國內(nèi)外海岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀精編版

1、國內(nèi)外海岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀海岸帶 (coastal area)是陸地與海洋相互作用的交接地區(qū),是人類社會繁榮發(fā)展最具潛力和活力的地區(qū)。海岸帶既具有重大的生態(tài)效益,又具有重大的經(jīng)濟(jì)效益 ,但由于人口不斷地向海岸帶地區(qū)集聚 ,使海岸帶面臨的壓力越來越大,資源和環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。目前， 國內(nèi)外海岸帶生態(tài)恢復(fù)的理論基礎(chǔ)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)，即根據(jù)生態(tài)學(xué)原理， 通過一定的生物、生態(tài)以及工程的技術(shù)與方法，人為地改變和切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其外界的物質(zhì)、能量和信息的流動過程和時空次序，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡快成功地恢復(fù)到一定的或原有乃至更高的水平。目前， 國內(nèi)

2、外海岸帶生態(tài)恢復(fù)的理論基礎(chǔ)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)，即根據(jù)生態(tài)學(xué)原理， 通過一定的生物、生態(tài)以及工程的技術(shù)與方法，人為地改變和切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其外界的物質(zhì)、能量和信息的流動過程和時空次序，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡快成功地恢復(fù)到一定的或原有乃至更高的水平。人工魚礁生物恢復(fù)和護(hù)灘技術(shù)漁民很早就發(fā)現(xiàn)沉船周圍水域中漁獲量較高,于是想到將結(jié)構(gòu)物用石塊加重沉到水下,來提高捕獲量 ,這就是人工魚礁的方法。 20世紀(jì) 70年代 ,日本提出建造新型人工魚礁保護(hù)水生動物以提高海岸帶生物量。國內(nèi)外海岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀海岸帶 (coastal area) 是陸地與海洋相互

3、作用的交接地區(qū),是人類社會繁榮發(fā)展最具潛力和活力的地區(qū)。海岸帶既具有重大的生態(tài)效益,又具有重大的經(jīng)濟(jì)效益 ,但由于人口不斷地向海岸帶地區(qū)集聚,使海岸帶面臨的壓力越來越大,資源和環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。目前世界各國對海岸帶采取了多種保護(hù)措施,早在 1972年 10月 27日 ,美國頒布了海岸帶管理法(CZMA)2, 隨之韓國、日本、新加坡、英國等國也先后制定了海岸帶管理法律、法規(guī)。同時為了減少資源破壞和避免生態(tài)進(jìn)一步惡化,利用人工措施對已受到破壞和退化的海岸帶進(jìn)行生態(tài)恢復(fù),由于人類對海岸帶生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性認(rèn)識的局限性,目前對海岸帶生態(tài)恢復(fù)的研究還主要集中在單個的生態(tài)因子上,對海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)的

4、恢復(fù)技術(shù)仍處在探索研究階段。1.國外海岸帶恢復(fù)技術(shù)研究概況為了減少海岸帶資源破壞和避免生態(tài)進(jìn)一步惡化，利用人工措施對已受到破壞和退化的海岸帶進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)是改善海岸帶現(xiàn)狀的重要途徑之一。目前，國內(nèi)外海岸帶生態(tài)恢復(fù)的理論基礎(chǔ)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)，即根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，通過一定的生物、生態(tài)以及工程的技術(shù)與方法，人為地改變和切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其外界的物質(zhì)、能量和信息的流動過程和時空次序，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡快成功地恢復(fù)到一定的或原有乃至更高的水平。1.1 人工河流水系的重新設(shè)計隨著對淡水需求的日益增長,使得淡水資源量,以及泥沙等沉積物銳減 ,引起海岸帶沉陷

5、、海水入侵,海岸帶濕地大量消失。對人工河流水系的重新設(shè)計,是海岸帶生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)。美國是世界上最早進(jìn)行海岸帶生態(tài)修復(fù)研究實踐的國家之一。海岸帶恢復(fù)計劃措施主要是,重新設(shè)計河口水系,拆除海岸線和入海河流上一些障礙物重新恢復(fù)泥沙自然沉積和自然的水力平衡,從而起到控制海水入侵,防止海岸沉陷,保護(hù)海岸帶濕地的目的 ;在美國佛羅里達(dá)為了恢復(fù)佛羅里達(dá)灣(Florida Bay)的原始的生態(tài)環(huán)境,1995 年實施了佛羅里達(dá)灣和泰勒沼澤(Taylor Slough)計劃 ,從而改善和恢復(fù)了佛羅里達(dá)灣海岸帶生態(tài)環(huán)境。11.2 人工魚礁生物恢復(fù)和護(hù)灘技術(shù)漁民很早就發(fā)現(xiàn)沉船周圍水域中漁獲量較高,于是想到將結(jié)構(gòu)物用石

6、塊加重沉到水下,來提高捕獲量 ,這就是人工魚礁的方法。20 世紀(jì) 70年代 ,日本提出建造新型人工魚礁保護(hù)水生動物以提高海岸帶生物量。20 世紀(jì)90 年代 ,人們利用“礦物增長” (mineral accretion) 技術(shù)建造新型魚礁,即是在人工魚礁上通入低壓直流電,利用引起海水電解析出的碳酸鈣和氫氧化鎂等礦物附著在人工魚礁上,形成類似于天然珊瑚礁的生長過程 ,在魚礁不斷增長的同時促進(jìn)周圍生物量的增長,達(dá)到海岸帶生物種群恢復(fù)和海岸帶保護(hù)的目的。此方法在馬爾代夫和塞舌爾等國家得到了成功應(yīng)用。1.3海岸帶濕地的生物恢復(fù)技術(shù)采用人工方法恢復(fù)和重建濕地是海岸帶生態(tài)恢復(fù)的重要措施。在美國德克薩斯州 (

7、Taxas)加爾維斯頓 (Galveston Bay)海灣 ,利用工程棄土填升逐漸消失的濱海濕地,當(dāng)海岸帶抬升到一定高度 ,就可以種植一些先鋒植物來恢復(fù)沼澤植被。在路易斯安娜薩賓自然保護(hù)區(qū)和德克薩斯海岸帶地區(qū),利用“梯狀濕地“技術(shù)(marsh terracingtech2nique), 在淺海區(qū)域修建緩坡狀濕地 ,濕地建好后在上面種植互花米草及其它濕地植被,修建梯狀濕地可以減弱海浪沖擊、 促使泥沙沉積、 保護(hù)海灘 ,同時也可以為海洋生物提供棲息地。2.國內(nèi)海岸帶恢復(fù)技術(shù)研究概況我國是世界上海岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化最嚴(yán)重國家之一,也是較早開始海岸帶保護(hù)的國家之一。在20 世紀(jì) 50 年代和 20世紀(jì)

8、90 年代共開展了 3次大規(guī)模海岸帶、灘涂和海島資源綜合調(diào)查 ,為隨后海岸帶保護(hù)和修復(fù)工作奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì) 90 年代以來 ,先后建立了昌黎黃金海岸 , 山口紅樹林 ,三亞珊瑚礁 ,南麂列島 ,江蘇鹽城丹頂鶴等海岸帶濕地自然保護(hù)區(qū),20 世紀(jì) 90 年代末在南海、東海、黃海、渤海等海域?qū)嵤┝朔拘轁O制度,開展第二次全國海洋污染情況調(diào)查 ;制定和實施了海洋環(huán)境保護(hù)法,海域使用管理法等法律法規(guī)。雖然我國在海岸帶保護(hù)工作方面取得了巨大進(jìn)步,但在海岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用方面工作很少,還基本處于起步階段。目前我國生態(tài)恢復(fù)的基本思路是，根據(jù)地帶性規(guī)律、 生態(tài)演替及生態(tài)位原理選擇適宜的先鋒植物，構(gòu)造

9、種群和生態(tài)系統(tǒng)， 實行土壤、植被與生物同步分級恢復(fù)，以逐步使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到一定的功能水平。海岸帶生態(tài)恢復(fù)的總體目標(biāo)是，采用適當(dāng)?shù)纳铩⑸鷳B(tài)及工程技術(shù)， 逐步恢復(fù)退化海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最終達(dá)到海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的自我持續(xù)狀態(tài)。2.1 紅樹林海岸的生態(tài)恢復(fù)紅樹林是自然分布在熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落。 紅樹林主要由幾十種紅樹植物和半紅樹植物、許多藤本植物、 草本植物和附生植物組成。紅樹林具有生物多樣性高、生產(chǎn)力高、歸還率高、分解速度快等特點。作為一種重要的海岸類型，它具有促淤沉積、護(hù)堤防波、凈化水質(zhì)等生態(tài)功能，為許多動物提供了重要的食物和棲息地。由于對紅樹林的不合理利用和破壞，導(dǎo)致

10、紅樹林資源急劇減少，體現(xiàn)在面積和種類減少、結(jié)構(gòu)和功能下降。 紅樹林是屬于遭受嚴(yán)重威脅的沿海生境之列，尤其是在熱帶發(fā)展中國家，這種現(xiàn)象尤為突出。據(jù)估計，現(xiàn)在亞太地區(qū)每年損失1%的紅樹林面積，有些地區(qū)已經(jīng)失去了70%的原始紅樹林生境。我國紅樹林主要分布在廣東、廣西、海南、福建、臺灣和香港等省區(qū)。由于濫砍、圍墾等人為破壞，東南、華南沿海的紅樹林已從20 世紀(jì) 50 年代初的 5 萬 hm3 降至目前的 1.5 萬 hm3 ，現(xiàn)存林分中80%以上為退化次生林，立地環(huán)境惡化。 紅樹林的減少導(dǎo)致海岸帶地區(qū)的生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化，動植物資源衰退， 風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害增加。研究表明，紅樹林面臨的主要威脅包括土地利用

11、方式的改變、水污染、大氣污染、 人類活動干擾等，且紅樹林自然恢復(fù)非常緩慢。針對上述問題，可以采取的對策包括減少人類干擾、 水污染治理、病蟲害防治、外來入侵種的清除、開展紅樹林的生態(tài)恢復(fù)等。對紅樹林的生態(tài)恢復(fù)，必須先進(jìn)行可靠性研究。根據(jù)紅樹林種類的適應(yīng)性，進(jìn)行物種特性、宜林地勘測，潮汐、海流、土壤性質(zhì)和海水鹽度的綜合調(diào)查試驗，才能實現(xiàn)紅樹林的生態(tài)恢復(fù)。研究人員開展了眾多退化的紅樹林海岸生態(tài)恢復(fù)研究。從19 世紀(jì)開始，在馬來西亞、菲律賓和越南， 隨著以持續(xù)收獲為基礎(chǔ)的栽種和砍伐紅樹計劃的實施，開始營造紅樹林（栽種、管理和收獲紅樹）。鄭德璋等在“八五”和“九五”期間系統(tǒng)地研究了海桑、2秋茄、桐花樹、

12、白骨壤、木欖等8 個主要紅樹林樹種的造林配套技術(shù)。其研究內(nèi)容主要有，紅樹林主要造林樹種在不同地帶的物候期、適宜的采種時間、 不同類型種實采后處理及貯藏方法、苗圃地選擇及不同樹種育苗技術(shù)，并研制出適宜的光照、生長素、鹽度、水分和溫度等控制發(fā)芽或貯存、各樹種宜林海灘劃分以及提高人工林生產(chǎn)力等新技術(shù)。海南省東寨港紅樹林自然保護(hù)區(qū)于20 世紀(jì) 80 年代對桐花灌叢進(jìn)行了改造，直接在林下插入木欖、海蓮、紅海欖和正紅樹胚軸；海南省清瀾港自然保護(hù)區(qū)于1987 年也對欖李、瓶花木灌叢進(jìn)行了改造；湛江市林業(yè)局于 1985 年在?？悼h用紅海欖改造了大片白骨壤灌叢，引來水鳥和陸鳥在林內(nèi)筑巢孵蛋，淤泥中出現(xiàn)鱔魚，物種

13、多樣性明顯升高。2.2 沙質(zhì)海岸的生態(tài)恢復(fù)沙質(zhì)海岸是由風(fēng)和風(fēng)沙流對海岸上地表松散物質(zhì)的吹蝕搬運和堆積形成的地貌形態(tài)，形成于陸、海、氣三大系統(tǒng)交互作用的特殊地帶，按流動程度分為流動沙丘、 半流動沙丘和固定沙丘3 種。沙丘上的植被在沙丘的形成和保持沙丘的穩(wěn)定中起了重要的作用，通常流動沙丘的植被覆蓋度少于15%，半流動沙丘為15%-40%，固定沙丘在40%以上。海岸沙丘對風(fēng)和調(diào)查,為隨后海岸帶保護(hù)和修復(fù)工作奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì) 90 年代以來 ,先后建立了昌黎黃金海岸,山口紅樹林 ,三亞珊瑚礁 ,南麂列島 ,江蘇鹽城丹頂鶴等海岸帶濕地自然保護(hù)區(qū),20 世紀(jì) 90 年代末在南海、東海、黃海、渤海等海

14、域?qū)嵤┝朔拘轁O制度,開展第二次全國海洋污染情況調(diào)查;制定和實施了海洋環(huán)境保護(hù)法,海域使用管理法等法律法規(guī)。雖然我國在海岸帶保護(hù)工作方面取得了巨大進(jìn)步,但在海岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用方面工作很少 ,還基本處于起步階段。目前我國生態(tài)恢復(fù)的基本思路是，根據(jù)地帶性規(guī)律、生態(tài)演替及生態(tài)位原理選擇適宜的先鋒植物，構(gòu)造種群和生態(tài)系統(tǒng)，實行土壤、 植被與生物同步分級恢復(fù)，以逐步使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到一定的功能水平。海岸帶生態(tài)恢復(fù)的總體目標(biāo)是，采用適當(dāng)?shù)纳?、生態(tài)及工程技術(shù)，逐步恢復(fù)退化海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最終達(dá)到海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的自我持續(xù)狀態(tài)。2.1 紅樹林海岸的生態(tài)恢復(fù)紅樹林是自然分布在熱帶、亞熱帶海岸

15、潮間帶的木本植物群落。紅樹林主要由幾十種紅樹植物和半紅樹植物、許多藤本植物、 草本植物和附生植物組成。紅樹林具有生物多樣性高、生產(chǎn)力高、歸還率高、分解速度快等特點。作為一種重要的海岸類型， 它具有促淤沉積、護(hù)堤防波、 凈化水質(zhì)等生態(tài)功能，為許多動物提供了重要的食物和棲息地。 由于對紅樹林的不合理利用和破壞，導(dǎo)致紅樹林資源急劇減少，體現(xiàn)在面積和種類減少、 結(jié)構(gòu)和功能下降。紅樹林是屬于遭受嚴(yán)重威脅的沿海生境之列，尤其是在熱帶發(fā)展中國家，這種現(xiàn)象尤為突出。據(jù)估計，現(xiàn)在亞太地區(qū)每年損失1%的紅樹林面積，有些地區(qū)已經(jīng)失去了 70%的原始紅樹林生境。我國紅樹林主要分布在廣東、廣西、海南、福建、臺灣和香港等

16、省區(qū)。 由于濫砍、 圍墾等人為破壞，東南、 華南沿海的紅樹林已從20 世紀(jì) 50 年代初的 5 萬 hm3 降至目前的 1.5 萬 hm3 ，現(xiàn)存林分中 80%以上為退化次生林，立地環(huán)境惡化。紅樹林的減少導(dǎo)致海岸帶地區(qū)的生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化， 動植物資源衰退， 風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害增加。研究表明，紅樹林面臨的主要威脅包括土地利用方式的改變、水污染、大氣污染、人類活動干擾等， 且紅樹林自然恢復(fù)非常緩慢。 針對上述問題， 可以采取的對策包括減少人類干擾、水污染治理、病蟲害防治、外來入侵種的清除、開展紅樹林的生態(tài)恢復(fù)等。對紅樹林的生態(tài)恢復(fù)， 必須先進(jìn)行可靠性研究。 根據(jù)紅樹林種類的適應(yīng)性， 進(jìn)行物種特性、

17、宜林地勘測，潮汐、 海流、土壤性質(zhì)和海水鹽度的綜合調(diào)查試驗，才能實現(xiàn)紅樹林的生態(tài)恢復(fù)。研究人員開展了眾多退化的紅樹林海岸生態(tài)恢復(fù)研究。從 19 世紀(jì)開始， 在馬來西亞、 菲律賓和越南，隨著以持續(xù)收獲為基礎(chǔ)的栽種和砍伐紅樹計劃的實施，開始營造紅樹林 （栽種、 管理和收獲紅樹）。鄭德璋等在“ 八五”和“ 九五” 期間系統(tǒng)地研究了海桑、秋茄、桐花樹、白骨壤、木欖等 8 個主要紅樹林樹種的造林配套技術(shù)。 其研究內(nèi)容主要有， 紅樹林主要造林樹種3在不同地帶的物候期、 適宜的采種時間、 不同類型種實采后處理及貯藏方法、 苗圃地選擇及不同樹種育苗技術(shù)，并研制出適宜的光照、生長素、鹽度、水分和溫度等控制發(fā)芽或貯存、各樹種宜林海灘劃分以及提高人工林生產(chǎn)力等新技術(shù)。海南省東寨港紅樹林自然保護(hù)區(qū)于20 世紀(jì) 80 年代對桐花灌叢進(jìn)行了改造， 直接在林下插入木欖、 海蓮、紅海欖和正紅樹胚軸；海南省清瀾港自然保