張盼,王鵬,2,3,林霞,張連杰,閆吉順,趙博

(1.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023;2.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院 南京 210098;3.河海大學(xué)海岸災(zāi)害及防護教育部重點實驗室 南京 210098)

1 生態(tài)修復(fù)重要意義

黨的十八大以來,黨中央、國務(wù)院作出了加快推進生態(tài)文明建設(shè)的重大部署,黨的十九大報告明確指出“實施流域環(huán)境和近岸海域綜合治理”“實施重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程”,堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針建設(shè)美麗中國。為了貫徹生態(tài)文明建設(shè)理念,修復(fù)近岸海域受損生態(tài)系統(tǒng)和典型地貌單元,《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》《國家海洋局海洋生態(tài)文明建設(shè)實施方案(2015—2020 年)》均明確提出實施“藍色海灣”整治工程,到2020年在不少于66個海灣及毗鄰海域進行有針對性的整治。2018年全國海洋工作會議進一步指出,要牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,實施陸海統(tǒng)籌的近岸海域綜合治理,加大海岸整治修復(fù)力度。

沙壩-潟湖海岸是“藍色海灣”整治修復(fù)的重要對象,占世界海岸的13%以上,在我國主要分布于廣西、廣東、浙江、山東半島和渤海灣北部沿岸,遼寧沿岸地帶也較常見[1-2]。沙壩-潟湖海岸是由沙壩、潟湖、潮汐通道三大地貌單元組成的典型濱岸堆積地貌體,在含沙豐富的河流入海口處發(fā)育廣泛,具有典型的生態(tài)系統(tǒng)和獨特的景觀、科研價值,在防潮護岸、維持區(qū)域生態(tài)平衡、美化海岸景觀等方面發(fā)揮重要作用。然而,20世紀(jì)90年代以來,高強度、多類型的人類活動改變了維持沙壩-潟湖系統(tǒng)平衡的沉積環(huán)境,導(dǎo)致沙壩-潟湖海岸受到損傷和破壞[3]。目前,已經(jīng)有超過20%的沙壩-潟湖地貌系統(tǒng)完全滅失[4],剩余沙壩-潟湖地貌系統(tǒng)也由于人類活動(如圍填海、采砂、筑壩等)受到破壞,但是其沙壩的本體仍然存在,通過海岸整治可以逐步修復(fù)其受損形態(tài),恢復(fù)生態(tài)和景觀價值。

目前關(guān)于海岸整治修復(fù)工作的研究尚處于起步階段,針對河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)修復(fù)的研究仍十分欠缺。本研究通過遼寧省典型河口沙壩-潟湖主要生態(tài)修復(fù)思路和方法的探究,可以為沙壩-潟湖海岸的保護與恢復(fù)提供思路,也為我國海岸整治修復(fù)管理提供借鑒。

2 生態(tài)修復(fù)方法與關(guān)鍵技術(shù)

自然條件下沙壩-潟湖海岸常會緩慢走向衰亡,但在人類活動干預(yù)下正加快消亡[5]。在海洋生態(tài)文明建設(shè)大背景下,沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)工作逐步興起并越來越重要,修復(fù)措施需要科學(xué)合理、有針對性地開展,并注重整治修復(fù)效果的長效性。Oost[6]認為沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)要尊重自然動力地貌規(guī)律和完整性,因地制宜開展人工修復(fù)。Giardino、Tung 等[7-8]采用增加泥沙供給、保持潮汐通道穩(wěn)定性等方法對受侵蝕沙壩或砂質(zhì)海岸進行修復(fù)。國內(nèi)也有少數(shù)研究者針對海岸修復(fù)進行了研究,人工構(gòu)筑物的建設(shè)或拆除作為修復(fù)方案的重要方法逐步開始應(yīng)用[9]。

沙壩-潟湖海岸整治修復(fù)必須堅持以“自然恢復(fù)為主,人工修復(fù)為輔”的原則,做到科學(xué)合理,因此需要對生態(tài)修復(fù)效果進行評估。目前國內(nèi)外科學(xué)界針對沙壩-潟湖系統(tǒng)的評估體系還沒有開展相關(guān)研究,但是海岸帶及沙壩-潟湖脆弱性評價方法的成功應(yīng)用為生態(tài)修復(fù)治理提供了借鑒和參考。脆弱性指數(shù)法和綜合指數(shù)法廣泛應(yīng)用于海岸帶綜合評價,Gornitz[10]最早提出了海岸帶脆弱性評價指數(shù)和風(fēng)險等級的概念,并成功應(yīng)用于美國太平洋和大西洋海岸的脆弱性評價,王鵬[11]采用綜合指數(shù)法對遼寧海岸帶開發(fā)活動進行了評價,Mitchell[12]根據(jù)潮汐通道、沙壩狀態(tài)、動力影響因子等采用綜合指數(shù)法對加納近岸沙壩-潟湖系統(tǒng)脆弱性進行了研究。

“藍色海灣”整治修復(fù)工程需要加強對自然恢復(fù)及人工干預(yù)下沙壩-潟湖恢復(fù)機制的研究,但是目前關(guān)于整治修復(fù)的方法、標(biāo)準(zhǔn)和理論仍然處于探索階段,許多科學(xué)問題尚不成熟、不清楚。如何秉持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針,識別沙壩-潟湖系統(tǒng)受損主要因素,評估不同人工修復(fù)方法的必要性和有效性是藍色海灣整治修復(fù)亟須解決的問題。

3 浮渡河口沙壩-潟湖受損狀態(tài)

河口地區(qū)沙壩-潟湖系統(tǒng)受波浪、潮流等水動力條件和河流泥沙供給等多種自然因素影響,同時也是人類活動的多發(fā)區(qū)域,這使得河口沙壩-潟湖系統(tǒng)非常脆弱。遼寧省營口市浮渡河口具有典型的沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng),多年來存在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類活動,導(dǎo)致沙壩-潟湖系統(tǒng)的地貌形態(tài)發(fā)生重大改變,同時該區(qū)域也已列入藍色海灣工程項目庫,是河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)修復(fù)的典型代表區(qū)域。

通過多時期的遙感影像資料對比發(fā)現(xiàn),浮渡河口沙壩-潟湖系統(tǒng)處于較快速度的萎縮消亡狀態(tài)。其中,浮渡河口南側(cè)沙壩2007年較2000年后退最大距離約60 m;浮渡河口北側(cè)沙壩后退距離不大,但是沙壩規(guī)?？s小變窄,表面物質(zhì)粗化,2019年較2010年相比最北側(cè)沙壩平行海岸向東延伸約260 m。浮渡河入海泥沙物質(zhì)供給以及水動力環(huán)境條件是河口沙壩-潟湖存在的必要條件。浮渡河是發(fā)源于山區(qū)的短途季節(jié)性山溪河流,所攜帶的泥沙除了塑造沿岸邊灘外,其余全部堆積于河口地區(qū)。隨著人類對于沙礫資源和水資源需求的日益增大,極大地壓縮了入海泥沙量。同時,浮渡河口存在河口筑壩、圍海養(yǎng)殖和人工島建設(shè)等人類活動,改變了河口周邊海域水動力條件,造成沙壩侵蝕后退,潟湖面積逐漸縮小甚至消亡。

4 生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵問題與建議

4.1 生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵問題

針對遼寧省浮渡河口的典型沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng),聚焦該區(qū)域存在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類活動導(dǎo)致動力地貌系統(tǒng)受損的特點,在實際修復(fù)過程中,應(yīng)解決兩個方面關(guān)鍵技術(shù)問題。

4.1.1 多類型人類活動耦合影響下的河口沙壩-潟湖系統(tǒng)受損機制

在河口筑壩、圍填海、人工島和河道采砂等多種人類活動共存的條件下,它們對沙壩-潟湖海岸的影響并非簡單的線性疊加,而是受控于它們出現(xiàn)的時間順序和當(dāng)時的動力地貌系統(tǒng)狀態(tài),相互之間也會有顯著的相互影響,這種非線性耦合影響機制是后期項目開展中要解決的關(guān)鍵問題。在整治修復(fù)研究中,需要基于現(xiàn)場觀測分析典型地貌形態(tài)的主控因素和時空變化規(guī)律,剖析河口筑壩、圍填海、人工島、河道采砂等多種人類活動對河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的非線性耦合影響機制、影響程度及時空尺度,闡明動力地貌系統(tǒng)受損的主導(dǎo)因素。

4.1.2 河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的修復(fù)效果評估

河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的受損過程與其修復(fù)效果往往表現(xiàn)在不同的時空尺度上,目前這方面的國內(nèi)外研究還較為欠缺。如何依據(jù)長時間序列的遙感影像、歷史資料和現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)等鑒別恢復(fù)過程的時空尺度特性,進而構(gòu)建生態(tài)修復(fù)效果定量評價指標(biāo),是生態(tài)修復(fù)項目實施效果的另一個關(guān)鍵問題。在構(gòu)建評估體系過程中,采用綜合指數(shù)法和層次分析法選取代表性指標(biāo)構(gòu)建河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)效果評估體系是較為科學(xué)合理的方法。選取代表性指標(biāo)方面可將水動力環(huán)境(潮位、潮流)、沉積物環(huán)境(泥沙粒徑、泥沙通量等)和地貌環(huán)境(沙壩長度、寬度、口門寬度、潟湖面積)等作為具體指標(biāo)。利用生態(tài)修復(fù)效果評估體系充分分析堤壩拆除、潟湖面積拓展、人工補沙等人工修復(fù)措施實施后的河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)演變特征,比較不同人工修復(fù)活動對研究區(qū)域波浪場、水流場和泥沙場分布特性的影響,探討科學(xué)合理的整治修復(fù)措施。

4.2 建議

隨著機構(gòu)改革進程的順利推進,海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)管理工作越來越受到重視并取得了長足進步。在接下來的“十四五”時期,如何扎實推進沙壩-潟湖海岸等典型生態(tài)系統(tǒng)、重點區(qū)域保護修復(fù)工作,全面提升海洋生態(tài)整治修復(fù)管理水平,是海洋生態(tài)環(huán)境保護修復(fù)工作中值得思考的一個課題。針對目前海洋生態(tài)整治修復(fù)中存在的問題,在未來海洋整治修復(fù)工作中,要加快形成海洋生態(tài)修復(fù)體系,以最嚴(yán)格制度最嚴(yán)密法治保護海洋生態(tài)環(huán)境。

4.2.1 加強海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)頂層設(shè)計

通過完善規(guī)劃引領(lǐng)、制度設(shè)計和任務(wù)目標(biāo)篩選確定等頂層設(shè)計,加強政策引領(lǐng)。一方面,制定重點區(qū)域生態(tài)修復(fù)規(guī)劃,從海洋生態(tài)修復(fù)全局出發(fā)加快出臺海洋生態(tài)保護修復(fù)規(guī)劃,堅持整體保護、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理,加強典型生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理,避免出現(xiàn)生態(tài)修復(fù)破碎化現(xiàn)象發(fā)生,切實統(tǒng)籌做到保持自然岸線,保留公眾親?？臻g;另一方面,完善相關(guān)制度設(shè)計,針對典型沙壩-潟湖等地貌系統(tǒng)明確相關(guān)制度要求,確定修復(fù)重點岸段和項目,建立生態(tài)修復(fù)項目庫,積極爭取國家資金支持,完善項目運行機制。

4.2.2 提升海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)能力

加強生態(tài)修復(fù)方法基礎(chǔ)研究,指導(dǎo)地方科學(xué)實施生態(tài)修復(fù)項目,建立合理評估體系和監(jiān)測體系,逐步提升海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)能力。由于我國海洋生態(tài)修復(fù)起步較晚,海洋生態(tài)修復(fù)的研究和實踐不足,要加強生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域整治修復(fù)工作,科學(xué)判定海洋生態(tài)破壞區(qū)域,增強生態(tài)環(huán)境破壞診斷準(zhǔn)確性,避免出現(xiàn)機制研究不足、生態(tài)修復(fù)手段缺乏針對性、生態(tài)修復(fù)未能達到預(yù)期效果等現(xiàn)象。針對生態(tài)修復(fù)措施要加快建立生態(tài)修復(fù)評價指標(biāo)體系,健全制度標(biāo)準(zhǔn),加強生態(tài)修復(fù)事中事后監(jiān)管,提升效果評價,明確進一步整治修復(fù)方向,保證海洋生態(tài)保護修復(fù)質(zhì)量和效果。