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正和生態(tài)：近岸海域治理的生態(tài)工法實踐

2022/10/13 3583

01 引言

生態(tài)工法是遵從基于自然的解決方案（Nature-based Solutions,，簡稱NbS），基于對物種保育,、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),，通過植物緩沖截流能力對邊坡進(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,，也同時營造了生物棲息環(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)工法的實踐應(yīng)用

在項目建設(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，也能增加棲息地和物種多樣性,，通過人工設(shè)計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。從人文與社會價值來考慮,，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，在施工過程中減少了碳排放,，呈現(xiàn)出低碳的特點,；建設(shè)的生態(tài)濕地則兼具景觀、文旅,、教育,、科研等綜合價值，并可為藍(lán)色碳匯提供經(jīng)濟(jì)價值,。

本文將簡要介紹正和生態(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)小組第二十九次會議審議通過了《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)在國家戰(zhàn)略,、綠色發(fā)展、人民福祉等多個方面的價值,，也對我國海岸線保護(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渡帶,，是自然生態(tài)空間的重要組成部分,。隨著我國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會快速發(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)社會可持續(xù)發(fā)展,。在保護(hù)生態(tài)安全、堅持科學(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,，正和生態(tài)致力于NbS理念和生態(tài)工法技術(shù)的本土化探索實踐,，在借鑒歐洲生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系的同時，形成了從場地識別-水文模擬-目標(biāo)物種-設(shè)計-復(fù)核-施工的模塊化設(shè)計施工流程,，不斷探索適合我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求的新方法,、新技術(shù)。針對我國沿海城市海堤硬質(zhì)化,，海岸帶生態(tài)功能缺失的普遍問題,，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)部級重點實驗室，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,，未來將向我國沿海城市普遍推廣,。

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)動力海岸植被成活率低,、外海施工成本高效率低的問題，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踐：莆田市媽祖城藍(lán)色海灣項目

項目背景

莆田市位于福建省東中部沿海,，海岸線蜿蜒曲折，擁有岸線長度443km,，占福建省岸線總長的9.72%,。然而，隨著臨港產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加速了對海岸帶的開發(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》等專項規(guī)劃進(jìn)行重點推進(jìn),，明確海洋環(huán)境保護(hù)主要措施、分階段目標(biāo)和重點治理工程,，莆田藍(lán)色海灣項目即位列其中,。

現(xiàn)狀調(diào)研

通過基礎(chǔ)資料和上位規(guī)劃研讀，項目組總結(jié)了項目功能定位,、自然地理和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,；在細(xì)致的現(xiàn)場踏勘中,，掌握項目土地利用,、生物群落現(xiàn)狀、上游來水和地上物等基礎(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)計與實施

依據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,，針對場地現(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,，并為多個節(jié)點設(shè)計了針對性的生境營造方案。以下將以紫玉湖濕地生境系統(tǒng)營造為例,，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)，水位波動頻繁,，且含鹽度高,，需要進(jìn)行針對性處理。同時場地位于咸淡水交匯區(qū),，進(jìn)行系統(tǒng)性的生境營造將提供更高生態(tài)效益,。案例中，通過水動力建模,，針對不同區(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

項目組通過分析紫玉湖現(xiàn)有動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)營造設(shè)計,，為底棲類,、兩棲類、長腳類,、游禽類動物分別規(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)計地表植被和具體的工法,。

（3）生態(tài)工法選用

根據(jù)場地條件和生境建設(shè)的需求，在紫玉湖濕地建設(shè)過程中,，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)岸中鋪放交錯的平砌石塊,，將經(jīng)處理過的植物枝條插入拋石之間的縫隙中,，隨著植物的生長，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,，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),，植草穿過網(wǎng)墊生長,，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,，水位波動帶來的本地植物種子在此被攔截,，實現(xiàn)了讓大自然做功，自然生長,，為動物提供適宜的棲息空間,。

建設(shè)中

建設(shè)后

（4）項目維護(hù)

通過監(jiān)測掌握藍(lán)色海灣生態(tài)工法植被演替規(guī)律，項目組在建設(shè)同時,，也在同步進(jìn)行工法穩(wěn)定性監(jiān)測,、入侵物種干預(yù)和生物量檢測，通過動態(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)測海岸帶的各項綜合指標(biāo)，有效控制沿海環(huán)境污染，衡量我國藍(lán)色海灣整治行動工程及其他濱海生態(tài)修復(fù)項目整治修復(fù)效果,，在藍(lán)色海灣項目中,，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，包括：海洋環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測系統(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)測與碳中和推演評估,、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、運維需求管理,，其數(shù)據(jù)也將進(jìn)一步推動生態(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

（5）生態(tài)、社會及經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過生態(tài)工法的建設(shè)改造,，莆田藍(lán)色海灣實現(xiàn)了海堤鞏固升級,、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題嚴(yán)重,；改造后，這片與大海相距不過數(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)戶帶來了經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)《福建日報》頭版報道,，紫菜種植面積約2000畝的蔣山村,，頭茬就能創(chuàng)收600萬元，過去只能收兩茬,，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”精品項目,，推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展,。