物,多样性有所提高。

鸟类的调查数据由于不同年份的调查季节不同,不具备可比性,因此暂不将鸟类指标纳入本次评估。

3.3 响应指标

通过实地走访、调研、资料查阅、问卷调查和专家咨询等方式,针对上述指标进行赋分。

3.3.1 管理基础

(1)山口红树林生态自然保护区管理局机构设置总体合理;人员编制少,现有的专业人员尚不能完全满足保护区的管理需要。

(2)各级人民政府及保护区管理处已制定多项规范性文件,为保护区管理提供了制度保障。

(3)2018年,保护区已开展勘界工作。截至2020年12月22日,山口红树林保护区管理中心按照自治区人民政府批复的边界范围,重新查立、埋设界桩95根,全面完成了保护区确界工作。

3.3.2 管理行为

(1)保护区建立日常管护制度,配备专职巡逻员,要求每月巡护执法次数不少于8次。定期记录巡护情况并向上级汇报。但对开放水域的人为活动管控力度不足。

(2)保护区在早年就引入了社区参与和可持续利用红树林资源的理念,定期开展社区共管活动。近几年,由于清理非法海上养殖和拆除违建别墅等,保护区管理处与村民的矛盾加深,保护与利用冲突严重,部分村民对保护区的管理工作有抵触情绪,给保护区的管理保护工作带来了一些困难。为解决这个问题,保护区管理处计划恢复社区共管平台,尽力改善与周边村民的关系。

(3)近年来,保护区委托相关单位进行科学考察,但对区内资源还缺乏全面的掌握。

(4)保护区通过建立科普中心、张贴宣传海报和发放宣传册等开展了形式多样的宣传教育活动。3.3.3 经济保障

保护区经费列入自治区主管部门年度财政预算中,为一般公共预算财政拨款。经费基本能保障人员基本支出和日常维护。能力建设经费投入过少。部分设施由于经费缺乏导致建设进度不理想。

3.4 保护成效指数

计算所得保护成效指数为70.86,保护区保护成效良好,主要保护对象保持完整,数量稳定,管理工作开展较好(表5)。

表5 保护区保护成效评估指标赋值结果

4 讨论与建议

生态环境方面,山口红树林保护区最突出的问题是海水中无机氮、活性磷酸盐浓度高,富营养化严重。其污染物主要来源于居民的生活污水和养殖塘排放的养殖废水,特别是丹兜海域的两岸海堤内存在大量养殖塘,水体富营养化尤其严重[14]。虽然与2008年相比,保护区范围内的养殖面积有了大幅度减少,但目前存在的养殖塘面积仍然较大,并且已影响保护区内的海水水质,因此对保护区内的非法养殖应加大清理力度,尽快取缔非法养殖。对保护区周边的养殖,应根据环境容量合理调整养殖布局,科学确定养殖密度;同时积极推进养殖塘改造,建设养殖塘尾水处理装置,对养殖废水进行处理,达标后再排放入海;同时完善保护区周边污水管网和污水处理厂的建设。

山口红树林保护区在人员配备、科研监测和经费保障等方面存在不足,这些问题也普遍存在于国内大多数的自然保护区中[15]。需要建立相关制度来促进人才引进和培养,从而使保护区的科研监测水平得到有效提升。

改善保护区管理部门与周边居民的关系,有利于保护区各项工作的顺利开展。积极建立社区共管机制,开展定期座谈,重视社区居民的意见和想法。在开发利用与生态保护之间找到平衡点,积极探索生态养殖和生态旅游新模式,在保护红树林的同时,让附近居民能从中受益,从而主动支持保护区工作。完善生态补偿机制,对居民因林木采伐、海产养殖受限而产生的损失进行补偿,缓解居民与保护区的矛盾。保护区管理部门应积极争取中央财政林业改革发展资金、湿地生态补偿款、其他生态资金或项目补助。

综上,山口红树林保护区当前应集中力量加强基础建设和人才队伍建设,以此提高保护区的管理保护水平。将互花米草整治等作为近期的工作重点,同时建立社区共管机制,改善与居民的关系,为后期整治虾塘养殖奠定基础。