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作者:史莎娜楊小雄黃鵠黎廣釗單位:北部灣環(huán)境演變與資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廣西師范學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院廣西紅樹(shù)林研究中心
海島生態(tài)修復(fù)的模式研究
根據(jù)國(guó)內(nèi)外海島修復(fù)研究情況可將海島生態(tài)修復(fù)分為三種模式。
(1)重新設(shè)計(jì)模式。海島生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遭到嚴(yán)重破壞、退化或完全改變而無(wú)法挽回,無(wú)法進(jìn)行生態(tài)完整性恢復(fù),因?yàn)樽畛醯奈锓N可能已經(jīng)完全消失或大量消失,無(wú)法再恢復(fù)到最初的狀態(tài)。目前這類(lèi)海島最典型的是位于南太平洋的復(fù)活節(jié)島,該島曾經(jīng)覆蓋茂密的森林,但現(xiàn)在土壤貧瘠,大部分覆蓋的是稀疏的草原。曾經(jīng)覆蓋原始地方性灌木和樹(shù)林的地方,植物已經(jīng)消失。同樣,所有本土的脊椎動(dòng)物也已經(jīng)消失。除此之外有學(xué)者研究認(rèn)為外來(lái)生物入侵和其他威脅的組合造成的影響,甚至可能導(dǎo)致島嶼生態(tài)系統(tǒng)崩潰。現(xiàn)在不能確定本土原有的棕櫚樹(shù)和無(wú)脊椎動(dòng)物以及其他滅絕物種的數(shù)據(jù),但是無(wú)論滅絕和入侵的數(shù)量如何,這個(gè)海島已經(jīng)不可能恢復(fù),這里存在一個(gè)新的生態(tài)演替過(guò)程。這種類(lèi)型的海島原生生態(tài)已經(jīng)丟失,原生物種大多已經(jīng)滅絕,很難也幾乎不能找到合適的原生物種對(duì)海島實(shí)施恢復(fù),但是可以根據(jù)現(xiàn)在海島的具體情況采取措施對(duì)海島進(jìn)行重新的綠化、修復(fù)和美化生態(tài)工程。這里的重新綠化是用植被更多地考慮到美學(xué)和工程應(yīng)用價(jià)值,而不是特別注重恢復(fù)生態(tài)完整性。
(2)恢復(fù)模式。海島生態(tài)系統(tǒng)的原始性維持在較高水平,原生物種保持較好,只有很少部分的滅絕,海島生態(tài)系統(tǒng)的完整性可以修復(fù)到較高的水平。此類(lèi)海島較典型的包括位于塞舍爾群島的科西涅島,該島的大部分仍然保持原始的曠野,雖然它不是位于遠(yuǎn)離城市的荒地或是完全未受污染的海域,但還是比較偏遠(yuǎn),大多數(shù)的物種、生態(tài)過(guò)程和動(dòng)物行為維持在人類(lèi)干擾前的狀態(tài)。島上可能只有1~3個(gè)巨型海龜物種滅絕,但這是無(wú)法確定的。現(xiàn)在為了恢復(fù)原來(lái)的生態(tài)活動(dòng),已經(jīng)引進(jìn)亞達(dá)伯拉的15種巨型海龜?shù)取3酥膺€有一些海島也特別適合恢復(fù),并且已經(jīng)取得了一些顯著的成果,尤其是在新西蘭。該類(lèi)型海島由于保持較好的生態(tài)完整性,幾乎沒(méi)有過(guò)多的破壞,可以實(shí)現(xiàn)以生物為中心的較高水平的修復(fù),但是也無(wú)法恢復(fù)到最原始的水平,因?yàn)榭赡苡行┤肭治锓N長(zhǎng)期存在后,融入原來(lái)生態(tài)系統(tǒng)中使之成為不能缺少的物種,如果進(jìn)行移除反而會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。。
(3)自我修復(fù)模式。海島雖然受到各種因素的影響,現(xiàn)在表現(xiàn)出輕微破壞狀態(tài),但是沒(méi)有超過(guò)海島生態(tài)系統(tǒng)本身的承受范圍,具有較好的生態(tài)完整性,能過(guò)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我更新修復(fù)作用可以得到恢復(fù),無(wú)須采取措施協(xié)助其恢復(fù)。目前存在較多此類(lèi)海島,它較少受到人類(lèi)活動(dòng)及自然災(zāi)害的影響或處于較偏遠(yuǎn)的海域,生態(tài)狀況處于較良好的狀態(tài),即使有輕微破壞也不會(huì)對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)造成影響。
海島生態(tài)修復(fù)的技術(shù)研究
雖然國(guó)內(nèi)外海島生態(tài)修復(fù)采取各種不同的技術(shù),但目前為止沒(méi)有形成一套完整的技術(shù)體系,根據(jù)國(guó)內(nèi)外專家的研究情況,目前海島生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要以生物技術(shù)與工程技術(shù)為主,也有學(xué)者開(kāi)始注意到工程與生物相結(jié)合的景觀修復(fù)技術(shù)。其中主要包括物種引入與恢復(fù)技術(shù)、種群動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)、群落演替控制與恢復(fù)技術(shù)、物種選育與繁殖技術(shù)、土壤肥力恢復(fù)技術(shù)、水土流失控制與恢復(fù)技術(shù)、水體污染控制技術(shù)、節(jié)水與保水技術(shù)、生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成技術(shù)等。在生物技術(shù)方面國(guó)內(nèi)外的研究已經(jīng)達(dá)到一定水平,其中物種引入與恢復(fù)技術(shù)運(yùn)用較多,除此之外還綜合運(yùn)用到種群動(dòng)態(tài)調(diào)控、群落演替控制與恢復(fù)、物種選育與繁殖、土壤肥力恢復(fù)等技術(shù)。
海島陸域生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)中最重要的問(wèn)題是恢復(fù)和維持退化海島的水分循環(huán)與平衡過(guò)程,其中最常用的手段是恢復(fù)海島植被。雖然海島單位面積的植物群落種類(lèi)明顯少于大陸,但海島植被的恢復(fù)仍可參考其群落演替過(guò)程。我國(guó)學(xué)者主要研究了廣東的南澳島和廈門(mén)的猴嶼等。通過(guò)研究南澳島植物群落演替過(guò)程,指出該海島的修復(fù)主要運(yùn)用植被恢復(fù)、群落演替控制與恢復(fù)等技術(shù)。對(duì)廈門(mén)猴嶼進(jìn)行修復(fù)時(shí)采用植被恢復(fù)技術(shù)。此外澳門(mén)離島的生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重,也采用了植被恢復(fù)、物種選育與繁殖等技術(shù),使得海島得到很好的修復(fù)。
國(guó)外對(duì)生物技術(shù)研究較早,廣泛采取多種技術(shù)方法以物種引入與恢復(fù)技術(shù)為主,如在對(duì)夏威夷群島進(jìn)行修復(fù)時(shí),通過(guò)引入原生的鄉(xiāng)土物種使得海島生物得到一定的恢復(fù);科西涅島通過(guò)引入原始物種生態(tài)得到了很好的修復(fù);新西蘭的SantaCatalina島通過(guò)引入山羊以控制雜草;用猶大山羊技術(shù)控制野生山羊以恢復(fù)科西涅島的生態(tài)系統(tǒng);研究引入的野牛對(duì)圣卡塔利娜島原生植物恢復(fù)的影響,指出要控制恢復(fù)過(guò)程中的非本土動(dòng)植物需采取的措施。工程技術(shù)方面主要采用水土流失控制與恢復(fù)、水體污染控制、節(jié)水與保水、生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成等技術(shù)。國(guó)內(nèi)研究相對(duì)較少,以廈門(mén)猴嶼和澳門(mén)離島等為主。廈門(mén)猴嶼碼頭北面受破壞嚴(yán)重,采取漿砌石擋墻的水土流失控制與恢復(fù)技術(shù),防治水土流失。
澳門(mén)離島植被生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中采取挖掘溝槽蓄水的節(jié)水與保水技術(shù)措施,以解決季節(jié)性缺水對(duì)修復(fù)進(jìn)程的影響。國(guó)外學(xué)者在工程技術(shù)研究方面相對(duì)較深入,如科拉馬拉島的修復(fù)工程,采用黃麻土工布固定岸坡的水土流失控制與恢復(fù)技術(shù),以防治表土侵蝕和種子沖刷。
魯濱遜克魯索島通過(guò)試驗(yàn)建立圍欄防止放牧牛對(duì)森林的破壞,采取了生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃等技術(shù)。科西涅島生態(tài)修復(fù)不同階段采用了相應(yīng)的工程技術(shù),主要有生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成等,如第二階段建立園藝區(qū)隔離非原生的家養(yǎng)植物,第三階段對(duì)外來(lái)建設(shè)的工廠實(shí)施搬遷等。此外,部分海島還采取了工程與生態(tài)相結(jié)合的技術(shù)以及景觀修復(fù)技術(shù),如廈門(mén)猴嶼由于處在景觀節(jié)點(diǎn),在研究恢復(fù)植被生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí),采取將綠化恢復(fù)與景觀建設(shè)相結(jié)合的景觀設(shè)計(jì)技術(shù)方式。國(guó)外學(xué)者還對(duì)GIS、遙感等技術(shù)在海島生態(tài)修復(fù)方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究,如在嚴(yán)重侵蝕的科拉馬拉島(孟加拉灣),利用GIS技術(shù)結(jié)合衛(wèi)星遙感圖像分析沖淤過(guò)程,并運(yùn)用生物工程技術(shù)相結(jié)合采取措施修復(fù)海島,提出了具體的修復(fù)措施。
海島生態(tài)修復(fù)研究趨勢(shì)
海島生態(tài)修復(fù)研究雖然已取得一定進(jìn)展,但目前仍處于基礎(chǔ)性研究階段,尚未總結(jié)出適合海島修復(fù)的一般性理論,對(duì)海島生態(tài)修復(fù)模式研究不夠深入,修復(fù)的技術(shù)方法以及實(shí)踐應(yīng)用尚不成熟。海島生態(tài)修復(fù)研究的趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)海島生態(tài)修復(fù)研究仍以理論研究為基礎(chǔ),通過(guò)借鑒先進(jìn)成功的生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)及理論,總結(jié)適合海島生態(tài)修復(fù)的一般性理論,為海島生態(tài)修復(fù)研究及實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。
(2)海島生態(tài)修復(fù)研究的重點(diǎn)之一在于對(duì)海島生態(tài)修復(fù)模式的深入研究,系統(tǒng)分析海島生態(tài)修復(fù)模式,以便更精確指導(dǎo)不同地域、不同類(lèi)型海島的生態(tài)修復(fù)過(guò)程。
(3)研究高效的海島生態(tài)修復(fù)技術(shù),總結(jié)指導(dǎo)生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法用以指導(dǎo)修復(fù)物種的選擇及合理搭配等,以生物修復(fù)技術(shù)為核心結(jié)合工程修復(fù)、景觀修復(fù)等技術(shù),為海島生態(tài)修復(fù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,將是海島生態(tài)修復(fù)研究的另一個(gè)重點(diǎn)。
(4)除此之外,研究運(yùn)用信息技術(shù)手段監(jiān)督與管理海島生態(tài)修復(fù)的全過(guò)程,保障海島生態(tài)修復(fù)進(jìn)程,防止人為原因?qū)π迯?fù)過(guò)程中的海島造成再破壞,也是海島生態(tài)修復(fù)未來(lái)研究的重點(diǎn)之一。
研究海島生態(tài)修復(fù)的根本目的在于保護(hù)海島,因此修復(fù)的同時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)海島生態(tài)及資源的保護(hù),要根據(jù)《中華人民共和國(guó)海島保護(hù)法》的要求修復(fù)、保護(hù)及合理利用海島,對(duì)開(kāi)發(fā)利用的海島生態(tài)實(shí)施補(bǔ)償,才能最大限度的保護(hù)海島生態(tài),減少海島生態(tài)破壞,實(shí)現(xiàn)海島的可持續(xù)利用。