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正和生態(tài)：近岸海域治理的生態(tài)工法實(shí)踐

2022/10/13 4097

01 引言

生態(tài)工法是遵從基于自然的解決方案（Nature-based Solutions,，簡(jiǎn)稱NbS）,，基于對(duì)物種保育、生物多樣性保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展而提出的一種新的工程技術(shù),。它結(jié)合水利工程與生態(tài)學(xué)特性需求,，采用活植物結(jié)合人工措施創(chuàng)造臨時(shí)結(jié)構(gòu)，利用植物根系和土壤固持作用創(chuàng)造永久結(jié)構(gòu),，通過(guò)植物緩沖截流能力對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定加固,、提升抗沖流速。豐富的濱水植物不僅幫助水質(zhì)凈化提升,，也同時(shí)營(yíng)造了生物棲息環(huán)境,。因此，生態(tài)工法也被稱為有生命的結(jié)構(gòu),，是基于自然的工程解決方案(Nature-based Engineering Solutions, NbES),。

生態(tài)工法的實(shí)踐應(yīng)用

在項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用生態(tài)工法,，可以產(chǎn)生相當(dāng)大的生態(tài)效益。其在滿足傳統(tǒng)水利防洪排澇功能的同時(shí),，也能增加棲息地和物種多樣性，通過(guò)人工設(shè)計(jì)和自然演替形成完整,、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)并發(fā)揮其自然生長(zhǎng)能力,，提高修復(fù)區(qū)域?qū)ν饨绛h(huán)境變化的適應(yīng)力,，植被建設(shè)也能起到改善水質(zhì),、防止水土流失等作用。從人文與社會(huì)價(jià)值來(lái)考慮,，生態(tài)工法因地制宜,，就地取材，降低了生態(tài)修復(fù)成本,、便于后期維護(hù),，由于不使用鋼筋混凝土,，在施工過(guò)程中減少了碳排放,，呈現(xiàn)出低碳的特點(diǎn),；建設(shè)的生態(tài)濕地則兼具景觀,、文旅,、教育,、科研等綜合價(jià)值，并可為藍(lán)色碳匯提供經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。

本文將簡(jiǎn)要介紹正和生態(tài)在海岸線治理領(lǐng)域進(jìn)行的生態(tài)工法創(chuàng)新與實(shí)踐,。

02 海岸線近岸海域治理與生態(tài)工法

2016年11月1日,，中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第二十九次會(huì)議審議通過(guò)了《海岸線保護(hù)與利用管理辦法》，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了海岸線保護(hù)在國(guó)家戰(zhàn)略,、綠色發(fā)展,、人民福祉等多個(gè)方面的價(jià)值，也對(duì)我國(guó)海岸線保護(hù)與利用事業(yè)提出了更高,、更緊迫的要求,。

海岸線作為海洋與陸地交界的過(guò)渡帶，是自然生態(tài)空間的重要組成部分,。隨著我國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,，海岸線和近岸海域的開發(fā)強(qiáng)度不斷加大,。導(dǎo)致海灣與濱海濕地面積減少、海洋生物棲息地大量消失,，海岸生態(tài)功能明顯退化,，嚴(yán)重威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)安全；另一方面,，粗放的海岸線利用方式如圍海養(yǎng)殖,、防潮堤壩、填海造地工程等,，使得可開發(fā)利用岸線急劇減少,，行業(yè)之間岸線利用矛盾凸顯，極大影響了沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,。在保護(hù)生態(tài)安全,、堅(jiān)持科學(xué)整治、優(yōu)化岸線配置,、拓展親水空間的理念指導(dǎo)下,，低成本,、低維護(hù),、高生態(tài)效益的生態(tài)措施成為了優(yōu)選,。

多年來(lái)，正和生態(tài)致力于NbS理念和生態(tài)工法技術(shù)的本土化探索實(shí)踐,，在借鑒歐洲生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系的同時(shí),，形成了從場(chǎng)地識(shí)別-水文模擬-目標(biāo)物種-設(shè)計(jì)-復(fù)核-施工的模塊化設(shè)計(jì)施工流程,，不斷探索適合我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求的新方法,、新技術(shù),。針對(duì)我國(guó)沿海城市海堤硬質(zhì)化，海岸帶生態(tài)功能缺失的普遍問(wèn)題,，正和生態(tài)攜手自然資源部第三海洋研究所和自然資源部海島中心共同組建海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，研發(fā)硬質(zhì)海堤生態(tài)化改造技術(shù),，三重復(fù)合生態(tài)海堤構(gòu)建技術(shù),，珊瑚礁移培、沙灘修復(fù),、紅樹林修復(fù)等近岸海域生態(tài)綜合治理技術(shù)產(chǎn)品，并已在廣州南沙,、莆田,、東莞、深圳,、東方等市進(jìn)行應(yīng)用和中試，未來(lái)將向我國(guó)沿海城市普遍推廣,。

其中，最新研發(fā)的基于NbS理念的生態(tài)工法模塊培移技術(shù),，可解決強(qiáng)動(dòng)力海岸植被成活率低,、外海施工成本高效率低的問(wèn)題，為硬質(zhì)海堤生態(tài)改造提供了新的解決方案,。

基于NbS理念的生態(tài)工法模塊培移技術(shù)

03 生態(tài)工法在海岸線近岸海域治理中的實(shí)踐：莆田市媽祖城藍(lán)色海灣項(xiàng)目

項(xiàng)目背景

莆田市位于福建省東中部沿海，海岸線蜿蜒曲折,，擁有岸線長(zhǎng)度443km,，占福建省岸線總長(zhǎng)的9.72%。然而，隨著臨港產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，加速了對(duì)海岸帶的開發(fā)利用強(qiáng)度,，海岸帶資源承載力日趨增大，各種矛盾逐漸凸顯,。為此，莆田市將近岸海域污染防治工作列入《莆田市“十四五”生態(tài)文明建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃》《莆田市“十四五”海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》等專項(xiàng)規(guī)劃進(jìn)行重點(diǎn)推進(jìn),，明確海洋環(huán)境保護(hù)主要措施,、分階段目標(biāo)和重點(diǎn)治理工程,，莆田藍(lán)色海灣項(xiàng)目即位列其中,。

現(xiàn)狀調(diào)研

通過(guò)基礎(chǔ)資料和上位規(guī)劃研讀，項(xiàng)目組總結(jié)了項(xiàng)目功能定位,、自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,；在細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)踏勘中,，掌握項(xiàng)目土地利用、生物群落現(xiàn)狀,、上游來(lái)水和地上物等基礎(chǔ)信息,。修復(fù)前的海岸帶結(jié)構(gòu)較為單一,，傳統(tǒng)海堤建設(shè)中斷了陸海過(guò)渡帶的生物廊道和生態(tài)緩沖帶；自然生境破壞較為嚴(yán)重,，生物多樣性缺失,，生態(tài)景觀效果不佳,；面源污染直流入海、岸線垃圾堆放,、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染等問(wèn)題影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,，缺失的岸邊帶植被也難以起到凈化緩沖的效果。

方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,，針對(duì)場(chǎng)地現(xiàn)狀和建設(shè)目標(biāo),，正和生態(tài)根據(jù)一林（沿海防護(hù)林）,、一堤（生態(tài)海堤防線）、三灘（女兒灣岸灘,、媽祖閣岸灘,、媽祖城岸灘）兩濕地（淡水濕地、咸水濕地）的建設(shè)格局,，設(shè)計(jì)出以生態(tài)工法促生態(tài)修復(fù),、海堤生態(tài)化改造的方案，并為多個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了針對(duì)性的生境營(yíng)造方案,。以下將以紫玉湖濕地生境系統(tǒng)營(yíng)造為例,，介紹生態(tài)工法的應(yīng)用。

（1）水文條件分析

紫玉湖濕地為受潮汐影響的潟湖,，水力沖刷較強(qiáng),，水位波動(dòng)頻繁，且含鹽度高,，需要進(jìn)行針對(duì)性處理,。同時(shí)場(chǎng)地位于咸淡水交匯區(qū)，進(jìn)行系統(tǒng)性的生境營(yíng)造將提供更高生態(tài)效益,。案例中，通過(guò)水動(dòng)力建模,，針對(duì)不同區(qū)域的水流速,、剪應(yīng)力、坡度,、生境應(yīng)用與之相適應(yīng)的生態(tài)工法,。

（2）生態(tài)棲息地設(shè)計(jì)

項(xiàng)目組通過(guò)分析紫玉湖現(xiàn)有動(dòng)植物種類及其棲息地特性，擬建新的生境系統(tǒng),，結(jié)合地貌梳理,，營(yíng)造棲息地平面分布和深槽淺灘的豎向生境，以綜合維度衡量地貌屬性,。

根據(jù)動(dòng)物棲息環(huán)境要求,，結(jié)合本土植被情況，進(jìn)行生境系統(tǒng)營(yíng)造設(shè)計(jì),，為底棲類,、兩棲類、長(zhǎng)腳類,、游禽類動(dòng)物分別規(guī)劃出適宜的棲息區(qū)域,，并根據(jù)其產(chǎn)卵、覓食,、筑巢,、遮蔽等需求,，以及地形地貌、水流流速等設(shè)計(jì)地表植被和具體的工法,。

（3）生態(tài)工法選用

根據(jù)場(chǎng)地條件和生境建設(shè)的需求,，在紫玉湖濕地建設(shè)過(guò)程中，主要應(yīng)用了拋石種植,、網(wǎng)格扦插,、土工草甸、水生植物卷,、灌木墊扦插五種工法,，具體應(yīng)用范圍如圖所示。

其中,，拋石種植適用于坡度較陡的輕度侵蝕迎水面,，由植物扦插和拋石兩部分構(gòu)成。在拋石護(hù)岸中鋪放交錯(cuò)的平砌石塊,，將經(jīng)處理過(guò)的植物枝條插入拋石之間的縫隙中,，隨著植物的生長(zhǎng)，植物與木樁網(wǎng)格連接為一體,，穩(wěn)定性將逐年增加,，有效防止水流、風(fēng)浪的侵蝕,；水生植物卷則體現(xiàn)出就地取材的特點(diǎn),，利用植物根團(tuán)和建筑廢料捆綁成卷狀結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造動(dòng)植物生境,。

建設(shè)前,、建設(shè)中

建成后

活柴捆護(hù)岸以可降解的植物材料編織成網(wǎng)狀固定，種植活的植物根團(tuán),，植草穿過(guò)網(wǎng)墊生長(zhǎng),，使得柴捆、植物,、網(wǎng)墊,、根系與土壤合為一體，形成牢固的坡面,，可有效防止地表徑流沖刷或水流沖刷破壞,。

建設(shè)前、建設(shè)中

建設(shè)后

而網(wǎng)格扦插,、扦插灌木墊護(hù)岸則是結(jié)合景觀設(shè)計(jì)與坡度,、生境的需求，能在更為苛刻的條件下為植物保水,、保熵,，增加迎水坡粗糙度,，水位波動(dòng)帶來(lái)的本地植物種子在此被攔截，實(shí)現(xiàn)了讓大自然做功,，自然生長(zhǎng),，為動(dòng)物提供適宜的棲息空間。

建設(shè)中

建設(shè)后

（4）項(xiàng)目維護(hù)

通過(guò)監(jiān)測(cè)掌握藍(lán)色海灣生態(tài)工法植被演替規(guī)律,，項(xiàng)目組在建設(shè)同時(shí),，也在同步進(jìn)行工法穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、入侵物種干預(yù)和生物量檢測(cè),，通過(guò)動(dòng)態(tài)的植物演替構(gòu)建和諧,、穩(wěn)固的有機(jī)生態(tài)岸線。

為精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)海岸帶的各項(xiàng)綜合指標(biāo),，有效控制沿海環(huán)境污染,，衡量我國(guó)藍(lán)色海灣整治行動(dòng)工程及其他濱海生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目整治修復(fù)效果，在藍(lán)色海灣項(xiàng)目中,，還搭建了莆田藍(lán)色海灣（北岸）生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái),，包括：海洋環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、海洋數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng),、海洋生態(tài)修復(fù)效果評(píng)估系統(tǒng)以及相應(yīng)的配套硬件設(shè)備,。該系統(tǒng)的建設(shè)為碳匯監(jiān)測(cè)與碳中和推演評(píng)估、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）估算等新興藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和研究提供了支持,，也助力著生態(tài)工法的效果監(jiān)測(cè),、運(yùn)維需求管理，其數(shù)據(jù)也將進(jìn)一步推動(dòng)生態(tài)工法應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,。

莆田藍(lán)色海灣（北岸）生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)

（5）生態(tài),、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過(guò)生態(tài)工法的建設(shè)改造,，莆田藍(lán)色海灣實(shí)現(xiàn)了海堤鞏固升級(jí),、生態(tài)修復(fù)改善、景觀重塑共享,。媽祖城海堤經(jīng)改造后,，防浪標(biāo)準(zhǔn)提升至50年一遇。紫玉湖濕地在2020年以前,，還是一片雜亂的洼地,，雜草叢生，垃圾堆棄,，周邊群眾亂搭圍擋等問(wèn)題嚴(yán)重,；改造后，這片與大海相距不過(guò)數(shù)百米的濕地,，已成為人與自然和諧共生的海岸生態(tài)公園,，起到了穩(wěn)定海岸線,、恢復(fù)潮間帶生境的作用，隨著周邊水環(huán)境和植被環(huán)境的改善,，不少魚類,、鳥類也在此棲息。如今,，內(nèi)灣地塊遍布綠植,，已修復(fù)的生態(tài)面積達(dá)22公頃，還配套有健身步道,，成為當(dāng)?shù)匦聲x的網(wǎng)紅打卡地,。

生態(tài)和景觀的改善，也帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,。女兒灣海岸帶廣泛種植紫菜,，常因海上回流垃圾減產(chǎn)；經(jīng)生態(tài)修復(fù)后,，不僅外來(lái)物種互花米草的入侵得到了減輕,，也因環(huán)境改善為農(nóng)戶帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)《福建日?qǐng)?bào)》頭版報(bào)道,，紫菜種植面積約2000畝的蔣山村,，頭茬就能創(chuàng)收600萬(wàn)元，過(guò)去只能收兩茬,，整治后最多能收五六茬,；蟶子等海產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量也顯著提高，農(nóng)民們的生產(chǎn)生活水平也隨之提升,。藍(lán)色海灣沿線因其優(yōu)美的生態(tài)風(fēng)貌和媽祖文化的巧妙融合,，構(gòu)建媽祖文化大旅游圈，形成了“十景連線一日游”精品項(xiàng)目,，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展,。