上海崇明東灘互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程

湯臣棟（上海市崇明東灘鳥類自然保護區管理處，上海 202183）

上海崇明東灘互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程

湯臣棟（上海市崇明東灘鳥類自然保護區管理處，上海 202183）

崇明東灘鳥類國家級自然保護區是遷徙水鳥的重要棲息地。近10余年來，保護區面臨著互花米草Spartina alterniflora的入侵、鳥類棲息地退化、土著植被萎縮等生態問題。通過實施崇明東灘互花米草控制和鳥類棲息地優化工程，新建了25 km長的圍堤從空間上阻斷了互花米草擴張途徑，并形成了“圍、割、淹、曬、種、調”的生態治理方針。工程在鳥類棲息地優化區內營造了鸻鷸類主棲息區、葦塘區、雁鴨類主棲息區、鶴類主棲息區和科研監測管理區，并總結出各生境類型的地形要素與群落要素配置特點與管理要求。工程還支持了潮間帶灘涂土著植物海三棱藨草Scirpus mariqueter的種群重建與復壯任務。最后，通過規范工程的后續管理和成效監測，為保護區的后期建設規劃和科學管理提供了實踐經驗。

崇明東灘；外來物種治理；棲息地優化；土著植物恢復；濕地管理

上海崇明東灘濕地是由長江徑流夾帶的巨量泥沙在江海的相互作用下沉積而成，目前仍以每年80～110 m的淤長速度向東海推進。它是長江口規模最大、發育最完善的河口型潮汐灘涂濕地（葛振鳴等， 2008）。崇明東灘同時也位于全球八大候鳥遷徙路線之一的“東亞—澳大利西亞”路線中段，是候鳥遷徙路線上的重要驛站。目前，崇明東灘濕地已記錄到的鳥類有17目50科288種。列入《中國瀕危動物紅皮書》的鳥類20種；列入中日、中澳政府間候鳥及其棲息地保護協定的鳥類分別為156種和54種，每年在崇明東灘過境中轉和越冬的水鳥總量逾百萬只（黃正一等， 1993； 謝一民等， 2004； 湯臣棟， 2012）。此外，崇明東灘還具有豐富的魚類、兩棲爬行類、無脊椎動物資源和以蘆葦Phragmites communis、藨草Scirpus trigueter、海三棱藨草Scirpus mariqueter群落為主的高生產量的植物資源（徐宏發等，2005）。特殊的地理位置和快速演化的生態系統特征使崇明東灘成為具有國際意義的重要生態敏感區。

上世紀70年代開始我國為了海岸帶保灘護堤的需要，從北美引入了互花米草Spartina alterniflora。隨后因其迅速的自然擴散，互花米草現已成為我國海岸帶生態系統最典型的入侵植物之一（關道明， 2012）?；セ撞莸纳鷳B競爭優勢顯著大于本土物種蘆葦和海三棱藨草，近10多年來侵占了大量海三棱藨草、蘆葦、漫灘的分布區，部分區域海三棱藨草甚至消失（Li et al， 2009）。因此如何盡快控制互花米草的擴張，改善入侵地生態系統質量，穩定鳥類棲息地和食物來源，是擺在崇明東灘濕地保護與管理單位面前最緊迫的問題。

國家林業局和上海市政府2012年12月批準啟動了“上海崇明東灘鳥類國家級自然保護區互花米草控制和鳥類棲息地優化工程”。該工程的三大主要任務：①互花米草的生態治理；②鳥類棲息地的優化；③土著植物種群的恢復。本生態工程針對崇明東灘濕地所面臨的生態威脅，開展有針對性的生態調控措施，為崇明東灘濕地后期開展建設規劃、生態化管理和可持續發展積累了較豐富的實踐經驗。

1 崇明東灘鳥類國家級自然保護區概況

崇明東灘鳥類國家級自然保護區是以遷徙鳥類及其棲息地為主要保護對象的濕地類型自然保護區，位于長江入海口，在中國第三大島崇明島的最東端（東經121°50′～122°05′，北緯31°25′～31°38′），由崇明東灘團結沙外灘、東旺沙外灘、北八效外灘及其相鄰的吳淞標高零米線外側3 000 m以內的河口水域四大部分組成，在海堤外呈半橢圓形分布。保護區區域面積241.55 km2， 約 占上海市濕地總面積的7.8%。其中核心區165.92 km2、緩沖區10.7 km2、試驗區64.93 km2（圖1）。

2 互花米草入侵的危害

1995年在崇明東灘濕地北部海三棱藨草群落和光灘發現呈小斑塊生長的互花米草群落。2000年互花米草群落主要以斑塊狀鑲嵌于東灘濕地北部東旺沙一帶的蘆葦和海三棱藨草群落中。至2011年，互花米草群落擴散至東灘濕地中部地帶，其中東旺沙和捕魚港區域的中、高潮灘大部分生境被其占據，面積已達1 487 hm2，并形成了較多大面積的單優勢群落（圖2）。在2000-2011年間，互花米草面積增加了近8倍，互花米草種群的擴散速度遠高于土著物種。

近10余年來，互花米草侵占了大量海三棱藨草群落的分布區，海三棱藨草群落不斷被排擠，有些區域甚至消失。由于海三棱藨草群落和漫灘是水鳥的傳統棲息地，海三棱藨草的球莖、幼苗、種子是雁鴨類、鶴類的主要食物。互花米草入侵不利于水鳥棲息。在美國舊金山海灣、英國河口濕地，相關報導也指出米草屬植物入侵影響了涉禽的覓食。互花米草還會堵塞潮溝，減少潮溝內魚類、底棲動物的物種多樣性。對于鳥類而言，潮溝也是其覓食地和休憩場所。互花米草的入侵還改變了潮溝的發育狀態和速度，嚴重影響到了潮溝生境中的各種生物以及以潮溝中生物為食的其它生物的生存狀態。

圖1 崇明東灘互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程

圖2 1990-2011崇明東灘濕地主要鹽沼植被分布格局時空動態

3 互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程

3.1 工程概況

該工程于2013年12月正式開工。項目實施范圍位于崇明東灘鳥類國家級自然保護區內。北面自北八滧水閘開始，南部大致接崇明東灘1998大堤中部，西以崇明東灘1998大堤為界，東邊界為2007年4月互花米草集中分布區外邊界以外約100 m 處。項目實施總面積24.19 km2，其中8.98 km2位于保護區核心區，5.33 km2位于緩沖區；9.88 km2位于實驗區。項目范圍內各分區和自然保護區功能區的關系見表1。工程主要內容包括互花米草生態治理、鳥類棲息地優化、土著植物種群恢復（圖3）。

表1 工程實施范圍及其與鳥類自然保護區各功能區的關系

圖3 崇明東灘互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程示意圖

3.1.1 互花米草生態治理 ①控制形式：新建25 km長的圍堤構成整個項目實施范圍的外邊界，從空間上阻斷互花米草繼續向外擴張；②清除、控制措施：近期以物理控制法為主，通過刈割、水淹、曬地清除互花米草；遠期以生物控制法為主，采用定植、調節鹽度與水位控制互花米草。

3.1.2 鳥類棲息地優化 ①鳥類棲息地分區：從有利于鳥類群落穩定，棲息地改造的可行性和工程成本等方面考慮，設置鸻鷸類主棲息區（A區）、葦塘區（B區）、雁鴨類主棲息區（C區）、鶴類主棲息區（D區）和科研監測管理區（E區）；②優化措施：通過在98大堤內開挖環形隨塘河，在項目實施范圍內補植蘆葦、海三棱藨草，設置粗放型生態魚塘等措施來優化鳥類棲息地。

3.1.3 土著植物種群恢復 ①本工程同時還支持了潮間帶灘涂土著植物海三棱藨草的種群重建與復壯任務?；謴偷攸c為東旺沙涵閘口外灘地，面積約為20 hm2；②實施措施：根據已試驗成功的移植模式進行大面積植被恢復。

3.2 互花米草生態治理工程與效果

國際上治理入侵植物一般采用物理方法（人工或機械刈割、掩埋、拔除植株、水淹、火燒）、化學方法（噴灑除草劑）、生物方法（施放植食性昆蟲），但清除效果不一。相關研究發現刈割、掩埋、淹水等單一方式可能無法有效控制入侵的互花米草。經過工程隊伍和科研人員的反復探索，形成了“圍、割、淹、曬、種、調”六字方針的綜合生態治理方案，即先圍剿，再割除，用水淹殘根，太陽暴曬，種上海三棱藨草、蘆葦等鄉土植物，調節水系鹽度，達到生態修復的目的。

淹水處理是對互花米草進行控制的關鍵，一般淹水時間需超過6個月，水深保持在40 cm以上。如刈割后沒有立即淹水或水位不能保持容易導致控制失敗。所以在淹水期間，工程部安排專人負責現場觀測，由于蒸發或隔堤滲水，水位降低時立即進行及時補水，以保持水位誤差不大于5 cm。目前，保護區形成了2000 hm2相對封閉、水位可調控管理的互花米草生態治理區（圖4），其滅除率達95%以上。

圖4 互花米草生態治理工程與效果圖

圖5 鳥類棲息地優化工程與效果圖

此外，工程區域有部分面積的互花米草無法進行淹水治理，主要有兩種情況。一種是分布在新建大堤外的海灘邊，另一種分布在淹水分隔堰外的漫灘區域。由于分布分散且都是小斑塊，使用“圍—割—淹”的滅草方式成本太高且效率低下，故使用藥劑滅除互花米草。

3.3 鳥類棲息地優化工程與效果

在互花米草生態治理的同時，開展了鳥類棲息地優化工程?？紤]該優化工程時，需要確定優先目標種類和類群并考察鳥類目前所利用生境的生態要素需求。而且，在生境營造工程實施后通過管理措施，確保其有益于其它種類。項目組通過研究后提出了6種主要的棲息地營建類型，即蘆葦帶、濱海草灘濕地、有生態小島的開闊水域、生態小島、漫灘、灌叢/林地（表2）。目前，保護區形成了2000hm2相對封閉、水位可調控管理的鳥類棲息地優化區。在優化區域內建成了長達萬余米、相互連通的骨干水系，營造了總面積近18萬m2的生境島嶼，為遷徙過境的鸻鷸類和越冬的雁鴨類提供了良好的棲息環境。成功控制了項目實施區域內的互花米草生長和擴張，優化區內自然生境明顯改善，鳥類種群數量顯著增加。據調查，優化區內水鳥已達38種，成為部分夏候鳥繁殖的筑巢場地，還吸引到大量越冬雁鴨類在此棲息，水鳥棲息地的效果已經初步顯現（圖5）。表2總結了每種生境類型地形要素與群落要素的配置特點與管理要求。

3.4 土著植物種群恢復工程與效果

海三棱藨草作為中國的特有屬種，主要分布于江蘇、上海和浙江等省市的海岸帶區域。海三棱藨草是整個長江口濱海濕地的重要建群種，是濕地水鳥最重要的棲息地和覓食地。然而，互花米草的引入和快速蔓延對海三棱藨草生境造成極大的威脅，其分布面積急劇減少（Chen et al， 2004； Li et al，2009）。憑借互花米草生態治理工程的開展，對崇明東灘濕地互花米草進行了圈圍處理，阻斷了互花米草進一步擴散的途徑。工程區域以外由于泥沙不斷淤積，形成了大面積的新生濕地，為海三棱藨草種群的恢復提供了良好條件。

表2 棲息地營建的優先種類/類群

海三棱藨草在自然狀態下一般通過地下根莖的營養繁殖策略形成密集植株種群，相對于種子種植策略和實生苗種植策略，球莖種植策略更能抵抗潮汐沖刷和泥沙沉積的干擾，將帶土的海三棱藨草球莖微系統作為人工植被恢復的種植材料時，多數球莖經過接近一個月的短暫適應期后能實現定居并開始出苗，再通過營養分蘗和地下根莖發育形成斑塊。因此，在崇明東灘濕地采用帶土球莖的海三棱藨草恢復方法較為可行（Hu et al，2015）。目前，保護區東旺沙潮間帶區域形成了約15 hm2的海三棱藨草恢復區，植被群落重建和復壯的效果比較明顯（圖6）。

圖6 海三棱藨草種群恢復工程與效果

4 工程后續管理和成效監測

4.1 水文管理

水文管理是鳥類棲息地管理的一個關鍵節點。涵閘納潮可以保障灌漿納苗，并減輕水體停滯現象。適時的降低水位可以促進蘆葦帶凋落物的氧化分解，并為需要不同覓食水深的鳥類提供無脊椎動物食物資源。各管理單元的水文管理節律可歸納為：①1-3月水位要滿足越冬水禽需求，保持最高水位（50 cm）；②4-7月下旬使水位通過自然蒸發等途徑緩慢下降，最低到20 cm（滿足雀形目、須浮鷗等繁殖鳥類需求）；③8-10月保持20 cm的水位（滿足遷徙涉禽需求）；④11月，提高水位至50 cm（滿足越冬水禽需求）。

4.2 外圍互花米草防控

互花米草二次入侵對于工程區內鳥類棲息地是一個很大的威脅。新建防浪堤具有良好的通行條件，保護區工作人員能夠方便地監測互花米草二次入侵狀況并及時實施控制措施。實踐證明，在崇明東灘通過使用除草劑滅殺小斑塊互花米草是可行的，因此建議在工程區范圍內實施互花米草監測。發現小斑塊互花米草可通過噴灑除草劑加以控制，以防止其進一步擴散，最后逐步加以根除。

4.3 成效監測

該工程是我國第一個以治理互花米草和優化鳥類棲息地為目的的建設項目。對工程效果的持續監測能夠獲得重要的鳥類和環境數據，并對于在環境條件發生變化時及時改進管理計劃起著至關重要作用。推薦監測指標：鳥類棲息地優化區內是否有互花米草二次入侵情況；潮間帶灘涂上互花米草是否擴散；越冬水鳥種群數量是否上升并更加穩定；鸻鷸類是否利用優化后的棲息地，是否有取食行為；蘆葦帶中是否有穩定的震旦鴉雀種群；是否吸引黑嘴鷗在優化區進行繁殖；是否吸引須浮鷗在優化區進行繁殖；稻田棲息地是否吸引越冬鳥類進入覓食；生態小島是否為鷺類提供繁殖/棲息的場所；公眾的自然體驗是否得到加強（通過問卷調查）。

致謝：感謝上海崇明東灘鳥類國家級自然保護區管理處的所有工作人員以及崇明東灘鳥類國家級自然保護區互花米草生態控制與鳥類棲息地優化工程項目組所有成員。

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Ecological Control of Spartina alterniflora and Improvement of Birds Habitats in Chongming Dongtan Wetland， Shanghai

TANG Chen-Dong （Chongming Dongtan National Nature Reserve， Shanghai 202183）

Chongming Dongtan National Nature Reserve （a Ramsar wetland） servers as an important habitat for the international migrants and resident birds. However， the reserve was confronted with the ecological risks of invasion by Spartina alterniflora， degradation of bird habitats and shrinking of native vegetation. By implementing the project of ecological control of Spartina alterniflora and improvement of birds habitats， a 25-kilometre-long dike has been built in order to cut off the route of expansion of S. alterniflora， and the controlling strategy of “enclosure，cutting， inundation， solarization， cultivation， adjusting” was conducted successfully. After the eradication of S. alterniflora， shorebirds habitats，reed beds， waterfowl habitats， cranes habitats and monitoring zone were constructed for improvement of bird habitats， and the configuration characteristics and management requirements of each habitat type were summarized. At the same time， the project also supported re-vegetation practices of native Scirpus mariqueter at the intertidal flats. Standardized follow-up management activities and monitoring of effectiveness of the project will， provide practical experiences for developmental planning and scientific management of the Chongming Dongtan National Nature Reserve.

Chongming Dongtan； Control of alien species； Habitat regulation； Restoration of native species； Wetland management

10.3969/j.issn.1673-3290.2016.03.01

2016-07-07

上海市科學技術委員會（14DZ1206000）資助；上海市綠化市容局項目資助

湯臣棟 （1977-）， 男， 主要從事濕地保護區管理和生物多樣性恢復方面的工作。E-mail：tangchen dong@dongtan.cn