(1.广西科学院广西红树林研究中心,广西红树林保护与利用重点实验室,广西 北海 536000; 2.厦门大学环境与生态学院,福建 厦门 361102)
(1.Guangxi Key Lab for Mangrove Conservation and Utilization,Guangxi Mangrove Research Center of Guangxi Sciences Academy,Beihai 536000,China; 2.College of the Environment & Ecology,Xiamen University,Xiamen 361102,China)
China mangroves; shrimp ponds; in situ farming patterns; conservation technology
DOI: 10.6043/j.issn.0438-0479.201611033
Mangrove is becoming an important part in the construction of marine ecological civilization in China.Aiming to ecosystem restoration,the thematic issues in conservation,restoration and utilization are reviewed and evaluated for China mangroves,and corresponding strategies are proposed.Five patterns of in situ mangrove farming are summed up,of which the in situ underground tube ecofarming system should be applied in secondary and newly planted mangroves growing in regions with high tidal range to motivate public participation.To facilitate formation of planning and budgeting,mangrove conservation engineering is classified into categories.To strengthen the health of China mangrove ecosystems,the general technical principles in planting,benthos recruitment and sustainability are proposed.
红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带滩涂上的木本植物群落,由其主导形成的红树林生态系统在维持滨海湿地生产力、生物多样性、环境及海岸安全等方面发挥着巨大的作用,是我国海洋生态文明建设的重要内容.20世纪50年代以来,我国的红树林遭受了严重的人为破坏,面积不断减少.2000年广西合浦县闸口镇发生了红树林恶性毁林事件[1],同年国家林业局在深圳召开了“全国红树林建设大会”,此后中国红树林从大衰退阶段进入了保护与人工恢复阶段,研究队伍也不断壮大.据不完全统计,2000年以来中国出版红树林方面的专著和论文集24部,涵盖了综合性基础研究[2-4]、生态恢复与修复[5-11]、大型底栖动物[12-13]、鸟类[14]、虫害与防治[8,15-16]、生态定位研究[17]、遥感监测与评价[8,18-19]、资源与管理对策[1,20-22]及科普读物[23-24]等方面取得的丰硕研究成果,但在宏观认识、大局把握和发展方向上也出现了困惑与偏差.理性认识中国红树林面临的重大问题,对正确把握保育方向、突出建设重点、创新保育模式以及促进可持续发展无疑具有积极的指导意义.红树林保育涉及技术、管理、体制、法规等不同层面的复杂内容,本文中通过梳理中国红树林资源与健康方面存在的重要问题,明确中国红树林保育的重大需求与方向,提出保育的技术原则,为“蓝色港湾”、“南红北柳”及湿地保护工程“十三五”规划等国家行动计划的实施提供参考.
红树林具有很高的生态服务价值,在世界16种主要生态系统中排名第四[25].中国现有真红树植物27种(其中2种为成功引种),半红树植物12种,分布于海南、广东、广西、福建和浙江省及香港、台湾、澳门地区.2013年中国红树林湿地面积为34 472.14 hm2(不包括香港、澳门和台湾地区,下同),其中有林面积25 311.9 hm2(表1),比2001年增加了14.92%.在全球红树林年均减少约1%的背景下[27-29],中国红树林面积的增加主要归功于政府的重视及大量的财政投入,例如中国已有的6个国家级红树林自然保护区在“十二五”期间各自获得不低于2 500万元的中央和地方专项经费.
据不完全统计,中国现有各种级别的红树林自然保护区22个,其中国家级自然保护区6个,国际重要湿地5个,人与生物圈世界保护区1个,红树林保护区面积约占中国红树林总面积的77%[24].近年来,红树林保护已成为海洋生态文明建设的一项重要内容,经济越发达的沿海城市其生态化的内生动力越强.2015年6月国家林业局成立了“中国沿海滨海湿地保护网络”,2016年国家海洋局启动了“蓝色港湾”和“南红北柳”国家行动计划.然而在中国红树林面积增加和社会关注度不断提高的同时,中国红树林总体健康状况被认识得还不足,红树林保育战略仍然缺乏.
表1 中国红树林面积分布
Tab.1 Distribution of China mangroves
陈宜瑜院士率领的“中国滨海湿地保护管理战略研究项目”(2015)中指出:在过去的半个世纪里,中国有60%以上的天然沿海湿地消失,包括73%的红树林和80%的珊瑚礁; 1990—2010年间,海堤海岸线长度增加了3.4倍,2010年达到11 000 km,占中国海岸线总长度的61%,而20年前仅占18%.初步评估,堤前红树林约占中国红树林总面积的80%[30],“虾塘—海堤—红树林”已成为中国红树林海岸的主要景观格局.
中国红树林为冰后期(5 000～6 000年前以来)形成的泻湖-沙坝和溺谷湾红树林,河口沉积与大陆架供沙是其生长底质形成的基本机制.修建海堤不仅人为阻断了海陆过渡带红树林动态演替的自然剖面,毁灭了陆缘高大成熟的红树林,而且常常在堤脚前遗存30～50 m宽的难以恢复红树林的无林带沟[31].红树林生长对水淹时间和水深有严格要求,在全球海平面上升的大背景下,堤前红树林没有后撤之路,总体上将逐渐衰退.目前中国沿海红树群落正由成熟型向以白骨壤(Avicennia marina)和桐花树(Aegiceras corniculatum)为主的先锋群落类型逆行演替,其原因除了人为破坏成熟群落外,还可能是红树林对海平面上升响应的一个前期表现.当然,不排除局部海湾和岸段由于淤积抬高滩涂高程,使红树林得以延续的可能.
2001年的全国红树林调查结果表明:低矮的白骨壤林和桐花树林占据了中国红树林的绝大部分,原生林不到10%; 70%的红树林高度不超过2 m,90%以上的红树林高度小于4 m.范航清课题组(后称本课题组)多年实地调查结果表明:福建的海漆(Excoecaria agallocha)和卤蕨(Acrostichum aureum)已经灭绝; 香港地区已经找不到红海榄(Rhizophora stylosa); 广西的角果木(Ceriops tagal)也不复存在[24,31]; 海南2006年有野生红榄李(Lumintzera littorea)359株[32],2016年仅存11株; 海南海桑(Sonneratia hainanensis)和卵叶海桑(S. ovata)的野外个体数不超过100株.根据本课题组的最新统计,中国37种原生红树植物和半红树植物中有50%的种类已处于不同程度的珍稀濒危状态.
近30年来中国滨海湿地环境质量每况愈下已成共识.本课题组的一个专项研究表明:2014年广西入海污染源中入海河流贡献86.74%,生活污水6.73%,陆基海水养殖5.31%,工业、种植、畜禽、船舶合计1.22%; 尽管陆基海水养殖排放污染绝对量仅占入海总量的5.31%,可其排放具有明显的时空性,集中在每年1 ～ 2次的清塘期,污染物浓度是自然海水的数十至上百倍,往往是生态灾难的导火索.例如,海区养殖污染在放养家鸭的共同作用下,触发了2010年以来海南和广西蛀木生物有孔团水虱(Sphaeroma terebrans)和光背团水虱(S. retrolaeve)的爆发,导致成熟红树林的连片死亡[33].2004年全国白骨壤林遭受广州小斑螟(Oligochroa cantonella)的大规模攻击[16],此后每隔几年均出现区域性虫灾,成灾害虫种数有单种向多种发展的趋势.以广西北仑河口自然保护区为例,该保护区的白骨壤红树林在2004年和2006年都遭受广州小斑螟的规模性攻击; 2015年9—11月受柚木肖弄蝶夜蛾(Hyblaea puera)的攻击,危害面积约87 hm2(全广西成灾面积在270 hm2以上); 2016年5月受广州小斑螟攻击,危害面积约67 hm2,同年8—9月又受到柚木肖弄蝶夜蛾攻击,危害面积约87 hm2.中国沿海病害程度最高、受害范围最广的红树植物是桐花树.虽然引发红树林敌害生物爆发的原因是多方面的,但海区污染和海岸原生植被消失,以及用单一树种人工林替代陆生天然植被被认为是其中的重要原因.例如,广西速生桉人工林从2000年的不足15万hm2发展到2016年的250万hm2,桉树林面积占广西1 km海岸带面积的比例在2008年达到17.20%,沿海绝大部分自然植被消失(本课题组调研数据).
表2 广西山口红树林生态自然保护区互花米草面积动态
Tab.2 The dynamic areas of salt marsh S. alterniflora in Shankou National Mangrove Natural Reserve,Guangxi,China
注:1994年的数据源于本课题组现场调查.巨大的天然海鲜市场使得中国红树林区滩涂挖捕[34]、围网、炸鱼、毒鱼、放养家鸭、捕鸟等破坏性活动长期得不到有效缓解.强烈的人为干扰导致红树林矮化、稀疏化及生物多样性的大幅度下降.在北部湾沿海,中华乌塘鳢(Bostrichthys sinensis)、拟穴青蟹(Scylla paramamosain)、中国鲎(Tachypleus tridentatus)等经济动物野生资源量比30年前下降85%以上.2004—2010年间,海南东寨港鱼类种类和单网渔获物数量均下降30%以上.生物多样性的下降,尤其是底内动物的减少会降低根系含氧量,不仅不利于红树林的生长,还会弱化食物链而导致红树林虫害和蛀木生物团水虱的爆发.例如,中华乌塘鳢可捕食团水虱,因此中华乌塘鳢种群的萎缩就意味着团水虱天敌的减少,增加了团水虱爆发的风险[33].
为了达到快速成林的目的,耐水淹、速生的外来红树植物无瓣海桑(S. apetala)近十多年来被大量用于红树林造林.近几年来,一种自墨西哥引进、适应能力和扩散能力比无瓣海桑更强的外来红树植物拉关木(Laguncularia racemosa)在广东、广西、海南和福建广泛种植[35].Chen等[36]的统计数据表明,2000年以来中国新增的红树林面积中无瓣海桑林超过80%.事实上,中国红树植物种类并非不丰富,中国原生的红树植物有25种,而整个美国常见的红树植物只有4种[24].以极低的植物多样性支撑极高的动物多样性是红树林生态系统区别于陆地森林生态系统的显著特征.
无瓣海桑和拉关木是否为入侵种,学术界还存在一些争议,需要进一步监测与评估,但是相关法律明确规定不能在自然保护区的范围内种植外来红树植物.国家环境保护总局(现环保部)发布的《关于加强外来入侵物种防治工作的通知》(环发[2003]6号)中规定:“严禁在自然保护区、风景名胜区和生态功能保护区以及生态环境特殊和脆弱的区域从事外来物种引进和应用”.《海南省自然保护区管理条例》第三十七条规定:“禁止任何单位和个人在自然保护区内引入、应用转基因生物和外来物种”.
互花米草(Spartina alterniflora)是影响中国红树林最严重的海洋入侵物种,直接危害中国红树林的生态健康.互花米草十多年前在中国的面积已达34 451 hm2[37],其中分布在东南沿海红树林省(区)的面积为9 619 hm2,浙江和福建是主要分布区[38],威胁着生态位相近的红树林[39].表2为广西山口保护区在1979—2013年间互花米草面积的变化情况[37,40-42],其中2011年该保护区互花米草总面积为481.5 hm2,受互花米草入侵的红树林面积达到171.5 hm2,占该保护区红树林总面积的21.3%.此后,本课题组还分别于2013年和2015年在广西北仑河口和海南儋州发现了互花米草先锋草斑.此外,微甘菊(Mikania micrantha)原产于中美洲,20世纪80年代从东南亚蔓延到香港及珠江三角洲地区,具有超强的繁殖能力,是河口红树林的“空中杀手”[43].
1990—2008年间中国围垦的滨海湿地面积从8 241 km2增加到13 380 km2[44],占用了大量的红树林及宜林滩涂.国务院批准的2011—2020年全国沿海的围填海总规模为2 469 km2,其中有红树林分布的浙江506 km2、福建333.5 km2、海南111.5 km2、广西161 km2、广东230 km2,合计1 342 km2[45],是2013年中国红树林总面积的5.3倍,红树林及其宜林滩涂保护面临巨大压力.例如,2016年11月17日中央环保广西督导组通报“根据钦州滨海新城、北海铁山港东港区和龙港新区的建设规划,还将占用茅尾海和铁山港区域约595 hm2的原生态红树林”.
表3 中国红树林保育工程类型
Tab.3 Categories of China mangrove conservation engineering
2000年国家林业局计划用10年时间将中国红树林面积从2.2万hm2恢复到6万hm2,这意味着2010年之前要成功新造红树林3.8万hm2.然而,正是因为缺少宜林滩涂,到2013年全国才新增红树林0.33万hm2,目标完成率仅8.68%,而且还是通过大量种植外来树种无瓣海桑才勉强得以实现.在《全国湿地保护工程实施规划(2016—2020年)》红树林专题编制会上(2014年11月,广西北海),各省专家估算了本省沿海各县(区)未来红树林新造林的大体规模.综合上述信息,目前中国既符合海洋功能区划又适合乡土树种生长的宜林滩涂面积在6 000 hm2左右,这一数字不包括外来树种新造林和困难生境新造林.
由于立地条件、群落本底和保育目标的差异,不同地点的红树林保育工程在技术难度、监测重点、成本核算、效果评价及工程验收等方面存在巨大的差别,这给项目预算审核部门和管理部门造成了很大的困惑,也不利于生态保育工程的实施.本课题组在长期实践的基础上,根据待修复地点红树林的现状将中国红树林保育工程划分为自然保育、改造保育和重建保育3大类,并对它们进行了必要的细分(表3),为编制工程规划和预算提供参考.
由于宜林滩涂稀缺,重建保育是增加我国红树林面积的必然选择.在重建保育中,退塘还林、困难光滩重建、虾塘生态改造与产业提升、红树林人工鱼礁的技术难度与成本相比于宜林滩涂重建高很多.因此,要制定全国统一的红树林生态恢复与修复单价、监测与评价、验收等标准目前存在很大困难.
长期以来,中国沿海养殖池塘的数目尚缺少权威报道.2013年广西海水虾塘养殖面积为2.07万hm2[46],而同年广西的海水虾塘实际总面积为4.6万hm2[29],说明只有45%的虾塘真正用于生产,这种现象在东南沿海其他省(区)普遍存在.根据各省(区)养殖基本情况,粗略估算2014年中国东南沿海虾塘总面积为240 324 hm2[47](表4),为中国现有红树林总面积的9.50倍.从沿海围垦历史看,东南沿海现有虾塘中至少有10%源自于红树林[31],即约2.4万hm2.例如,1980—2000年间中国共消失了12 923.7 hm2的红树林,其中97.6%用于修建虾塘.我国现有红树林2.53万hm2,如果在沿海虾塘重建2.4万hm2红树林湿地,再加宜林滩涂重建和困难光滩创建新造林,才有可能完成6万hm2的国家既定目标.因此,退塘还林、虾塘生态改造应成为红树林修复的国家战略布局.
表4 2014年中国东南沿海虾塘估算面积
Tab.4 Estimated areas of shrimp ponds in southeastern coasts of China in 2014
长期以来将红树林作为单纯的“林子”加以管理,导致中国红树林生态功能全面退化,被动保护和一边修复一边破坏的现象层出不穷,有些地区贝类养殖与红树林扩种争夺滩涂的矛盾尖锐.因此,在红树林保育中应高度重视合理利用技术与激励机制,“将保护导向更加可持续的利用方式”[48],引导沿海地区居民参与红树林保护事业,促进社会、经济、生态和谐发展[20].在保护前提下适度获取林区自然产品来改善生计,在人均拥有红树林资源量大的东南亚沿海地区可行[49],但不一定适合人口稠密、人均拥有红树林资源量少的中国东南沿海.休闲观光是很好的可持续利用方式,适合在交通便利、市场运作机制健全的地区开展,但不一定适合于广大的农村红树林区.由于红树林生态系统具有很高的生物多样性[50],因此红树林养殖[51-57]一直是我国专家学者关注的一个利用方式.越南将红树林恢复与贝类粗放养殖的滩涂使用权结合起来的做法[58]值得中国借鉴.
以红树林与养殖空间是否重叠为标准,可以将养殖活动分为“原位养殖”和“红树林区养殖”,而直接影响红树林的是前者.对海堤外的滩涂红树林而言,归纳出红树林原位养殖的5种模式(表5); 其中毁林养殖和基围养殖由于要规模化砍伐红树林,不符合保护目的; 而围网养殖和增殖保育因为产量和产值太低,产业化可能性很小; 在高潮差海区的滩涂红树林改造和重建保育中,应重视红树林地埋管道原位生态养殖技术(图1),系统由潮汐能驱动,实现地上部生长红树林,滩涂表面增殖贝类,地下部养殖底栖鱼类,潮汐蓄能池塘开展纳潮生态混养[57].
针对目前中国传统虾塘养殖污染突出的问题,提出将25%～50%的虾塘水面,尤其是废弃虾塘水面重建红树林和盐沼植被,实施传统虾塘生态改造与产业提升工程,构建“多品种生态混养”、“湿地集约化养殖”和“湿地工厂化养殖”等组合生产模式,以满足群众需求.生态农场不同于粗放的基围养殖模式,必须是高效可控的人工生态系统,其突出特征是:重建植被、提升经济效益、改善养殖产品质量、显著降低排海污染物总量.颗粒污染物主要通过物理沉降收集,溶解态污染物通过红树林和湿地净化,富含P、N的养殖沉积物用于培育耐盐功能性植物(蔬菜、绿化、药用、能源),美化海岸景观,促进滨海休闲渔业的发展(图2).该模式不改变虾塘所有权,发展蓝碳经济,改善近海环境质量,增加红树林面积,符合国家战略,值得研发示范.
表5 不同红树林原位养殖模式的比较
Tab.5 Comparisons among various mangrove in situ farming patterns
注:“+”越多表示数值越大.
图1 地埋管道红树林原位生态养殖系统原理示意图
Fig.1 Mechanism illustrator of underground tube mangrove in situ ecofarming system
图2 传统虾塘红树林生态改造技术路线图
Fig.2 Technical route of mangrove ecological reform ation for traditional shrimp ponds
为了从数量和质量上实现红树林恢复的国家战略目标,未来中国红树林保育应该遵循以下3项一般性技术原则:1)将单纯的植被恢复扩展到红树林湿地生态系统整体功能的恢复; 2)将鸟类、底栖生物生境恢复纳入恢复目标; 3)采取自然恢复为主、人工辅助恢复为辅的策略,在红树林恢复的同时创造条件恢复经济动物种群,提高周边居民收入.具体措施为:
1)植被方面:鼓励利用本地种新造林,滩涂高程符合要求的地点利用本地种改造低矮次生林,对外来红树植物进行本地种替代改造; 保护珍稀红树植物小种群生境并进行人工育和扩种; 遏制互花米草等敌害生物的蔓延.
2)海洋动物方面:因地制宜地设立插管、小潮沟、庇护坑等辅助设施,增殖林区海洋动物,促进红树林的生长,提高生态系统功能.
3)合理利用方面:在滩涂新造林和次生林改造中推广应用地埋管道鱼类原位生态养殖技术; 发展高效可控的虾塘红树林人工生态系统,生产健康蛋白与滨海功能植物,发展滨海休闲业,减少养殖污染排放,建设红树林湿地生态农场; 将红树林、大型藻类和海底人工构筑物相结合,在不能自然生长红树林的浅海构建红树林人工鱼礁岛群,促进海洋牧场建设,保障海岸生态安全.
