樓 毅 初映雪 劉道平 陳火春 張現武 錢逸凡
(1. 國家林業(yè)和草原局華東調查規(guī)劃設計院,杭州 310019;2. 國家林業(yè)和草原局自然保護地評價中心,杭州 310019)
濕地生態(tài)狀況評價是生態(tài)評價中的重要內容之一[1?4],是指運用綜合評價方法,選擇生物、非生物和人為等主要因子對一定空間和時間維度下濕地生態(tài)系統所處的狀態(tài)與情況進行定量評判和確定[5]??陀^、科學地認識中國濕地生態(tài)狀況,是中國濕地生態(tài)系統保護的基礎性工作[6?7]。對濕地類型自然保護地開展生態(tài)狀況評價,可快速、準確、科學地掌握濕地生態(tài)狀況,并通過判斷生態(tài)因子的優(yōu)劣程度,找出威脅濕地的脅迫因素,提出合理的保護恢復建議[8?10]。
自1992年加入國際重要濕地公約(又稱拉姆賽爾公約,Ramsar convention,“關于重要濕地特別是水禽棲息地的公約”),至2020年底,中國境內已先后認定11批64處國際重要濕地,其中內地63處,香港1處,濕地保護工作得到國際社會的廣泛認可。近年來,中國濕地生態(tài)狀況評價工作發(fā)展迅速,國家林業(yè)和草原局先后針對國家重要濕地開展?jié)竦厣鷳B(tài)系統評價、濕地生態(tài)特征預計和年度生態(tài)監(jiān)測等工作[11?12]。當前,盡管北京、黑龍江、遼寧、安徽等省市先后發(fā)布了濕地生態(tài)狀況評價地方標準[13?18],但全國尚未形成統一的指標體系及行業(yè)標準,因此難以有效地掌握全國及各地濕地生態(tài)狀況,以及為濕地保護、管理和合理開發(fā)利用決策提供科學的數據支撐[19?20]。
為滿足濕地生態(tài)狀況評價的流程、指標體系與計算方法、綜合評價等要求,提高中國濕地行業(yè)評價標準的科學性、適用性,本研究以華東地區(qū)9處國際重要濕地為例開展專題試驗,對近海與海岸、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地等各類濕地進行分析研究,以推廣濕地生態(tài)狀況評價體系在濕地保護和修復工作中的應用。
本次研究中的9處國際重要濕地均位于華東地區(qū),范圍總面積586 960.74 hm2。不同評價人員分別于2019年9月和2020年8月豐水期,前后兩次對2018年、2019年兩個年度上海崇明東灘、江蘇大豐麋鹿、江蘇鹽城濕地珍禽、福建漳江口紅樹林、上海長江口中華鱘、浙江杭州西溪、山東黃河三角洲、安徽升金湖和山東濟寧南四湖的濕地生態(tài)狀況及其變化進行評價(表1)。
表 1 華東地區(qū)9處國際重要濕地基本情況Table 1 Basic situation of nine wetlands of international importance in East China
為研究重要濕地的生態(tài)狀況評價,本研究建立評價指標體系,指標體系由一級指標、二級指標和三級指標構成。一級指標包括非生物指標、生物指標和人為指標三個指標。二級指標包括景觀指標、水環(huán)境指標、土壤環(huán)境指標、生物多樣性指標、社會指標和威脅指標六個指標。三級指標包括濕地面積狀況、自然濕地率、單位面積濕地斑塊數量、水量狀況、富營養(yǎng)化等級、水質等級、土壤環(huán)境質量等級、自然岸線率、生物多樣性指數、濕地指示物種種群狀況、濕地植被覆蓋度、外來植物入侵度、旅游/人口容納強度、土地利用方式、威脅因子數量和威脅等級16個指標[21?22]。
本研究結合國家林業(yè)和草原局2019?2020年國際重要濕地監(jiān)測工作[11?12],2018?2019年濕地景觀指標按照《全國濕地資源調查技術規(guī)程》進行調查監(jiān)測;水環(huán)境指標按照《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838?2002)、《海水水質標準》(GB 3097?1997)等進行調查分析;土壤環(huán)境按照《土壤環(huán)境質量 農用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 15618?2018)進行調查,評價指標為鎘、汞、砷、鉛、鉻共五類;生物多樣性指標按照《重要濕地監(jiān)測指標體系》(GB/T 27648?2011)等進行調查[23?24];社會指標、威脅指標采用直接統計法進行調查。
按照濕地生態(tài)特征分析、確定評價范圍、數據獲取、指標計算、生態(tài)狀況綜合分析等步驟開展定量評價[25?27]。應用遙感、地理信息系統、全球定位系統等技術,結合數據統計、野外實地測量、樣品采集檢驗等方法,在計算單項指標值的基礎上,依據指標賦值標準對單項指標進行賦值,采用層次分析法加權計算綜合評價得分(表2)。
續(xù)表 2
綜合評價得分數值越高代表濕地生態(tài)狀況越好,根據綜合評價得分劃分為優(yōu)良、中等、較差和極差四個等級,等級劃分采用參考值(表3)。
通過2018年和2019年兩個年度對9處國際重要濕地進行生態(tài)狀況試驗評價,比較濕地生態(tài)狀況指標體系與評價方法在動態(tài)評價方面的可靠性和可重復性。結果顯示,華東地區(qū)9處國際重要濕地生態(tài)狀況均保持中等以上水平。2018年,9處國際重要濕地中有上海崇明東灘、上海長江口中華鱘、山東黃河三角洲、安徽升金湖4處國際重要濕地綜合評價得分>7.5分,評價等級為優(yōu)良,占44.44%;江蘇大豐麋鹿、江蘇鹽城濕地珍禽、福建漳江口紅樹林、浙江杭州西溪、山東濟寧南四湖5處國際重要濕地綜合評價得分在6.0~7.5分,評價等級為中等,占55.56%。2019年由于秋冬季連續(xù)數月降水大幅減少,安徽升金湖綜合評價得分由2018年的8.05分下降到2019年的7.45分,評價等級由優(yōu)良轉變?yōu)橹械龋瑑?yōu)良率下降至33.33%,其他國際重要濕地綜合評價等級未發(fā)生變化(表4、表5)。
表 3 濕地生態(tài)狀況評價等級劃分參考值Table 3 Reference value for classification of wetland ecological status evaluation
表 4 華東地區(qū)國際重要濕地生態(tài)狀況評價(2018年)Table 4 Evaluation form for the ecological status of wetlands of international importance in East China (2018)
從各類指標來看,9個國際重要濕地在濕地景觀、土壤環(huán)境、社會指標三個方面具有較好的生態(tài)狀況,平均得分在7.5以上,濕地面積基本穩(wěn)定,自然濕地率高,濕地斑塊破碎化程度低,自然岸線保存良好,土壤環(huán)境安全,旅游/人口容納強度低、土地利用強度低,濕地具有較高的穩(wěn)定性。同時9個國際重要濕地普遍存在水環(huán)境、生物多樣性、威脅指標三個方面的生態(tài)風險,平均得分為0.6-7.5,主要是由于水質一般,存在富營養(yǎng)化和一定程度的外來入侵生物,人為干擾中等,威脅因子較多、威脅強度相對較強,濕地生態(tài)系統有待進一步保護修復。
續(xù)表 2
根據評價結果,2018?2019年,華東地區(qū)9處國際重要濕地生態(tài)狀況總體呈現穩(wěn)中有升、逐步優(yōu)化的趨勢。除安徽升金湖1處國際重要濕地外,有4處綜合評價得分未發(fā)生變化,有4處綜合評價得分得到一定提升。
在兩個年度之間,上海崇明東灘、上海長江口中華鱘、福建漳江口紅樹林、山東黃河三角洲4處國際重要濕地生態(tài)狀況在濕地野生動植物、外來入侵物種面積等方面發(fā)生輕微變化,但未引起濕地生態(tài)狀況得分和等級的改變。
5處國際重要濕地綜合評價得分發(fā)生變化,其中安徽升金湖因干旱導致后期水位下降,暴露的灘涂快速干涸,草灘棲息地等適宜覓食區(qū)域縮小,濕地指示物種東方白鸛(Ciconia boyciana)、白頭鶴(Grus monacha)、白琵鷺(Platalea leucorodia)種群數量平均減少61.86%,濕地生態(tài)狀況因季節(jié)性干旱發(fā)生較大的變化,評價得分從8.05分下降至7.45分。江蘇大豐麋鹿國際重要濕地由于互花米草面積減少43.40%,濕地生態(tài)狀況綜合得分從2018年的6.12分增加到2019年的6.47分。江蘇鹽城濕地珍禽國際重要濕地由于開展?jié)竦乇Wo修復和生態(tài)補償工程,東方白鸛、黑臉琵鷺(Platalea minor)、黃嘴白鷺(Egretta eulophotes)、黑嘴鷗(Larus saundersi)、勺嘴鷸(Eurynorhynchus pygmeus)、丹頂鶴(Grus japonensis)、小青腳鷸(Tringa guttifer)、鴻雁
(Anser cygnoides)等濕地指示物種種群數量增加24.50%,濕地生態(tài)狀況綜合得分從2018年的6.70分增加到2019年的6.85分。浙江杭州西溪國際重要濕地2019年與2018年相比,新增1科(鸛科)(Ciconiidae)和5種鳥類,分別為鸛科的東方白鸛(Ciconia boyciana)、鷹科(Accipitridae)的黑鳶(Elanus caeruleus)、鹟科(Muscicapidae)的紅喉姬鹟(Ficedula parva)、鴉雀科(Paradoxornithidae)的灰頭鴉雀(Paradoxornis gularis)、山椒鳥科(Campephagidae)的灰山椒鳥(Pericrocotus divaricatu),同時新增植物1科3屬6種,濕地生物多樣性增加,濕地生態(tài)狀況綜合得分從2018年的6.92分增加到2019年的7.12分。山東濟寧南四湖由于游客人數從2018年的單日最大游客量27 860人次和全年游客量480萬人次下降至2019年的單日最大游客量16 780人次和全年游客量221萬人次,游客/人口容納強度由2018年的1.48下降至0.80,旅游對濕地生態(tài)系統的負荷大幅度降低,濕地生態(tài)狀況綜合得分從2018年的6.71分增加到2019年的6.91分(圖1)。
圖 1 2018—2019年華東地區(qū)國際重要濕地生態(tài)狀況變化Fig. 1 Differences of the ecological status of wetlands of international importance in East China between 2018 and 2019
相關研究[28?29]顯示,中國濕地面臨著過度放牧、污染和圍墾等威脅,國際重要濕地則普遍受到氣候變化、外來物種入侵、環(huán)境污染、基礎設施建設和旅游開發(fā)活動、人類生產生活的影響[30?31]。根據具體指標結果分析,國際重要濕地生態(tài)狀況所承受的壓力和負面影響得到了較好的反映。安徽升金湖、山東黃河三角洲等因濕地淡水資源短缺帶來一系列生態(tài)問題,其中安徽升金湖受全球變暖、氣候反常等因素影響,2019年下半年干旱嚴重,綜合水源補給減少,鳥類棲息地面積萎縮,影響升金湖作為候鳥棲息地功能的發(fā)揮。江蘇鹽城濕地珍禽、江蘇大豐麋鹿、福建漳江口紅樹林、山東黃河三角洲、上海崇明東灘和浙江杭州西溪濕地均因外來入侵物種擴散對濕地生態(tài)狀況產生較大的影響。2018年,上海崇明東灘生態(tài)狀況評價警示存在互花米草二次入侵隱患和水體富營養(yǎng)化程度較高,2019年,互花米草出現明顯的復發(fā)狀況,面積增長到164.3 hm2,占灘涂植被總面積的6.7%,其中以北八滧為源頭,向東旺沙區(qū)域快速擴散和大斑塊聚集,面積較2018年增漲約10倍。上海長江口中華鱘濕地因上游開發(fā)建設、航運等影響導致長江口生物資源衰退,生態(tài)結構發(fā)生變化,影響了中華鱘(Acipenser sinensis)的餌料供給,可能造成中華鱘食物資源短缺,威脅中華鱘種群結構的穩(wěn)定。江蘇鹽城濕地珍禽、浙江杭州西溪等濕地因生產生活、基礎設施和旅游活動對濕地生態(tài)狀況造成較大的影響,其中江蘇鹽城濕地珍禽因水產養(yǎng)殖、太陽能和風能、港口碼頭等頻繁人類活動,對野生動植物的生境造成影響。浙江杭州西溪2019年游客量已經達到500萬人次以上,日最高游客人數高達3萬人次,超出了年環(huán)境容量的承載力,對濕地產生不小壓力。除此之外,江蘇大豐麋鹿、江蘇鹽城濕地珍禽、安徽升金湖、山東濟寧南四湖均存在濕地水質不高、水體處于不同程度的富營養(yǎng)化狀態(tài),影響濕地生態(tài)系統的長期健康穩(wěn)定(表6)。
表 5 華東地區(qū)國際重要濕地生態(tài)狀況評價(2019年)Table 5 Evaluation form for the ecological status of wetlands of international importance in East China (2019)
通過對國際重要濕地進行生態(tài)狀況試驗評價,發(fā)現2018年和2019年華東地區(qū)9處國際重要濕地生態(tài)狀況均保持中等以上水平,且總體呈現穩(wěn)定上升趨勢,生態(tài)狀況逐步好轉,其中上海崇明東灘、上海長江口中華鱘、山東黃河三角洲3處國際重要濕地生態(tài)狀況穩(wěn)定為優(yōu)良,兩個年度濕地生態(tài)狀況等級達到優(yōu)良的比例分別為44.44%和33.33%,影響國際重要濕地生態(tài)狀況等級的脅迫因子主要為濕地水環(huán)境、生物多樣性和威脅指標三個方面。
國際重要濕地普遍受氣候變化、外來物種入侵、環(huán)境污染、基礎設施和旅游活動、人類生產生活等的影響。因生態(tài)因子指標穩(wěn)定,4處國際重要濕地綜合評價得分和評價等級未發(fā)生變化,說明濕地生態(tài)狀況評價指標體系和評價方法具有較高的可重復性,不會因評價技術人員的主觀因素改變濕地生態(tài)狀況的評價結果。安徽升金湖1處國際重要濕地受氣候變化的影響,濕地狀況評價等級由優(yōu)良下降為中等。另外,4處國際重要濕地綜合評價得分得到一定提升,表明評價指標體系對其生態(tài)變化具有較高的敏感性,可展現濕地生態(tài)狀況不同的變化趨勢和特征。
本研究結果表明,濕地生態(tài)狀況指標體系和評價方法在動態(tài)評價方面具有較高的可靠性和敏感性,可較準確地比較不同濕地的生態(tài)優(yōu)勢、變化特征和不足,可滿足生態(tài)狀況評價以及年度動態(tài)監(jiān)測的要求,可為國家和地方濕地保護管理活動提供快速、準確、科學的決策依據。
表 6 華東地區(qū)國際重要濕地生態(tài)狀況主要威脅Table 6 Major threats to ecological status of wetlands of international importance in East China
濕地生態(tài)狀況監(jiān)測評價數據具有廣泛的應用空間,不僅為其他濕地評價提供基礎數據,也可成為濕地生態(tài)系統模擬建模、調參的數據庫,對理解濕地生態(tài)系統、識別不同時空維度的生態(tài)系統過程和功能具有重要意義。針對本研究揭示的國際重要濕地生態(tài)狀況、主要威脅和存在不足,建議提升國際重要濕地生態(tài)狀況管理,促進濕地生態(tài)系統長期保持健康與穩(wěn)定。
4.2.1 科學修復退化濕地,加強外來物種防控
堅持自然修復為主、人工修復為輔的原則,對國際重要濕地內破碎化嚴重、功能退化的濕地進行生態(tài)修復,逐步恢復濕地生態(tài)功能,改善濕地生態(tài)狀況。加強山東黃河三角洲、安徽升金湖濕地補水,確定濕地水源補給穩(wěn)定,穩(wěn)定鳥類棲息地質量。科學治理部分江蘇鹽城濕地珍禽、江蘇大豐麋鹿、福建漳江口紅樹林、山東黃河三角洲、上海崇明東灘和浙江杭州西溪濕地的互花米草、水葫蘆等外來入侵物種,采取嚴格的防控措施,防止外來物種對濕地生態(tài)系統的侵害。針對江蘇大豐麋鹿、山東濟寧南四湖等國際重要濕地,強化水污染治理。
4.2.2 降低人類干擾強度,促進生產生態(tài)融合
以保護國際重要濕地為核心,加強濕地保護和利用協調,促進生產、生活、生態(tài)“三生融合”發(fā)展,持續(xù)促進濕地健康穩(wěn)定。在濕地環(huán)境承載力范圍內,合理調控浙江杭州西溪、山東黃河三角洲、山東濟寧南四湖游客數量,減少游客對濕地和野生動植物的干擾??茖W調控江蘇鹽城濕地、上海長江口上游人類生產生活活動,推行長江“十年禁漁”,對于因保護國際重要濕地造成農業(yè)、漁業(yè)和牧業(yè)等受損的,探索建立科學合理的生態(tài)效益補償補助機制,更好地維護濕地生態(tài)空間。
4.2.3 完善年度監(jiān)測機制,加強濕地科學管理
完善國際重要濕地生態(tài)狀況年度監(jiān)測機制,改進監(jiān)測指標和評價方法,掌握珍稀瀕危鳥類和保護對象的資源狀況、種群數量、動態(tài)變化,對國際重要濕地的保護成效做出科學評價,并對管護措施做出及時調整,建立“狀態(tài)?壓力?響應”機制,增強監(jiān)測成果的科學性、時效性和實用性,為科學管理提供有力支撐。
開展?jié)竦貭顩r評價研究與管理應用是濕地保護管理的重點方向[32?34],在國家層面出臺制定濕地生態(tài)狀況評價行業(yè)標準將會為濕地生態(tài)狀況評價技術快速發(fā)展奠定良好的基礎。下一步通過加快濕地評價技術應用,建立健全濕地生態(tài)狀況評價機制,支撐退化濕地恢復、濕地健康評估,將重要濕地、自然保護地濕地生態(tài)狀況納入地方政府生態(tài)文明考核,進一步提升中國濕地保護管理的技術水平。
致謝:感謝華東地區(qū)上海崇明東灘、江蘇大豐、江蘇鹽城濕地、福建漳江口、上海長江口、浙江杭州西溪、山東黃河三角洲、安徽升金湖、山東濟寧南四湖和各省市林草主管部門。