張希濤，畢正剛，車純廣，譚海濤，路海英

(山東省黃河三角洲國家級自然保護區(qū) 黃河口管理站，山東東營 257500)

濱海濕地主要包括鹽沼、紅樹林、光灘、河口和淺海水域等，為人類社會提供漁業(yè)資源、污染物過濾等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。近年來，由于氣候變化及人為活動干擾的加劇，濱海濕地生物多樣性喪失、生態(tài)系統(tǒng)功能衰減嚴重。濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化不僅影響系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能，同時也會威脅經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。

黃河三角洲濱海濕地是我國溫帶地區(qū)最典型的海岸濕地生態(tài)系統(tǒng)之一，具有突出的保護和科學研究價值。此外，黃河三角洲濱海濕地也是世界上極具代表性河口濕地生態(tài)系統(tǒng)之一，自20世紀90年代以來便成為國內(nèi)外研究的熱點[3-4]。其生態(tài)價值在國際上受到廣泛認可，并于2013年入選國際重要濕地名錄。近年來，因各方面因素干擾，黃河三角洲濱海濕地出現(xiàn)了植被大面積萎縮、生境破碎化、生物多樣性降低、污染加劇、外來生物入侵以及關(guān)鍵生物棲息地喪失等一系列生態(tài)環(huán)境問題，嚴重影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定性。

1 研究區(qū)概況

黃河三角洲位于山東省東營市黃河三角洲國家級自然保護區(qū)，地理坐標范圍為37°35′～ 38°12′N，118°33′ ～119°20′E。四季分明，雨熱同期，具有典型的溫帶大陸性季風氣候特征。按照不同類型，可將其分為鹽沼、光灘、淺海水域等自然濕地及養(yǎng)殖場、鹽田等人工濕地兩大類。為保護該地區(qū)新生濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀瀕危鳥類，1992年黃河三角洲國家級自然保護區(qū)(以下簡稱“保護區(qū)”)成立，總面積為15.3萬hm2，其中核心區(qū)7.9萬hm2，緩沖區(qū)1.1萬hm2，實驗區(qū)6.3萬hm2。保護區(qū)下設(shè)3個管理站(圖1)。

黃河三角洲現(xiàn)有的生態(tài)恢復工程主要為2003年由保護區(qū)實施的淡水濕地生態(tài)恢復保護工程。通過引灌淡水、增加淡水儲量、修筑沿海防潮堤等措施，修復生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，使其生物群落逐步向健康的頂級群落轉(zhuǎn)變，改善鳥類生存環(huán)境。目前工程已經(jīng)竣工，共修筑圍壩8 km、引水渠30 km，修建揚水站1處，恢復濕地4 238 hm2，淡水濕地恢復區(qū)內(nèi)植被生長旺盛，濕地面積顯著增加。此外，淡水濕地恢復區(qū)內(nèi)有候鳥筑巢產(chǎn)卵。因此，該工程產(chǎn)生了明顯的生態(tài)和經(jīng)濟效益。

2 黃河三角洲主要生態(tài)問題

黃河三角洲濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)位于海陸交互區(qū)域，復雜性高，脆弱性強，同時要面臨來自陸、海2個方面的壓力。不同類型的濕地存在的退化問題各有不同，并且退化的強度也存在強烈的空間異質(zhì)性。從表1 可以看出，1985—2014年間自然濱海濕地面積驟減，而人工濕地面積快速擴大。全球變化及高強度人類開發(fā)活動共同作用，如油田開發(fā)、堤壩建設(shè)以及海岸侵蝕、海平面上升等，引起黃河三角洲區(qū)域生物多樣性急劇下降以及動植物棲息地功能喪失等諸多方面的生態(tài)環(huán)境問題。

2.1淡水濕地生態(tài)問題濱海淡水濕地是位于潮上帶、以蘆葦?shù)鹊参餅閮?yōu)勢種的淡水沼澤。其退化的主要誘因是淡水資源的短缺。黃河三角洲的淡水資源主要來源于上游黃河來水和降水，但該地區(qū)年均降水量為542 mm，集中于夏秋季節(jié)，年均蒸發(fā)量1 962 mm，年蒸降比為3.6∶1.0[6]。因此，黃河上游來水是該地區(qū)唯一具有開發(fā)利用價值的淡水資源。自20世紀70年代黃河開始出現(xiàn)斷流，90年代后，斷流時間不斷延長，范圍不斷擴大，造成該地區(qū)淡水濕地嚴重萎縮和退化[7]。

圖1 黃河三角洲國家級自然保護區(qū)位置Fig.1 Location of the Yellow River Delta National Nature Reserve

表1黃河三角洲濱海濕地類型及面積變化[5]

Table1TypesandareachangeofcoastalwetlandsintheYellowRiverDelta

濕地類型Wetland type面積Area∥hm21985年2014年比例Proportion%變化面積Variable-areahm2自然濕地淺海水域77 967.6174 038.3048.41-3 929.31Natural 灘涂濕地33 581.6224 594.5916.08-8 987.03wetland淡水濕地80 93.534 039.312.64-4 054.22鹽沼濕地14 340.949 585.646.27-4 755.30小計133 983.70112 257.8473.40-21 725.86人工濕地水庫坑塘濕地782.477 155.494.686 373.02Constructed Wetland養(yǎng)殖場及鹽田濕地602.1733 519.3221.9232 917.15小計1 384.6440 674.8126.6039 290.17總計Total135 368.34152 932.65100.0017 564.31

注：比例為2014年各種濕地類型面積占總濕地面積的百分比；變化面積表示2014與1985年濕地面積的差值

Note:Proportion is percentage of different wetland types in the total wetland area;variable-area is the difference of wetland area between 2014 and 1985

2.2鹽沼濕地生態(tài)問題鹽沼濕地是濱海重要的生態(tài)系統(tǒng)，其植被類型是濱海鹽沼濕地的主要分類依據(jù)之一。黃河三角洲的鹽沼濕地包括蘆葦、鹽地堿蓬、檉柳等本土植物和互花米草等外來入侵植物等四大主要植被類型。其存在的主要生態(tài)問題在于：圍墾養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)、城市、旅游、工業(yè)用地的侵占造成鹽沼面積大幅減少；過度漁業(yè)養(yǎng)殖，使得鹽沼生態(tài)系統(tǒng)中的特定物種迅速增加，破壞了自然的食物鏈結(jié)構(gòu)；圍墾、大壩建設(shè)等改變水文過程、阻斷潮汐，導致營養(yǎng)不足以及高度鹽漬化，鹽沼特有的植被群落消失，該地區(qū)原生植被遭到破壞，自然演替序列發(fā)生中斷，使得濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生快速陸向演替，物種組成和非生物環(huán)境因素等都變得與陸地生態(tài)系統(tǒng)更為接近。同時潮溝的阻斷也斷絕了生物遷徙、魚類洄游、營養(yǎng)交換、淡咸水交換、泥沙輸運的通道，鳥類、甲殼類的棲息地遭到破壞，生物多樣性降低。外來植物互花米草入侵也對鹽沼濕地的生物群落和生態(tài)功能造成不同程度的影響。此外，工廠、生活廢水、醫(yī)療、石油開發(fā)等造成鹽沼水體的污染。

2.3灘涂濕地生態(tài)問題黃河三角洲的灘涂濕地為淤泥質(zhì)、無植被覆蓋或蓋度極低的海洋灘涂。主要面臨的問題為：濱海灘涂養(yǎng)殖、鹽田開發(fā)、工業(yè)設(shè)施擴張、娛樂設(shè)施建設(shè)等侵占了大量的濱海灘涂濕地。防護堤壩的建設(shè)直接阻斷灘涂潮溝系統(tǒng)，帶來大面積的地表硬化，造成灘涂濕地水文特征改變，包括改變地表徑流、干擾地表水系下滲以及阻斷海陸連通性等，進而造成灘涂濕地的結(jié)構(gòu)破壞或功能喪失。工業(yè)、生活廢水、油污、養(yǎng)殖廢水等直接造成灘涂水、土環(huán)境的污染破壞。海水上升、風暴潮等氣候也會加劇對灘涂的海水侵蝕，破壞地表結(jié)構(gòu)，引起地質(zhì)結(jié)構(gòu)崩塌，造成灘涂緊縮、下陷等嚴重損害。

2.4淺海水域生態(tài)問題淺海水域主要指低潮時水深在0～6 m之間的永久性海域。由于黃河入海水量的下降，以及油田堤壩的建設(shè)對陸海的生態(tài)交互作用產(chǎn)生了重要影響，導致一些依賴淺海水域的水生生物大量衰退。例如，由于失去了泥沙夾帶的重要餌料，淺海魚類無法正常繁衍，進而造成淺海水域食物鏈斷裂，淺海水域生態(tài)系統(tǒng)漁業(yè)功能嚴重喪失[8]。另外，漁業(yè)不合理捕撈也是淺海生物資源退化的重要原因之一[9]。

3 黃河三角洲生態(tài)修復目標

明確生態(tài)修復的目標是制定生態(tài)修復方案的依據(jù)，是評價生態(tài)修復成效的基礎(chǔ)。具體到個案的修復目標需要因地制宜，但它們具有一些共性，如修復生態(tài)系統(tǒng)的完整性、恢復生態(tài)系統(tǒng)健康和保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展等。生態(tài)修復目標需要揭示修復的終點(如退化之前的某一狀態(tài))和軌跡。當退化或受損不嚴重時，一些生態(tài)系統(tǒng)具有明確的可修復到歷史某一時期狀態(tài)的終點。由于現(xiàn)狀的約束，另外一些情況下的修復可能沒有適合的歷史模型或參照，也無法確定更早的某一歷史狀態(tài)，需要根據(jù)選定的修復指標體系來確定修復目標。

3.1淡水濕地生態(tài)修復目標濱海退化淡水濕地的主要修復目標包括調(diào)節(jié)生態(tài)需水，維持一定的淡水濕地面積、水位和植被蓋度，保證淡水沼澤濕地的完整性和正常功能發(fā)揮，消除水體污染。

3.2鹽沼濕地生態(tài)修復目標濱海退化鹽沼濕地的修復目標主要包括去除外來入侵種、恢復濱海鹽沼濕地植被、調(diào)節(jié)濱海鹽沼濕地水文條件、提升濱海鹽沼濕地生物多樣性、消除濱海鹽沼濕地環(huán)境污染以及恢復濱海鹽沼濕地棲息地功能。

3.3灘涂濕地生態(tài)修復目標濱海退化灘涂濕地的主要修復目標包括防止風浪作用下灘涂的蝕退、恢復潮溝連通性、消除污染、恢復濕地棲息地功能。

3.4淺海水域生態(tài)修復目標淺海水域主要修復目標包括維持一定的河流徑流量和泥沙量，保證河口濕地的規(guī)模；維持河口濕地中浮游動植物的生物多樣性；維護魚類棲息地；消除各類水體污染。

4 黃河三角洲生態(tài)修復技術(shù)

濕地生態(tài)修復就是根據(jù)自然性、可行性等原則，制定生態(tài)修復目標，選取生態(tài)修復策略，恢復濕地原本的結(jié)構(gòu)、功能，盡量使之達到穩(wěn)定狀態(tài)[10]。生態(tài)修復一般是指人工修復，這不同于自然恢復。自然恢復過程是指去除外界壓力或者干擾之后，濕地經(jīng)過長期的自然過程恢復成為較為理想的生態(tài)系統(tǒng)，這種模式一般是針對濕地受損但沒有超過一定閾值且具有可逆性的濕地生態(tài)系統(tǒng)。人工修復是指去除外界壓力或者干擾后，單獨依靠自然過程很難或者不能恢復到理想的狀態(tài)，必須依靠人為干擾措施才能達到修復的目的，這種模式一般針對濕地受損超過一定閾值且不具有可逆性的濕地生態(tài)系統(tǒng)[11]。黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)的受損空間異質(zhì)性很大，修復過程應考慮自然恢復和人工修復相結(jié)合的模式，在實行嚴格的保護措施時，根據(jù)自我設(shè)計和自然演替理論，結(jié)合一系列的人工修復技術(shù)，對各種生物進行生態(tài)修復，達到設(shè)定的修復目標。

黃河三角洲退化濱海濕地生態(tài)修復技術(shù)根據(jù)修復目標的不同可分為以下幾種類型：生物組分修復、水體修復、土壤改良和綜合生境復原等技術(shù)(表2)。

4.1生物組分修復技術(shù)先鋒物種引入技術(shù)，針對濱海退化鹽沼濕地和淡水濕地，通過主要植被類型堿蓬、鹽地堿蓬、蘆葦?shù)囊浦?、移栽，使其起到保護灘涂堤岸、提高初級生產(chǎn)力、改良鹽堿地、緩解污染和豐富生物多樣性等重要生態(tài)作用[12]。

土壤種子庫引入技術(shù)，主要包括濱海退化鹽沼濕地和淡水濕地生態(tài)修復中鹽地堿蓬種子庫的加強、促萌發(fā)技術(shù)，檉柳、蘆葦群落種子庫重建技術(shù)。

入侵生物控制技術(shù)：通過物、化、生等措施，削除入侵植物的影響，控制其再次入侵。物理措施主要包括圍堰、刈割、淹水、曬地和調(diào)水等；化學措施主要是“灘涂米草除控劑”的使用[13]；生物替代措施主要是物理措施和化學措施實施之后通過移栽本地植物，達到控制外來物種的目的[14-15]。

增殖放流技術(shù)：用于修復黃河三角洲水生動物種群及其多樣性的主要措施之一。在漁業(yè)資源出現(xiàn)衰退的淺海水域中，根據(jù)水體中的漁業(yè)種類構(gòu)成，釋放不同種類、數(shù)量的魚、蝦、蟹、螺、貝等水生生物，使得水生生物群落結(jié)構(gòu)得到合理配置，自然種群得以恢復。這種方法有助于改善種群結(jié)構(gòu)、增加物種多樣性、維持生態(tài)系統(tǒng)完整、維護漁業(yè)水域生態(tài)平衡[16]。

4.2水體修復技術(shù)生態(tài)補水技術(shù)，主要通過修筑堤壩，將黃河豐水期和雨季淡水儲存起來，用于旱季的淡水補充，以沖淡海水鹽堿度，進而增加蘆葦面積，為原生濕地生物的生存、繁衍提供場所[17]。濕地生態(tài)補水技術(shù)通過對歷史徑流的大量模擬和生態(tài)水文過程分析，計算其生態(tài)需水量與補水量。此外，還需要對濕地生態(tài)補水方式、補水時間進行調(diào)試，尋找最優(yōu)組合，建立長效補水機制。

水系連通技術(shù)主要包括疏通潮溝、涵洞改造和拆除堤壩。鹽沼水體鹽度受潮汐影響，增加水體流動性，有助于恢復岸邊動植物群落。涵洞改造、拆除堤壩、恢復潮汐對鹽沼的影響[18-19]，這些措施都可以方便快捷地恢復鹽沼。攔海大堤促使地勢快速升高，導致翅堿蓬受潮汐影響減小，從而引起群落退化。潮汐能夠確保植物不因鹽分結(jié)晶成鹽鞘而死亡[20]，可有效防止翅堿蓬群落退化。通過水系連通技術(shù)，可以對潮間帶的翅堿蓬群落進行人工恢復[21]。

水體富營養(yǎng)化控制技術(shù)是通過物理方法(吸附、過濾等)、化學方法(氧化法、混凝沉淀法等)及生物方法(人工浮床法、種植水生植物法、微生物修復法、水生動物操縱法)，控制水體營養(yǎng)物的含量，改善水體質(zhì)量，預防富營養(yǎng)化發(fā)生。

4.3土壤改良技術(shù)石油污染土壤控制技術(shù)，中國第二大油田——勝利油田的產(chǎn)油區(qū)位于黃河三角洲內(nèi)部，石油污染已直接或間接造成該地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化[22]。通過傳統(tǒng)的物理、化學方法以及較為潔凈、有效且成本相對較低的植物修復技術(shù)，可以有效降低鹽堿土中石油烴的含量。國內(nèi)有關(guān)翅堿蓬、蘆葦?shù)塞}沼植物修復石油污染的研究均發(fā)現(xiàn)當?shù)刂参锟梢栽谑芪廴镜耐寥乐猩L良好，并且降低鹽堿土中的石油烴含量，達到改善土壤質(zhì)量的目的[23-26]。

鹽漬土改良技術(shù)，是通過采取相應的物理、化學或生物技術(shù)，優(yōu)化土壤性狀。主要方法有淡水引入方式改善土壤水分狀況，降低鹽堿度；改善土壤的水分和透氣條件，如物理翻耕措施和微地形設(shè)置；選育推廣種植耐鹽堿植物；篩選土壤改良劑以及布設(shè)暗管排水系統(tǒng)等。

疏浚沉積物技術(shù)包括河道疏浚和改道技術(shù)。通過人工或機械方式對堵塞河道進行清淤、擴挖或者截彎取直河槽，拆除河道違章建筑設(shè)施、平整灘面，增加河道徑流量，以疏通順暢河道局部流路。

4.4綜合生境修復技術(shù)綜合生境修復技術(shù)主要包括鳥類棲息地模擬技術(shù)和人工魚礁建設(shè)技術(shù)，通過綜合上述措施，為鳥類以及魚類提供良好的棲息、繁殖、生長發(fā)育的場所，達到恢復生物多樣性的目的。

4.4.1鳥類棲息地模擬技術(shù)。針對受損的鳥類棲息地，根據(jù)鳥類的生活習性，人工營造棲息環(huán)境，招引鳥類的定居與繁殖，恢復和提高鳥類的多樣性。主要技術(shù)有生境島隔離、微地形修飾、生態(tài)補水、矮圍蓄水、人工鳥巢、設(shè)置鳥食投放區(qū)以及干擾隔離等[27]。

4.4.2人工魚礁建設(shè)技術(shù)。人工魚礁是在水體中設(shè)置構(gòu)造物(如混凝土構(gòu)件、廢舊船體、塑料或竹木結(jié)構(gòu)等)，改善水體質(zhì)量，為魚類生存提供良好環(huán)境[28]，更好的保護漁業(yè)資源，維持水生生物多樣性，達到保持漁業(yè)資源的穩(wěn)定和增殖的目的[29]。

5 黃河三角洲濱海濕地保護與修復建議

5.1加強濕地科學研究，開展國際合作交流目前，雖然對黃河三角洲濱海生態(tài)系統(tǒng)退化總體原因已有所了解，但是對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)中各組分之間的相互關(guān)系及其相互作用機理了解仍不夠深入。因此，應重點加強生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)在過程以及互作機制等領(lǐng)域的研究，減少方法上的不準確性[30]。另外，與國內(nèi)外相關(guān)機構(gòu)進行深入合作，互相交流、學習先進的修復技術(shù)和管理經(jīng)驗，實現(xiàn)黃河三角洲的可持續(xù)發(fā)展。

5.2建立生態(tài)修復技術(shù)示范區(qū)，編制修復技術(shù)規(guī)程以黃河三角洲濱海濕地為依托，以鹽沼、灘涂等典型濱海濕地的綜合修復技術(shù)為主導，建設(shè)涵蓋植被修復、地表徑流控制、海陸水文作用調(diào)節(jié)、灘涂微地形修飾、土壤改良、水鹽調(diào)節(jié)、水環(huán)境凈化、土壤修復、生境重建、生物多樣性恢復等多種技術(shù)的綜合生態(tài)修復技術(shù)示范區(qū)。此外，開發(fā)濱海濕地生態(tài)修復的新技術(shù)，同時學習國內(nèi)外典型的生態(tài)修復案例，總結(jié)其經(jīng)驗，編制修復技術(shù)規(guī)程，為我國其他區(qū)域濱海濕地生態(tài)修復工程的設(shè)計及施工提供技術(shù)支持。

5.3加強濕地宣傳與教育工作，實現(xiàn)公眾參與公眾是參與濕地保護的主要群體，我國濕地保護與修復工作起步較晚，并且該地區(qū)的大多數(shù)群眾參與濕地保護與修復不積極，所以現(xiàn)階段急需加強宣傳，增強公眾保護意識，發(fā)動全民參與到濕地保護與修復工作中來，實現(xiàn)黃河三角洲濱海濕地的可持續(xù)發(fā)展。