上海临港新城滨海湿地生态系统修复示范设计

摘要深入开展临港新城滨海湿地资源的可持续利用，旨在通过建立滨海湿地修复的“生态补偿”示范区，实践湿地修复营造关键技术，为上海滨海湿地可持续发展提供技术支撑和理论依据。

关键词滨海湿地；生态修复；示范工程

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07893-05

基金项目上海市科委海洋科技专项项目（10DZ1211000）。

作者简介倪华明（1978- ），男，上海人，讲师，硕士，从事城市规划研究、城市绿地环境规划与设计、城市温热环境缓和研究。

收稿日期20140702滨海湿地是上海市得天独厚的后备水地资源，也是调节气候、净化水体、消浪护堤、抗击风暴潮的一道天然屏障。同时，滨海湿地也是鸟类和水生生物的重要栖息地，是城市环境不可或缺的“生态屏障”。

由于人口增加和经济发展的需要，湿地资源的减少和系统受损仍是全球性的普遍现象，因此，对受损湿地进行科学修复和重建是目前湿地生态学研究的热点之一[1]。目前许多生态学原理可以用来指导湿地生态系统的修复，但就湿地修复的实践来看，大多数修复项目尚未实现预期的目标[2-3]，这一方面是因为恢复生态学本身还不成熟，另一方面是因为缺乏可借鉴的长期研究和对重大科学问题的阐明。

近年来，针对长江河口滨海湿地开始了一系列的系统研究，一些成果已引起了国际学术界的关注[4]。在此基础上，在气候变化和高强度人类活动双重胁迫下，南汇临港新城滨海湿地生态系统面临一系列重大的挑战。迫切需要通过对临港新城滨海湿地本底资源调查，提出湿地修复重建的技术方案，构建修复和重建的技术支撑体系，为南汇东滩滨海湿地可持续发展提供技术支撑和理论依据。因此，该项目拟以上海市南汇东滩重大工程建设为契机，研究临港新城滨海湿地营造关键技术研究，对上海市滩涂资源的合理开发和科学保护具有十分重要的示范意义。

1研究示范区域

1.1背景概况项目拟以上海市南汇东滩重大工程建设为契机，建成50 000 m2集零碳排放、自然保育、生态旅游、资源可持续发展为一体的典型滨海湿地营造示范区，以满足临港新城的低碳、可持续发展要求。

1.2选定示范区域上海临港新城位于长江口外东岸，杭州湾北岸最东端的南汇区海滨，距上海市中心约75 km。南离洋山深水港32 km，北距浦东国际机场25 km。湿地修复工程拟选址于滴水湖东南方向，南汇嘴观海公园附近。

示范区地理位置示意该区域尚处于自然状态，人为干扰影响较小。湿地植被未被破坏，存在自然水系，吸引了大量的鸟类在此栖息。研究区域东侧紧邻围垦大堤，南侧为一条通往滴水湖的道路，交通非常便利，为建立湿地示范工程提供了很好的基础條件。

周边的自然生境与之较为相似——大堤以内以自然状态的芦苇湿地为主，抛荒水塘散布其中。上述条件使得示范区的建设能够最大限度地利用已有的自然环境条件，充分利用当地已有的动植物资源，周边自然水域（、3）。临港新城湿地示范工程旨在发挥教育和休闲的作用，展示湿地的类型和功能；其类型和服务功能与周边景观形成错位。

周边湿地（养殖塘）周边湿地（草甸湿地）1.3本底概况

1.3.1气候条件。地处副热带季风气候区，风向季节性变化十分明显。多年平均常风向夏季为东南风，冬季盛行偏北风。其中东南风历时较长，强度较低；东北风历时虽短，但风的强度较大[5]。

1.3.2土壤状况。南汇东滩为淤涨型潮滩，虽然随动力、泥沙条件的各种周期变化出现周期性的冲淤变化，但其总体趋势是不断向海淤涨伸展，这为上海提供了大量的土地资源。目前，南汇边滩0 m 线以上的潮滩面积约有138 km2，-5～0 m 线的水下滩达516 km2，是可开发的土地资源[6]。

临港新城规划地区中的新围区的土壤类型为滨海盐土，土壤有机质、有效磷含量相对较低，土壤含盐量相对较高，呈微碱性反应，土壤结构较差。由海边向内陆，随着成陆时间的变长，土壤逐渐脱盐，人工熟化程度逐渐加深，有机质含量也逐渐增加。规划区西北部的万祥镇和泥城镇、书院镇部分地区受长期耕种、施肥、灌溉和自然条件的综合影响，土壤发育较好，土层深厚，土壤比较肥沃，成为适宜种植粮棉油瓜果、蔬菜等作物的高产土壤[7]。

1.3.3水资源。按地表水环境质量标准（GB383822002），长江口南汇东滩的水质基本上属于Ⅱ类水[8]。盐水入侵频率应该相对较高。河口低盐水（盐度0.15‰～5‰）乃至河口中盐水（盐度5‰～18‰）出现机会较多。而南汇东滩机场码头站位表、中、底层淡水出现的机率较高。东滩洪水季节淡水充足，枯季也有一定的淡水资源，而且水质优良。如果建立大型边滩水库，对淡水加以利用，可以形成新水源地[9]。

1.3.4植被。为相对稳定的芦苇区域、杂草区域。植被以芦苇（Phragmites australis）和互花米草（Spartina alterniflora）为主，少有海三棱藨草（Scirpus mariqueter）等植被分布[10]。芦苇（Phragmites communis）作为典型的湿地植被，是南汇边滩的一个重要组成部分，也是影响到南汇边滩迁徙水鸟和生态环境变化的重要因子，具有重要的生态价值和经济价值，同时也是重要的景观植被。大面积的芦苇丛是开发区内重要的教育和旅游资源[11]。

港城规划区内植被分布概况1.3.5动植物资源。临港新城规划区濒江临海，具有典型海岸带地域系统特点。滩涂资源丰富，水网交错，湿地面积较大，生物多样性相对较高。沿海滩涂湿地和纵横交错的河流湖塘湿地，形成了多样的水生植被群落，也为野生动物的栖息、繁衍提供了有利的生态环境[12]。

规划区的自然植被，堤外由互花米草、藨草和海三菱藨草群落为主；堤内主要为芦苇、芦竹和野菰群落；鱼塘堤坝上散落有盐地碱蓬群落；沿老海堤则以水杉防护林群落，各种谷类、瓜果类的农业作物群落居多；在处于老围区的东海农场一带建设有滨海森林公园、滨海高尔夫球场、鲜花港，形成了特有的森林群落、草地群落和花卉群落等人工植被[13]。

2示范区规划设计

2.1规划设计原则及目标定位湿地示范工程结合长江口以上海为代表性的海纳百川文化内涵，着重突出临港新城围垦造陆的环境特征及长江口重要湿地类型，结合湿地生态学理论，因地制宜，建设生态展示性区域，通过补充周边湿地已具备自然保育功能和娱乐功能之间的过渡环节，展现各种湿地类型和功能——零碳排放、气候调节、自然保育、生态旅游、资源可持续发展等，为公众提供环境教育、休闲体验、文化熏陶的理想场所，结合生态城市建设，形成上海湿地示范工程建设中的新亮点：①各类典型湿地功能和价值的展示和教育；②上海滩涂湿地景观变迁的体验；③增加土地景观价值，提升城市的文化品位；④湿地资源的可持续利用；⑤科研价值。

2.2功能分区的设置通过对南汇东滩临港新城滨海湿地本底资源调查（包括湿地植被、土壤、水体、鸟类等），系统了解临港新城滨海湿地生态系统结构和功能现状及滨海湿地修复的可行性。研究在临港新城围垦区内建立了湿地修复示范区。以“动态保育模式”为营造设计核心，在示范区内营建了湿地植被恢复与营造区、生态养殖区、水生植被人工修复浮岛、教育展示区等功能区。

2.2.1湿地植被恢复与营造区（A区域）。湿地生态系统退化是目前全球生态灾难之一，而如何修复受损湿地也成为世界性难题。上海作为沿海重要城市之一，大规模的围垦和开发造成湿地大量退化、丧失，鸟类栖息地减少以及生物多样性下降[14-15]。为此，湿地生态系统恢复与营造作为示范工程主要功能区之一，旨在修复受损的滨海湿地生态系统，吸引相关湿地物种。近几年，由于芦苇大面积刈割及互花米草的入侵，滨海湿地芦苇滩涂受到严重影响。破碎化的芦苇带使得相关湿地物种生存受到威胁。因此，该区域的设计主要由开阔的大面积水体配以呈包围状分布的芦苇构成，为震旦鸦雀、苇莺类等芦苇带繁殖鸟和越冬雁鸭类提供良好的觅食、筑巢与栖息的场所。

2.2.2生态养殖区（B区域）。长江口沿岸大规模促淤围垦工程使得鸟类栖息地严重破碎化，为缓解这一矛盾，上海市对围垦后的土地利用管理模式进行一系列的探索研究，包括营造人工滩涂、水产养殖塘以及湿地公园。现有研究表明，围垦后所建的水产养殖塘一定程度上为水鸟提供了可选栖息地[16]。因此，该区域选取示范区内地势最低的区域，水位较深，主要用于水产、家禽养殖。区别于一般水产养殖塘，示范工程生态养殖区坚持低密度养殖，不投入人工饲料或尽可能少投料的形式，旨在保护湿地生物多样和区域的水体质量。

示范区修复前示意示范工程修复后景观格局示意示范区内生态养殖区域与浮桥42卷23期倪华明等上海临港新城滨海湿地生态系统修复示范设计2.2.3湿地水生植物修复实验区（C区域）。滨海盐沼湿地是一类位于陆地和海洋交汇处，具有调蓄洪水、降解污染物、贮存碳等功能的重要生态系统，同时也是受人类活动影响最大的生态系统之一[17]。如何有效地保护这一重要生境类型，修复已经退化的湿地已十分紧迫。另一方面，盐沼湿地环境胁迫较强，植物物种多样性较低，且功能群的分化不明显，是研究多样性-生态系统功能的理想系统。尽管已有少数几项研究涉及多样性在盐沼湿地生态系统修复中的作用，但对于多样性-生态系统功能关系的影响因素及其沿环境梯度的变化仍缺乏足够了解，因此在示范工程内设置了湿地水生植物修复实验区域，人工放置水生植物浮岛，通过对浮岛植物的生长进行跟踪监测与人工干预，寻求最佳的湿地植物修复配置方案，同时为建立起适宜的生态要素配置方案和高效的湿地生态修复技术体系提供实验依据。

2.2.4宣教与展示区（D区域）。鸟类是目前存在于自然界中较容易为人类所接近的一类野生动物。鸟类的形态丰富多彩，活泼好动。通过参与观鸟活动，人们可以进一步亲近自然，放松身心；从观鸟开始，培养自然环保的生态理念。本区域的设计位于示范区的东侧和北侧，主要是通过搭建观鸟平台，方便民众参与观鸟活动，陶冶情操。同时沿着边岸树立一系列宣教指示牌，用于传播鸟类学和生态环保的知识，达到科普宣传的作用。

2.3示范区植物的配置原则示范工程区及周边状态：保留了原有滨海滩涂湿地原貌，主要以芦苇群落为主体，间或分布少量的本地常见盐碱植物，如碱菀等，部分水域中的金鱼藻。在整个规划中最大化保留当地野生植物，尽可能保持本地的水文状况，力争将各项成本降到最低，做到低碳可持续发展。

2.4示范区主要植物物种的选择及功能

2.4.1水生植物种类。

（1）金鱼藻。

特性：悬浮于水中的多年水生草本植物，植物体从种子发芽到成熟均没有根。叶轮生，边缘有散生的刺状细齿；茎平滑而细长，可达60 cm左右，可做猪、鱼及家禽饲料。花期6～7月，果期8～10月。在pH 7.1～9.2，盐度≤4.0的水中均可正常生长。示范区水生植物修复实验浮岛功能：是水生生态链中最重要的一环，金鱼藻是喜氮植物，具有净化水质、抑制蓝藻生长、固定二氧化碳等功能，也能作为候鸟与生态养殖区鱼类等的重要食物来源。

（2）芦苇。特性：本地区湿地典型植物，为多年水生或湿生禾草，植株高大，地下有发达的匍匐根状茎。茎秆直立，秆高1～3 m，节下常生白粉。叶片长线形或长披针形，排列成两行，叶长15～45 cm。

功能：芦苇为滨海湿地生态系统最重要的组成成分，是滨海湿地生态系统修复工程的关键。其植株本身具有重要的生态价值和经济价值，同时也是重要的景观植被，为震旦鸦雀、苇莺类等芦苇带繁殖鸟和越冬雁鸭类提供良好的觅食、筑巢与栖息的场所。

（3）藨草及海三棱藨草。特征：是滨海湿地潮间带的典型植物，为多年生挺水草本，具有地下根状茎和球茎，三棱形。复穗状花序从叶丛中伸出，小花序扁平。喜温暖、湿润和半阴环境；耐寒，喜水湿，怕干旱，耐阴。生长适温 13～19 ℃，冬季温度不低于7 ℃，其地下部可耐-15 ℃低温。根系发达，对重金属等污染物具有一定的吸附能力，是近年来兴起的人工湿地的重要植物材料。海三棱藨草更是中国特有盐沼植物，也是长江口淤涨型潮滩的典型盐沼先锋植物。

功能：有很强的固碳与储碳能力，是修复湿地生态系统，重建碳循环的重要植物。其发达的根状茎和球茎也是湿地越冬水鸟的重要食物[18]。

2.4.2盐生植物种类。

（1）碱蓬。

特征：一年生草本植物，株高20～60 cm。茎直立，有红色条纹，多级分枝，枝细长，斜伸或开展。叶线形，对生，长1.5～5 cm。7～8月为花期，9～10月为结实期，11月初种子完全成熟。性喜盐湿，成熟时植株火红，极具观赏价值。

（2）碱菀。

特征：一年生或二年生中生盐生草本。叶互生，长圆形或线形；头状花序异性，放射状，于枝顶作伞房花序式排列。强盐碱土和碱土的指示植物，土壤pH一般在8.0～9.5。多生长在低位盐碱斑、盐碱湿地和碱湖边。数量不多，常散生或群生。

功能：耐盐草本，与芦苇等湿地植物混生，有利于提升景观异质性。种植于示范区的教育展示区边缘，隔离水体，增加景观观赏性及安全性[19]。

3考察分析

3.1效益分析湿地效益和价值的评价是湿地保护和合理利用的基础。湿地的功能虽是多方面的，但因其类型、所处的自然地理与社会经济条件的不同而具有明显的效益和价值差异。若不同的利用者仅根据自己利益的需要而决定湿地资源的开发利用方式，则往往会忽视甚至破坏湿地效益的发挥。因此，科学、全面地评价湿地所具有的功能和效益，不仅可以促进湿地调查，为湿地及其资源的监测和研究提供可资比较和广泛利用的数据资料，有利于提高湿地研究、监测与保护利用水平，而且还能给湿地规划和开发提供可靠的科学依据，确保湿地资源的持续利用。可计算的湿地效益评估主要涵盖3方面：生态效益评估、经济效益评估以及社会效益评估[20-22]。

（1）生态效益评估（BE）。生态效益的测算是受多种因素影响的复杂过程，各国有多种测算方式和公式。现按建设部五大城市联合课题――“绿化效益测定”成果的公式，对建成后的湿地示范工程的生态效益初步测算如下： 经初步测算，离岸港新城湿地示范工程按规划实施，仅可计算的生态效益一项合计每年可达134.06万元。

（2）湿地经济效益评估（Be）。该项工程采用市场价值法估算湿地示范工程芦苇等植被的经济效益。湿地示范工程的经济效益来源于收获芦苇等植被的效益。芦苇产量平均5 t/hm2，收割费用约为123.50元/t，市场价格700元/t，估算得到收获芦苇的效益为5 765元/a。

示范区生态养殖的年收益大约10万元/a。

本示范区湿地可计算的经济效益每年约为10.6万元。

（3）湿地示范工程社会效益评估（Bs）。湿地示范工程社会效益涵盖两个方面：一是科研价值；二是休闲娱乐价值。科研功能价值Bs1：采用中国生态系统单位面积科研价值382元/（hm2·a）来估算，该湿地示范工程的科研价值为764元/a。休闲娱乐价值Bs2：该项工程设计是在营造典型滨海湿地的基础上，在湿地内部及周边布置生态浮岛、浮桥、指示牌等，构建美丽的城郊湿地示范工程。

为了更好地服务社会，服务市民，该湿地示范工程未来将向市民开放，为广大市民提供一个良好的环境教育、休闲体验、文化熏陶的理想场所。此效益的分析方法采用中国湿地生态系统单位面积的文化价值4 910.9元/（hm2·a），与湿地面积相乘得到其价值为9 821.8元/a。示范区可计算的社会效益Bs=10 585.8元/a。

综上所述，临港新城湿地示范工程产生的可计算的效益值预测为每年145.72万元。

3.2后续管理景观的保持和管理主要涉及植被维护及人类活动所产生的负面影响，由于植被有荣枯和死亡等生长过程，需要定期养护和更换。该示范工程周围是处于退化状态的滩涂湿地，建议通过专门的管护人员来维护植被、设施和清除垃圾污染；尽量利用原有的植被，并建立缓冲区以使该示范区和周围湿地自然衔接。

4总结与展望

4.1总结本课题在临港新城相关修复工程基础上建立了面积超50 000 m2的临港新城湿地修复示范区。修复工程采纳了相关研究成果，以“动态保育模式”为基础，营建了水鸟栖息地、生态养殖区、水生植被人工修复浮岛等功能区。在整个项目进行过程中，跟踪监测了各项生态指标，在修复工程后对工程的生态效益进行了评价，为湿地水生植被修复提供了最佳植物配置方案，并就示范区的维护与可持续利用提出了建议。

修复工程后，临港新城湿地示范工程产生的可计算的效益值约为每年145.72万元。示范区内鸻形目与雁形目水鸟的种类与数量明显升高。示范工程达到预期效果，并为临港新城地区在更宏观的尺度上，实行基于“动态保育”模式湿地修复与生物多样性保育提供了实践案例。

4.2展望临港新城区域目前建成的修复示范区为这一模式在宏观尺度上的实践提供了案例参考。研究发现，多功能导向的湿地公园是这一模式较好的实践承载者。目前临港滨海湿地围垦区中，以滴水湖为中心、周边水系水域及芦苇植被带共同构成的生态核心源地是该区域生态系统的核心功能区，发挥着水源涵养、生物多样性维持、湿地生产力、生物廊道等重要功能。建议以这一区域为核心，建立湿地公园，通过进一步的研究与实践，修复湿地植被，维护与贯通水系水体，将破碎化的栖息地相互连接，重建滩涂湿地生态环境，恢复湿地生态服务功能。

临港新城即将面临新一轮的围垦，后续相关研究应当关注如何在围垦工程过程中，将“动态保育”模式应用于实践，实现滩涂空间的合理置换，实现临港新城土地资源的可持续开发利用。

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