我國海洋生態修復現狀、存在的問題及展望＊

姜歡歡，溫國義，周艷榮，呂則和，謝 冕

（1.國家海洋局北海環境監測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室 青島 266033）

海洋是最具價值的生態系統之一，是人類賴以生存和發展的寶貴財富和最后空間。隨著我國海洋經濟的發展，開發利用海洋的活動日益增多，導致了我國近海海域污染日益嚴重，我國海域海洋生態環境將面臨前所未有的威脅和破壞。海岸帶作為人類開發利用海洋的密集區，海岸帶開發活動的不斷加劇，自然資源的消耗速度也急劇加快，從而引發了海洋環境惡化、紅樹林消失、濱海濕地萎縮、生物多樣性下降等一系列的生態退化問題，已嚴重威脅到海岸帶地區經濟的可持續發展。海洋生態退化已成為當前重點關注的生態問題之一，海洋生態系統的保護與修復研究已成為國際上生態學研究的熱點。

1 海洋生態修復的定義及內涵

海洋生態修復是指利用大自然的自我修復能力，在適當的人工措施的輔助作用下，使受損的生態系統恢復到原有或與原來相近的結構和功能狀態，使生態系統的結構、功能不斷恢復。

按照生態修復措施的人工干擾程度，一般將海洋生態修復劃分為三大類即自然生態修復、人工促進生態修復及生態重建。自然生態修復是利用相應的措施消除壓力，降低生態系統退化的速度，從而使生態系統恢復。人工促進生態修復是在生態系統自我修復能力的基礎上，結合物理、化學、生物等人為干擾措施促進生態系統的恢復。

當生態系統完全退化或喪失時，采用相應的措施重建新的生態系統的過程叫做生態重建，還包括重建某區域沒有的生態系統的過程。生態修復是生態系統自我恢復、發展和提高的過程，在生態修復中，生態系統的結構及其群落由簡單向復雜、由單功能向多功能轉變。生態修復并不是對某個物種的簡單修復，而是對生態系統的結構、功能、生物多樣性和持續性等進行的全面有效恢復，因此生態修復過程應該盡可能地減少人為的干擾措施，讓生態系統的自然調節、恢復和進化功能充分發揮。

2 國內外研究現狀

20世紀50—60年代，歐洲、北美、中國等都注意到各自的環境問題，并開展了一些環境恢復和治理工程，獲得了一定的成效。從70年代開始，國內外近40年的生態恢復研究主要涉及森林、農田、草原、荒漠、河流、湖泊和廢棄礦地等。與陸域生態修復相比，海洋生態修復的研究起步較晚。但近些年來，由于海洋生態環境問題的日益突出以及生態系統退化趨勢日益嚴重，海洋生態系統的恢復與重建受國內外的關注，國內外已開展了大量的海洋生態修復研究與實踐。從生態修復的研究尺度看，海洋生態修復的研究已從特定的物種或單個生態系統的生態修復工程逐漸向大尺度的生態修復轉變，如加利福尼亞South Bay、佛羅里達濕地、Louisiana濱海濕地等修復項目，這些項目從生態修復目標的制定、修復技術、監測與評估等方面進行了系統的分析研究，并涉及了多個不同生態系統類型的修復。在海洋生態修復的研究內容方面，從生態修復技術措施的單方面向系統化研究，涉及生態修復的監測與評估、生態修復方法措施和生態修復管理等。NECKLES等［1］基于一系列主要的生態系統結構參數，提出了適合于任何鹽沼生態修復工程的監測方案，以及提出了個別修復工程的生態系統功能監測方案。NIENHUIS等［2］總結了荷蘭過去25年生態修復的成效。CHAPMAN等［3］介紹了墨西哥北部海灣的海岸生境修復的進展。BOESCH［4］介紹了生態系統管理在Chesapeake Bay和Coastal Louisiana生態修復中的科學原則，并提出了生態系統管理在生態修復中應用的幾點建議。

3 我國典型的海洋生態系統修復

我國海洋生態修復的研究主要集中于紅樹林修復、富營養水體污染生態修復及少量濱海濕地、海岸沙灘修復工程等。與國外相關國家相比，國內海洋生態修復的研究還比較薄弱，主要表現在以下兩個方面：①從研究對象上看，主要集中在紅樹林種植、污染水體的修復，而對其他海洋生態系統類型、生態問題的修復研究比較少；② 從生態修復的尺度來看，主要集中于對單個生態系統、群落或物種的修復，目前尚未開展區域或大尺度的海洋生態修復的研究與實踐活動。

3.1 紅樹林生態修復

由于人為的干擾和破壞，我國紅樹林面積銳減，殘存的紅樹林中有許多處于退化狀態。1956年我國的紅樹林面積為4萬～4.2萬hm2，1986年銳減為21283hm2，到了90 年代初僅余15122hm2［5－6］。

近年來，紅樹林的保護引起了足夠的重視，相繼建立了多個紅樹林自然保護區，如深圳福田國家自然保護區、淇澳紅樹林保護區、湛江紅樹林國家級自然保護區等，相繼種植了大面積的紅樹林，截至2001年我國的紅樹林恢復至22024.9hm2。但是，我國紅樹林的人工種植仍然存在不少問題，主要是造林成活率低下，福建省同安縣1961年人工造紅樹林824hm2，5年后成活率只有31.2%；浙江省溫州地區1958—1966年人工引種紅樹林533hm2，成活300hm2，但由于人為破壞和自然災害的因素，最終存活不到1.6%［7］。

紅樹林生態修復是我國海洋生態修復研究與實踐較多的生態修復類型之一，在生態修復技術上已有較為成熟的經驗，但仍缺乏系統的紅樹林生態修復研究，其存在的問題主要有：紅樹林修復項目的目標不明確，即使制定了修復目標，但大多僅是定性描述，在實施過程中，無法評估生態修復的效果；開展相關的生態修復工程對生態環境產生一定的影響，跟蹤監測和評價工作不能及時開展，從而難以判斷紅樹林生態修復的過程是否與生態修復目標相一致；國內大多認為主要靠人工種植紅樹林的方式達到生態修復的目的，卻忽略了紅樹林的自然修復。因此，在生態修復方案設計過程中，應分析紅樹林自然修復的可行性，不能一味地進行人工紅樹林的種植。

3.2 濱海濕地生態修復

近年來，我國濱海濕地的保護和恢復受到越來越多的關注，相關的實踐研究逐漸增多。李甲亮等［8］綜述了濱海區污水人工濕地處理對濱海濕地生態系統的修復研究，即人工濕地處理去除BOD、氮、磷等污染物，通過形成淡水帷幕控制海水入侵危害。劉榮成等［9］提出了泉州灣濱濕地生態恢復的有效措施，即恢復紅樹林植被、保護水禽棲息環境、建立濕地自然保護區及加強污染治理等，并提出濱海濕地生態重建的對策。楊靜等［10］指出影響七里海潟湖演變的主要因素，并認為拆除七里海防潮閘堤、恢復七里海潟湖水面、加強保護區的建設、發展旅游觀光業和新型農業是七里海潟湖生態修復的重要措施。張婧［11］分析了膠州灣婁山河口濕地的生態破壞狀況及其附近海域污染物的排放和白泥淤積的分布現狀，從清除淤積和治理污染兩個角度分別制訂了生態修復方案。

總體上看，我國濱海濕地的修復研究與實踐尚處于起步階段，尤其尚未開展較大尺度的濱海濕地修復項目，缺少實踐驗證。

3.3 富營養化海灣水體生態修復

隨著沿海地區社會經濟的發展，城市化和工業化進程不斷加快，陸源入海污染源、海上污染源使沿海區域水體受到嚴重污染，造成水質惡化，尤其是營養鹽負荷的增加造成水體富營養化。國內外開展了許多海域富營養化修復的理論與實踐研究工作，修復技術包括了物理、生物、化學等，主要集中在大型海藻對水體富營養化的研究，藻類的去除與其生長的控制措施是富營養化水體修復研究的重點。近年來，我國學者也開展了很多水體富營養化的修復研究，并進行了海藻吸收營養鹽的試驗，黃道建等［12］通過比較幾種大型海藻在生長旺盛時期體內的總氮和總磷含量，篩選出石莼和羽藻作為近海富營養化水體環境修復的優選海藻；徐永建等［13］在福建東山島開展了網箱養殖區富營養化的植物修復研究，在兩個網箱養殖海區利用龍須菜進行修復研究；林貞賢等［14］綜述了規模化栽培大型海藻對富營養化海灣生物修復的研究。

3.4 海島生態修復

近年來，我國對海島生態修復開展了一些研究與實踐，例如南澳島生態修復、廈門猴嶼生態修復等，其中南澳島生態修復研究較為系統，其涉及了外來入侵種控制、植被修復、海島土壤修復等方面。任海等［15］從海島的干擾、海島恢復的限制性因子、恢復的利益等方面較系統地闡述了海島恢復的理論。廖連招［16］通過對廈門無居民海島猴嶼的生態退化診斷和生態修復制約因子分析，提出了生物與工程技術相結合的生態修復措施。周厚誠等［17］采用時空互代法研究南澳島植被恢復過程中不同階段土壤變化，結果表明，南澳島在植被恢復過程中土壤結構和營養得到改善。李萍等［18］通過在南澳建立次生草坡對照及草坡種植試驗樣地，觀測群落植物多樣性、土壤肥力及生物量變化，探討海島退化草坡的植被恢復過程。雖然我國對海島生態修復的研究取得了一定的成效，但是相關的研究主要集中在對本地物種（尤其是植被）的修復，而對于外來物種入侵等其他生態問題修復的研究相對薄弱。

3.5 沙灘修復

我國的大陸海岸線長1.8萬km余，沙礫質海岸相對較少。沙礫主要來自河流、海岸和海島的侵蝕，波浪沖擊作用引起沿岸漂沙，加上河水流動與潮流的作用使沙灘泥沙保持了平衡。但是，由于人類活動的不斷加劇，我國海灘嚴重侵蝕，王穎等［19］按海面上升50cm對我國東部重要海濱旅游海灘影響的理論計算表明：自然淹沒和海灘侵蝕的累計損失率最高達到59.6%，平均為23.9%，其中海南島大東海、亞龍灣和三亞灣3個旅游海灘的損失率平均為36.5%，海岸線后退16.7m，海灘在自然淹沒、海岸侵蝕的影響下損失的總面積達1091583m2。

我國海岸沙灘的修復研究起步較晚，最早的海灘修復在香港南岸淺水灣，1990年，香港島南岸的淺水灣進行了填沙補灘工程，以擴大海灘寬度，共填沙20萬m3，來自于16km以外的海底，挖沙后，用海底管道輸至淺水灣。目前我們研究的內容主要涉及沙灘修復選址、海岸沙灘修復的技術等，對于海岸沙灘修復的跟蹤監測、沙灘修復的生態影響、成效評估等研究較為薄弱。例如，南京大學海岸與海島開發教育部重點實驗室于20世紀90年代設計的三亞小東海與鹿回頭灣人工海灘，其海灘長寬比為2∶1～4∶1，鋪沙范圍介于－1.0～2.5m，人工海灘填沙選用三亞市以西30km處粒徑為1～2mm的天然老沙壩沙［20］。廈門島東北部海灘回填重塑研究，在對海灘改造評價的基礎上，對海灘平衡、上下限調和，回填寬度、長度和坡度，填沙量等進行了研究，提出了相應的海灘改造參數［21］。

3.6 珊瑚礁生態修復

在2004年的世界珊瑚礁調查報告中指出全世界有超過20%的珊瑚礁被徹底破壞，并且沒有進行積極有效的珊瑚礁生態修復工作，因此珊瑚礁的修復成為我們關注的問題之一。當前，主要通過珊瑚移植、人工造礁、底質穩固、幼體附著等方式完成珊瑚礁的修復，其中珊瑚移植是修復珊瑚礁的主要手段。

相比國際的珊瑚礁修復研究，我國尚處于起步階段。目前，我國對珊瑚礁的保護主要體現在珊瑚礁保護區的建立，如海南三亞珊瑚礁自然保護區、福建東山珊瑚礁自然保護區、廣東徐聞珊瑚礁自然保護區等。1995年陳剛在三亞海域對造礁石珊瑚進行了移植實驗，這是我國最早的珊瑚礁恢復性研究。此后，中科院南海海洋研究所和中國水產科學研究院南海水產研究所于2006年和2007年對大亞灣的珊瑚礁進行了成功的移植［22］。全球珊瑚礁生態系統的衰退以及珊瑚礁自然恢復需要很長時間，目前幾乎沒有珊瑚礁的修復程度能達到按照結構和功能恢復的最終成效［23］。

4 我國海洋生態修復存在的問題

近年來，我國在海洋生態修復方面開展了一些研究工作，并取得了一定的成效，但在海洋生態修復及相關研究中存在以下5個問題。

（1）主要集中在對生態修復技術措施的研究，而對于生態修復的其他環節，如退化診斷、生態修復監測、生態修復效果評估及修復管理等方面的研究相對較少。

（2）海洋生態修復主要以人工修復為主，忽略了生態系統的自我修復能力，側重于對生態系統結構的修復，忽視了對生態系統功能的修復。

（3）生態修復研究大多停留在小尺度、局部區域范圍內或集中于某一生物群落或物種，缺乏從整體生態系統水平、大尺度的生態修復研究。

（4）生態修復側重于對生態退化的末端治理，而從生態系統退化的源頭出發進行生態修復的研究尚少。

（5）生態修復目標不明確、不切合實際，缺乏明確的和定量的生態修復評價標準，對生態退化機理的了解不夠。

5 討論與展望

海洋生態系統與陸域生態系統的修復存在著許多相似之處，但由于海洋生態系統的復雜性及特殊性，海洋生態修復呈現出明顯的差異。因此，在制訂海洋生態修復方案及實施過程中，應著重注意以下幾個方面。

（1）系統地開展海洋生態修復實踐與研究，即海洋生態調查、退化診斷與分析、生態修復措施、生態修復跟蹤監測、成效評估和管理等整個修復過程的系統研究。

（2）由于海洋生態系統與陸域生態系統的相互關聯關系，對海洋生態的修復不能僅局限于海域范圍，應將陸域和海域作為一個整體進行研究，消除生態退化的根源。

（3）海洋生態修復的關鍵措施需要不同利益相關者的合作與理解，需要當地政府、科學工作者、民眾等方面的充分合作。

我國海洋生態修復的研究發展還面臨較多的問題，筆者認為目前我國海洋生態修復研究的工作重點應包括以下幾個方面。

（1）選取典型示范區，系統地開展海洋生態修復理論、實踐、評估研究。

（2）總結國內外典型海洋生態系統的修復經驗，編制各典型海洋生態系統修復技術指南。

（3）從全國、全省或區域尺度制訂海洋生態修復戰略方案。

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