本文刊载于《中国科学院院刊》2023年第1期“政策与管理研究”,原文标题《构筑基于“三线整合”的中国滨海湿地生态安全格局》。本文为精简改编版
李晓文1* 智烈慧1,2 马田田3 刘增力4 崔保山1 邵冬冬1 曹 宇5 穆泳林1
1 北京师范大学 环境学院
2 河北工程大学 地球科学与工程学院
3 农业农村部环境保护科研监测所
4 国家林业和草原局林草调查规划院
5 浙江大学 公共管理学院
以大江大河三角洲为代表的滨海湿地是滨海区域社会经济高质量发展的资源基础和生态安全屏障,是我国全面推进陆海统筹战略,构建陆海命运共同体的重要依托。理论和实践表明:受损滨海湿地修复需要同毗邻未受损湿地保护一体化整合,共同维护区域生态系统服务功能,协同强化滨海区域生态安全屏障,提升气候变化背景下滨海湿地应对海平面上升的长期适应性,减缓自然-人为双向海岸挤压效应下滨海湿地的退化消失。
据此,文章提出了应对围垦开发和适应海平面上升情形下“三线整合”中国滨海湿地生态安全格局相关概念,包括:抢救性保护生态红线区,优先开展湿地修复的生态修复绿线区,以及适应气候变化影响下海平面上升的生态预留蓝线区。文章在剖析相关概念的基础上,聚焦我国大江大河三角洲,针对滨海湿地保护修复、海岸带管理和国土空间开发提出了相关措施和建议。
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我国滨海湿地生态安全现状及存在的问题
滨海湿地面临日益加剧的自然-人为双向海岸挤压效应的影响
滨海湿地具有全球意义的生物多样性保护价值和生态系统服务功能,对自然与人为活动干扰又极具敏感性和脆弱性。
一方面,以大江大河三角洲为代表滨海湿地围垦开发作为缓解滨海用地紧缺、促进区域经济发展的重要措施,在带来巨大社会经济效益的同时,大量自然湿地的侵占导致了生物多样性锐减、近海水环境恶化、碳汇及海岸防护等关键生态系统服务功能下降,严重威胁滨海区域生态安全及可持续发展的资源基础。
另一方面,海平面持续上升引发近岸海水入侵、海岸侵蚀等问题,并驱动着滨海湿地植物群落陆向迁移,不断在内陆重建滨海湿地格局。然而,围填海工程及道路、堤坝等基础设施建设彻底改变了滨海湿地的生境性质,使湿地植物群落丧失了适应海平面上升进行陆向迁移的生境条件,这种由人类活动和海平面上升对滨海湿地造成的双向海岸挤压效应加速了滨海湿地关键生态系统服务功能的减损、丧失。
当前滨海湿地修复缺少与已有保护格局的一体化整合优化
目前,我国沿海省份均开展了不同规模的退围还湿、退养/盐还滩等滨海湿地修复工程,围垦开发下受损滨海湿地修复得到了国家及沿海各级地方政府的大力支持。
但是,当前滨海湿地修复仍缺乏宏观尺度的系统性规划,忽视了修复与保护湿地之间的有机联系,以及对区域整体生态服务功能提升、生态安全格局构建的协同效应。
就滨海湿地而言,如果缺乏修复选址对滨海湿地生态系统整体格局和生态功能效益影响的系统评估和优化,则有可能导致选址不当,难以在保护残存自然湿地同时,有效修复具有潜在生态系统服务协同效应的受损湿地。
此外,滨海湿地生态系统服务供给具有较大的空间异质性,表现为局域湿地生态系统服务功能对区域整体效益的贡献差异显著。因此,在区域尺度上开展湿地一体化保护和修复格局与功能的整合优化,对滨海湿地生态系统整体效益提升具有重要意义。
当前滨海湿地保护管理尚未充分考虑应对气候变化的长期适应性
在较长时间尺度上,海平面上升将驱动滨海湿地陆向迁移并不断塑造新生滨海湿地生态系统。然而,高强度围填海及围垦开发,以及堤坝、道路等基础设施建设阻断了陆海之间的水文和生物连通,人工硬质化地表彻底改变了生境条件,挤压了盐沼等植物群落陆向迁移的空间,使滨海湿地生态系统逐渐丧失应对海平面持续上升的适应性,最终退化消亡。
目前,我国滨海湿地管理尚缺少提升滨海湿地应对气候变化长期适应性的对策。特别是我国大江大河三角洲滨海湿地,自然-人为双向挤压效应已十分显著,且未来可能持续强化,但相关缓解海岸挤压效应的生态调控理论、方法和实践仍十分欠缺。
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基于“三线整合”的滨海湿地生态安全格局:概念及方法构架
在人类活动和气候变化导致的双向海岸挤压效应影响下,通过一体化整合优化滨海湿地保护与修复格局,前瞻性地保留滨海湿地适应气候变化的韧性空间,是应对围垦开发和气候变化双重胁迫下更加综合、可持续的生态安全管理策略。
基于“三线整合”的生态安全格局概念构架源自国际上普遍认可的“系统保护规划”理论与方法,并将其拓展应用到一体化保护与修复整合的区域生态系统协同优化中,是对以往局域、孤立的湿地修复模式的反思,也是将湿地修复提升至区域生态安全管理层面的理论探索与实践。
其概念构架强调一体化整合保护与修复格局,同时兼顾滨海湿地应对海平面上升的长期适应性,构建对滨海生态系统整体功能提升最惠益的生态安全格局,包括:近期抢救性生态保护红线区与提升性生态修复绿线区,以及远期限制性生态预留蓝线区,由此构建应对围垦开发和适应未来海平面上升情形下,基于“三线整合”的滨海湿地生态安全格局(图1)。
图1 基于“三线整合”的滨海湿地生态安全格局概念构架
以黄河三角洲为例,构建“三线整合”的滨海湿地生态安全格局可以采取5个步骤(图2):
图2 构建“三线整合”滨海湿地生态安全格局的方法构架
1.针对现状未受损湿地区域,评估其典型且重要的生态功能热点区,确定潜在保护格局;
2.依据高程、水盐梯度等环境要素,考虑工程实施的可行性识别潜在修复格局;
3.将潜在保护和修复格局初步整合为潜在湿地保护修复一体化格局,该格局为退化区域完全修复的情形下生态功能最大化的理想状态;
4.模拟评估保护修复目标、社会经济成本和修复后生态效益之间的权衡关系,确定“目标-成本-效益”协同优化的一体化湿地保护修复格局;
5.识别海平面上升和滨海湿地围垦影响下,滨海湿地生态系统潜在陆向迁移通道及其迁移格局,划定适应海平面上升的预留蓝线。
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构建基于“三线整合”的生态安全格局相关措施
科学确定滨海湿地修复优先格局,抢救性保护并有序修复滨海湿地关键受损区
尽管以长江三角洲、黄河三角洲、珠江三角洲和辽河三角洲为代表的滨海湿地针对生态系统保护及生物多样性维持都建立了国家级自然保护区,但大规模围填海及土地开发活动使得保护区周边滨海湿地受损,形成保护区内未受损自然湿地与保护区外围垦形成的盐田、养殖等人工湿地镶嵌分布的格局,这些紧邻保护区的受损湿地往往仍具备一定修复潜力和较高的生态修复价值,应对其利用强度和方式进行管理和引导,避免其修复潜力被进一步土地开发活动彻底损毁。
因此,亟需判识具有修复潜力且修复后能与现有保护格局协同发挥最优生态功能的受损区域(如围填海后形成的盐田、库塘和滩涂养殖区域等人工湿地等),实施针对性的管控措施,并在权衡目标、成本和效益基础上,有序开展滨海湿地修复。聚焦我国大江大河三角洲,评估、识别滨海湿地修复潜在区及一体化保护修复格局,将为构建基于“三线整合”的滨海湿地生态安全格局奠定重要基础。
构筑海岸生态防护体系,提升滨海湿地应对气候变化的长期适应性
滨海湿地生态系统具备可持续、低成本的海岸生态防护功能,通过滨海湿地修复构筑海岸生态防护体系,替代硬质海岸防护工程,是应对海平面上升、缓解海岸挤压效应的有效途径。我国海岸线绵长,其海岸挤压效应及其滨海湿地反馈过程均具有明显的时空异质性,需制定空间指向明确、操作性强的滨海岸线管控政策。
特别是针对我国大江大河三角洲等关键区域,通过入海流路调整、外堤拆除、拦潮闸的生态调度等方式促进滨海湿地自然修复,可以在修复滨海湿地生物多样性、碳汇和海岸防护等受损生态功能同时,有效提升滨海湿地应对气候变化的长期适应能力。进一步结合滨海湿地修复,配套实施滨海国土空间管治策略和调控措施,强化滨海湿地修复多功能与多目标属性,维护滨海湿地修复成效的长期持续性。
开展基于“三线整合”的滨海湿地一体化保护与修复规划示范,并与区域国土空间规划相衔接
针对滨海湿地的关键区,聚焦我国大江大河三角洲开展基于“三线整合”的滨海湿地一体化保护与修复规划示范,并与区域国土空间规划相衔接。以黄河三角洲为例(图3):
图 3 基于保护红线、修复绿线和预留蓝线“三线整合”的黄河三角洲滨海湿地生态安全格局
1.在优化方案引导下,生态安全格局所识别的具有重要生态保护价值且游离于当前保护体系之外的自然湿地(保护空缺)应当划入生态保护红线,作为抢救性保护底线,严禁围垦开发;
2.安全格局所确定的具有较高生态价值和修复潜力的生态修复绿线区是缓解和补偿围垦开发造成的滨海湿地损失,弥补区域生态服务功能损失的提升区,应及时管控人类活动,防止修复潜力彻底丧失,所确定的修复格局可为滨海湿地修复工程布局提供科学依据;
3. 安全格局所确定的应对海平面上升的生态预留蓝线区为限制性开发区域,应当禁止人工硬质地表及道路、堤坝等基础设施建设,为滨海湿地陆向迁移预留生境空间,但可以在不显著改变湿地土壤基质和地貌的前提下有限度、有选择地开展与滨海湿地资源利用相关的生态经济产业。
总之,应针对“三线整合”的滨海湿地生态安全格局要素,制定相应的国土空间生态修复与合理利用方案,推动滨海湿地一体化保护修复及综合治理。
实施基于“三线整合”滨海湿地生态安全格局的动态管理,确立高质量发展的滨海国土空间开发与保护格局
从较长时间尺度看,类似黄河三角洲典型“淤长型”滨海湿地,其“三线整合”的生态安全格局仍需动态调整。首先,以保护区为核心的生态保护红线范围应随着河口新生湿地向海淤进不断向外扩展、推移,将最具有保护价值、脆弱的新生湿地生态系统纳入保护区管理,严禁围填海、近海养殖等人为活动扰动。其次,伴随新生湿地向海淤长,潮滩盐沼植物群落逐渐被陆生盐碱植物群落演替取代,导致其作生境的适宜性逐渐丧失。因此,经科学评估后,可以部分解除其严格管控,准予生态养殖等合理经济利用模式,但仍应严格控制基础设施建设,保留未来作为生态蓝线预留区的可能性。
针对淤长型滨海湿地,基于“三线整合”滨海湿地生态安全格局,采取由陆向海的逐步推进、与新生湿地淤长方向一致的“滚动”开发模式,在考虑经济利益的同时,能有效维护湿地生态系统的完整性和演替的连续性,是有利于滨海区域高质量发展的国土空间开发与保护策略(图4)。同时,“三线整合”滨海湿地生态安全格局功能区动态调整,必须确保解除严格管控的功能区转换速率小于滩涂新生湿地淤长及其滨海湿地植被演替速率,以维持自然湿地的零净损失。在“滚动开发”模式和“三线整合”安全格局动态调整策略下,滨海湿地生境演替过程仍然正常延续并不断生成新生湿地,土地开发活动主要占用滨海湿地内陆边缘受人为干扰较严重的退化生境,且这些低质退化生境的损失能通过不断增长的新生湿地得以补偿。
图4 淤长型滨海湿地生境演替与湿地资源“滚动开发”模式
李晓文 北京师范大学环境学院副教授。主要从事区域生态环境规划、国土空间生态修复及生态安全格局优化、流域生态健康与修复、生态系统服务功能评估、环境评价与规划管理等方向的教学与科研工作。
文章源自:
李晓文, 智烈慧, 马田田, 等. 构筑基于“三线整合”的中国滨海湿地生态安全格局. 中国科学院院刊, 2023, 38(1): 123-133.
DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20220811001