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中國網/中國發展門戶網訊 濱海濕地,包括濱海鹽沼、紅樹林、海草床、灘涂、珊瑚礁、河口、近海水域和濱海淡水濕地等,在維系陸海水鹽平衡、濱海藍碳與氮循環及生物多樣性保育等方面發揮著重要的生態功能。同時,濱海濕地也是濱海區域經濟社會高質量發展的資源基礎和生態安全屏障,是我國全面推進陸海統籌戰略,構建陸海命運共同體的重要依托。據第二次全國濕地資源調查,全國濱海濕地面積為57960km2,占濕地總面積的11%。然而,近半個世紀以來港口建設、灘涂圍墾、近岸水產養殖等圍填?;顒訉е卵睾┩?、鹽沼、紅樹林和海草床等重要類型濱海濕地被侵占。濱海自然濕地面積萎縮,至少有7080km2濱海鹽沼濕地和340km2的紅樹林濕地退化或消失岸線人工化平直化,生態系統服務功能退化簡化。如何有效保護現有的濱海濕地、科學修復受損濱海濕地,促進生態與經濟社會的協調,是實現我國濱海區域可持續發展亟待解決的關鍵問題,也是構建濱海區域生態安全屏障的迫切需求。
據統計,我國1950—2016年共實施濱海濕地生態修復工程1011項;盡管進入21世紀以來我國濱海濕地生態系統修復的類型、數量均有大幅增長,但總體修復規模仍然較小,難以彌補長期圍墾開發導致的濱海濕地數量和質量上的損失。如2000年以來我國先后修復濱海鹽沼380km2和紅樹林濕地70km2,修復面積僅分別為退化消失的5%和11%;另外,近30年來海草床退化嚴重,到2020年總面積僅約90km2,面積萎縮90%以上,而修復面積僅為退化面積的0.4%。
鑒于大規模圍填海開發活動不僅改變了濕地本身屬性,還影響了整個陸海格局及其生態屏障功能,國家陸續出臺了一系列濱海濕地保護修復政策:2016年,原國家海洋局印發《關于加強濱海濕地管理與保護工作的指導意見》,提出開展受損濕地生態修復,力爭到2020年修復不少于85km2的濱海濕地面積。2018年,自然資源部與國家發展和改革委員會聯合印發《關于貫徹落實〈國務院關于加強濱海濕地保護嚴格管控圍填海的通知〉的實施意見》(自然資規〔2018〕5號)指出,2019年起實施圍填海工程嚴格管控,強化生態保護修復,以補償濱海濕地生態受損,維持區域濱海濕地生態系統健康與安全。2020年國家發展和改革委員會與自然資源部聯合印發《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021—2035年)》,明確將“海岸帶生態保護和修復工程”列為規劃的重大工程之一,強調以濱海濕地生態系統結構恢復和服務功能提升為主,全面保護自然岸線和沿海灘涂,綜合開展退圍還灘、退塘還林、修復濱海濕地生物棲息地,提升濱海濕地生態系統質量。
在國家政策引導下,濱海濕地修復逐漸從小尺度、單個孤立生境的修復,向大尺度、整體性、系統性修復目標推進,區域尺度下的濱海濕地系統修復的目標和定位越來越受到重視。同時,在氣候變化背景下,提升濱海濕地應對海平面上升的適應力也是實現大江大河全流域生態保護和高質量發展這一國家重大生態環境戰略目標的需求。服務于濱海濕地保護與修復相關國家重大戰略,本文提出了基于“生態保護紅線、生態修復綠線和應對氣候變化生態預留藍線三線整合的濱海濕地生態安全格局”構架,以及針對我國濱海濕地保護修復、海岸帶管理和國土空間開發等的相關對策和建議。
我國濱海濕地生態安全現狀及存在的問題
濱海濕地面臨日益加劇的自然-人為“雙向擠壓”效應的影響
濱海濕地具有全球意義的生物多樣性保護價值和生態系統服務功能,同時對于自然或人為活動干擾具有極強的敏感性、脆弱性。
一方面,濱海濕地在經濟社會發展進程中起到至關重要的作用,占我國國土面積的15%的濱海區域聚集了我國40%的人口并貢獻了60%以上的國內生產總值。因此,海岸帶圍墾開發成為緩解濱海用地緊缺,促進區域經濟發展的重要措施,尤以大江大河三角洲為代表的濱海濕地成為海岸帶圍墾開發活動的密集區。海岸帶圍墾開發在帶來巨大經濟效益的同時,也導致了自然濕地快速消失、生物多樣性銳減、濱海碳匯下降及近海水環境持續惡化等嚴重的生態后果,使區域生態安全及可持續發展的資源基礎受到嚴重威脅。
另一方面,全球氣候變化導致的海平面上升對濱海濕地生態系統的影響及其互饋機制與過程也日益得到國際學術界的關注。據《中國氣候變化藍皮書(2020)》,近40年我國沿海海平面上升速率為3.4 mm/a,高于全球平均水平且呈波動上升趨勢。海平面上升給濱海區域帶來海水入侵、海岸侵蝕等問題的同時,也驅動著濱海濕地植物群落向陸地遷移,并在內陸塑造新生濕地格局。然而,圍填海及道路、堤壩等基礎設施徹底改變了濱海濕地的生境性質,使鹽沼濕地植物群落喪失了適應海平面上升進行陸向遷移的生境條件,這種由人類活動和海平面上升對濱海濕地造成的雙向海岸擠壓效應將導致濱海濕地生物多樣性、碳匯、海岸防護等關鍵生態系統服務功能的減損、喪失。
當前濱海濕地修復缺少與已有保護格局的一體化整合優化
從我國當前濱海濕地修復實踐來看,國家逐步加大支持,相繼開展了一系列退耕還濕、退養/鹽還灘等的濱海濕地修復工程實踐,包括遼寧、山東、浙江、江蘇、福建、海南等沿海省份均開展了不同規模的“退圍還濕”的濱海濕地修復工程,補償圍墾開發下受損濱海濕地修復工程得到了國家及沿海各級地方政府的大力支持,已成為當前濱海濕地修復的重點。但是,當前濱海濕地修復項目實施范圍主要考慮歷史參照、土地權屬和實施方案的技術可行性等,在選址上拘泥于孤立、點狀的修復模式,不論是濕地修復政策還是工程實踐均缺乏宏觀尺度的系統性規劃,沒有充分考慮濕地修復選址對區域濕地生態系統格局和生態功能的整體優化效應。
保護與修復生態系統往往具備生態系統結構與功能的關聯,兩者協同發揮著區域生態安全屏障的功能。因此,生態修復不能僅限于局域尺度生態系統要素的修復,還應充分考慮修復布局對區域生態系統結構和功能完整性的貢獻。然而,當前濕地的保護和修復往往各自獨立開展,忽視了修復濕地與具有保護價值的未受損濕地之間的有機聯系,以及對區域整體生態服務功能提升、生態安全格局構建的協同調控作用。研究表明:孤立、點狀修復模式由于缺乏區域尺度上整體修復格局與功能的優化,往往導致總體修復成效難以充分發揮。就濱海濕地而言,如果缺乏保護修復選址對濱海濕地生態系統整體格局和生態功能效益的系統評估和優化,則有可能導致保護修復選址不當,難以有效保護具有不可替代價值的殘遺自然濕地,同時修復具有潛在修復價值的受損濕地。此外,濱海濕地自然生態功能效益的供給具有較大的空間異質性,表現為不同區域濕地的生態服務功能對整體效益的貢獻大小不一。因此,在區域尺度上開展濕地一體化保護和修復格局與功能的整合優化,對濱海濕地生態系統整體效益提升具有重要意義。
當前濱海濕地保護管理尚未充分考慮應對氣候變化的彈性空間
在較長時間尺度上,海平面上升會驅使濱海濕地陸向遷移擴展并塑造新生濕地生態系統。然而,高強度圍填海及圍墾開發,以及堤壩、道路等基礎設施建設阻斷了陸海之間的水文和生物連通,人工硬質化地表徹底改變了生境條件,擠壓了鹽沼等潮灘植物群落向內陸遷移的空間,使濱海濕地生態系統逐漸喪失應對氣候變化驅動下海平面上升的適應性,最終退化甚至消亡。目前,我國濱海濕地管理缺少提升濱海濕地應對未來氣候變化的長期適應性對策。盡管我國濱海區域自然-人為雙向海岸擠壓效應已十分顯著,且未來可能持續強化,但目前理論和實踐中針對海岸擠壓效應的生態調控途徑和措施仍十分欠缺。
基于“三線整合”的濱海濕地生態安全格局:概念內涵
受損濕地是濱海區域生態系統的“生態短板”,作為區域生態系統服務功能的潛在提升空間,其修復對濱海濕地生態系統整體改善意義重大。在區域尺度上,修復后的濱海濕地與未受損自然濕地共同發揮著維護區域生態系統服務和生態安全屏障功能。因此,在人類活動和氣候變化導致的雙向海岸擠壓效應下,通過整合優化濱海濕地保護與修復格局,并前瞻性地保留濱海濕地應對氣候變化的彈性空間,是應對圍墾開發和氣候變化雙重脅迫下更加全面、可持續的生態安全管理策略。
基于“三線整合”的生態安全格局概念框架源自國際上普遍認可的“系統保護規劃”理論與方法,并將其拓展應用到一體化保護與修復整合的區域生態系統協同優化中,是對以往局域、孤立的濕地修復模式的反思,也是將濕地修復提升到區域生態安全管理層面的理論探索與實踐。該概念框架強調基于“目標-成本-效益”之間權衡,保護與修復格局一體化整合,優化區域整體生態功能,同時兼顧濱海濕地未來應對海平面上升的氣候適應性,制定對濱海生態系統整體功能最惠益的生態安全格局構建策略:劃分出近期搶救性生態保護紅線區與提升性生態修復綠線區,以及遠期限制性生態預留藍線區,由此構建應對圍墾開發和適應未來海平面上升情形下,基于“三線整合”的濱海濕地生態安全格局(圖1)。
構建“三線整合”的濱海濕地生態安全格局可以采取5個步驟(圖2):①確定潛在保護格局。針對現狀未受損濕地區域,評估其典型且重要的生態功能熱點區,作為潛在保護格局(包括保護區外的保護空缺)。②識別潛在修復格局。針對歷史時期圍墾導致的生態功能受損區,依據高程、水鹽梯度等環境要素模擬潮灘植物群落的潛在修復生境,考慮政策及工程實施的可行性,分析、識別潛在修復格局。③確定潛在濱海濕地保護-修復格局。將潛在保護和潛在修復格局初步疊置、整合為潛在保護-修復格局,該格局是假定現狀濕地完全保護且退化區完全修復的情形下生態功能最大化的理想狀態。④基于“目標-成本-效益”協同優化的一體化濱海濕地保護修復格局。潛在保護-修復格局目標的實現受制于社會經濟成本及其與保護修復目標和生態效益的權衡。對此,可以通過連續優化目標比例(如10%—90%)的分級迭代,兼顧格局連通性、功能的不可替代性等,利用優化算法(如系統保護規劃空間優化工具——Maxan模型)評估保護修復目標、經濟社會成本和修復后的生態效益之間的權衡關系,確定低成本-高效益的最優一體化保護修復格局,由此劃定生態保護紅線和生態修復綠線。⑤劃定應對海平面上升的預留藍線??梢酝ㄟ^設置不同海平面上升情景,運用空間直觀模型(如海平面上升影響濕地模型——SLAMM模型)模擬海平面上升和濱海濕地圍墾后土地利用轉換影響下,濱海濕地及其植物群落潛在生境適宜性及其變化,從而識別未來海平面上升驅動下濱海濕地生態系統潛在陸向遷移通道及其遷移格局,劃定應對氣候變化的預留藍線。
構建基于“三線整合”的生態安全格局相關措施
科學確定濱海濕地修復優先格局,搶救性保護并有序修復濱海濕地關鍵受損區
我國濱海濕地保護對象主要為生物多樣性豐富和生態服務功能突出的鹽沼、紅樹林等自然濕地生態系統,未來還應針對性考慮對毗鄰的具有潛在生態修復價值和可能性的受損濕地開展生態修復(如圍填海后形成的鹽田、庫塘和灘涂養殖區域等人工濕地等),防止后續基礎設施建設繼續擴張導致受損濱海濕地修復潛力完全喪失。因此,亟須判識具有修復潛力且修復后能與現有保護格局協同發揮較高生態功能的受損區域,置于合理的保護與管理之下,并在權衡目標、成本和效益基礎上,確定生態修復優先格局,有序實施濕地修復項目。
我國以長江三角洲、黃河三角洲、珠江三角洲和遼河三角洲為代表的大江大河三角洲濱海濕地生物多樣性與生態系統服務功能至關重要,同時也是人口與經濟社會聚集區、圍墾開發的重點區域。盡管四大三角洲針對濱海濕地生態系統保護及生物多樣性維持都建立了國家級自然保護區,但大規模圍填海及土地開發活動使得保護區周邊濱海濕地受損,形成保護區內未受損自然濕地與保護區外自然濕地圍墾形成的鹽田、養殖等人工濕地鑲嵌分布的格局,這些緊鄰保護區的受損濕地往往仍具備一定修復潛力和較高的生態修復價值,應對其利用強度和方式進行管理和引導,避免其修復潛力進一步被基礎設施建設所摧毀。因此,可以首先聚焦我國大江大河三角洲,率先開展濱海濕地修復潛在區域的劃定與濱海濕地一體化保護修復格局的確定,為構建基于“三線整合”的濱海濕地生態安全格局奠定基礎。
以黃河三角洲濱海濕地為例,在確定濱海濕地潛在修復格局的基礎上,通過系統保護規劃的空間優化模型(Marxan),模擬分析了10%—90%保護修復目標下一體化保護修復格局(圖3)。研究發現:當濱海濕地一體化保護修復格局的生態功能優化目標比例為50%時,是系統優化下低成本投入-高生態功能效益產出的最佳優化方案,生態效益最大提升率為19.15%。該方案下區域生態功能得到了整體優化,其一體化保護修復格局有利于濱海濕地整體生態功能發揮和生態屏障的長期維持。濕地修復將圍墾開發產生的巨大的經濟價值轉移為濱海濕地調節和支持等生態服務價值,生態系統服務總價值得以提升,其系統優化方案可為黃河三角洲濱海濕地保護修復規劃與實施方案提供科學依據。
構筑海岸生態防護體系,提升濱海濕地應對氣候變化的長期適應能力
濱海濕地生態系統具備可持續、低成本的海岸生態防護功能,所以通過濱海濕地恢復以構筑海岸生態防護體系,替代硬質海岸防護工程,是應對海平面上升、緩解海岸擠壓效應的有效途徑。例如,荷蘭、英國和澳大利亞等國家棄用硬質岸線工程,采用生態岸線等途徑恢復濱海濕地強化海岸防護,作為應對海平面上升、緩解海岸擠壓效應的重要措施。我國海岸線綿長,其海岸擠壓效應及其濱海濕地反饋過程均具有明顯的時空異質性,需制定空間指向明確、操作性強的濱海岸線管控政策。
針對我國大江大河三角洲等關鍵區域,借鑒相關科學研究和國際經驗,通過外堤拆除、攔潮閘的生態調度等方式促進濱海濕地修復,可以在修復濱海濕地生物多樣性、碳匯和海岸防護等受損生態功能的同時,有效提升濱海濕地應對氣候變化的長期適應能力。進一步結合濕地修復,提出相應配套的濱海國土空間管治策略和調控措施,強化濱海濕地修復多功能與多目標屬性,保障濱海濕地修復格局與功能的長期可持續性。這些配套措施可以包括:識別濱海濕地生態系統服務功能對潮汐水文連通的響應模式,提出保障濱海濕地生態系統服務功能有效發揮的潮汐水文連通調控方案;考慮較長時間尺度下,限制潛在遷移區范圍內的高強度基礎設施建設,為濱海濕地預留足夠適應未來海平面上升的生態空間;整合優化濕地保護與修復格局,兼顧海平面上升驅動下濱海濕地生態系統內遷格局,構建應對圍墾開發及適應未來海平面上升的區域生態安全格局。
開展基于“三線整合”的濱海濕地系統保護、修復與合理利用規劃示范,并與區域國土空間規劃相銜接
考慮到濱海濕地的典型性和代表性,可以將我國大江大河三角洲作為開展基于“三線整合”的濱海濕地系統保護與修復規劃的示范區,并與國土空間規劃相銜接。以黃河三角洲為例(圖4),①在優化方案引導下,生態安全格局所識別的具有重要生態保護價值卻游離于當前保護體系之外的自然濕地(保護空缺)應當納入濱海濕地保護體系,劃入生態保護紅線,作為應對圍墾開發威脅下的搶救性底線,嚴禁圍墾開發,并通過建立有效的保護管理制度予以維護;②安全格局所確定的具有較高生態價值和修復潛力的生態修復綠線區是緩解和補償圍墾開發造成的濱海濕地損失,彌補區域生態服務功能損失的提升區,所確定的修復格局為濱海濕地修復工程布局提供重要的科學依據;③安全格局所確定的應對海平面上升的生態預留藍線區為限制性開發區域,應當禁止人工硬質地表及道路、堤壩等基礎設施建設,為濱海濕地內遷所需潛在生境預留空間,但可以在不顯著改變濕地土壤基質和地貌的前提下有限度、有選擇地開展與濱海濕地資源利用相關的生態經濟產業,如低密度“漁+濕”復合生態經濟模式等。總之,可以針對“三線整合”的濱海濕地生態安全格局要素,制定系統保護與修復實施方案,推動濱海濕地一體化保護與修復及綜合治理。
實行基于“三線整合”濱海濕地生態安全格局的動態管理,探索高質量發展的濱海國土空間開發與保護格局
針對以黃河三角洲為代表的淤長型濱海濕地,基于“三線整合”濱海濕地生態安全格局,采取由陸向海的逐步推進、與新生濕地淤長方向一致的“滾動”開發模式,在考慮經濟利益的同時,能有效維護濕地生態系統的完整性和演替的連續性;從生態保護角度而言,是一種較為合理的資源利用模式,具有一定的普遍意義?!皾L動”開發模式強調依據濱海新生濕地淤積速率及濕地生境演替狀況,確定滾動開發規模,以維持自然濕地質量或數量的相對穩定和自然濕地的零凈損失。該模式強調維持生境演替的連續性,避免灘涂直接圍墾導致的濕地生境破壞和生態功能崩潰,有利于保護處于不同生境演替階段的物種,因此對區域生物多樣性保護是一種比較合適的開發模式(圖5)?!皾L動開發”模式原則上不應觸動濱海濕地具有重要生態功能和保護物種分布的核心生境,主要占用濱海濕地內陸邊緣部分;由于開發模式對生境演替的連續性仍會有一定干擾,需要充分考慮保護物種的生境需求和對環境的適應能力。
從較長時間尺度看,類似黃河三角洲典型“淤長型”濱海濕地,其“三線整合”的生態安全格局仍需要不斷進行動態調整。例如,以保護區為核心的生態保護紅線范圍應隨著河口新生濕地向海淤進而不斷向外擴展、推移,將最具有保護價值、脆弱的新生濕地生態系統納入保護區進行嚴格管理,嚴禁圍填海、近海養殖等人為活動擾動。同時,伴隨新生濕地向海淤長,潮間鹽沼植物群落帶也將向海推移,并逐漸被陸生鹽堿植物群落取代,導致其作為濱海鳥類生境的適宜性逐漸喪失。因此,經評估后,這部分區域如已無顯著的生態價值,可以部分解除其生態保護紅線控制,準予生態養殖等合理經濟利用模式,但考慮到未來作為應對氣候變化生態藍線預留區的可能性,這部分區域仍應嚴格控制硬質化地表等基礎設施建設。
總之,“三線整合”濱海濕地生態安全格局的范圍及相應的功能區(生態保護紅線區、生態修復綠線區和氣候適應藍線區)應該依據海岸淤長趨勢和速度,進行動態管理和適應性調整。但調整的時間節點和范圍強度需要慎重,特別是解除生態保護紅線管控的功能轉換速率必須小于灘涂新生濕地淤長及其濱海濕地植被演替速率,以維持自然濕地的零凈損失;同時,不應觸動濱海濕地重要保護物種(如瀕危水鳥)的核心生境,以確保保護區在動態調整中面積相對穩定。在該模式下,濱海濕地生境演替過程沒有被人為活動中斷,仍然正常延續并不斷生成新生濕地,人為開發活動主要占用濱海濕地內陸邊緣部分受人為干擾較嚴重的退化生境,而這些低質退化生境的損失能通過不斷增長的新生濕地得以補償。
(作者:李曉文、崔保山、邵冬冬、穆泳林,北京師范大學環境學院;智烈慧北京師范大學環境學院、河北工程大學地球科學與工程學院;馬田田,農業農村部環境保護科研監測所;劉增力,國家林業和草原局林草調查規劃院;曹宇,浙江大學公共管理學院。《中國科學院院刊》供稿))