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.河海大學港口海岸與近海工程學院 南京 210098;3.河海大學海岸災害及防護教育部重點實驗室 南京 210098)

1 生態(tài)修復重要意義

黨的十八大以來,黨中央、國務院作出了加快推進生態(tài)文明建設的重大部署,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)保護和修復重大工程”,堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針建設美麗中國。為了貫徹生態(tài)文明建設理念,修復近岸海域受損生態(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,加大海岸整治修復力度。

沙壩-潟湖海岸是“藍色海灣”整治修復的重要對象,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?？谔幇l(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其受損形態(tài),恢復生態(tài)和景觀價值。

目前關(guān)于海岸整治修復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)修復思路和方法的探究,可以為沙壩-潟湖海岸的保護與恢復提供思路,也為我國海岸整治修復管理提供借鑒。

2 生態(tài)修復方法與關(guān)鍵技術(shù)

自然條件下沙壩-潟湖海岸常會緩慢走向衰亡,但在人類活動干預下正加快消亡[5]。在海洋生態(tài)文明建設大背景下,沙壩-潟湖海岸整治修復工作逐步興起并越來越重要,修復措施需要科學合理、有針對性地開展,并注重整治修復效果的長效性。Oost[6]認為沙壩-潟湖海岸整治修復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。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。國內(nèi)也有少數(shù)研究者針對海岸修復進行了研究,人工構(gòu)筑物的建設或拆除作為修復方案的重要方法逐步開始應用[9]。

沙壩-潟湖海岸整治修復必須堅持以“自然恢復為主,人工修復為輔”的原則,做到科學合理,因此需要對生態(tài)修復效果進行評估。目前國內(nèi)外科學界針對沙壩-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用為生態(tài)修復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)和風險等級的概念,并成功應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”整治修復工程需要加強對自然恢復及人工干預下沙壩-潟湖恢復機制的研究,但是目前關(guān)于整治修復的方法、標準和理論仍然處于探索階段,許多科學問題尚不成熟、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,評估不同人工修復方法的必要性和有效性是藍色海灣整治修復亟須解決的問題。

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)修復關(guān)鍵問題與建議

4.1 生態(tài)修復關(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致動力地貌系統(tǒng)受損的特點,在實際修復過程中,應解決兩個方面關(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)受損的主導因素。

4.1.2 河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的修復效果評估

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)等鑒別恢復過程的時空尺度特性,進而構(gòu)建生態(tài)修復效果定量評價指標,是生態(tài)修復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構(gòu)建河口沙壩-潟湖動力地貌系統(tǒng)的生態(tài)修復效果評估體系是較為科學合理的方法。選取代表性指標方面可將水動力環(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。利用生態(tài)修復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,探討科學合理的整治修復措施。

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)域保護修復工作,全面提升海洋生態(tài)整治修復管理水平,是海洋生態(tài)環(huán)境保護修復工作中值得思考的一個課題。針對目前海洋生態(tài)整治修復中存在的問題,在未來海洋整治修復工作中,要加快形成海洋生態(tài)修復體系,以最嚴格制度最嚴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)境整治修復頂層設計

通過完善規(guī)劃引領(lǐng)、制度設計和任務目標篩選確定等頂層設計,加強政策引領(lǐng)。一方面,制定重點區(qū)域生態(tài)修復規(guī)劃,從海洋生態(tài)修復全局出發(fā)加快出臺海洋生態(tài)保護修復規(guī)劃,堅持整體保護、系統(tǒng)修復和綜合治理,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,保留公眾親海空間;另一方面,完善相關(guān)制度設計,針對典型沙壩-潟湖等地貌系統(tǒng)明確相關(guān)制度要求,確定修復重點岸段和項目,建立生態(tài)修復項目庫,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)境整治修復能力

加強生態(tài)修復方法基礎(chǔ)研究,指導地方科學實施生態(tài)修復項目,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)境整治修復能力。由于我國海洋生態(tài)修復起步較晚,海洋生態(tài)修復的研究和實踐不足,要加強生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域整治修復工作,科學判定海洋生態(tài)破壞區(qū)域,增強生態(tài)環(huán)境破壞診斷準確性,避免出現(xiàn)機制研究不足、生態(tài)修復手段缺乏針對性、生態(tài)修復未能達到預期效果等現(xiàn)象。針對生態(tài)修復措施要加快建立生態(tài)修復評價指標體系,健全制度標準,加強生態(tài)修復事中事后監(jiān)管,提升效果評價,明確進一步整治修復方向,保證海洋生態(tài)保護修復質(zhì)量和效果。