近海岸生态修复综合路径探索与实践

2024-12-31池长加

安徽农学通报 2024年14期

摘要通过近海岸生态修复实践，构建了以红树林生境修复为核心的生态系统，实现近海岸生态可持续发展。本文基于项目实践，总结分析了近海岸互花米草的生物性特性、危害及刈割、深翻碎根、光滩营造和红树林替代等综合治理措施，红树林植物选择、种植区域及种植方案，以及护岸生态化改造、斑块节点打造和鸟类栖息地打造等景观生态营建方法等近海岸综合修复路径。实践表明，该项目构建的以红树林为主的生态系统，保护了海洋生物多样性，提高了海岸防潮能力，恢复效果明显，该综合修复路径为近海岸生态功能的修复与构建提供了参考。

关键词近海岸；生态修复；互花米草；红树林；岸线景观

中图分类号 X171.4；P748" " 文献标识码 A" "文章编号 1007-7731（2024）14-0077-05

DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.14.017

近海岸生态系统在维护海洋环境、调节气候及保护海岸线等方面发挥着不可或缺的作用，保护并及时修复受损的海岸生态系统意义重大。互花米草（Spartina alterniflora Loisel.）草本植物具有种间竞争力强和繁殖速度快等特征，有很强的适应能力，是一种沿海滩涂入侵物种，部分近海岸因互花米草生物入侵而使生态系统遭到不同程度的破坏。有关该物种生物入侵，机制与治理已有较深入的研究，邓自发等[1]探究了互花米草的入侵模式与爆发机制；王娟等[2]分析了互花米草群落的景观空间分布特征，并对其空间扩张模式识别与景观变化进行了模拟；王卿等[3]总结了入侵植物互花米草的形态学、生物学及管理等，针对互花米草的治理尝试了多种措施，包括物理、化学和生物等方法[4]，有效控制了互花米草的扩散。

红树林是分布于热带和亚热带海岸潮间带的一种生态系统，具有净化水质，保护生态生物多样性等功能，可起到维持海岸生态平衡的重要作用[5]。红树林在潮滩湿地与互花米草的生境高度重叠，可通过营造红树林以占领互花米草生存空间，达到防治互花米草的目的。在红树林生态修复方面，研究主要集中在植物选择与种植技术等方面[6]，对促进红树林生态系统的恢复与重建发挥了积极作用。本文基于项目实践，总结分析了互花米草综合整治措施、红树林生态修复，以及海岸线景观生态营建等近海岸生态修复综合路径，为近海岸生态功能修复与构建提供参考。

1 互花米草治理

1.1 互花米草生物学特性

（1）高遗传分化性。吴娟子等[7]研究表明，不同微生境的互花米草种群间遗传分化达21%，使其在扩散过程中产生快速适应甚至是更强适应环境的能力。（2）环境适应性及耐受能力强。对土壤无特殊要求，在黏土、壤土和粉砂土中均能生长。（3）广盐性、耐强淹性及高抗低氧胁迫性。邓自发等[1]研究表明，互花米草在盐生环境中采取拒盐、泌盐和聚盐等策略适应环境，潮水淹没最大耐受时间可达12 h。

1.2 互花米草的危害

（1）挤占其他生物的生存与觅食空间。互花米草生长迅速，蔓延较快，占据滩涂贝类养殖地，致使滤食性贝类摄食受阻，使底栖动物失去休息和觅食环境，导致种群数量减少、物种多样性降低。（2）减少鸟类栖息空间。互花米草入侵后会影响该区域涉禽类、游禽类候鸟休息与觅食，冬季，候鸟可能会面临高潮时觅食、栖息和繁殖等活动地匮乏。（3）改变土壤理化性质。互花米草的入侵提高了底泥中的溶氧度、氧化还原电位及硫化物的氧化度，其群落下土壤孔隙中水分的碱度、溶解性锰、二价铁和硫化物浓度均较高[1-2]。

1.3 互花米草治理常见方法

目前，对互花米草的控制方法有物理防治措施、化学控制、生物防治措施、生物替代及人工干预措施等。（1）物理防治措施。包括人工清除、覆盖遮阴、刈割、深翻碎根和水淹等方法。物理防治措施较费时费力，但对环境影响小。（2）化学控制。通过施用除草剂进行灭除。王卿等[3]研究提出，除草剂的控制效果受风力、潮汐周期和茎叶上覆盖的沉积物等因素影响。同时，除草剂的应用很可能对其他生物和生态环境带来一定的负面影响。（3）生物防治措施。利用互花米草的潜在植食性动物或病原微生物，如玉黍螺、麦角菌和稻飞虱[3]来抑制互花米草生长。该方法可降低互花米草密度，但难以完全清除，存活的互花米草仍可以通过种子传播入侵新的区域。（4）生物替代。利用与互花米草的生态位重叠且竞争力较强的本土植物，占领互花米草生存空间，达到防治的目的。（5）‌人工干预措施。通过围堰打造稳定水域，即基于互花米草生长习性，通过围堰将潮水留下，打造大水面空间，让互花米草持续缺氧，失去活力。

1.4 互花米草综合治理方案

以上治理方法各有优劣，单独使用其中一种方法难以达到理想效果。实践证明，可根据不同区域和高程等情况，采用多种措施进行综合治理，效果更佳，具体综合治理措施见表1。

实践证明，深翻碎根以深翻深度80～100 cm效果最佳；刈割+深翻碎根+营造水面+红树林替代+营造人工干预鸟类觅食地的综合治理效果表现较好。

2 红树林生态修复

2.1 生态修复目标

重建一个近自然的湿地生态系统，恢复或增加生态系统中红树林为主的植被覆盖率，可以与互花米草群落争夺生态位，占领互花米草生存空间，达到防治互花米草的目的，同时为各种鸟类及生物提供良好的栖息环境。

2.2 红树林品种选择

张韫等[6]认为，理论上平均海平面至平均高潮位之间的滩涂都适用于营造红树林，在具体实施上，宜林地的选择及树种选择是红树林修复的关键。在树种选择上，应同时考虑红树植物和伴生植物。在福建沿海岸线修复实践中，红树植物主要有秋茄、桐花树、海榄雌、木榄和老鼠簕（表2）。

伴生植物（盐沼植物）主要有芦苇、短叶茳芏、南方碱蓬和海三棱藨草等（表3）。

2.3 红树林种植区域

红树林生长在热带亚热带海岸潮间带，其生境长期受潮水影响，土壤盐度高，含氧量低。其适宜的生长条件以河口、内湾（湖）风浪平静、平缓的滩涂为宜；恢复地海水盐度2‰～30‰为宜；红树林的宜林滩涂高程宜介于平均海平面（或稍上）与回归潮平均高潮位之间；恢复地以淤泥质滩涂为宜。

通过对实际项目的生态位分析（图1），针对不同生态位来选择不同的本土植物实施生物替代措施。生物替代植物主要分布于高潮带与中潮带上部。

2.4 红树林种植方式及种植技术

（1）胚轴栽植。将胚轴子叶部分朝上，顶端细部朝下，垂直插入滩涂[8]。卢昌义等[9]研究表明，在淤泥深厚、风浪较大的中潮位滩涂，秋茄胚轴插植深度为其长度的1/2～3/5，不宜过深，以免淤泥等沉积物复盖胚芽或粘黏叶片，影响叶片光合作用；土质硬实、风浪较小的中高潮位滩涂，木榄插植深度为胚轴长度的1/4～1/3。（2）容器苗栽植。在种植点下挖深约20 cm，划破容器苗袋底薄膜，将容器苗填入扶正，敷上淤泥略压实即可。在淤泥深厚的中、低潮位适当深植，淤泥覆盖高度不超过容器袋上表面5 cm；在土质较硬的中高潮位，以泥土刚好覆盖容器袋为宜。

通过对不同种植方式苗情生长情况进行观测，比较两种种植方式后期苗木生长情况（表4），对前期整体景观要求不高的情况下，建议多使用胚轴苗，不仅节约成本，且3个‌月后就可形成一定景观效果。

种植辅助技术方面，风浪较大的修复区域，可采用插竿辅植的方式固定幼苗，以减轻风浪对幼苗的不利影响，提高种植成活率，竹竿深入淤泥50 cm、露出滩面150 cm；对于滩涂略低于红树植物自然繁殖的适宜高程时，以种植苗高超过60 cm的幼苗为宜，或采取支柱法，将下胚轴端与一固定竿捆绑后插入滩涂，抬高胚轴进行种植。具体种植方式应根据项目所在地区的气候特征及立地条件确定，红树植物种植方式、时间及种植密度参照表5。

3 护岸生态修复

3.1 砌石硬质护面生态化改造

郝玉冰[10]研究认为，若原有护岸为硬质护面，宜进行生态化改造。如在沿海项目实施中，在护面上进行覆土绿化，种植耐盐草本、藤本植物，如藤本马鞍藤、海刀豆、芦苇、天人菊、美丽月见草和狗牙根等，以改善坡面生态环境；在堤脚现有抛石基础上加铺0.4 m厚的海蛎壳，防止坡面土被雨水冲刷。具体断面如图2所示。

3.2 岸线景观生态营建

在研究区沿海项目改造中，岸线景观生态营建主要区域为护岸至沿海道路之间的防护林带。（1）生态斑块构建区位。改造过程中应结合景观要素，构建形成不同主题斑块节点。如结合园路、观景平台、沙坑、休息区及景观绿化等，绿化选择本土榕属植物小叶榕、橡皮榕和高山榕作为绿色基底，片植粉花腊肠树、象牙红、黄槿和玉蕊等开花乔木，点植乌桕、朴树和黄连木等高大乔木，灌木地被有苦郎树、膨珊瑚、单叶蔓荆、钻叶紫菀、阔苞菊、白花鬼针草、南方碱蓬、芦苇、厚藤、狗牙根和沟叶结缕草等，形成“红林浸岸”红树林科普乐园。（2）海岸生态防护林改造。海岸生态防护带采取“因地制宜、因害设防、因需而建”的原则，营建集防风固沙、美化环境和改良土壤等多种功能于一体的综合性防护林体系。从海岸线向内陆形成最外延木麻黄纯林生态屏障+混交林+景观林的种植结构。其中，木麻黄纯林种植密度1.5 m×1.5 m；混交林结合防护需求，采用马占相思、白千层、美花红千层和黄槿进行混交种植；景观林以带状绿地公园的建造模式进行营造，采用乔、灌、草相结合的复层混交结构，可选择南洋杉、黄槿、黄连木、花叶高山榕、美丽异木棉、乌桕、银叶金合欢、红花檵木、三角梅、海桐、蜘蛛兰、马尼拉草和狗牙根等，总体乔木树冠覆盖率≥70%。

3.3 鸟类栖息地营造

范青[11]探讨了通过湿地公园的水位时空管理、红树林生态环境修复技术，以及鸟类生存环境修复技术等，实现对红树林生态环境修复。鸟类觅食地营造包括清理互花米草后裸露的光滩和浅水水域。浅水水域包括鸟类高潮休息区、退潮后保留的浅水水域和红树林修复区周围营建的不同深浅的潮沟水系。根据滩涂高程，在红树林宜林地周边光滩上营建若干面积不等的浅水区，退潮后保留0.3～1.2 m的水体，为鸟类提供觅食空间，同时可以抑制互花米草的生长。水禽高潮栖息觅食区的营造，可利用残余的池塘堤岸和低洼地，建成湿塘，引海水进入，岸边种植红树林，退潮后保留一定水域空间，作为水禽类高潮休息觅食区。鸟类夜间休息区营造，可在生态斑块内保留原有乡土树种苦楝、朴树等，并种植黄槿、水黄皮、玉蕊、杨叶肖槿和苦郎树等半红树，以及耐盐能力较强的乌桕、榕树和大叶榕等树种，为鸟类提供夜间休息场所。在红树林宜林地高潮带，可种植芦苇、海马齿等盐沼类植物，吸引鹭类和鹬类在此栖息。

4 结语

本文基于近海岸生态修复实践，探讨了互花米草综合治理、红树林生态修复及护岸生态修复等一系列近海岸生态综合修复路径。互花米草可采取多种措施的综合治理方法，效果更佳。在红树林营造上，应尊重现有自然肌理，以生态修复为目标，根据历史河流入海口冲沟及滩涂高程，设计红树林宜林地大小宽度与潮沟水道深度，最终形成红树林大地景观；在海岸线景观生态营建上，硬质护岸坡面通过回填海泥来实现护岸生态化，结合景观构建形成不同主题斑块节点，在保护现有防风林的基础上，优化林分结构，营建具有美学价值与休闲功能的混交林与景观林，形成布局合理、功能完善及具有生态价值的生态园，同时为鸟类提供夜间休息的场所。

综上，通过构建以“滨海湿地—生态海堤—海岸生态防护带”为核心的近海岸生态系统的综合修复路径，可恢复受损海洋生态系统、提高生态系统的自我维持能力及减灾防灾能力，为海洋经济的持续发展创造良好的基础条件。该修复路径为类似海岸线生态修复提供了思路和借鉴。

参考文献

[1] 邓自发，安树青，智颖飙，等. 外来种互花米草入侵模式与爆发机制[J]. 生态学报，2006，26（8）：2678-2686.

[2] 王娟，刘红玉，李玉凤，等.入侵种互花米草空间扩张模式识别与景观变化模拟[J].生态学报，2018，38（15）：5413-5422.

[3] 王卿，安树青，马志军，等. 入侵植物互花米草：生物学、生态学及管理[J]. 植物分类学报，2006，44（5）：559-588.

[4] 葛安定.互花米草侵入滩涂生态修复路径探索[J].港口航道与近海工程，2024，61（3）：146-150.

[5] 胡爱莲，杨娟，刘宝林，等. 广西沿海红树林潜在适宜区变化及互花米草入侵威胁的预测[J]. 应用生态学报，2024，35（3）：669-677.

[6] 张韫，廖宝文. 我国红树林湿地生态修复技术研究现状分析[J]. 中国科学基金，2022，36（3）：412-419.

[7] 吴娟子，王强，陈建群.根据EH277045衍生序列变异分析中国互花米草种群的遗传结构[J].安徽农业科学，2011，39（36）：22220-22223.

[8] 李娜，陈丕茂，乔培培，等. 滨海红树林湿地海洋生态效应及修复技术研究进展[J]. 广东农业科学，2013，40（20）：157-160，167.

[9] 卢昌义，林鹏. 秋茄红树林的造林技术及其生态学原理[J]. 厦门大学学报（自然科学版），1990，29（6）：694-698.

[10] 郝玉冰. 基于生态修复的广东台山镇海湾红树林国家湿地公园景观规划探究[D]. 北京：中国林业科学研究院，2020.