广西涠洲岛自然保护区牛角坑湿地生态修复工程

广西涠洲岛自然保护区牛角坑湿地生态修复工程李丽凤;莫竹承【摘要】针对涠洲岛自然保护区牛角坑湿地所出现的水源不足、生境退化、生物量下降等问题，通过实施牛角坑湿地保水工程、鸟类饵料生物培殖工程、鸟类栖息地通道修复工程、监测基础设施建设工程，实施湿地生态修复。重点实施沼泽-觅食地-引水渠-湿地调节库4级保水工程来提高牛角坑湿地的保水能力，把牛角坑间歇性沼泽地改造为永久性湿地，提高牛角坑湿地对鸟类的承载力，丰富涠洲岛自然保护区的生物多样性。%Consideringtheproblemsofinsufficientwatersources,habitatdegradationandbiomassdeclineinNiujiaokengWetlandofWeizhouIslandnaturereserve,thepaperpresentsmeasuressuchaswaterconservationproject,birdfooddevelopmentproject,therestorationworkofbirdhabitatcorridorrestorationprojectandmonitoringinfrastructureconstructionprojecttoachievewetlandecologicalrestoration.Focuswasputontheimplementationofa4-levelwaterconservationproject,i.e.marsh,feedingground,watercanalandwetlandregulationreservoirstoimprovewaterretainingcapacityofNiujiaokengwetlandandtotransformitintopermanentwetlands.ThemeasureswouldimprovethebirdcarryingcapacityofNiujiaokengwetlandandenrichbiodiversityofWeizhouIslandnaturereserve.【期刊名称】《湿地科学与管理》【年(卷)，期】2013(000)003【总页数】5页(P12-16)【关键词】涠洲岛自然保护区;牛角坑;湿地;生态修复【作者】李丽凤;莫竹承【作者单位】钦州学院，广西钦州535000;广西红树林研究中心/广西海洋环境与滨海湿地研究中心，北海新竹生物科技有限责任公司，广西北海536000【正文语种】中文湿地是自然界最富生物多样性的生态系统和人类最重要的生存环境之一，在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解污染物以及维持区域生态平衡等方面具有极其重要的作用（王世岩等，2005），被誉为〃地球之肾”，受到世界各国的广泛关注。然而，由于自然和人为原因，大量湿地资源减少，污染加剧，生物多样性下降，生态功能也随之退化，国内夕卜关于湿地的功能与生物多样性、湿地合理开发与保护以及退化湿地的生态恢复等方面开展了研究（雷昆等，2005;严承高等，2000;李荫玺等，2007;Pelzeretal,2000;何连帅等，2011）。恢复生态学中的自我设计是指只要经过足够长的时间进程，受损生态系统最终会进行自我调节恢复；人为设计则主张通过工程学方法进行生物群落重建，直接修复受损生态系统。很显然，人为设计更具有主动性（任海等,2004）。生态修复是以生物多样性为着眼点，以受损生态系统为着手处，构建不同时间、地点、层次的生物链（Hobbs,1996）。在恢复生态学思想的指导下，通过人为设计修复涠洲岛牛角坑湿地生态系统，具有现实而久远的意义。本研究针对涠洲岛自然保护区牛角坑湿地所出现的水源不足、生境退化、生物量下降等突出问题，通过实施牛角坑湿地生态修复工程,提高牛角坑湿地的保水能力（图1）,把牛角坑间歇性沼泽地改造为永久性湿地，提高牛角坑湿地对鸟类的承载力，丰富涠洲岛自然保护区的生物多样性，以期为湿地生态修复提供借鉴。1研究地概况广西涠洲自然保护区岛牛角坑湿地是由弃荒农田构成的涠洲岛最大的间歇性淡水湿地，湿地边长5400m，面积约30hm2,东经109°07'21.93"~109°07'49.25”,位于涠洲岛北面的自然保护区缓冲区，是涠洲岛重要的地面水汇集地，也是鸟类重要的觅食场所，每年迁飞季节有大量的候鸟在此停歇。年均降雨量1379.5mm,降雨集中于6-9月，期间降雨量占全年降雨量的68.1%；其中又以8月降雨量最多，达325.8mm，占全年降雨量的25.1%。2002年以前曾经是鸟类喜欢群集的水稻田，后因经济效益不高，加上干旱和鼠害等原因导致了水稻田的长年丢荒，蓄水能力逐年下降，鸟类也越来越少。这片间歇性湿地出现了水源不足、生境退化、生物量下降等生态系统退化特征。2修复思路对涠洲岛牛角坑湿地修复的思路是以保水工程为核心，优化海岛生态通道的鸟类森林栖息地，适当改造恢复部分农田作为鸟类觅食及活动场所，增殖培养饵料生物为鸟类提供更丰富的食物来源，并以湿地恢复的技术理论、演替理论和入侵理论为基础，按照自然法则、社会经济技术原则和美学原则对牛角坑沼泽湿地实施保水改造与生物培殖，提高生物多样性和生物量，为鸟类建造舒适的觅食与栖息生境。同时开展鸟类与湿地生境的保护、宣传和监测研究工作，掌握生境变化对候鸟的影响，提高对鸟类的保育与保护管理水平。图1涠洲岛牛角坑湿地生态修复工程平面布局图图2排水井结构示意图3生态修复的内容及技术途径3.1牛角坑湿地保水工程湿地保水是当前涠洲岛湿地保护与修复工作中首先要解决的问题，本项目通过实施沼泽-觅食地-引水渠-湿地调节库4级保水工程来提高牛角坑湿地的保水能力，把牛角坑间歇性沼泽地改造为永久性湿地。3.1.1拦水堤坝修建在原有排水涵洞处修建一段2m长、1m厚的拦水堤坝，堤坝拦截水深为1.5m，在拦水堤坝顶端建造2个采用闸板控制水流排放的排水井（图2）。排水井为水泥砖砌结构，高30cm,宽40cm,有拦网、闸板等凹槽。通过2个排水井闸板的启闭来控制调节库水位高低。3.1.2湿地调节库修建鉴于涠洲岛的雨季集中在6-9月，期间降雨量占全年降雨量的68.1%，在枯水季节，蓄水库将呈枯水的状态。为了减少枯水季节蓄水库景观的单调性，采用挖建6个小面积蓄水库（面积25m2）代替大面积水库的形式，蓄水库间保留原有沼泽，驳岸采用自然型生态土岸，堤宽0.5m，库深1.2~1.5m，蓄水量为180-225m3。储存的备用水可在干旱缺水季节用于对鸟类觅食地的水分补充，还可在栖息地通道造林初期用于抗旱保苗。自然型生态土岸种植萍婆Sterculianobilis、桑树MorusalbaL、芦苇Phragmitesaustralis、水生美人蕉Cannaglauca、莺尾Iristectorum.MSAcoruscalamus等植物，形成驳岸植物景观。为了减少水体高温蒸发、净化水质美化景观、丰富湿地生物多样性，在调节库内种植浮水植物睡莲Nymphaeatetragona，种植规格为400株/667m2，同时间种少量沉水植物多孔茨藻Najasfoveolata。因调节库汇集了牛角坑湿地内的地表水，水中营养素（氮和磷）能够满足水生植物生长需要，不用另行施肥。图3鸟类觅食地平面布局图3.1.3引水渠修建对牛角坑湿地天然形成的主要水道实施人工清淤疏通、加宽加高沟堤等改造措施，提高其蓄水能力。引水渠全长1663m,平均宽度0.8m,平均深度0.6m，水面面积0.133hm2，可蓄水量798m3。经过疏通后的引水渠比原来的天然水道蓄水量增加一倍。同时在引水渠内按1株/m的株距（即1663株）种植莲（荷花）Nelumbonucifera，荷叶可遮挡阳光降低水温，而地下茎藕又可以减缓水流，有利于引水渠的保水。3.1.4鸟类觅食地修建从排水口沿引水渠（天然水道）向南200m距离内，渠两边的沼泽地面积约3.5hm2，利用其中的2.0hm2修建鸟类觅食地（图3、图7）。觅食地类型包括小岛型、斜坡型、沟垄型和平底型4种，每种类型修建3块，每块面积为0.17hm2。觅食地、引水渠、蓄水库之间由宽0.8m，水深0.5m的水沟相连接，水沟总长度93.3m，形成贯通的水循环系统。12块觅食地随机排列，2.0hm2觅食地可蓄水深0.5m，水域面积0.495hm2，可贮水2475m3。鸟类觅食地建设就地取材、就地挖掘建设，尽量少用或者不用钢筋水泥等永久性建筑材料。1）平底型和岛型觅食地。修建3块平底型觅食地，地块内水深0.3m，有水面面积0.5hm2，可蓄水1500m3。修建3块岛型觅食地，地块内用石块或者泥土堆成岛墩3~5座，岛墩面积占觅食地面积的20%，水深0.3m。岛型觅食地可获得岛墩面积0.1hm2，水面面积0.4hm2，可蓄水1200m3。平底型和岛型觅食地驳岸均采用自然型生态土岸。平底型与岛型觅食地共有水面面积0.9hm2，水深30cm，可选择水葱Schoenoplectustabernaemontani、茳芏Cyperusmalaccensi，、水稻Oryzasaliva进行种植或混种，株行距50cmx50cm,相当于每667m2插植2500~2600丛。每667m2用碳酸铵10kg、硝酸钾5kg、过磷酸钙5kg。2）斜坡型与沟垄型觅食地。修建3块斜坡型觅食地，觅食地蓄水区水深可达0.5m,与之相对的露水斜坡可作为鸟类歇息地。露水斜坡（滩地）面积占1/3，约为0.167hm2，蓄水区面积占2/3，约0.334hm2，可蓄水1000m3。修建3块沟垄型觅食地，在沟垄型觅食地内挖成相连水沟3~5条，沟深0.5m左右。将开沟泥堆成高于水面之土垄，水沟面积与土垄面积各占一半，可获得滩地和水面面积各0.25hm2，可蓄水1250m3。斜坡型与沟垄型觅食地共有水面面积0.554hm2，水深0.5m，有滩地面积0.417hm2。水面主种荸荠Eleocharisdulcis，栽苗深度以12~15cm为宜，株行距50cmx50cm,每667m2插植2500-2600丛。当荸荠球茎长到2cm时，每667m2用硫酸钾10kg或氯化钾复合肥20kg加尿素10kg施1次壮粒肥。间种少量荷花Nelumbonucifera,水葱Schoenoplectustabernaemontani等。露水滩地不种植植物，任原生草本植物自然生长。建设12块鸟类觅食地可获得滩地面积0.517hm2，水面面积1.484hm2，蓄水量4950m3，见表1表1鸟类觅食地类型？3.2鸟类饵料生物培殖工程牛角坑湿地水体有30hm2,包括湿地调节库、鸟类觅食地、引水渠和沼泽地水体内投放鱼虾苗140多万尾，以提高水体内的水生生物产量和生物多样性。在沼泽地内引入蝗虫饲草并施肥促长，营造有利于昆虫生长繁殖的饲草环境。把昆虫养殖棚网内繁殖的10多万尾蝗虫投放到27hm2的沼泽地内，以提高沼泽地昆虫生物量。培殖昆虫、鱼虾等高蛋白饲料生物，不仅可提高湿地生物量与生物多样性，还可为鸟类提供丰富的饵料食物来源，提高湿地的生物承载力。同时在沼泽地内放养水牛以控制水草的平衡生长，水牛在食草过程中的扰动作用也为鸟类捕食昆虫创造条件。3.3鸟类栖息地通道修复工程牛角坑湿地周边的森林是连接鸟类觅食地的通道，是鸟类理想的栖息场所，但在牛角坑与水产站之间的部分地段因有人偷挖林地土沙，造成林地损毁，森林受到破坏，也影响到鸟类的栖息活动。为此计划在水产站和湿地之间的生态通道实施栖息地通道修复工程，栖息地通道长度约1000m,宽约20m,用乡土树种大苗造林，营造乔灌混生的复层林，建成后的栖息、地通道兼有水源涵养林与行道树之功能，也作为牛角坑进入保护区核心区的生态休闲路（图5）。在通道两侧植树，每侧栽植两排树，前面一排为北海市花灌木型三角梅Bougainvilleaspectabilis，后面一排为小叶榕Ficusmicrocarpa、木棉树Bombaxmalabaricum、黄槿Hibiscustiliaceus、和海芒果Cerberamanghas等乡土乔木，可选择2~3种栽植，树苗规格采用生长良好且健康的大苗（直径3~5cm）。造林植树穴规格为80cmx80cmx60cm,选择雨季造林，严格按照树穴规格种植，种植前每穴里面垫10cm厚混合肥料作为基肥，造林覆土要形成树穴保水圈，在表面还要盖一层松土以阻断毛管水过度蒸发。以栖息、地通道为基准，前排栽植灌木三角梅400株，后排栽植乔木400株。在高温干旱季节安装抽水机抽取牛角坑湿地北面调节库里面的水对幼苗进行抗旱保苗，每年除草施肥（尿素500g/株）1次。为控制鸟类觅食地水稻田鼠害的发生，在鸟类栖息、地森林悬挂20个人工巢箱以招引猫头鹰栖息。鼠害严重时，可野生化放养一些野猫控制鼠害。3.4沼泽地改造经现场初步踏勘，牛角坑沼泽地平均水深约为7cm，面积27hm2。通过以下措施对沼泽地实施保水改造：一是提高牛角坑北边的拦水高度，使平均水深达到10cm;二是在生长季施肥（薄施尿素10kg/667m2），促进植物生长，提高植被覆盖率以保水。沼泽地保水改造后至少可增加蓄水量8100m3。3.5监测基础设施建设工程为便于对牛角坑的植被、水和鸟类进行有交攵观测和监测采样，在牛角坑北面排水涵洞附近修建一座观测亭。观测亭采用原生态材料，减少对周边环境的破坏，以降低对鸟类的干扰（图6）。观测亭采用木质结构八角亭，亭子高4m，柱子间距2.5m，为体现火山海岛的环境特征，采用火山岩地面铺装，珊瑚饰面，亭子顶部用涠洲岛乡土植物茅冬草覆盖。巡护步道是连接观鸟监测亭和生态通道步行道，约100m,设计道路宽2m,在沙路上用火山岩石块铺设，路两边用仿木桩加双缆绳隔离，木桩高1.2m，间距2m，下缆绳离地面50cm，上缆绳离木桩顶20cm（图4）。在施工过程中尽量保留巡护步道两侧原生露兜树，并增加海芒果、仙人掌等海岛乡土植物，形成丰富的植物群落景观。3.6监测与管护装备为加强对鸟类的保护管理和鸟类栖息地环境的监测，保护区添置了有关的监测与交通设备，包括用于巡逻保护的监测车一辆和巡逻艇一艘，用于气候监测的小型气象站一套，鸟类定位监测记录设备、数据处理设备、湿地环境因子监测设备等若干。图4已建成的监测步道图5鸟类栖息、地通道图6已建成的观测亭图7鸟类觅食地效果图3.7宣教基础设施建设在牛角坑湿地生态修复工程项目区入口处建设一个钢架结构的项目介绍牌，在主要路段悬挂指示牌，提醒旅客在保护区所处的位置。编制保护区宣传册，向社会各阶层人士宣传广西涠洲岛自然保护区牛角坑湿地及保护湿地的重要性。在旅游季节以及候鸟迁徙季节张贴各类宣传横幅、标语，加强相关法规的宣传力度。表2四级保水系统水面面积及蓄水量？4结论与建议1）方案实施后将使湿地的蓄水能力提高，并对周边生态质量的改善起到一定的积极作用。保水工程完成后牛角坑湿地可蓄水量达33006m3，与修复前相比蓄水量增加13707m3，蓄水能力提高了71%（表2）。2） 本项目通过设计不同的觅食地类型，如小岛型、斜坡型、沟垄型和平底型，形成不同的生境环境（图8、9）,以满足不同生物的生境要求，提高物种多样性（图10、11）。3） 土方工程要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，为了减少对湿地的破坏，杜绝重机械进入湿地，主要采用人工作业方式，并将挖建的觅食地、蓄水库、弓冰渠、连接沟的泥土用于构筑生态型土岸，以降低土方工程施工、运输的费用。4） 在项目实施后要全面开展保护区内的淡水湿地资源现状调查，包括湿地类型、面积、分布，沉积物和湿地水质的理化特征，湿地生物多样性和生物量，胁迫因子及湿地变化。每季度定期对各类修复措施进行一次水环境、水生生物的监测评价，并对鸟类数量、栖息、繁殖活动实施专题监测调查，对修复工程效果进行科学评估。5） 加强湿地自然保护区的建设和法制建设，增强人们的湿地保护意识，正确处理湿地水体资源开发利用与保护的关系（刘宏斌等，2005）。通过宣教基础设施建设和以社区共建与保护区巡护方式，调动了涠洲岛居民保护湿地的积极性。定期与岛上各村居民进行鸟类保护沟通活动，聘请