上海崇明東灘互花米草生態(tài)控制與鳥類棲息地優(yōu)化工程

上海崇明東灘互花米草生態(tài)控制與鳥類棲息地優(yōu)化工程湯臣棟【摘要】崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)是遷徙水鳥的重要棲息、地。近10余年來，保護(hù)區(qū)面臨著互花米草Spartinaalterniflora的入侵、鳥類棲息、地退化、土著植被萎縮等生態(tài)問題。通過實(shí)施崇明東灘互花米草控制和鳥類棲息、地優(yōu)化工程，新建了25km長的圍堤從空間上阻斷了互花米草擴(kuò)張途徑，并形成了“圍、割、淹、曬、種、調(diào)”的生態(tài)治理方針。工程在鳥類棲息地優(yōu)化區(qū)內(nèi)營造了鸻鷸類主棲息區(qū)、葦塘區(qū)、雁鴨類主棲息區(qū)、鶴類主棲息區(qū)和科研監(jiān)測管理區(qū)，并總結(jié)出各生境類型的地形要素與群落要素配置特點(diǎn)與管理要求。工程還支持了潮間帶灘涂土著植物海三棱藨草Scirpusmariqueter的種群重建與復(fù)壯任務(wù)。最后，通過規(guī)范工程的后續(xù)管理和成效監(jiān)測，為保護(hù)區(qū)的后期建設(shè)規(guī)劃和科學(xué)管理提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。%ChongmingDongtanNationalNatureReserve(aRamsarwetland)serversasanimportanthabitatfortheinternationalmigrantsandresidentbirds.However,thereservewasconfrontedwiththeecologicalrisksofinvasionbySpartinaalternilfora,degradationofbirdhabitatsandshrinkingofnativevegetation.ByimplementingtheprojectofecologicalcontrolofSpartinaalternifloraandimprovementofbirdshabitats,a25-kilometre-longdikehasbeenbuiltinordertocutofftherouteofexpansionofS.alterniflora,andthecontrollingstrategyof“enclosure,cutting,inundation,solarization,cultivation,adjusting”wasconductedsuccessfully.AftertheeradicationofS.alterniflora,shorebirdshabitats,reedbeds,waterfowlhabitats,craneshabitatsandmonitoringzonewereconstructedforimprovementofbirdhabitats,andtheconfigurationcharacteristicsandmanagementrequirementsofeachhabitattypeweresummarized.Atthesametime,theprojectalsosupportedre-vegetationpracticesofnativeScirpusmariqueterattheintertidallfats.Standardizedfollow-upmanagementactivitiesandmonitoringofeffectivenessoftheprojectwill,providepracticalexperiencesfordevelopmentalplanningandscientiifcmanagementoftheChongmingDongtanNationalNatureReserve.【期刊名稱】《濕地科學(xué)與管理》【年(卷)，期】2016(012)003【總頁數(shù)】5頁(P4-8)【關(guān)鍵詞】崇明東灘;外來物種治理;棲息地優(yōu)化;土著植物恢復(fù);濕地管理【作者】湯臣棟【作者單位】上海市崇明東灘鳥類自然保護(hù)區(qū)管理處，上海202183【正文語種】中文上海崇明東灘濕地是由長江徑流夾帶的巨量泥沙在江海的相互作用下沉積而成，目前仍以每年80~110m的淤長速度向東海推進(jìn)。它是長江口規(guī)模最大、發(fā)育最完善的河口型潮汐灘涂濕地(葛振鳴等，2008)。崇明東灘同時(shí)也位于全球八大候鳥遷徙路線之一的〃東亞一澳大利西亞”路線中段，是候鳥遷徙路線上的重要驛站。目前，崇明東灘濕地已記錄到的鳥類有17目50科288種。列入《中國瀕危動(dòng)物紅皮書》的鳥類20種；列入中日、中澳政府間候鳥及其棲息地保護(hù)協(xié)定的鳥類分別為156種和54種，每年在崇明東灘過境中轉(zhuǎn)和越冬的水鳥總量逾百萬只（黃正一等，1993;謝一民等，2004;湯臣棟，2012）。此外，崇明東灘還具有豐富的魚類、兩棲爬行類、無脊椎動(dòng)物資源和以蘆葦Phragmitescommunis、藨草Scirpustrigueter、海三棱藨草Scirpusmariqueter群落為主的高生產(chǎn)量的植物資源（徐宏發(fā)等，2005）。特殊的地理位置和快速演化的生態(tài)系統(tǒng)特征使崇明東灘成為具有國際意義的重要生態(tài)敏感區(qū)。上世紀(jì)70年代開始我國為了海岸帶保灘護(hù)堤的需要，從北美引入了互花米草Spartinaalterniflora。隨后因其迅速的自然擴(kuò)散，互花米草現(xiàn)已成為我國海岸帶生態(tài)系統(tǒng)最典型的入侵植物之一（關(guān)道明，2012）?；セ撞莸纳鷳B(tài)競爭優(yōu)勢顯著大于本土物種蘆葦和海三棱藨草，近10多年來侵占了大量海三棱藨草、蘆葦、漫灘的分布區(qū)，部分區(qū)域海三棱藨草甚至消失（Lietal，2009）。因此如何盡快控制互花米草的擴(kuò)張，改善入侵地生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量，穩(wěn)定鳥類棲息地和食物來源，是擺在崇明東灘濕地保護(hù)與管理單位面前最緊迫的問題。國家林業(yè)局和上海市政府2012年12月批準(zhǔn)啟動(dòng)了〃上海崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)互花米草控制和鳥類棲息地優(yōu)化工程”。該工程的三大主要任務(wù)：①互花米草的生態(tài)治理；②鳥類棲息地的優(yōu)化；③土著植物種群的恢復(fù)。本生態(tài)工程針對崇明東灘濕地所面臨的生態(tài)威脅，開展有針對性的生態(tài)調(diào)控措施，為崇明東灘濕地后期開展建設(shè)規(guī)劃、生態(tài)化管理和可持續(xù)發(fā)展積累了較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)是以遷徙鳥類及其棲息地為主要保護(hù)對象的濕地類型自然保護(hù)區(qū)，位于長江入?？?，在中國第三大島崇明島的最東端（東經(jīng)121。50'~122。05',北緯31。25'~31。38'），由崇明東灘團(tuán)結(jié)沙外灘、東旺沙外灘、北八效外灘及其相鄰的吳淞標(biāo)高零米線外側(cè)3000m以內(nèi)的河口水域四大部分組成，在海堤外呈半橢圓形分布。保護(hù)區(qū)區(qū)域面積241.55km2，約占上海市濕地總面積的7.8%。其中核心區(qū)165.92km2、緩沖區(qū)10.7km2、試驗(yàn)區(qū)64.93km2（圖1）。1995年在崇明東灘濕地北部海三棱藨草群落和光灘發(fā)現(xiàn)呈小斑塊生長的互花米草群落。2000年互花米草群落主要以斑塊狀鑲嵌于東灘濕地北部東旺沙一帶的蘆葦和海三棱藨草群落中。至2011年，互花米草群落擴(kuò)散至東灘濕地中部地帶，其中東旺沙和捕魚港區(qū)域的中、高潮灘大部分生境被其占據(jù)，面積已達(dá)1487hm2，并形成了較多大面積的單優(yōu)勢群落（圖2）。在2000-2011年間，互花米草面積增加了近8倍，互花米草種群的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)高于土著物種。近10余年來，互花米草侵占了大量海三棱藨草群落的分布區(qū)，海三棱藨草群落不斷被排擠，有些區(qū)域甚至消失。由于海三棱藨草群落和漫灘是水鳥的傳統(tǒng)棲息地，海三棱藨草的球莖、幼苗、種子是雁鴨類、鶴類的主要食物?；セ撞萑肭植焕谒B棲息。在美國舊金山海灣、英國河口濕地，相關(guān)報(bào)導(dǎo)也指出米草屬植物入侵影響了涉禽的覓食。互花米草還會(huì)堵塞潮溝，減少潮溝內(nèi)魚類、底棲動(dòng)物的物種多樣性。對于鳥類而言，潮溝也是其覓食地和休憩場所?；セ撞莸娜肭诌€改變了潮溝的發(fā)育狀態(tài)和速度，嚴(yán)重影響到了潮溝生境中的各種生物以及以潮溝中生物為食的其它生物的生存狀態(tài)。3.1工程概況該工程于2013年12月正式開工。項(xiàng)目實(shí)施范圍位于崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)。北面自北八滧水閘開始，南部大致接崇明東灘1998大堤中部，西以崇明東灘1998大堤為界，東邊界為2007年4月互花米草集中分布區(qū)外邊界以外約100m處。項(xiàng)目實(shí)施總面積24.19km2，其中8.98km2位于保護(hù)區(qū)核心區(qū)，5.33km2位于緩沖區(qū)；9.88km2位于實(shí)驗(yàn)區(qū)。項(xiàng)目范圍內(nèi)各分區(qū)和自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)的關(guān)系見表1。工程主要內(nèi)容包括互花米草生態(tài)治理、鳥類棲息地優(yōu)化、土著植物種群恢復(fù)（圖3）。3.1.1互花米草生態(tài)治理①控制形式：新建25km長的圍堤構(gòu)成整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施范圍的夕卜邊界，從空間上阻斷互花米草繼續(xù)向夕卜擴(kuò)張；②清除、控制措施：近期以物理控制法為主，通過刈割、水淹、曬地清除互花米草；遠(yuǎn)期以生物控制法為主，采用定植、調(diào)節(jié)鹽度與水位控制互花米草。3.1.2鳥類棲息、地優(yōu)化①鳥類棲息地分區(qū)：從有利于鳥類群落穩(wěn)定，棲息地改造的可行性和工程成本等方面考慮，設(shè)置鸻鷸類主棲息區(qū)（A區(qū)）、葦塘區(qū)（B區(qū)）、雁鴨類主棲息區(qū)（C區(qū)）、鶴類主棲息區(qū)（D區(qū)）和科研監(jiān)測管理區(qū)（E區(qū)）；②優(yōu)化措施：通過在98大堤內(nèi)開挖環(huán)形隨塘河，在項(xiàng)目實(shí)施范圍內(nèi)補(bǔ)植蘆葦、海三棱藨草，設(shè)置粗放型生態(tài)魚塘等措施來優(yōu)化鳥類棲息地。3.1.3土著植物種群恢復(fù)①本工程同時(shí)還支持了潮間帶灘涂土著植物海三棱藨草的種群重建與復(fù)壯任務(wù)?；謴?fù)地點(diǎn)為東旺沙涵閘口外灘地，面積約為20hm2；②實(shí)施措施：根據(jù)已試驗(yàn)成功的移植模式進(jìn)行大面積植被恢復(fù)。3.2互花米草生態(tài)治理工程與效果國際上治理入侵植物一般采用物理方法（人工或機(jī)械刈割、掩埋、拔除植株、水淹、火燒）、化學(xué)方法（噴灑除草劑）、生物方法（施放植食性昆蟲），但清除效果不一。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)刈割、掩埋、淹水等單一方式可能無法有效控制入侵的互花米草。經(jīng)過工程隊(duì)伍和科研人員的反復(fù)探索，形成了“圍、割、淹、曬、種、調(diào)”六字方針的綜合生態(tài)治理方案，即先圍剿，再割除，用水淹殘根，太陽暴曬，種上海三棱藨草、蘆葦?shù)揉l(xiāng)土植物，調(diào)節(jié)水系鹽度，達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目的。淹水處理是對互花米草進(jìn)行控制的關(guān)鍵，一般淹水時(shí)間需超過6個(gè)月，水深保持在40cm以上。如刈割后沒有立即淹水或水位不能保持容易導(dǎo)致控制失敗。所以在淹水期間，工程部安排專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場觀測，由于蒸發(fā)或隔堤滲水，水位降低時(shí)立即進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)水，以保持水位誤差不大于5cm。目前，保護(hù)區(qū)形成了2000hm2相對封閉、水位可調(diào)控管理的互花米草生態(tài)治理區(qū)（圖4），其滅除率達(dá)95%以上。此外，工程區(qū)域有部分面積的互花米草無法進(jìn)行淹水治理，主要有兩種情況。一種是分布在新建大堤外的海灘邊，另一種分布在淹水分隔堰外的漫灘區(qū)域。由于分布分散且都是小斑塊，使用〃圍一割一淹”的滅草方式成本太高且效率低下，故使用藥劑滅除互花米草。3.3鳥類棲息、地優(yōu)化工程與效果在互花米草生態(tài)治理的同時(shí)，開展了鳥類棲息、地優(yōu)化工程?？紤]該優(yōu)化工程時(shí)，需要確定優(yōu)先目標(biāo)種類和類群并考察鳥類目前所利用生境的生態(tài)要素需求。而且，在生境營造工程實(shí)施后通過管理措施，確保其有益于其它種類。項(xiàng)目組通過研究后提出了6種主要的棲息、地營建類型，即蘆葦帶、濱海草灘濕地、有生態(tài)小島的開闊水域、生態(tài)小島、漫灘、灌叢/林地（表2）。目前，保護(hù)區(qū)形成了2000hm2相對封閉、水位可調(diào)控管理的鳥類棲息、地優(yōu)化區(qū)。在優(yōu)化區(qū)域內(nèi)建成了長達(dá)萬余米、相互連通的骨干水系，營造了總面積近18萬m2的生境島嶼，為遷徙過境的鸻鷸類和越冬的雁鴨類提供了良好的棲息環(huán)境。成功控制了項(xiàng)目實(shí)施區(qū)域內(nèi)的互花米草生長和擴(kuò)張，優(yōu)化區(qū)內(nèi)自然生境明顯改善，鳥類種群數(shù)量顯著增加。據(jù)調(diào)查，優(yōu)化區(qū)內(nèi)水鳥已達(dá)38種，成為部分夏候鳥繁殖的筑巢場地，還吸弓|到大量越冬雁鴨類在此棲息，水鳥棲息、地的效果已經(jīng)初步顯現(xiàn)（圖5）。表2總結(jié)了每種生境類型地形要素與群落要素的配置特點(diǎn)與管理要求。3.4土著植物種群恢復(fù)工程與效果海三棱藨草作為中國的特有屬種，主要分布于江蘇、上海和浙江等省市的海岸帶區(qū)域。海三棱藨草是整個(gè)長江口濱海濕地的重要建群種，是濕地水鳥最重要的棲息、地和覓食地。然而，互花米草的引入和快速蔓延對海三棱藨草生境造成極大的威脅，其分布面積急劇減少（Chenetal,2004;Lietal,2009）。憑借互花米草生態(tài)治理工程的開展，對崇明東灘濕地互花米草進(jìn)行了圈圍處理，阻斷了互花米草進(jìn)—步擴(kuò)散的途徑。工程區(qū)域以外由于泥沙不斷淤積，形成了大面積的新生濕地，為海三棱藨草種群的恢復(fù)提供了良好條件。海三棱藨草在自然狀態(tài)下一般通過地下根莖的營養(yǎng)繁殖策略形成密集植株種群，相對于種子種植策略和實(shí)生苗種植策略，球莖種植策略更能抵抗潮汐沖刷和泥沙沉積的干擾，將帶土的海三棱藨草球莖微系統(tǒng)作為人工植被恢復(fù)的種植材料時(shí)，多數(shù)球莖經(jīng)過接近一個(gè)月的短暫適應(yīng)期后能實(shí)現(xiàn)定居并開始出苗，再通過營養(yǎng)分蘗和地下根莖發(fā)育形成斑塊。因此，在崇明東灘濕地采用帶土球莖的海三棱藨草恢復(fù)方法較為可行（Huetal，2015）。目前，保護(hù)區(qū)東旺沙潮間帶區(qū)域形成了約15hm2的海三棱藨草恢復(fù)區(qū)，植被群落重建和復(fù)壯的效果比較明顯（圖6）。4.1水文管理水文管理是鳥類棲息地管理的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。涵閘納潮可以保障灌漿納苗，并減輕水體停滯現(xiàn)象。適時(shí)的降低水位可以促進(jìn)蘆葦帶凋落物的氧化分解，并為需要不同覓食水深的鳥類提供無脊椎動(dòng)物食物資源。各管理單元的水文管理節(jié)律可歸納為：①1-3月水位要滿足越冬水禽需求，保持最高水位（50cm）:②4-7月下旬使水位通過自然蒸發(fā)等途徑緩慢下降，最低到20cm（滿足雀形目、須浮鷗等繁殖鳥類需求）；③8-10月保持20cm的水位（滿足遷徙涉禽需求）；④11月，提高水位至50cm（滿足越冬水禽需求）。4.2外圍互花米草防控互花米草二次入侵對于工程區(qū)內(nèi)鳥類棲息地是一個(gè)很大的威脅。新建防浪堤具有良好的通行條件，保護(hù)區(qū)工作人員能夠方便地監(jiān)測互花米草二次入侵狀況并及時(shí)實(shí)施控制措施。實(shí)踐證明，在崇明東灘通過使用除草劑滅殺小斑塊互花米草是可行的，因此建議在工程區(qū)范圍內(nèi)實(shí)施互花米草監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)小斑塊互花米草可通過噴灑除草劑加以控制，以防止其進(jìn)一步擴(kuò)散，最后逐步加以根除。4.3成效監(jiān)測該工程是我國第一個(gè)以治理互花米草和優(yōu)化鳥類棲息、地為目的的建設(shè)項(xiàng)目。對工程效果的持續(xù)監(jiān)測能夠獲得重要的鳥類和環(huán)境數(shù)據(jù)，并對于在環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)及時(shí)改進(jìn)管理計(jì)劃起著至關(guān)重要作用。推薦監(jiān)測指標(biāo)：鳥類棲息、地優(yōu)化區(qū)內(nèi)是否有互花米草二次入侵情況；潮間帶灘涂上互花米草是否擴(kuò)散；越冬水鳥種群數(shù)量是否上升并更加穩(wěn)定；鸻鷸類是否利用優(yōu)化后的棲息、地，是否有取食行為；蘆葦帶中是否有穩(wěn)定的震旦鴉雀種群；是否吸引黑嘴鷗在優(yōu)化區(qū)進(jìn)行繁殖；是否吸引須浮鷗在優(yōu)化區(qū)進(jìn)行繁殖；稻田棲息、地是否吸引越冬鳥類進(jìn)入覓食；生態(tài)小島是否為鷺類提供繁殖/棲息的場所；公眾的自然體驗(yàn)是否得到加強(qiáng)(通過問卷調(diào)查)。致謝：感謝上海崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)管理處的所有工作人員以及崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)互花米草生態(tài)控制與鳥類棲息、地優(yōu)化工程項(xiàng)目組所有成員。葛振鳴，王天厚，王開運(yùn)，等.2008.長江口濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)特征及關(guān)鍵群落的保育[M].北京：科學(xué)出版社關(guān)道明.2012.中國濱海濕地[M].北京：海洋出版社黃正一，孫振華，虞快.1993.上海鳥類資源及其生境[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社湯臣棟.2012.崇明東灘鸻鷸類遷徙的環(huán)志研究[J].濕地科學(xué)與管理，8(1)：38-42徐宏發(fā)，趙云龍.2005.上海市崇明東灘鳥類自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察集[M].北京：科學(xué)出版社謝一民，杜德昌，孫振興，等.2004.上海濕地[M].上海，上海科技出版社ChenZY,LiB,ZhongY,ChenJK.2004.LocalcompetitiveeffectsofintroducedSpartinaalternifloraonScirpusmariqueteratDongtanofChongmingIsland,theYangtzeRiverestuaryandtheirpotentialecologicalconsequences[J].Hydrobiologia,528:99-106HuZJ,GeZM,MaQ,etal..2015.Revegetationofanative