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滨海生态退化区红树林修复策略及生态价值提升评估

时间:2023-09-15 10:10:07 来源:网友投稿

江彦

(上海长兴岛开发建设有限公司,上海 201913)

深圳的红树林主要集中在侨城湿地、海上田园、深圳湾、福田等区域,与这些地区的红树林相比较,坝光湾的红树林总体规模不大,甚至呈现退化的迹象,中山大学学者的调查研究认为坝光沿海滩涂历史上曾有大面积红树林分布,面积约200 hm2,而如今不足10 hm2,这和近些年来土地利用变化有密不可分的关系。坝光湾的红树林是区域重要的氧源绿地、生物多样性基地和气候调节器,且群落具有古老、唯一和珍稀性,附近不仅拥有深圳最大的银叶树群落,也是50 多种野生鸟类的家园,具有极高的物种保育价值,因此坝光湾红树林保护修复的意义重大。本项目以保护和修复沿海红树林为根本立足点,旨在通过优化红树林生长空间,使这片绿洲重新焕发生机。

1.1 海水水质良好 适宜红树生长

本研究于2019 年3 月测得的海洋水质监测数据显示,坝光海域pH、溶解氧、COD 等水质指标达到《海水水质标准》(GB3097-1997)一类水质标准,无机氮、氨氮等指标达到二类水质标准,水体含沙量在0.005~0.100 kg/m3之间,河口段地表水盐度含量在6.2~32.0‰之间,而红树林可在0~90‰的盐度范围内生长。滩涂底质主要由粘土质粉砂组成,粉砂含量在60~75%之间,粘土含量在20~30%左右,湾内沉积环境比较稳定,滩槽稳定性良好。总体而言,近海海水环境及沉积环境为红树林复育提供了有利条件。

1.2 淡水资源丰富 质量总体较好

根据大鹏新区河流情况统计表的记录,研究区上游来水包括白沙湾水、新坝水、上新屋水、大坑槽水、坝光水、江屋山水,该6 条河流均发源于南侧笔架山并汇入海洋。流域面积共15.65km2,合计流量不足5000 m3/d,根据《环境影响评价技术导则地面水环境》分类标准,以上河流均属于小型河流。河流于入海口附近存在50~150m 的感潮河段。

2021 年4 月9 日~14 日的现场水质采样及监测数据显示(表1),上新屋水和坝光水为V 类水,与河道内当时正在进行施工有较大关联,新坝水为Ⅱ类水,其余河道水质全部达到地表水Ⅰ类水质标准。淡水资源质量总体较好。

表1 河流水质检测结果(mg/L)Table 1 Water quality testing results(mg/L)

1.3 砂质基底为主 红树发育较差

现场踏勘发现研究区滩涂多为石质滩涂,由火山岩、建筑碎石等组成,底栖生物及鸟类数量少,且附近水域曾进行过频繁的水产养殖,原有养殖塘已被填平,附近有较高程度的工程影响,对生态扰动较为严重。2019年3月19日~21日土壤采样及监测结果显示(表2),白沙湾和坝光水下游滩涂砾石含量较高,坝光水下游和坝岗湾附近滩涂底泥有机质含量较低,土壤贫瘠,红树林发育较差,同时淡水泥沙来源较少,相对匮乏的泥沙沉积不利于河口浅滩的扩张与发育。

表2 土壤检测结果Table 2 Soil testing results

1.4 红树零星分布 群落物种单一

区域内滩涂仅零星分布少量红树、半红树植株,宽约10 m。植物组成多以占据中高潮位、对土壤适应能力较强的银叶树、白骨壤、桐花树等树种为主。因此,针对坝光滨海中高潮位红树的保护是当地的工作重点,陆域缓冲范围应尽量留足,为红树林生长提供弹性空间。

2.1 划定保护范围

划定以现状红树林为中心100~200 m范围内进行生态控制,明确低影响开发的控制要求。全段海岸线向内陆50 m范围内严格保护,禁止围海造田、围塘养殖和海岸上毁林、建餐馆等破坏滩地及红树林宜林地的建设行为,形成以绿地为主的海岸保护缓冲带,预留充足的红树林群落生长分布空间。

2.2 地形设计

受历史上围海养鱼及相关建设活动的干扰,局部滩涂的纵向坡度陡峭,甚至存在断层。调查显示,坝光湾平均潮水位为1.5 m,平均高潮位为2.12 m,两百年一遇潮位为3.03 m。为了满足红树林生长对潮水位的要求,需要在清运搬离岸线上砾石和堆石后,通过土方开挖降低临海面的标高,再挖取海中底泥回填在砾石基底之上。因此,在对红树林进行地形塑造时,使临海面标高范围达到0.5~1.0 m之间,以适宜红树生长。经初步统计,需要进行砾石清运的岸线长约3.5 km ,砾石清除的工程量约为37000 m2,挖方量约为74500 m3,海泥填方量约为68500 m3(图1)。

图1 地形设计示意Fig.1 Topographic design diagram

2.3 底泥修复

为了防止回填海泥流失,使用生态滤料进行海水过滤及红树林底泥原位修复。以陶瓷化蚝壳为主的生态滤料具有一定的孔隙度,不影响底泥的透水性,同时还能增加底栖生物活动空间。据统计需要铺设生态滤料的区域约14700 m2,生态滤料建议的铺设厚度为15 cm,经初步估算需要使用滤料2200 m3。

2.4 红树群落设计

白骨壤、桐花树、秋茄、木榄、老鼠勒等红树植物采用苗高为0.5~0.7 m 左右的1 年生左右苗木进行造林。根据这几种红树在当地生长特性及各树种对不同潮位的响应进行造林配比,配置比例关系为4:2:2:1:1,初步统计红树种植面积为46000 m2,为确保幼苗的防浪效益及存活率,按70%存活率计算,建议每公顷所需栽种苗木数量为117000 株。

银叶树、假茉莉、黄槿、海芒果、卤蕨、海漆等半红树植物采用胸径6~8 cm 的2~3 年生大苗进行造林,比例关系为3:2:2:1:1:1,初步统计半红树种植面积32400 m2,按90%存活率计算,建议每公顷所需栽种苗木量为11000株。

3.1 评价指标

根据联合国千年评估和《湿地生态系统服务功能评估规范》(LY/T 2899—2017),将坝光滨海红树林生态系统的服务功能划分为4 大类、9 个一级指标和13 个二级指标(表3)。

表3 红树林生态价值计算公式Table 3 The formula for calculating the ecological value of mangroves

3.2 评价方法及计算参数

本文主要采用市场价值法、替代工程法和文献法进行价值核算。计算参数包括三类,第一类是空间数据,在制订工程实施方案时统计得到;
第二类是环境调查与质量数据,由深圳市大鹏新区自然资源局协助提供,缺失的数据通过文献查阅获得;
第三类是价格数据,通过市场调查与文献查阅获得。

3.3 计算过程及结果

3.3.1 支持服务

(1)固土价值

上述红树林修复方案预计新增红树林及半红树湿地面积共计7.84 hm2。红树林年保护土壤厚度所占比率及林业年均收益参考何海军等[1]的研究结果,分别取0.52 和400 元/hm2,因此,可计算出红树林湿地的固土价值为0.16 万元。

(2)保肥价值

根据李跃林等的研究[2],红树林湿地土壤中氮、磷、钾的纯含量为1.39%,土壤养分保持量为0.291 t/hm2,化肥市场价格取2100 元/t。因此,可计算出红树林湿地的保肥价值为0.01 万元。

3.3.2 调节服务

(1)净化水质

大鹏新区2020 年降水量为1542.9 mm,林分蒸散量为1082.43 mm,林地径流量为352.0 mm,水库建设单位库容投资为14.1 元/m3。李霞等[3]推荐湿地净化水质功能调整系数为0.8,水的净化费用取深圳市非居民生活用水价格为3.35 元/m3。因此,可计算出红树林湿地的净化水质价值为2.28万元。

(2)固碳释氧

根据何海军等[1]的研究结果,单位面积红树林平均固碳量和释氧量分别为17.93 t/hm2和13.09 t/hm2。人工造林固碳成本为936.78 元/t,制造氧气价格为376.47 元/t。因此,可计算出红树林湿地的固碳释氧价值为17.81 万元。

(3)提供负离子

大鹏新区林木的负离子寿命为5~8 min,取中间值6.5 min,负离子生产费为5.8185 元/10-18个。根据彭辉武等[4]的研究结果,红树林产生负离子浓度为1416 个/cm3。红树林群落设计平均高度为5 m。因此,可计算出红树林湿地的提供负离子价值为0.02 万元。

(4)吸收污染物

大鹏新区林木单位面积吸收二氧化硫、氮氧化物、氟化物、重金属的量分别为8.65 kg/hm2/a、10.16 kg/hm2/a、0.72 kg/hm2/a、5.41 kg/hm2/a。二氧化硫、氟化物、氮氧化物排放的收费标准参照发改委《排污费征收标准及计算方法》分别取1.2元/kg、0.69 元/kg 和0.63 元/kg,铅、镉、镍、锡污染治理费用分别为30 元/kg、20 元/kg、4.62 元/kg、2.22 元/kg,此处建议取最大值30 元/kg。因此,可计算出红树林湿地的吸收污染物价值为0.14万元。

(5)滞尘

李超等人[5]的研究发现单位面积湿地对粉尘吸收量为859.08 kg/hm2/a。降尘清理费用参照发改委《排污费征收标准及计算方法》取0.15 元/kg。因此,可计算得到红树林湿地的滞尘价值为0.10万元。

(6)气候调节

大鹏新区单位面积湿地年降温效果折合耗电能29752.8 kw·h/hm2,2019 年深圳市普通工商业电价平均为0.5821 元/度[6]。因此,可计算出红树林湿地的气候调节价值为14.88万元。

(7)消浪护岸

张原等[7]推荐修复海堤的费用和海堤养护费用分别取45 万元/km 和64.7 万元/km。因此,可计算出红树林湿地的消浪护岸价值为285.22 万元。

3.3.3 供给服务

(1)物种保育

张原等[7]推荐单位面积森林年生物物种资源保护价值和红树林鸟类保育价值分别为1.62 万元/hm2和40.2 万元/hm2。因此,可计算出红树林湿地的物种保育价值为12.73 万元,水鸟保育价值为320.69万元。

3.3.4 文化服务

(1)科研教育

根据Costanza 等[8]对世界湿地科研教育的估算,可 取861 美 元/hm2,折 算2020 年 汇 率1:6.8974,即5938.6 元/hm2。因此,可计算出红树林湿地的科研教育价值为4.67万元。

(2)休闲游憩

何海军等[1]认为单位面积湿地年旅游价值取2034.7 元/hm2。因此,可计算出红树林湿地的年旅游价值为1.60万元。

3.3.5 计算结果

红树林湿地的生态系统服务功能价值为上述计算结果的总和,共计660 万元。折合单位面积生态系统服务功能价值为84 万元/hm2。在各项生态服务功能中,生物多样性保护和消浪护岸的贡献度最大,分别为50.49%和43.19%,固碳释氧和气候调节分别占比2.7%和2.25%。

该海岸线红树林湿地修复项目目标明确,尝试通过地形设计、底泥修复、群落设计等一系列举措缓解当地红树林群落的退化、扩大种群数量以及增加植物群落结构的多样性,恢复坝光湾完整的红树林生态系统,将这片绿洲中的绿洲重新恢复为物种资源宝库,为生物尤其是鸟类提供栖息繁衍之地。通过对生态价值开展定量化评估,使社会对生态修复带来的收益有更为直观的认识,评估结果表明该项目可提升生态效益660 万元,在生物多样性保护和消浪护岸的效益尤为显著,此外该项目折合单位面积生态效益为84 万元/hm2,远高于中国湿地平均单位面积价值5420元/hm2[9],说明红树林湿地对地区社会经济发展贡献远高于一般湿地。

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