張明亮

(大連海洋大學 海洋科技與環(huán)境學院，遼寧省近海生態(tài)環(huán)境與災害防護工程技術創(chuàng)新中心，遼寧 大連 116023)

濕地位于水陸生態(tài)系統(tǒng)間的過渡地帶，其在維持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、改善水質和減輕氣候災害等方面發(fā)揮了巨大作用[1]。濱海濕地位于海陸交匯區(qū)域，受潮水或咸淡水周期性的淹沒作用，以及受入海徑流、潮汐和波浪的影響，具有開放性、復雜性及復合生態(tài)性等特點[2]。潮間帶的潮灘上多生長耐鹽植被，這些植被是濕地最重要的組成部分，它們能通過生境維護、消減波浪、固土保濕和固存藍碳等多種方式最大化地發(fā)揮濕地的生態(tài)功能，并反映濕地生態(tài)環(huán)境的基本特征[3]。按照中國濱海濕地植被分類系統(tǒng)可將濕地植被分為五類，即鹽沼濕地型、濱海沼澤濕地型、淺水植物濕地型、紅樹林沼澤濕地型和海草濕地型[4]。鹽沼型濕地廣泛分布在中、高緯度的近海潮灘區(qū)域，與人類的生產生活息息相關。因此，本文主要圍繞濱海鹽沼濕地方面的研究進行綜述。鹽沼型植被以鹽地堿蓬群系、海三棱藨草群系和互花米草群系為主，蘆葦群系次之(圖1)。其中，互花米草是引入的外來物種，在中國局部沿海區(qū)域的潮灘蔓延生長[5]。鹽沼植被耐鹽堿性較強，多分布于受海水頻繁淹沒的潮間帶及潮上帶區(qū)域，在中國的長江口、黃河口、遼河口及江蘇沿海等地均有生長[4-5]。

圖1 中國濱海濕地與典型鹽沼植被Fig.1 Coastal wetlands and typical salt marsh plants in China

近年來，在全球氣候異常、城市圍墾加劇和海平面上升等多種因素影響下，全球濱海濕地出現(xiàn)了面積銳減、生態(tài)環(huán)境惡化和濕地動植物多樣性下降等一系列退化問題。自20世紀80年代以來，全球濱海濕地面積喪失達50%，35%的紅樹林植被和30%的珊瑚礁已退化或消失[6]。自20世紀50年代以來，中國濱海濕地總面積減少了50%以上，鹽沼植被面積減少了59%，紅樹林面積減少了83%[7-8]。因此，自2018年以來，隨著中國海洋生態(tài)文明建設、藍色海灣整治和海岸帶保護修復行動等工作的展開，濱海鹽沼濕地的保護與修復日益成為各級政府的重點工作和學術界的研究熱點[9]。

隨著科學技術的發(fā)展與研究的不斷深入，越來越多的學者采用不同的方法對濱海鹽沼濕地的退化進行了研究。從近年來發(fā)表在Springer和Elsevier等數(shù)據(jù)庫核心期刊上的國際引領性成果來看，國內外學者針對該方面的研究主要集中在濕地分類、濕地景觀格局演化、濕地退化因素和濕地修復技術4個方面[10-14]，而缺乏對退化機制和生態(tài)修復技術的系統(tǒng)整理?；诖耍疚南到y(tǒng)綜述了濱海鹽沼濕地退化機制及修復技術的研究進展，對相關研究領域面臨的關鍵科學問題進行梳理與總結，并對該領域未來的研究發(fā)展趨勢進行展望，以期為濱海鹽沼濕地的退化機制及生態(tài)修復研究提供科學參考。

1 濱海鹽沼濕地的生長及發(fā)育

濱海鹽沼濕地主要位于海陸交錯的灘涂區(qū)域，濕地植物-水-地貌-生物-氣候等多種動力因子相互作用明顯。從目前的研究結果來看，濱海濕地的形成受入海徑流量和輸沙量影響較大，這在遼河口[15]、黃河口[16]及長江口濕地[17]的研究中已經獲得證實。鹽沼植物群落的分布通常呈現(xiàn)一定的分帶性特征，與淹水時間、淡水入流形成的鹽度梯度與營養(yǎng)供給及區(qū)域高程等環(huán)境因子密切相關[9,18]，甚至豐水期的洪水徑流、外海潮波及風暴潮災害帶來的沖蝕，也會致使濱海濕地損失，這些通常被歸類為物理因子，相關研究成果豐碩[19-20]。自然條件如海平面上升、降雨與蒸發(fā)變化等對鹽沼植被群落的演替及興衰具有重要的影響[21-22]。有研究發(fā)現(xiàn)，濱海濕地群落中海洋生物、微生物等生物因子對鹽沼植被的生長也有重要影響，進而提出物理環(huán)境因子與生物因子的相互作用共同塑造了鹽沼群落分布特征，決定了其演替過程[23]。此外，濕地的生長與發(fā)育過程往往與人類活動緊密相關，主要體現(xiàn)在近海海洋工程與養(yǎng)殖池塘建設、近海環(huán)境污染等方面。上述研究加深了人們對濱海鹽沼濕地的地貌特征及發(fā)育過程的認識，拓展了研究的深度與廣度?？傮w而言，濱海鹽沼濕地的發(fā)育主控因素較多，演化過程復雜，具體如圖2所示。

圖2 濱海鹽沼濕地的生長與發(fā)育因素Fig.2 Factors of the growth and development of salt marsh wetlands in coastal areas

2 濱海鹽沼濕地的生態(tài)退化機制

濕地退化是指在水循環(huán)失衡、土壤理化性質改變、外來物種入侵、氣候變化和地形高程變化等自然或人為因素的驅動下，濕地內發(fā)生的一系列如景觀格局改變、自然資源受損、生物多樣性降低等現(xiàn)象。同時，考慮到影響植被群落分布及演替變化的不僅是氣候、水文鹽度和土壤條件等生境因子，人類活動也會對海岸帶地區(qū)及濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)造成較大影響，進而影響該區(qū)域植被的生長和分布。因此，針對濱海鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)近年來面臨的一系列問題，國內外學者對其變化及驅動機制等熱點問題開展了大量的研究工作。

2.1 鹽度脅迫對濱海鹽沼濕地的影響

鹽度脅迫是影響鹽沼濕地植被分布與演替的主要控制因子之一。國內外學者就水體及土壤鹽度變化如何影響鹽沼濕地植物生理生態(tài)、物種豐富度、群落結構與演替和植被動態(tài)等方面開展了大量研究。如Andres等[24]通過分析海面上升速率及水文變化與濕地各種群落變化之間的關系，得出了淡水流入通過改變水體鹽度減緩了禾本科沼澤向紅樹林環(huán)境過渡的結論。Coletti等[25]使用水-植被-鹽度模型對澳大利亞南部的鹽沼濕地進行模擬，結果表明，水文條件變化對植物群落單一濕地的植被影響非常大。賀強等[26]分析了土壤鹽度變化與黃河三角洲濕地植被空間格局的分布關系，張華兵等[27]基于遙感影像和GIS技術分析了自然條件下鹽城海濱濕地土壤鹽度的空間分布特征與植被類型的關系，結果均表明，植被類型的空間分布與土壤鹽度梯度變化高度相關。

適當?shù)柠}分會促進鹽沼植物生長，但是超過耐受閾值會對鹽沼植物生長產生一定的抑制作用。鹽分過高時，就會對植物形成離子毒害及鹽分脅迫作用，抑制植物的生長、發(fā)育和繁殖過程[28]。如鹽度脅迫致使狹葉白千層植物的株高降低，抑制其葉片生長，并加速植物死亡[29]。有學者通過設置室內對照試驗研究發(fā)現(xiàn)，蘆葦僅能在鹽分小于10 g/kg的土壤中生長良好[30]。Parihar等[31]得出低鹽分可促進鹽沼蘆葦?shù)戎脖簧L，而在高鹽分作用下鹽沼植物光合速率降低，導致植物無法正常生長；Cui等[32]研究表明，黃河口濕地鹽地堿蓬植被的生物量隨土壤鹽分的上升呈先增加后減少的高斯分布。此外，Xue等[33]分析了長江口兩種本土植物和入侵物種互花米草的生物量積累隨鹽分變化的趨勢，與本土物種相比，互花米草對鹽分的耐受值最高，并預測隨著海平面的上升，互花米草的入侵將加??；王擺等[34]利用高斯模型求解出遼河口潮灘濕地堿蓬的最適鹽分生態(tài)閾值為8.58～15.70 g/kg。因此，不同植被的最適鹽分生態(tài)閾值不同，可根據(jù)不同植物最適鹽分生態(tài)閾值的差異，加大對鹽分的調控力度，促進濕地植被的生長定植。

2.2 水文條件對濱海鹽沼濕地的影響

水文條件(如水位波動、淹水時間、頻率范圍及水文連通度等)影響濱海鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的形成、發(fā)育和演替。Magee等[35]利用典型對應分析法探討了美國波特蘭市濕地植被分布與水位波動的關系，結果表明，入侵物種對水位變化具有較高的耐受性，當水位出現(xiàn)波動時，入侵物種極易替代本土物種成為濕地優(yōu)勢植被，破壞濕地生態(tài)平衡。淹水時間、頻率范圍不僅能通過改變鹽度含量影響鹽沼植被的生長和分布，還能控制植物種子的擴散、定植和生長等關鍵過程。Pezeshki等[36]研究表明，在淹水條件下濕地土壤氧化還原電位會減少，致使植株光合作用降低，不利于濕地植被的生長。Wang等[18]基于水動力模型模擬了遼河口潮灘濕地潮汐淹水的時空分布特征，結合鹽沼植被變化分析顯示，蘆葦植被主要分布在淹水時間較短、鹽分較低的區(qū)域，隨著淹水時間的延長及鹽分的升高，使得鹽地堿蓬替代蘆葦成為鹽沼濕地的優(yōu)勢種群，但當淹水時間超過3.4 h/d時，此時鹽分過高，植被生長將受到抑制。王青等[37]通過野外試驗觀察了黃河口濕地潮汐淹水對堿蓬種子的影響，結果顯示，較高的淹水頻率及較長的淹水時間能促進堿蓬種子的萌發(fā)與定植。

前人根據(jù)其功能將濕地水文連通分成兩類[38-39]：一類是結構連通，從空間尺度上描述湖泊、水庫、河流和沼澤等濕地的水體景觀連續(xù)性；另一類是功能連通，主要關注水文連通的空間格局與流域間的相互作用。王新艷等[40]探究了黃河口濱海濕地3種水文連通強度下大型底棲生物的群落分布，結果表明，濕地水文連通性越好，大型底棲生物密度越高，生物多樣性就越豐富；Cook等[41]對比分析了美國蒙大拿州孤立濕地及連通濕地兩種濕地類型的植物群落差異，結果表明，連通濕地的植物群落組成、多樣性和凈生產力均顯著高于孤立濕地。此外，Xie等[42]認為，人類活動和氣候因素引起的水文連通受阻，會導致河口濕地泥沙淤泥率下降，海水侵蝕率增加，濕地面積大幅銳減。因此，濱海濕地水文連通性下降，會引發(fā)濕地生物連通性受損、生態(tài)系統(tǒng)失衡和灘涂面積大幅縮減等一系列負面影響。

2.3 氣候變化與自然災害對濱海鹽沼濕地的影響

自然因素主要通過氣候變化與自然災害擾亂濕地生態(tài)功能。一方面，通過全球/區(qū)域氣溫上升、降水量下降、蒸發(fā)量增加和徑流減少等導致濱海濕地水生態(tài)失衡和土壤鹽堿化加??；另一方面，通過海平面上升、海岸侵蝕或風暴潮等海洋災害，使濱海濕地面積受損和濕地植被嚴重退化。Nielsen等[43]調查了澳大利亞北部灘涂濕地對氣候變化的響應，結果表明，干燥的氣候會引發(fā)區(qū)域降水和河流徑流的大幅減少，降低濕地水流補給和水文連通，會導致濕地生態(tài)系統(tǒng)失衡；Cellone等[44]研究表明，由氣候變化引起的海岸侵蝕也能減弱濕地的生態(tài)功能；孫萬龍等[45]基于長時間序列遙感影像，探究了黃河口潮間帶濕地景觀格局演替的主要驅動因素，結果表明，河流徑流量減少加重了土壤的鹽堿化，降低了濕地植被的存活率；Nicholls等[46]研究表明，海平面的上升會加劇濕地受損程度，并預測全球將有20%的濱海濕地因海平面上升而消失。

2.4 自然演替對濱海鹽沼濕地的影響

植物群落自然演替的驅動因素主要包括地面高程、土壤鹽度條件和植物種間競爭關系等內部因素，以及外來物種入侵等外部因素。以鹽城自然保護區(qū)為例，通過構建濕地自然演替模型，分析濕地植被的演替過程。結果表明，濕地發(fā)展初期是以光灘的形式出現(xiàn)，隨著灘面營養(yǎng)物質的積累，堿蓬作為先鋒物種在灘面定植，并形成單一植物群落，由于堿蓬植被能通過加速泥沙淤積與減少土壤鹽堿度的方式促進蘆葦植被在灘面上定植，因此，在演替后期蘆葦極易通過種間競爭替代堿蓬成為優(yōu)勢種群[47]。伴隨全球/區(qū)域生物流動性增加，植物物種間極易發(fā)生跨區(qū)域轉移現(xiàn)象，當植物在另一區(qū)域中生長不受限制時，其數(shù)量會呈幾何級增長，最后變成入侵物種，并擠壓本土植物的生長空間，擾亂當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)[48]?；セ撞葑畛醣蛔鳛樯鷳B(tài)工程物種引入中國，由于其對氣候、土壤和鹽度等生態(tài)環(huán)境具有極強的耐受性，在灘涂上迅速繁殖擴張，成為中國濱海濕地危害性最強的入侵物種[49]。與本土物種相比，互花米草繁殖能力強、耐水淹、耐高鹽的特點賦予其極強的競爭優(yōu)勢，幫助互花米草快速在灘面上入侵并成為優(yōu)勢物種[50]。此外，互花米草的入侵，使得植被多樣性嚴重受損，并改變了土壤的理化性質，對底棲動物群落產生了負面影響[51]。

2.5 人為因素對濱海鹽沼濕地的影響

圍墾、農牧業(yè)發(fā)展、水利工程和基礎設施建設等人類活動，通過改變濕地水文條件和土壤理化性質直接導致濕地退化。在水文條件方面，人類為了追求經濟高速發(fā)展，在灘涂濕地上建造大量養(yǎng)殖池、農田、城鎮(zhèn)和道路等基礎設施，致使?jié)竦厣嫌魏恿鞯牡斎肓繙p少，濕地水生態(tài)全面失衡[52]；防潮大堤、水庫等水利設施的建設使?jié)竦厮倪B通受阻，自然濕地面積顯著減少[53]。Zhang等[54]指出，長江口修建的海堤、防波堤和丁壩3種堤防工程改變了水動力條件，使得海水在漲落潮汐作用下無法通過潮溝進入濕地腹部，阻礙了海洋與濕地間水分、養(yǎng)分和沉積物質的交換。Day等[55]揭示了人為因素對美國巴拉塔利亞濕地水文條件和水流路徑的影響，結果表明，人們在農業(yè)種植過程中挖掘大面積的排水溝渠使得上游河流徑流不經過濕地直接流入海水中，導致濕地無法及時獲得淡水補充，鹽度嚴重失衡。在土壤理化性質方面，由于人類在生產生活中產生的廢水、養(yǎng)殖池中的污水，以及農業(yè)活動中形成的化學農藥殘留富含的大量重金屬、揮發(fā)酚等有機/無機化合物等，它們在降雨或徑流作用下可沿河道被輸送到濕地內部，導致土壤理化性質改變，從而使?jié)竦刂参锶郝浯竺娣e死亡[56-57]。

3 濱海鹽沼濕地的生態(tài)恢復技術

根據(jù)濱海鹽沼濕地受損程度可將濕地生態(tài)恢復分為主動恢復和被動修復兩種，前者是指濕地受損不超過其負荷且可逆的情況下，濕地內部生態(tài)系統(tǒng)自然恢復的過程；后者是指濕地受損較嚴重且不可逆的情況下，利用生態(tài)技術或生態(tài)工程人為修復或重建濕地的過程。相關研究人員根據(jù)濕地退化的驅動因素，因地制宜地提出了一系列修復技術與工程措施，以達到修復濕地植被、恢復濕地生態(tài)功能的效果。在修復的過程中，主要采用的技術方法有濕地生境恢復技術、生物修復技術和生物-生境聯(lián)合修復技術等[58]。

3.1 濱海鹽沼濕地生境恢復技術

濱海鹽沼濕地生境恢復技術可細分為基底改造、水生態(tài)恢復和土壤理化性質恢復三類[59]。

3.1.1 基底改造技術 基底改造技術是指采用工程措施改造濕地地形地貌，達到減少灘面水土流失、促進本土植物生長繁殖和抵御海岸帶侵蝕等目的。如在美國密西西比河流域利用高壓噴霧疏浚技術顯著抬升了退化濕地地形，使修復后鹽沼植被覆蓋度達到修復前的3倍，取得了較好的生態(tài)恢復效果[60]。人類為減緩海水侵蝕引發(fā)海岸線后退的現(xiàn)象，陸續(xù)發(fā)展出硬海岸線工程和軟海岸線工程兩種基底改造技術。其中，硬海岸線工程主要是采用混凝土或瀝青修筑防波堤、人工護岸和丁壩等基礎設施，可有效防止海水侵蝕和洪水暴發(fā)，但這一方法存在明顯弊端，它會通過阻斷濕地與外海的水文連通，危害濕地的生物多樣性及泥沙輸運平衡。因此，隨著認識的提高，人們開始引入軟海岸線工程這一生態(tài)恢復技術，它是指在原有硬質海岸工程附近通過種植植物、放置巖石或添加圍擋的生態(tài)方式，達到改善生物棲息環(huán)境、減弱風浪侵蝕、增加美觀度和穩(wěn)定海岸線等效果[61]。

3.1.2 水生態(tài)恢復技術 根據(jù)工程措施的不同，可將水生態(tài)恢復技術分為水質修復與水文恢復兩類。水質修復是指人為采取各種水體凈化措施和污水處理技術控制水體富營養(yǎng)化、消除水體有害微生物和凈化水體的技術。如陳雪初等[62]采用以“生態(tài)凈水、強化沉淀、清水涵養(yǎng)”為核心的水質生態(tài)修復技術，成功恢復了上海市鸚鵡洲濕地生境。具體做法為：首先，在生態(tài)前置庫種植大量沉水植物與鹽生植物群落，利用植物的富集吸收作用消除水體中部分懸浮物、有機物和氮磷等營養(yǎng)物質；其次，以改進土壤為基底在表面流濕地放置碎石并種植蘆葦，可有效去除水體中有害藻類、氨氮和無機磷等污染物，達到水體深層凈化的效果；最后，利用清水涵養(yǎng)塘防止有害藻類的暴發(fā)，并為濕地提供潮汐水源，完成退化濕地的水生態(tài)恢復過程。

水文恢復是指通過疏浚河道、建造水壩和修筑引水渠等人工措施改善區(qū)域濕地水文水動力條件，加強水文連通并重建濕地生態(tài)水平衡的技術。水文連通強調了水文相關各因素的循環(huán)交換程度，其主要以潮溝為媒介，連通兩個地理單元上的眾多物質流，可以促進水陸相互作用，加速潮灘濕地上水流、植被、生物、土壤泥沙和營養(yǎng)鹽等物質的交換，構成整體潮灘區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的循環(huán)輸移過程。Van Proosdij等[63]監(jiān)測了加拿大芬迪灣濕地在施加水文恢復措施后，濕地植被、魚類、沉積物和水文條件的變化，結果表明，堤壩開口和修建潮溝不僅促進了潮汐水道的延伸，還加強了濕地與海洋間的水文連通，使修復后濕地的植物群落豐富度顯著增加，魚類棲息地和生物密度大幅上升。Brown等[64]為解決潮汐水動力對濕地土壤的沖刷，將排水溝渠內的殘留濕地土壤移植到退化濕地中進行試驗，成功恢復了美國紐約東部濕地植物群落。大連海洋大學張明亮團隊[65]提出了鹽地堿蓬植被修復的濕地水文調控技術體系，通過采用水動力模型及泥沙輸運模型(圖3(a))，優(yōu)化潮溝數(shù)量、長度、深度、寬度和曲率等參數(shù)(圖3(b))，形成濕地水文調控技術，合理引導潮汐水體進出濕地，改善內部水流狀況，延長濕地滯水時間，促進鹽沼植物種子定植，實現(xiàn)了鹽沼濕地的自然恢復。

圖3 遼河口濱海鹽沼濕地植被生境水文修復技術Fig.3 Hydrological restoration techniques for vegetation habitat in coastal salt marsh wetland of Liao River Estuary

3.1.3 土壤理化性質恢復技術 土壤理化性質恢復是指通過增強土壤肥力、改良濱海鹽堿土和降低土壤污染等技術修復受損土壤，重建濕地生物多樣性的技術。針對濱海鹽堿土的改良，總體基于因地制宜的可持續(xù)發(fā)展原則，當土壤鹽堿化不嚴重時，以自然恢復為主，當鹽堿化嚴重且植被無法存活時，可借助人為措施對鹽堿土進行修復。如采用潮灘深耕淺翻、平整土地等技術措施，可顯著改變土壤通氣性，有效提高鹽地堿蓬種子的截留量、種子發(fā)芽率和幼苗的存活率，達到對潮灘濕地鹽地堿蓬植被的恢復[66]；采用生物炭技術，通過調控土壤中微生物炭(MBC)的利用效率及細菌群落組成，增加土壤團聚體中碳的積累，提升土壤吸收碳與固存碳的能力，從而恢復濱海濕地作為天然“藍碳”的特征和功能[67]；采用種植合適植物群落的途徑，植物類型及密度變化對土壤總氮、總磷及重金屬去除效果有較大的影響，種植適宜的植物群落對受損濕地土壤的恢復有顯著效果。由此可見，通過增加灘涂通氣性、改良灘涂土壤、降低土壤污染等方式均能有效修復濱海鹽沼濕地生境[68]。

3.2 濱海鹽沼濕地生物修復技術

濱海濕地生物修復技術是指利用生態(tài)系統(tǒng)中的生物(動植物或微生物)降低濕地污染物濃度，并使其恢復到自然生態(tài)水平的過程?，F(xiàn)有生物修復主要包括植物修復技術、微生物修復技術和植物-微生物聯(lián)合修復技術。

3.2.1 植物修復技術 根據(jù)前人研究結果，可將植物修復技術分為兩種：一種是基于生境恢復技術，利用植物自身對污染物的吸收、降解、揮發(fā)和富集等作用，修復濕地水生態(tài)環(huán)境或土壤理化性質，構建濕地植被適宜生境，恢復原有濕地斑塊及群落組成[69]；另一種是基于植物物種選育和移栽技術，通過人工播撒種子或引入其他繁殖體(幼苗、根莖)的方式，優(yōu)化鹽地堿蓬、蘆葦?shù)戎脖蝗郝浣Y構[66,70]。有學者認為，蘆葦植被一方面可通過生物吸附作用去除含油工業(yè)廢水中的化學需氧量、生化需氧量和油脂，另一方面可通過改進細菌菌落活性的方式提升微生物對土壤污染物的降解速率[71-72]。隋皓辰等[73]利用保水材料研發(fā)出一種新型鹽地堿蓬固態(tài)種子產品，該種子具有耐鹽、高保水和高吸水的特點，不僅能通過加速種子沉降速率促進種子定植，還能通過抵御鹽度脅迫釋放營養(yǎng)物質，從而提高種子的萌發(fā)率與存活率。此外，胡忠健等[74]在長江口濱海濕地對比分析了低、中、高3種密度的海三棱藨草球莖種植方案，與低密度球莖種植相比，種植中、高密度的海三棱藨草球莖對恢復受損濕地的效果最佳。綜上所述，修復過程中采用適宜的種植模式可顯著提高鹽沼植物的存活率，提升濕地修復成功率。

此外，互花米草具有極強的入侵性，其在中國濱海潮灘地區(qū)的快速增長對當?shù)厣钞a生較大的危害。根據(jù)不同高程下幾種生境的互花米草生長特性，謝寶華等[5]提出了“貼地刈割”“刈割+梯田式圍淹”“刈割+翻耕”等物理法防治方案，可快速、有效地控制互花米草的擴散速度和入侵規(guī)模。

3.2.2 微生物修復技術 微生物修復技術是指土壤中土著菌或人工培養(yǎng)菌落，通過微生物的降解作用將土壤中有毒污染物轉化為無毒物質的過程?；诰鋵τ偷慕到?，葉淑紅等[75]探究了微生物對遼東灣油污染濕地的修復效果，結果表明，與單菌落相比，混合菌對油的降解率更高，且添加適量表面活性劑可促進菌落繁殖并加快油的降解速率，添加適量H2O2可增強菌落對油的分解能力，因此，利用微生物能有效修復遼東灣濕地因石油開采而出現(xiàn)的土壤油污染現(xiàn)象。此外，Pinar等[76]分離出一株Klebsiellaoxytoca細菌，該細菌在適宜條件下不僅能有效去除土壤中的硝酸鹽，而且避免了產生亞硝酸鹽而造成的二次污染。

3.2.3 植物-微生物聯(lián)合修復技術 經過長時期的實踐，雖然微生物修復技術與植物修復技術在恢復受損濕地中取得了一定成效，但二者均存在明顯缺點。其中，微生物修復技術中使用的細菌/真菌菌株一般只適用于在室內理想條件下分解土壤中污染物質，當應用到無植被覆蓋的室外土壤時，由于生態(tài)系統(tǒng)的復雜性，微生物往往無法發(fā)揮其降解污染物的作用，濕地恢復效果不明顯[77]。由于植物自身存在一種生態(tài)閾值，且植物對重金屬等有毒物質的吸收能力有限，因此，當濕地內污染物濃度高于其耐受值時，不僅無法發(fā)揮植物的富集作用，還會導致植被大面積死亡，加重濕地受損程度[78]?；诖?，現(xiàn)有研究提出一種植物-微生物聯(lián)合修復技術，該方法通過在野外種植大面積植被，并添加各類促進生物降解、植物生長和植被修復的微生物，可最大程度地發(fā)揮植物-微生物對受損濕地的聯(lián)合修復作用。

3.3 多修復技術的聯(lián)合應用

由于單個生物或生境修復技術對于恢復濕地生態(tài)系統(tǒng)具有局限性，因此，隨著研究的深入，受損濕地總體經歷了從簡單到復雜、從單一到復合的修復過程。Hinkle等[79]記錄了1996—1998年在新澤西州特拉華河口開展的“河口增強計劃”，主要利用堤壩開口和主、次潮溝開挖等工程恢復了區(qū)域水文水動力條件(水生態(tài)恢復)，結合植被重建工程成功恢復了河口鹽沼植被覆蓋度(植物修復)。美國學者探索總結了牙買加灣濕地的生態(tài)修復過程：采取回填土的方式抬升濕地微地形(基底修復)，以減少濕地因鹽度脅迫出現(xiàn)的土地鹽堿化現(xiàn)象；采取外來移栽和原位移栽相結合的方式，有效修復植被群落結構；搭建防風網，以減少砂質基底流失；在濕地邊緣，利用原生的互花米草和基底堆構形成植物島丘，以促進鹽沼植物自然演替[80]。大連海洋大學張明亮團隊結合種子春化、預處理、微地形改造和定植大型底棲動物(雙齒圍沙蠶)等多種技術進行鹽地堿蓬種植，構建了遼河口潮灘濕地“水文-土壤-生物”聯(lián)合修復模式：提出種子經歷自然春化過程的鹽地堿蓬冬季種植技術，能使種子以高含水量更早適應環(huán)境，吸收潮灘土壤中的氧氣和養(yǎng)分等要素，從而提前生根發(fā)芽，縮短生長發(fā)育時間；通過土壤微地形改造，能夠有效提高種子定植；投放沙蠶，通過生物擾動作用顯著提高沉積質內水環(huán)境的氧氣流通，改善土壤的微生態(tài)環(huán)境，進而促進植物的生長。該修復技術實施后，種子定植效果明顯，濕地植被面積大幅度提高(圖4)。

圖4 水文-土壤-生物聯(lián)合作用下的鹽地堿蓬植被修復效果Fig.4 Restoration effect of Suaeda salsa vegetation under the combined action of hydrology-soil-biology

4 存在問題及展望

4.1 鹽沼濕地退化機制及修復技術中存在的問題

雖然國內外學者針對濱海鹽沼植被退化機制及修復技術開展了較多的工作，但相關研究還有很多機理問題尚不明晰，其修復技術主要圍繞單一生態(tài)要素來開展，未能充分體現(xiàn)出“以自然恢復為主的系統(tǒng)修復”理念，還有系列技術難題亟須攻克，主要包括以下幾個方面：

1)缺乏從多學科角度對濱海鹽沼濕地退化機制的研究。從學科研究方向來看，針對濱海鹽沼濕地的研究較多，缺乏從地學、生態(tài)學、環(huán)境科學、資源科學和植物學等多學科融合的系統(tǒng)研究，相關研究未能從多學科綜合視角來探討濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化機制、景觀格局演化、生境因子和鹽沼植物的互作機制等問題。

2)空間尺度孤立和時間尺度單一限制了對濱海鹽沼濕地的深入研究。從研究方法上來看，由于濱海鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的特殊性和復雜性，鹽沼植物在生長過程中受控因素較多，目前，相關研究多在局部空間尺度和較短的時間尺度上開展，而針對整體范圍和多時間尺度的綜合研究不足，導致基礎數(shù)據(jù)較少，難以從整體上把握濱海鹽沼濕地的動態(tài)變化特征及其演變機制。

3)多修復技術融合應用不足，影響了濱海鹽沼濕地的修復效果。在修復的系統(tǒng)完整性方面，目前，國內濱海鹽沼濕地的生態(tài)修復沒有按照系統(tǒng)化修復路線開展實施，相關工作更多的是使用簡單的濱海濕地修復工程措施，聚焦于單一濕地的生態(tài)修復技術與實踐，缺乏對濱海鹽沼濕地生態(tài)全過程的全局性考慮。

4.2 未來重點研究方向

根據(jù)目前研究中存在的問題，未來可在以下幾個方面重點開展研究。

1)多學科視角下的濕地退化機制研究。綜合研究水文、生態(tài)環(huán)境、生物過程與鹽沼植被生境過程的交互作用是今后開展研究的主要方向之一。有必要在區(qū)域尺度上探究水文、鹽度、水環(huán)境及濕地生境變化對鹽沼植物生理生態(tài)指標的影響，以及探討鹽沼濕地植物、生物種群對其生境環(huán)境要素的反饋適應及調節(jié)機制，綜合分析鹽沼植被與其生境各要素間的互饋關系。

2)多種技術手段運用下的立體化和連續(xù)性研究。未來可基于高分辨率遙感衛(wèi)星、無人機及多環(huán)境因子(水文、生態(tài)、水環(huán)境)等在線監(jiān)測設備，對大范圍的濱海鹽沼濕地開展立體化、同步化研究，積累濱海鹽沼濕地的整體性、長期性和連續(xù)性資料，為濱海濕地退化的定量化研究提供基礎數(shù)據(jù)支撐。

3)多種生態(tài)修復技術的融合應用。在對濕地進行修復過程中，考慮到水文及動力過程是濱海鹽沼濕地的基礎要素，因此，多種生態(tài)修復技術融合應用時應以水文修復技術為基礎，融合多學科交叉的修復技術來指導濕地修復工程實踐，這是未來的研究工作重點。但需要注意的是，在修復過程中，首先要秉承基于自然解決方案的修復理念，堅持以自然恢復為主、人工干預為輔的原則，才能充分發(fā)揮濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的自我修復與調節(jié)能力，增強生態(tài)修復成效的可持續(xù)性。

4)定量化評估外來物種的入侵風險并提出防治措施。作為外來物種之一，互花米草對鹽沼潮灘的原生生態(tài)系統(tǒng)帶來較大的負面環(huán)境效應。因此，在今后的研究中，需要進一步對互花米草入侵后的原生濱海鹽沼群落生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況進行評估，從生態(tài)系統(tǒng)角度量化分析互花米草入侵風險，并提出有效的互花米草防控技術與治理方法，從而更好地對原生生態(tài)系統(tǒng)進行保護。

致謝：陳旭和楊訸晴碩士研究生參與了本文的文獻收集與整理!