美国密西西比河三角洲生态恢复的政策及措施

1、美国密西西比河三角洲生态恢复的政策及措施马 广 州（编辑，黄河水利委员会出版中心，中国郑州）摘 要 密西西比河三角洲（路易士安那洲沿海地区）是美国重要的能源基地，海运港口和生态栖息地。但近年来发生的生态系统恶化特别是灾难性的湿地流失已经给沿海居民，工业与公共基础设施，渔业，航运及野生动植物带来了巨大的负面影响。自20世纪70年代中期，学术团体，当地公众，联邦及州的政府机构就开始了三角洲的生态保护规划和研究，但直到90年代一些有识之士才认识到，维持生态系统，经济及文化持续发展的综合规划才解决三角洲生态恶化的有效途径， 而不是众多单一的治理措施。当众所周知的解决路易士安那州湿地流失的单独的联邦法规

2、“breaux法”获得通过，恢复行动就有了政府的资助和立法的支持。“海岸2050计划”基于技术上合理和公众认可的基础上，提出了更具战略性和多功能利用的恢复途径，包括密西西比河水沙的再调配，航运清淤材料的有效利用，以生成湿地为目的的放淤，保持和恢复海岛和海岸屏障工程，植被措施等。通过有效的组织管理和广泛的公众参与，有些措施和项目正在实施之中，已经有超过13000 的面积受益，约占整个规划恢复面积的近30%。由于全球气候变化，技术上的局限，资金来源及当地社会经济状况，未来的恢复行动还将面临着严峻的挑战。1. 范围的界定 对密西西比河地区来说，三角洲代表了许多不同的含义。就区域来说，通常有下面三种不

3、同层次上的划分：“密西西比下游三角洲地区”是在红河，阿他法拉叶河及密西西比河交汇处由于自然作用在长历史时期形成的沉积山谷延伸带，共包括爱里诺斯，肯他基，密苏瑞，田纳西，阿肯萨斯，路易士安那和密西西比7个州在内的308个县及教区。“近期形成的三角洲”指山谷三角洲被淤填之后，密西西比河水减速流入墨西哥湾时泥沙沉积的新造土地。由于三角洲的摆动变化，每隔1000年左右，密西西比河就会沿着更近更纵深地通向墨西哥湾的流路开始新的循环。“现代三角洲”或叫“鸟足”是最近形成的三角洲，位于新奥尔良以下现在的河口地区。那里河道分散为许多流路，是当前仍在活动的三角洲前沿。我们这里要讨论的“密西西比河三角洲”指的是近

4、期形成的三角洲，那里分布着7个不同的三角洲叶及30多个主河道，都位于路易士安那州的南部沿海地区。 图1 密西西比河三角洲叶垂分布sal-cypremort 4600 年前cocodrie4600-3500 年前teche3500-2800 年前st. bernard2800-1000 年前lafourche1000-300 年前plaquemine750-500年前balize550 年前 (wicander and monroe, 1993 年) 2. 密西西比河三角洲地区对美国的重要性由于三角洲的自然形成过程及历史发展，密西西比河三角洲具有丰富的自然资源，工业及基础设施和独特的文化，对美国

5、国家的经济发展和生态平衡做出很大贡献。 沿海渔业每年有几十亿美元的收益，占到整个国家渔业经济的30%，超过了国家整个大西洋沿岸及任何一个沿墨西哥湾州的渔业生产。 石油和天然气等能源生产分别占整个国家的17%和25%。 航运工程和港口建设处于全国第一位，为美国最重要的出口航运通道。虽然155英里水道遭受着冲蚀，每年仍有4亿吨货物来往输运。 数以百万计的鸟类和兽类生活在沿海栖息地。国家70%的沿密西西比河迁徙的依水鸟类在路易士安那州沿海地区过冬。 路易士安那州沿海地区是著名的钓鱼，打猎和划船等休闲活动场地。就社会经济方面来说，路易士安那沿海地区却是美国最贫穷的地区之一，近1/3人口生活在贫困之中。

6、这些人中50%是非裔美国人和在不断增加的其他有色人种。长期贫困，低迷的经济，高失业率及历史的种族歧视带来的问题代表了三角洲地区的目前状况。密西西比河三角洲经济的发展不能脱离于多种族的现实及对资源的有效管理和对环境的保护。生态的保护和经济的发展不再是毫不相干而是紧密相连（下游密西西比三角洲开发委员会，1990）。3. 问题，成因及影响密西西比河三角洲是墨西哥沿岸最脆弱的地区之一。因众多工程而改变的地形地貌，自然沉降及气候变化已经给人类，自然资源及生物多样性带来的巨大的影响。严重的湿地流失20世纪期间，路易士安那沿海地区已经流失了4800 km2 ,比华盛顿区的25倍还多。1990年到2000年十

7、年间，每年的土地流失为66 km2，相当于每半小时就丢失了一个足球场的面积。这些土地大部分是由湿地变为水面。这一地区的湿地流失占美国大陆湿地流失的80%，在路易士安那州的有些地区，海岸线因此而向内陆退减了53 km之多。科学家估计如果最近的流失速度继续发展，甚至考虑当前的恢复措施，到2050年路易士安那沿海地区将会失去另外的2550 km2面积的沼泽、湿地和岛屿。如果海水上涨的最坏的设想成立的话，损失会更大，以至于有些地方已没有什么可供流失的了。 图2 历史及预测的三角洲平原的土地流失状况(美国地质勘察局，2004年12月6日)4. 成 因已经实施的许多研究区探求造成土地流失及生态系统恶化的主

8、要原因, 并认为在沿海地区的人类活动及自然运动的长期积累削弱了三角洲的形成进程,使沿海地区的净土地生成变为净流失。(1) 密西西比河输沙的减少。密西西比河的堤防及航运工程阻止了夏季洪水期间水沙向邻近沼泽地的漫流。这些工程一直延伸到河口，将水和造陆的泥沙直接送入墨西哥湾大陆架边缘的深水区域。湿地就不能得到延续生命的泥沙和有机物。(2) 海平面上升和陆地下沉。由于沿海陆地的快速下沉，海平面相对陆地来区域说就在上升，湿地就下沉到海潮以下，岛屿屏障体系向内陆缩退并变得越来越薄弱。在过去的50年，有些屏障岛屿已经被完全淹没，更多的处在被淹的边缘。这样，大规模的冬季风暴和飓风就有机会登陆并快速改变生态环境

9、。(3) 石油和天然气的开采及航运工程的建设引起的海水入侵。沿海地区的开发活动导致了生态系统的恶化。特别是石油和天然气的开采活动象管线布置，油井的维护等及航运渠道的建设引起的海水入侵，从而导致土地的流失及退化。(4) 其他未知因素。5. 影 响(1)沿海居民受飓风影响的风险增加。当环绕沿海居民及城市像新奥尔良的沼泽地转变未水面时，飓风带来的灾难性破坏的风险急剧上升。风暴期间，湿地通过吸收风浪来提供天然的保护。湿地能够显著降低频繁的热带风暴和小型飓风引起的风暴潮。 从科学家在1993年飓风安佐发生后搜集的资料来看，每67km湿地可以平均减少风暴浪高0.3m。在路易士安那低地平原地带，这样的降低作

10、用意味着一个地区可以在风暴中不遭受显著的破坏而存活下来。(2) 对基础设施及工业发展的影响。2004年对路易士安那州沿海基础设施的一项调查显示，总的固定资产接近960亿美元。一旦湿地和屏障岛屿消失，油井，管线，港口及道路等石油天然气工业设施将面临着水中条件。这些设施要花很大代价去重置，而且油井开采的易损的潜在危险增加。依靠路易士安那州港口和水域的船运出口工业及捕鱼业将每年造成200亿美元的急剧下降。(3) 对独特的、全球知名的生态系统的威胁。路易士安那州沿海湿地生态系统为国际范围内的依水鸟类迁徙聚居提供了栖息地。这些濒危栖息地也聚集了其他鸟类众多的巢穴，其中包括很多濒危种类像东部灰塘鹅和秃鹰等

11、。这些区域还包括12个国家野生物保护区，简拉非特国家公园和几个州级的野生物管理区，总面积近3000km26. 行动及措施路易士安那州的沿海地区规划正式开始于20世纪70年代中期。从那时起，学术团体，当地公众，联邦及州的政府机构就做了许多规划和研究工作（见表1）。表 1 路易士安那州关于生态恢复的重要里程碑19701973年，带有18个系列报告的“路易士安那州沿海地区水文及地质研究”完成。题目为“路易士安那州中南部环境保护和多用途管理计划”的最终报告开创了恢复计划的先河。1971年路易士安那州立法委员会通过法律35成立了沿海及海洋资源咨询委员会来决策沿海及海洋资源的问题及需求。1972年联邦政府

12、通过的沿海地区管理法敦促沿海各州承担沿海规划，法律许可，联邦的协调及冲突解决等任务。（由美国商务办公室来管理）1981年路易士安那州立法委员会通过的法律41的第二个特殊条款一次性提供了3500万美元的资助来实施沿海恢复的应用研究及工程项目。1990年“沿海地区湿地保护和恢复计划行动法”即布“布瑞鲁克斯（breaux）法”获得联邦通过。它制定了“路易士安那州沿海地区湿地保护和恢复计划”（由路易士安那州沿海地区湿地保护和恢复工作组管理）。自1992年它每年提供了近3300万美元的联邦恢复项目匹配资金和500万美元的规划资金，按照每年的“优先项目表”来组织实施。1993年，s. m. gaglian

13、o and j. l. van beek为路易士安那州完成了“路易士安那州沿海湿地长期规划”，提出了历时25年的综合恢复和防护措施，主要包括建立“屏障线”，创造次三角洲的密西西比河水流再调配，河口管理及有序地保护海里的“屏障线”，淡水流域的“屏障线”的成功管理等。1994年，dr. van heerden 提出了“路易士安那州沿海长期综合治理规划”以确保生物繁衍，经济增长和独特文化及遗产的可持续发展。这一规划试图通过建设河流调水工程，重新布置支流和维护屏障岛屿来模拟三角洲形成的自然过程。1997年5月，“breaux行动”完成了“路易士安那州沿海湿地保护规划”，由路易士安那州自然资源厅在美国军

14、垦局，国家渔类及野生物中心和国家环境保护局的协作下组织实施。1998年，路易士安那州沿海湿地保护与恢复工作组和湿地保护与恢复局发起了“海岸2050计划-为了可持续发展的路易士安那州沿海地区”，提出了长期综合解决方案来“维持支撑路易士安那州南部环境，经济和文化的生态系统可持续性，以促进经济发展和造福美国人民。” 4.1“breaux 法” “breaux 法”是目前解决路易士安那州沿海地区湿地流失问题的单独的最全面的联邦法律，全称叫“沿海湿地规划，保护及恢复法（cwppra），1990年11月29日获得美国国会通过，意味着联邦政府将资助湿地保护和恢复。之所以叫“breaux 法”是因法律的主要起

15、草者路易士安那州john breaux议员而命名。4.1.1 组 织路易士安那州沿海湿地保护与恢复工作组负责“breaux 法”的具体执行。它由来自美国军垦局，国家环境保护局，国家渔类及野生物中心，国家农业部，国家海洋渔业中心及路易士安那州的代表组成。图3说明了工作组的组织框架。工 作 组居民参与团体技 术 委 员 会公众联络委员会规划评估分委会环境工作组工程工作组经济工作组监督工作组科学咨询委员会技术咨询委员会 图3 工作组组织框架1992年，一个国家范围内更具广泛性的组织美国沿海地区合作体成立，旨在通过联邦、州及地方政府的合力来保护和恢复沿海地区的珍贵资源。联邦的成员有农业部，空军，陆军，

16、海军，商务部，国防部，能源部，内务部，交通部，城镇建设发展部，美国军垦局，国家环境保护局和总统行政办公室。美国联邦政府已经认识到，“去拯救美国最有价值的自然资源需要强大的合作，不仅只包括工作组及其职员，更需要受影响者、当地政府及非政府组织的参与”。正如“ breaux 法”工作组主席col. peter rowan所说，“既然路易士安那州沿海80%的资产是私有财产，我们现在所进行的工作离不开他们的参与。”通过多机构的合作，合作体能够解读和处理有关的国家政策事务，使地区规划和措施得到开发，当地工程得以实施。4.1.2 资 金“breaux 法”的实施过程分4个阶段规划，建设，监测及运行管理。在项

17、目规划阶段，联邦政府负担所有的费用。项目建设阶段的花费联邦和非联邦组织分别负担75%和25%，直到州的保护计划得到认可。一旦认可，费用负担比例将为联邦85%和非联邦15%。湿地保护和恢复的资助通过1990年的财政补充规定得到落实，主要来自对渔业设备，机械船及小型动力燃料国内税收。“breaux 法”将每年提供近5000万美元得资助用于路易士安那州，直到2009年用于保护和恢复路易士安那州沿海湿地项目得资金将超过10亿美元。1990到1997年间，近2 .5亿美元通过“breaux 法”投入到治理项目中，预期有13%的流失得到遏止。4.2 “海岸2050计划”综合保护和恢复计划 “海岸2050计

18、划”由“breaux 法”工作组所发起。它综合了“breaux 法”工作组和州湿地管理局的沿海恢复规划，提出了更具战略意义，生态系统范围和实施可行性的途径，被列为优先恢复计划。“海岸2050计划”在考虑技术正确和公众认可的基础上最大限度地开展治理措施，以达到以下3个目标： 确保垂直层积状态，以达到大面积湿地利用的可持续性。 维持河口的地形分布以达到生物环境的多样化。 维持交叉和干涉以获得系统的连锁链。为取得以上的生态目标，具体治理措施将或多或少地来达到以下目的：通过更有效地利用资源来强化生态系统；通过解决已知风险来维持生态系统；通过阻止流失进程来恢复生态系统；通过创造新的湿地来重建生态系统。4

19、.3 具体恢复策略和措施4.3.1 水沙的再调配(1) 有效维护，管理和利用现存的水沙输移工程。这包括恢复自然的排涝方式，如具有漫流空间的堤防和渠道但要确保不会产生负面影响，利用已有的闸门来引密西西比河水，治理现存的引用工程的出口点，增加引水工程的泥沙含量。水沙失沼泽和湿地的营养，水沙的输移和调配恢复了自然形成过程。在经济已开发地区，应该加强防洪及排涝措施，以排出风暴雨期间形成的洪水。(2)新建有效的小型引水沙工程配以流出口治理和沉沙。为了减少西南地区水道的日常清淤工作量，美国军垦局正在研究在venice地区沉沙的可能性。通常这些清淤材料和“海洋垃圾”可能被有益利用。这些淤沙通过泥浆泵放淤被抽

20、出加以利用，可以在三角洲的“鸟足”区形成大面积的沼泽地。(3) 在合适的地区建设造陆引导工程，对造陆和减少土地流失有显著的成效。4.3.2 航运维护过程中清淤材料的有益利用这里有益利用指清淤料在形成湿地的物理利用，而不是需要项目开发和实施的系统利用。它是恢复湿地和减缓土地流失的一个有效方式。美国军垦局和新奥尔良当局每年有大量的渠道维护任务，平均每年从航运河道中清淤出近6000万m3材料。并不是所以的材料都能有益利用于沿海生态系统中，但每年有多达2500万m3的利用潜力用于形成沼泽、湿地营养化、屏障岛屿的恢复、高埂维护等。另外，有目的的放淤也是在沿海地区一项有效的造陆的措施。在传统的沼泽地形成过

21、程不会发生或不可行的地区，放淤材料的利用有助于恢复和形成沿海湿地。4.3.3 屏障岛屿和海岸线的恢复和维护屏障岛屿和海岸线是暴风浪及海水冲刷的第一道障碍。保护措施包括保持海湾和湖泊海岸线的完整，在海湾头部和前沿区域修建消浪体，延伸和维护sandy到西南水道的屏障海岸线。4.3.4 维持重要的现有地形(1)修建完整的“breaux法”陆桥海岸保护工程。perot/rigolettes工程的南部部分一定要保持完整以保护北部的沼泽地。这项工程应该在2050年前建设和维护，预期到时可保护中等规模的沼泽地。(2)保持和恢复脊地功能。因地海岸防护线及自然堤废弃而形成的脊地是河口地区重要的结构组成。它的修护

22、和维持有利于保护和改善沿海地区的水文状况。这已在很多地区得到推崇。(3) 稳定主航道。受沿路易士安那州9个主要航道河岸冲刷直接影响而造成的湿地流失估计超过140km2。在重要地区稳定航道的要求已经在“海岸2050计划”的所有涉及地区得到认可。4.3.5 植被措施种植项目已经在路易士安那州有了十几年的历史，并有很高的成功率。植被种植能稳固堤岸和重造湿地。附加的益处是可以增加造林面积及营造野生物和渔类的基本栖息地。4.3.6 阶地建设在土壤中含有适当矿物成分的地区，阶地建设配以植被措施是沼泽地形成的有效措施。阶地的功能和价值有环境维护，降低流失和沉沙。另外，可改善淹没区水生植物的生长条件。4.3.

23、7 食草动物的控制在路易士安那州的某些地区，海狸鼠及部分麝鼠的数量已经非常多。它破坏湿地，使其转为水面。这一措施是通过增加抓捕工具及发展更好的海狸鼠市场来减少对湿地的严重破坏。5. 结 论(1) 美国密西西比河生态恢复行动已经从单一措施转变为兼顾生态系统保护和地区经济发展的综合规划和策略上来。针对生态保护并考虑沿海的开发和资源利用如基础设施，渔类及野生生物资源，公众安全和航运等的多功能途径已经实施。(2) 广泛的公众参与。在综合规划制定阶段，举行了大量的城镇和区域规划工作组会议来演示和说明治理措施以获得公众的认可。海岸2050计划得到了所有20个教区政府的明确支持。(3) 有效的组织和管理保证

24、了规划的顺利实施及项目的良好运作。规划过程中，组织机制就已经得到认真考虑，如政府资助，立法支撑及内部管理等。目前，为生态恢复从政府及非政府组织筹措的2400亿美元已经到位。近100个项目已经通过论证，投入建设。超过50 km2的面积已经受益，另有8 km2项目区面积正在实施，这些约占总规划面积的30%。6. 挑战及局限(1) 导致土地流失的自然机理和演变过程还需进一步的研究。(2) 通过有效的措施虽然已经取得部分效果，但要达到流失到造陆的转变还很远。目前的恢复措施还有待时间的检验。(3) 一旦陆地重新建造，也将改变与河水与海水相联系的土地的自然性。这一改变了的地形地貌也会对沿海所渴求的生态环境类型带来严峻的挑战。(4