王文卿，張 林，張雅棉，王 瑁

(廈門(mén)大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，福建 廈門(mén) 361102)

紅樹(shù)林是由分布在熱帶亞熱帶海岸潮間帶的紅樹(shù)植物群落主導(dǎo)形成的一種獨(dú)特的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)，其在濱海地區(qū)生物多樣性維持、海岸防護(hù)、促淤造陸、碳的固定等諸多方面都扮演著重要的角色[1-4].Costanza等[5]的評(píng)估結(jié)果顯示紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值高達(dá)每年193 843美元/hm2，僅次于珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng).但在人類(lèi)活動(dòng)干擾和氣候變化的共同作用下，全球紅樹(shù)林面積不斷下降[6-10]，1980—2005年間全球接近20%的紅樹(shù)林已經(jīng)消失[10].為緩解紅樹(shù)林面積急劇下降的壓力，全球范圍內(nèi)開(kāi)展了大量的灘涂造林工作[11-14]，降低了紅樹(shù)林面積下降的速度[9,15]，全球范圍內(nèi)紅樹(shù)林年均面積下降率已經(jīng)從20世紀(jì)末的2%降低到現(xiàn)在的0.4%[9]；但是灘涂造林卻存在成本高、所選樹(shù)種單一、不利于維持生物多樣性等諸多問(wèn)題[16-17].相比之下，位于中高潮間帶的廢棄養(yǎng)殖塘的紅樹(shù)林修復(fù)表現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，得到越來(lái)越多的重視[18-20].自1984年Hamilton等[20]提出退塘還林以來(lái)，退塘還林已經(jīng)有近40年的發(fā)展歷史，但關(guān)于退塘還林的研究依然十分薄弱，在廢棄養(yǎng)殖塘修復(fù)潛力的評(píng)估、修復(fù)后的長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)、修復(fù)的理論指導(dǎo)等方面依然十分缺乏[19,21-25].本文就國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展的退塘還林工作進(jìn)行回顧，總結(jié)現(xiàn)有退塘還林工作存在的主要問(wèn)題，為未來(lái)的研究提供參考.

1 退塘還林應(yīng)成為未來(lái)紅樹(shù)林修復(fù)的主要手段

1.1 圍塘養(yǎng)殖是全球紅樹(shù)林破壞的最主要原因

養(yǎng)殖業(yè)(如魚(yú)、蝦、蟹、貝等)是全球增長(zhǎng)最快的食物生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，對(duì)于維持全球的糧食安全有著不可或缺的作用[26].沿海養(yǎng)殖塘的擴(kuò)張被認(rèn)為是全球紅樹(shù)林面積減少的主要原因，尤其是在20世紀(jì)70年代中期，全球范圍內(nèi)爆發(fā)性發(fā)展的養(yǎng)殖業(yè)導(dǎo)致大面積紅樹(shù)林在短時(shí)間內(nèi)退化或消失，遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果表明全球50%以上的紅樹(shù)林面積下降是由圍塘養(yǎng)殖造成的[27-28].據(jù)估計(jì)從1980年以來(lái)，東南亞國(guó)家有大約120萬(wàn)hm2的紅樹(shù)林轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖塘[29-31]；1976—2002年間湄公河地區(qū)的對(duì)蝦養(yǎng)殖面積增長(zhǎng)35倍，導(dǎo)致越南約2/3紅樹(shù)林消失[32]；泰國(guó)64%紅樹(shù)林破壞也是由圍塘養(yǎng)殖造成的[33]；1980—2000年間中國(guó)新增加的養(yǎng)殖塘約12 500 hm2是由紅樹(shù)林轉(zhuǎn)變的[2](表1).Friess等[6]的研究結(jié)果表明，在20世紀(jì)后期消失的紅樹(shù)林中約29%是由圍塘養(yǎng)殖造成的，到21世紀(jì)初一些主要的紅樹(shù)林分布國(guó)家紅樹(shù)林被破壞的主要原因之一也仍是沿海養(yǎng)殖塘的建設(shè)[29].一方面通過(guò)圍墾中高潮間帶的紅樹(shù)林建設(shè)大量養(yǎng)殖塘，使這些紅樹(shù)林面臨被“淹死”的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面養(yǎng)殖業(yè)的排污也是導(dǎo)致周?chē)t樹(shù)林快速退化的主要原因[34].

表1 被破壞的紅樹(shù)林轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)殖塘的比例Tab.1 The proportion of deforested mangroves converted to aquaculture ponds

1.2 廢棄養(yǎng)殖塘為紅樹(shù)林修復(fù)提供潛力

疾病的大面積暴發(fā)導(dǎo)致很多粗放型養(yǎng)殖塘的產(chǎn)量迅速下降甚至絕收，因此大量的沿海養(yǎng)殖塘被廢棄[20,35-37].在馬來(lái)西亞、斯里蘭卡、中國(guó)、菲律賓等多個(gè)紅樹(shù)林國(guó)家均有大面積的廢棄養(yǎng)殖塘[22,38-40]，其中印度尼西亞、中國(guó)和菲律賓3個(gè)國(guó)家的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)如表2所示，這些廢棄養(yǎng)殖塘是沿海地區(qū)土地管理面臨的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題.Stevenson[22]認(rèn)為將這些廢棄養(yǎng)殖塘恢復(fù)成紅樹(shù)林是較好的選擇：其中很大一部分來(lái)源于紅樹(shù)林的圍墾，處在中高潮間帶地區(qū)的廢棄養(yǎng)殖塘是紅樹(shù)林修復(fù)的理想場(chǎng)所.已有野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)廢棄養(yǎng)殖塘中紅樹(shù)植物繁殖體自然定植的現(xiàn)象[24,33,43]，印證了將這些養(yǎng)殖塘修復(fù)成紅樹(shù)林的可行性.

表2 3個(gè)有紅樹(shù)林國(guó)家的廢棄養(yǎng)殖塘及其同期紅樹(shù)林面積Tab.2 Abandoned ponds and contemporaneous mangrove area in three countries which have mangroves

1.3 退塘還林應(yīng)成為紅樹(shù)林修復(fù)的主要方式

灘涂造林在取得巨大成功的同時(shí)，也暴露了不少問(wèn)題.中低潮間帶灘涂底棲動(dòng)物豐富，不僅是紅樹(shù)林周邊居民的主要捕撈場(chǎng)所，還是水鳥(niǎo)的主要覓食場(chǎng)所[44-46].在中低潮間帶灘涂造林不僅花費(fèi)巨大，苗木存活率低，還侵占水鳥(niǎo)覓食場(chǎng)所和海草場(chǎng)，更影響紅樹(shù)林周邊居民的生計(jì)[17,43,47-48].此外，即使部分苗木能夠成活，也因處于其耐水淹的生理極限，對(duì)全球生態(tài)環(huán)境變化極為敏感.東南亞國(guó)家的研究結(jié)果表明，與灘涂造林相比，退塘還林在恢復(fù)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)功能方面更具優(yōu)勢(shì)[15,49].Primavera等[23]呼吁，退塘還林應(yīng)該是東南亞國(guó)家紅樹(shù)林修復(fù)的主要方式.Proisy等[24]呼吁，閑置養(yǎng)殖塘的紅樹(shù)林修復(fù)應(yīng)該成為印度尼西亞海岸帶綜合管理的優(yōu)先內(nèi)容.就中國(guó)而言，在有大量廢棄養(yǎng)殖塘的背景下，灘涂造林工程還面臨著“無(wú)地造林”的窘境.為了更好地實(shí)現(xiàn)《紅樹(shù)林保護(hù)修復(fù)專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃(2020—2025年)》中“到2025年新增紅樹(shù)林9 050 hm2”的目標(biāo)[50]，退塘還林也應(yīng)該是未來(lái)中國(guó)紅樹(shù)林修復(fù)的主要方式.

2 退塘還林的研究現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)有研究較為薄弱

雖然退塘還林已經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，但是總體研究依然十分薄弱，到目前為止還有很多關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題沒(méi)有得到解決.早在1984年，Hamilton等[20]就提出打開(kāi)養(yǎng)殖塘缺口恢復(fù)水文連通性，以實(shí)現(xiàn)紅樹(shù)植物的自然定植和次生演替的紅樹(shù)林恢復(fù)理念.近年來(lái)，退塘還林在東南亞國(guó)家引起了很多關(guān)注[22,33,51]，但相對(duì)于灘涂造林，退塘還林的研究很少[19,21-22]，且大多數(shù)退塘還林工程仍是以人工種樹(shù)為唯一目的[16-17]，沒(méi)有考慮生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的綜合修復(fù).Lewis等[52]和 Primavera等[23]均編寫(xiě)了退塘還林的操作手冊(cè)，但是側(cè)重于如何組織退塘還林，而關(guān)于退塘還林的一些關(guān)鍵性科學(xué)問(wèn)題(如：如何恢復(fù)魚(yú)塘區(qū)域的水文特征，是否需要進(jìn)行底質(zhì)修復(fù)，是否需要人工種植等)并沒(méi)有給出明確答案.彭逸生等[53]提出退塘還林應(yīng)作為未來(lái)中國(guó)紅樹(shù)林修復(fù)研究的第一要?jiǎng)?wù).王文卿等在海南省東寨港國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)對(duì)退塘還林開(kāi)展研究，根據(jù)恢復(fù)過(guò)程是否有人工種植和是否填高魚(yú)塘將退塘還林劃分為3種不同模式，并采用空間代時(shí)間的方式初步對(duì)比了不同退塘還林模式對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)功能影響的時(shí)間效應(yīng)(未發(fā)表).總體上，我國(guó)退塘還林的研究目前基本處于空白[25].

2.2 缺乏對(duì)自然恢復(fù)的評(píng)估

紅樹(shù)植物的繁殖體可以隨水流進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，因而具有較強(qiáng)的自然恢復(fù)能力[17,54-55].與人工修復(fù)相比，自然恢復(fù)投入低，且恢復(fù)后的紅樹(shù)林樹(shù)種組成與群落結(jié)構(gòu)更適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境[56].對(duì)于廢棄養(yǎng)殖塘，只要恢復(fù)了水文的連通性，在周邊有一定面積天然紅樹(shù)林的情況下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間便可以實(shí)現(xiàn)廢棄養(yǎng)殖塘紅樹(shù)林植被的自然恢復(fù)[17-18,22].在自然界，養(yǎng)殖塘廢棄后紅樹(shù)林植被自然恢復(fù)的情況并不少見(jiàn)[21]，但自然恢復(fù)并沒(méi)有很好地應(yīng)用到退塘還林工程中.并非所有的養(yǎng)殖塘都能在自然條件下恢復(fù)成紅樹(shù)林，即使這些養(yǎng)殖塘曾經(jīng)是紅樹(shù)林，也可能由于在建造和使用過(guò)程中原本環(huán)境條件改變較大而不再適合紅樹(shù)植物生長(zhǎng)，所以對(duì)廢棄養(yǎng)殖塘的環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)查和評(píng)估是退塘還林工作的第一步，然而這一點(diǎn)很困難也十分容易被忽視[17,22,57].現(xiàn)有研究還未對(duì)自然修復(fù)速度和可自然修復(fù)的前提條件等科學(xué)問(wèn)題給出回答.范航清和王文卿[25]認(rèn)為，自然恢復(fù)缺乏評(píng)估是導(dǎo)致其一直未應(yīng)用到紅樹(shù)林恢復(fù)實(shí)踐中的主要原因.

2.3 不夠重視生態(tài)系統(tǒng)綜合修復(fù)

提高紅樹(shù)林植被覆蓋是紅樹(shù)林生態(tài)修復(fù)不可或缺的內(nèi)容[58-60]；但是大部分紅樹(shù)林生態(tài)恢復(fù)工程將植被修復(fù)作為唯一目標(biāo)，很少關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)功能的修復(fù)[17,25,61].過(guò)度強(qiáng)調(diào)植被恢復(fù)難以確保在生態(tài)系統(tǒng)的層面實(shí)現(xiàn)生態(tài)功能的修復(fù)，限制了生態(tài)修復(fù)的實(shí)際效果[42].近年來(lái)，修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵御自然災(zāi)害的能力越來(lái)越受重視[62].與此相對(duì)應(yīng)，生態(tài)修復(fù)目標(biāo)應(yīng)由單純的景觀、植被或單個(gè)物種修復(fù)轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的綜合修復(fù)[63-65]，生態(tài)修復(fù)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估也應(yīng)從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)向過(guò)程和功能拓展[58,66].除紅樹(shù)植物外，環(huán)境因子、底棲動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)的多樣性、經(jīng)濟(jì)動(dòng)物如青蟹的數(shù)量等應(yīng)被納入修復(fù)目標(biāo)[19,67].鑒于此，范航清和王文卿[25]提出了我國(guó)紅樹(shù)林修復(fù)的一般性原則：紅樹(shù)林修復(fù)應(yīng)該將單純的植被恢復(fù)提高到紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)整體功能恢復(fù)的高度，把動(dòng)物多樣性、防災(zāi)減災(zāi)能力及碳儲(chǔ)存能力等納入修復(fù)目標(biāo).

2.4 缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)

目前對(duì)于紅樹(shù)林濕地修復(fù)效果的評(píng)估主要集中在植被、動(dòng)物的生物多樣性以及一些生態(tài)系統(tǒng)功能(如碳固定和護(hù)岸功能)等方面，大多數(shù)都是通過(guò)與鄰近的天然紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比.海洋和河口生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)植物種類(lèi)組成完全恢復(fù)一般需要15～25年[68]，Primavera等[19]在菲律賓Batangas的一項(xiàng)研究表明，退塘還林后的紅樹(shù)林生物量至少需要50年才能接近鄰近的天然林水平，而恢復(fù)其生物多樣性則需要更長(zhǎng)的時(shí)間.因此只有長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)紅樹(shù)林恢復(fù)過(guò)程中發(fā)生的變化，才能更好地評(píng)估退塘還林的恢復(fù)效果.然而現(xiàn)有的大多數(shù)監(jiān)測(cè)持續(xù)時(shí)間很短，對(duì)恢復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)的跟蹤監(jiān)測(cè)都不超過(guò)6年[49,68-71]，只有少數(shù)學(xué)者進(jìn)行了長(zhǎng)期的跟蹤監(jiān)測(cè)[69,72-73].

3 退塘還林的建議

3.1 完善現(xiàn)有技術(shù)體系

在現(xiàn)有的一些退塘還林手冊(cè)基礎(chǔ)上[19,23,74]，應(yīng)結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的基本原理和早期灘涂造林工程中取得的一些成果(如樹(shù)種配置、地形改造等)完善退塘還林的技術(shù)體系，建立一套從開(kāi)展修復(fù)工作到評(píng)估修復(fù)成效的完整技術(shù)體系.相比于灘涂造林，退塘還林還需要更多考慮沿海居民的生計(jì)這一社會(huì)性問(wèn)題，只有減少沿海居民的生計(jì)維持對(duì)紅樹(shù)林的直接依賴(lài)程度,才能夠從根本上減少人類(lèi)對(duì)紅樹(shù)林的破壞，達(dá)到保護(hù)紅樹(shù)林的目的[75].

3.1.1 評(píng)估養(yǎng)殖塘自然恢復(fù)的能力

養(yǎng)殖塘的自然恢復(fù)能力主要可以通過(guò)土壤的理化性質(zhì)、水文條件，以及待修復(fù)區(qū)域是否存在與之連通良好的紅樹(shù)林來(lái)反映[61];但現(xiàn)在還不存在一個(gè)定量化的評(píng)估體系，且大多數(shù)恢復(fù)工程并沒(méi)有提前對(duì)區(qū)域環(huán)境狀況進(jìn)行評(píng)估.因此,需要大量的野外觀測(cè)和模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以期找到能綜合反映養(yǎng)殖塘自然恢復(fù)能力的量化指標(biāo)，并用于指導(dǎo)紅樹(shù)林修復(fù)的實(shí)踐，明確是否需要人工輔助修復(fù)以及如何進(jìn)行輔助.這有助于控制修復(fù)的成本，避免在紅樹(shù)林可以自然恢復(fù)的情況下添加額外的人工干預(yù)而造成巨大浪費(fèi).

3.1.2 確定修復(fù)方式

修復(fù)方式的確定都是因地制宜的，根據(jù)是否對(duì)地形進(jìn)行改造以及是否進(jìn)行紅樹(shù)植物的人工種植，現(xiàn)有的退塘還林方式大致可分為人工修復(fù)、自然修復(fù)和半自然修復(fù)3種常見(jiàn)方式.只有明確了這些不同修復(fù)方式的修復(fù)效果是否存在差異，存在哪些差異，以及這些差異隨著恢復(fù)時(shí)間會(huì)發(fā)生哪些變化，才有可能選擇出最優(yōu)的修復(fù)方式.對(duì)于修復(fù)方式的選擇不僅需要考慮修復(fù)的最終效果，修復(fù)的速度也需要納入考慮中.

3.1.3 全面監(jiān)測(cè)修復(fù)過(guò)程與效果

對(duì)于修復(fù)紅樹(shù)林的監(jiān)測(cè)需要同時(shí)保證其連續(xù)性和全面性，在傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)基礎(chǔ)上增加能反映生態(tài)系統(tǒng)變化的其他指標(biāo)，如不同動(dòng)物類(lèi)群功能多樣性和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化等.應(yīng)充分利用無(wú)人機(jī)近地面遙感技術(shù)和原位傳感技術(shù)等新興技術(shù)，對(duì)恢復(fù)紅樹(shù)林進(jìn)行時(shí)間和空間尺度上的連續(xù)觀測(cè).

現(xiàn)在對(duì)于紅樹(shù)林修復(fù)成效的評(píng)估并沒(méi)有普適性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通常是通過(guò)與鄰近的天然紅樹(shù)林之間在動(dòng)植物群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的碳固定能力等方面進(jìn)行對(duì)比[76-78]，但不同的研究之間對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一.為了對(duì)恢復(fù)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，需要加強(qiáng)對(duì)紅樹(shù)林生物多樣性的維持機(jī)制以及生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí).

3.1.4 充分考慮沿海居民生計(jì)

養(yǎng)殖業(yè)是沿海居民的主要經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源之一，這往往使得退塘工作較難進(jìn)行，甚至?xí)l(fā)生沖突[51].如果沿海居民的生計(jì)問(wèn)題沒(méi)有得到解決，那么這些恢復(fù)的紅樹(shù)林將可能再度面臨被人為破壞的局面.現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明脫離當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)紅樹(shù)林進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)，取得的效果是很有限的[79-80].在紅樹(shù)林的保護(hù)和修復(fù)過(guò)程也需要將紅樹(shù)林的合理利用納入考慮的范疇，讓紅樹(shù)林能夠可持續(xù)地發(fā)揮其價(jià)值，做到真正意義上的“綠水青山就是金山銀山”.

3.2 中國(guó)的退塘還林需重視人工種植

在我國(guó)早期的紅樹(shù)林修復(fù)中已經(jīng)建立了一系列完善的紅樹(shù)林造林技術(shù)流程[81-83]，一些早期的紅樹(shù)林人工林造林工程也表明人工輔助能在很大程度上加快紅樹(shù)林修復(fù)的速度[17,44].就中國(guó)的紅樹(shù)林退塘還林而言，有必要考慮人工種植的原因主要有以下3點(diǎn)：

1) 互花米草(Spartinaalterniflora)入侵的威脅

互花米草在中國(guó)對(duì)紅樹(shù)林表現(xiàn)出很強(qiáng)的入侵性[84]，這給我國(guó)紅樹(shù)林的退塘還林工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn).中高潮間帶廢棄的養(yǎng)殖塘不僅是紅樹(shù)植物的適生區(qū)，也是互花米草的適生區(qū)，而且互花米草往往較紅樹(shù)植物具有更強(qiáng)的擴(kuò)散能力.在互花米草入侵地區(qū)進(jìn)行退塘還林的同時(shí)如果不進(jìn)行人工種植，那么這些恢復(fù)水文連通性的養(yǎng)殖塘很有可能最終被互花米草占據(jù).此時(shí)通過(guò)人工種植的手段加速紅樹(shù)植物對(duì)空間的占據(jù)對(duì)紅樹(shù)林的恢復(fù)是有一定幫助的.

2) 珍稀瀕危植物的保護(hù)

中國(guó)現(xiàn)有的26種真紅樹(shù)植物有13種(50%)在野外的種群數(shù)量很少，其中有8種處于瀕危或極度瀕危的狀態(tài)[79].在自然條件下這些紅樹(shù)植物很難擴(kuò)大現(xiàn)有的種群規(guī)模，因此進(jìn)行人工保育是十分必要的.大部分瀕危紅樹(shù)植物都生長(zhǎng)在中高潮間帶地區(qū)，與退塘還林的地點(diǎn)吻合，因此在廢棄的養(yǎng)殖塘中建立相應(yīng)的人工種群，對(duì)于瀕危紅樹(shù)植物的保護(hù)很有必要.

3) 恢復(fù)速度的考慮

自然恢復(fù)已經(jīng)有很多案例，但其恢復(fù)速度十分緩慢[17,33,41].如果不進(jìn)行人工種植，很難對(duì)這些廢棄養(yǎng)殖塘進(jìn)行有效的管理，那么很有可能被當(dāng)?shù)鼐用褚云渌问皆俅卫?，從而無(wú)法達(dá)到退塘還林的目的.

4 總結(jié)與展望

退塘還林相對(duì)于灘涂造林有其優(yōu)越性，但也存在很多亟待解決的問(wèn)題.退塘還林對(duì)未來(lái)紅樹(shù)林的修復(fù)十分重要，但是現(xiàn)有的基礎(chǔ)研究依然十分薄弱.退塘還林需要秉持“以自然修復(fù)為主體”的基本原則，也需要重視人工輔助修復(fù)的重要性.退塘還林不僅是一個(gè)如何在養(yǎng)殖塘種樹(shù)的問(wèn)題，同時(shí)需要考慮科學(xué)技術(shù)和居民生計(jì)問(wèn)題，以及解決如何使紅樹(shù)林和當(dāng)?shù)鼐用窆餐沙掷m(xù)發(fā)展的問(wèn)題.