金山衛(wèi)是上海最早成陸的地方之一,古稱“鸚鵡洲”,因處在海濱綠洲地區(qū),草木森然,遍布著類似鸚鵡的鳥類,故而得名。在宋代時,與大小金山島、浮山島,連成一片陸地。明代正德《金山衛(wèi)志》稱:“鸚鵡洲在海中金山下……金山故城所在也”。
本文要說的鸚鵡洲生態(tài)濕地,位于金山城市沙灘與上海石化凹灣處,正是眼下面臨侵蝕的濱海地區(qū)。所謂滄海桑田,方志中所記載的鸚鵡洲所在地,在地轉(zhuǎn)偏向力和東南季風(fēng)的作用下,常年遭受海浪沖刷,岸線向后退縮,已被侵蝕而沉沒。
鸚鵡洲濕地鳥瞰圖
鸚鵡洲濕地各分區(qū)平面布置圖
得益于現(xiàn)有的保灘壩和9米海堤,杭州灣北岸上海段的岸線當(dāng)下是穩(wěn)定的。但氣候變化的影響正在加劇。海平面上升更快,海岸侵蝕的強度會相應(yīng)增加,海上襲來的風(fēng)暴潮也會更為猛烈。與美國紐約等城市相似,上海也在沿著海岸發(fā)展,要更好地保護(hù)岸線上的生產(chǎn)生活設(shè)施,就得想辦法應(yīng)對未來潛在的挑戰(zhàn),增強城市的韌性。
面對嚴(yán)峻但存在種種不確定性的挑戰(zhàn),考慮到經(jīng)濟和社會的成本,不可能也沒有必要追求萬無一失,而巧妙地運用基于自然的手法,或許是最省力也是最可持續(xù)的。在這個意義上,2015年提出生態(tài)設(shè)計方案、2016年修復(fù)完成并發(fā)育至今的鸚鵡洲生態(tài)濕地,或是對故地的追溯與懷念,恰恰也是面向未來的最佳策略。
越來越多的候鳥在冬天飛到這里,把鸚鵡洲濕地作為長途遷徙中的一站。公園的草地上有一座雕塑,候鳥成群棲息在植被上。
關(guān)注濕地的抗風(fēng)消浪作用
2024年春天,筆者前往鸚鵡洲生態(tài)濕地。即便不在候鳥越冬的時候,長長短短的鳥叫聲也仍不絕于耳,幾乎令人忘記實際身處于生產(chǎn)空間與生活空間相互交錯的金山岸線上。當(dāng)人們在此面朝大海,左手是海濱浴場,右手便是石化工廠,倘若風(fēng)浪撲面而來,那么腳下這片綠洲,正是重要的緩沖空間。
在生態(tài)修復(fù)方面,鸚鵡洲濕地的核心目標(biāo)是濕地植被恢復(fù)、水質(zhì)凈化和滿足游憩,但人們在實踐中也意識到,對于抗風(fēng)消浪、應(yīng)對氣候變化而言,這片總面積23.3 公頃、擁有 2.2 公里海岸線的濕地起到了明顯的作用。2018年“摩羯”臺風(fēng)、2021年“煙花”臺風(fēng)時,海浪便越過了這里6米高的保灘壩。附近城市沙灘景區(qū)受損嚴(yán)重,但鸚鵡洲濕地內(nèi)側(cè)建筑物完好無損。由于濕地的保護(hù),9米高的大堤不致受沖刷。大堤以防200年一遇的洪水為標(biāo)準(zhǔn),要把海水徹底攔在外面,減少沖刷就能減少維護(hù)成本。
站在鸚鵡洲濕地邊緣,能望到海上的保灘壩。
華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授、上海市城市化生態(tài)過程與生態(tài)恢復(fù)重點實驗室主任陳雪初曾主持了杭州灣北岸上的諸多生態(tài)修復(fù)項目,據(jù)陳雪初介紹,依據(jù)學(xué)術(shù)界普遍的認(rèn)識,海堤以外的植被帶,如果寬度有70米以上,那么其消浪的效果會比較明顯。即便沒有保灘壩,只有穩(wěn)定存在的70米寬植被,對海堤也可起到保護(hù)作用。
這里也是上海首個國家級人工岸線修復(fù)示范項目。2015年,“上海市金山城市沙灘西側(cè)綜合整治及修復(fù)工程”獲得“中央海島與海域保護(hù)資金”支持立項。該項目分為“生態(tài)修復(fù)、水工結(jié)構(gòu)、景觀”三部分。負(fù)責(zé)“生態(tài)修復(fù)設(shè)計”的,正是陳雪初領(lǐng)銜的華東師范大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊。陳雪初提及,當(dāng)初國家海洋局也對這一點格外關(guān)注,專門發(fā)函給金山的海洋管理部門,詢問鸚鵡洲濕地對應(yīng)對氣候變化起到多大作用。
鸚鵡洲濕地以西,主要是生產(chǎn)岸線。
實際上,在海岸侵蝕嚴(yán)重的岸段,能形成這樣的濕地,是尤為難得的?!胞W鵡洲濕地以西,主要是生產(chǎn)岸線;而從鸚鵡洲濕地到金山城市沙灘,主要是生活和生態(tài)功能?!标愌┏鯇P者介紹,越往東邊的臨港,灘面越寬,植被定植的可能性就越大;而在金山這邊,從鸚鵡洲到金山城市沙灘,一直到中港,更多是要通過人工措施,把灘面保護(hù)住,植被才能生長起來。
由此,在金山、奉賢等侵蝕嚴(yán)重的海岸進(jìn)行生態(tài)修復(fù),首要工作是保護(hù)灘面,否則植被無處生長。陳雪初介紹,正是早年建起的保灘壩起到作用,鸚鵡洲的植被才得以留存。否則,它們也會隨著泥沙被沖刷掉。另外還必須配合人工措施,把灘面穩(wěn)定住。
而這些保灘壩經(jīng)過了數(shù)十年的建設(shè)與維護(hù)。雖然近年來出現(xiàn)了更多適應(yīng)性管理和適應(yīng)性設(shè)計的手段,但就現(xiàn)實來看,由于堤壩工程建設(shè)與維護(hù)的周期很長,很多辦法無法用在已有工程上,也沒有必要將已建成的堤壩拆掉重來。這也恰是結(jié)合生態(tài)手法的必要性所在。
從生物多樣性來說,杭州灣北岸主要有海三棱藨草、蘆葦以及互花米草這三種鹽沼植物。前兩種是本地物種。目前認(rèn)為,互花米草是入侵物種。陳雪初認(rèn)為,也可采用不同的視角看待:如果認(rèn)為入侵物種會對當(dāng)?shù)厣锒鄻有援a(chǎn)生巨大影響,那么它確實有害;而如果認(rèn)為它的生命力很強,反過來能保護(hù)灘面,進(jìn)而也可能保護(hù)其他植物,那么可能有正面作用。如何回答這一問題,是他的課題組正在研究的,關(guān)系到當(dāng)下應(yīng)該如何應(yīng)用生態(tài)手法。
鸚鵡洲生態(tài)濕地中有多種植物。
而鸚鵡洲生態(tài)修復(fù)的具體做法是,在已建成的保灘壩基礎(chǔ)上,針對壩內(nèi)堤前受損區(qū)域,因地制宜,讓這片地方變成復(fù)合濕地,發(fā)揮生態(tài)功能。其措施以工程保灘、基底修復(fù)、本地植物引種、潮汐水動力調(diào)控為核心,恢復(fù)潮間帶濕地生態(tài)系統(tǒng),改善水質(zhì),提高生物多樣性。
資料顯示,2014年修復(fù)之前,鸚鵡洲的植被、有機質(zhì)等自然資產(chǎn)儲存較少,到2018年時,其自然資產(chǎn)總能值達(dá)到修復(fù)前的3.3倍;到2021年時,該數(shù)值達(dá)到5.1倍。海岸帶整治修復(fù)項目的實施,也使鸚鵡洲區(qū)域土地利用類型趨于多樣化,濕地優(yōu)勢斑塊由旱化灘涂裸地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸睾退颍脖簧锪亢退蛉莘e顯著增加,濕地景觀特征變化明顯。
公眾意識提升與生態(tài)效益衡量
2017年,鸚鵡洲生態(tài)濕地修復(fù)完成一年后,作為濕地公園對公眾開放。此時的潮灘濕地生態(tài)恢復(fù)得更好,分為凈化展示區(qū)、鹽沼濕地恢復(fù)區(qū)、生態(tài)廊道緩流區(qū)以及自然濕地引鳥區(qū)。園內(nèi)的公告欄中道出了濕地豐富的景觀與生靈的關(guān)系:“很多水鳥精靈入住美麗的鸚鵡洲,它們在枝頭上、在蘆葦叢中,在水面浮床上,時而駐歇寂靜無聲,時而展翅劃破長空?!比缃翊颂幰渤蔀橛^鳥者的勝地。
鸚鵡洲濕地公園是免費進(jìn)入的,但游客不能進(jìn)入其中的科研引鳥區(qū) ;若需進(jìn)入?yún)⒂^,必須向科研人員取得許可。
不過,人和自然要和諧相處,就需要給人類的利用定規(guī)矩。目前,如果沒有經(jīng)過特殊申請,游客只能進(jìn)入鸚鵡洲濕地公園北邊區(qū)域;而南邊區(qū)域,以鳥類保育為主,平時只有園林工人維護(hù)。這是因為,人與鳥之間存在驚飛距離,候鳥的驚飛距離很遠(yuǎn),200米外看到人,就會飛走。冬天候鳥來到這里,會較多在水域活動,人類要離相應(yīng)水域遠(yuǎn)一些?!安还庖谝?guī)劃圖上畫出城市、緩沖區(qū)等,在后期使用管理方面,還要根據(jù)自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點,不斷提出新的要求?!标愌┏踅淌谡f,“自然就在那里,你要和自然立約?!?/p>
鸚鵡洲之所以能成為這樣的目的地,很大程度上,得益于其科研功能。早在2016年,鸚鵡洲生態(tài)濕地方案設(shè)計階段,華東師范大學(xué)科研團(tuán)隊就擬定了結(jié)合濕地建設(shè)野外科學(xué)觀測站的目標(biāo),在設(shè)計建設(shè)過程中,為濕地站提供了溫室、科普工作室、控制試驗區(qū)等基礎(chǔ)條件。目前已依托鸚鵡洲生態(tài)濕地設(shè)立了杭州灣北岸濕地長期生態(tài)觀測站。這些工作使得環(huán)境、工程、管理等方面的專業(yè)人士,乃至政府部門、公益組織、社會公眾等廣泛的利益相關(guān)方,得以更深入地理解生態(tài)價值,并在其引領(lǐng)下去進(jìn)行思考、設(shè)計和實踐。
鸚鵡洲引鳥區(qū)全景圖
“野外樣地為基礎(chǔ),堅持開展長期生態(tài)觀測”,對科研工作而言,是十分重要的支撐;對整座城市而言,則是構(gòu)建適當(dāng)?shù)臋C制,推動各方共同協(xié)商解決問題的基礎(chǔ)。城市治理方面的韌性,正是生態(tài)環(huán)境等方面韌性的最有力保障。
這也是參照國外的重要經(jīng)驗而來。陳雪初指出,以美國為例,在美國國家科學(xué)基金會(NSF)的支持下,生態(tài)學(xué)家開展了數(shù)十年的生態(tài)觀測研究(如 Plum Island 河口濕地長期生態(tài)觀測站),在鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,碳、氮、硫、磷營養(yǎng)循環(huán)過程,生態(tài)系統(tǒng)退化和受損機制,生態(tài)服務(wù)功能等方面,已逐漸形成了較為完備的理論體系。
更重要的是,需要向更多人說明,濱海鹽沼濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。這就要以從金山鸚鵡洲濕地生態(tài)修復(fù)中獲得的經(jīng)驗和數(shù)據(jù),為未來杭州灣北岸海岸帶生態(tài)修復(fù)項目的建設(shè),乃至更多的海岸帶生態(tài)修復(fù)工程的成效監(jiān)測評估提供參考。
華東師范大學(xué)研究團(tuán)隊與合作者發(fā)表的這類成果并不少見。尤其值得一提的是,2020年初,一項關(guān)于鸚鵡洲“藍(lán)碳”的研究,發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊上,進(jìn)而得到了《Nature》雜志關(guān)注,后者以“新恢復(fù)濕地能夠比天然濕地吸收更多碳”為題刊發(fā)了評述。
研究發(fā)現(xiàn),鸚鵡洲濕地正常運行時,處于碳吸收狀態(tài),每公頃濕地每年吸收二氧化碳最高可達(dá)到 100噸以上。而當(dāng)關(guān)閉濕地水流閥使其處于滯水狀態(tài)后,濕地甲烷排放大大增加。這意味著,濕地內(nèi)部適宜的水流,使大氣中的氧更快擴散到表層水和土壤中,形成了不利于甲烷生成的好氧條件,從而減少甲烷排放。與附近區(qū)域的自然濕地比,鸚鵡洲濕地具有更強的溫室氣體減排能力。這表明,未來濕地恢復(fù)工程可以通過技術(shù)手段顯著提高濕地固碳速率。
此前的研究顯示,以紅樹林、鹽沼以及海草床為代表的“藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)”吸收的碳,能夠達(dá)到以森林為代表的傳統(tǒng)“綠碳”的10倍或更多。而鸚鵡洲的退化濕地生態(tài)修復(fù)實踐則說明,進(jìn)行針對性修復(fù)的沿海濕地,可以在此基礎(chǔ)上,取得更好的效果。這些效益可以被量化,從而更好地進(jìn)入公共政策的討論和公眾參與的過程中。
鸚鵡洲濕地蟹類
“鸚鵡洲面積很小,不一定能成為鳥類繁育的地方。但候鳥有可能來逗留。生物多樣性的提升,會進(jìn)一步提升這個地方的生態(tài)韌性?!标愌┏跗诖?,未來這一帶有更為豐富的生態(tài)圖景:“如果形成生態(tài)交錯帶,其間會有更多樣化的生物。不同的生境之下,會有不同適應(yīng)性的鳥,來到這里筑巢或覓食。還有很多種類的昆蟲。比如大閘蟹,也可能游進(jìn)來,找到它的食物,長大后再回到河口區(qū)域有鹽水的地方交配產(chǎn)卵?!?/p>
陳雪初說到,朱鹮過去曾經(jīng)在長江邊沿著海岸線遷飛,現(xiàn)在,只在秦嶺等地有棲息地。如果能重新把生態(tài)交錯帶恢復(fù)起來,長期來看,這些地方可能也會成為一些物種新的家園。
沿海地帶的空間格局,需貫注生態(tài)理念
在杭州灣北岸上海段,更廣泛的沿海地帶,是否也可以運用生態(tài)的方法,又可以有怎樣的考慮和操作?
上海奉賢邊灘
陳雪初認(rèn)為,面對極端天氣,一方面是要護(hù)堤,另一方面是要排水。因此,9米海堤之外,需要保護(hù)灘面。濱海濕地的植被,需要盡量保護(hù)好。海堤以內(nèi)的區(qū)域,一般會有一條隨塘河,為城市排水所用。遇到風(fēng)暴潮,降雨也需要匯入這條河,則可以適當(dāng)把河加寬。
“奉賢沿海一帶,有暫未完全開發(fā)的近岸空間。極端天氣的風(fēng)暴潮,降雨量會很大。如果這些地方是森林、農(nóng)田等,短期淹掉沒有太大問題,過段時間迅速把水排掉即可。它們還可吸納并短期儲存來自周邊灰色空間(建筑物)的水,起到很好的緩沖作用?!标愌┏跽f。
也就是說,考慮應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn),在海堤以內(nèi),需要規(guī)劃藍(lán)色(水域)、綠色(森林)和黃色(農(nóng)田)的空間。這些地方未來如果要開發(fā),作為農(nóng)業(yè)用地或是蓋樓房,都需要提前考慮應(yīng)對災(zāi)變,讓藍(lán)、綠、黃三種顏色的空間組合起來,對自然更好地利用和保留。
圖片來自《陸海統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)修復(fù)的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)、難點問題與對策建議》一文,將在《應(yīng)用海洋學(xué)學(xué)報》 “海岸帶陸海生態(tài)廊道”??l(fā)表。
“極端天氣下,無論對外部海潮的消減,還是對內(nèi)部降水的蓄積,這個緩沖地帶都非常重要?!痹谏鷳B(tài)系統(tǒng)方面,陳雪初建議,這條海堤以內(nèi)的空間,在隨塘河、植被和人類生產(chǎn)生活空間之間,最好能有一些和海水半連通的水域,可作為緩沖帶。通過智慧化的調(diào)控,使得在漲潮和落潮時,一些海水可以進(jìn)來;而在發(fā)生風(fēng)暴潮,降水量大時,也方便堤內(nèi)向海里排水。這樣可以讓魚、蟹等生物,更好在其間完成從海水到淡水的洄游。
總之,海堤很多時候被作為城市開發(fā)邊界。如果,在海堤以外,有類似鸚鵡洲這樣的緩沖空間,再加上人工保灘措施,而在海堤以內(nèi),有林地、隨塘河以及農(nóng)田等,接下來才是城市開發(fā)邊界,那么這樣一個體系的形成,會讓當(dāng)?shù)貞?yīng)對氣候變化的能力極大增強。而面對氣候變化的挑戰(zhàn),如果日后有更大的風(fēng)暴潮,需要修建更高的海堤,就意味著,當(dāng)中的緩沖空間要放得更大一點。
“用生態(tài)的方法去應(yīng)對氣候變化。還是有機會的?!标愌┏跽f。
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