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《生命世界》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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海岸守护神

2008-12-29 21:29:04

  红树林、珊瑚礁、盐沼和上升流是地球上生物多样性最丰富、生产力最高的四大海洋生态系统。许许多多的海洋生物依赖于红树林生长,它们跟红树植物一道有机地构成了地球上一类独特的生态系统,其中一种生物消失就可能引起与之相关的几个物种的衰亡。联合国环境规划署指出的殃及人类的全球十大环境祸患中,与红树林生态系统有关的包括:土壤遭到破坏、气候变化、生物多样性减少、森林面积减少、海洋的过度开发和沿海地带被污染等六个方面的内容。保护好红树林显然有助于缓解我们共同面临的环境问题。

  “海底森林”——红树林

  尽管科学家们在1935年就提出了“生态系统”的概念,但长期以来人们并没有科学地认识红树林渔业作用的机理,对红树林生态系统的作用视而不见,只是将红树林视为跟陆地森林大同小异的资源一直利用到20世纪70年代。1975年,美国的一位生态学家奥德姆发表了“河口红树林群落的碎屑食物链”的研究报告,从此,人们对红树林的认识开始上升到生态系统的高度。

  红树林区的所有动植物、微生物和所处的潮间带环境有机地构成的整体就是红树林生态系统。我们都知道,没有土壤就没有树木,没有森林就没有鸟类。同样的道理,没有红树林就没有林区五彩缤纷的海洋动物世界。那么,红树林与海洋动物间是如何互相联系的呢?

  动物的生活和生长必须有充足的食物和适合的环境。涌动的海水、陆地的水土和大气都可为红树林土壤带来各种矿物质无机养分,红树林植物吸收这些营养进行光合作用,固定大气中的二氧化碳制造出有机物质。海莲、秋茄和红海榄都是我国红树林的组成树种。在我国,每公顷的海莲、秋茄和红海榄林子每年可生产出的有机干物质分别达29.49吨、23.46吨和15.37吨。浩瀚的海洋水体中能进行光合作用为海洋动物提供有机物的主要生物是浮游植物,然而每年每公顷浮游植物生产的有机物质数量远小于红树林。红树林每年生产的有机物质中的约40%(即每年每公顷6.11~1.8吨),会以枯枝落叶谢花的方式掉落到林内滩涂上,它们统称为“凋落物”。这些凋落物为林区海洋动物的繁荣提供了食物的开端。


红树林区的碎屑食物链

  红树林凋落物经过分解后为林区各种各样的海洋生物提供了不同档次的食物,使“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”的自然食物链得到了充分表现。红树林是系统中有机物最大的生产者和提供者,没有红树林就没有相关的一系列海洋动植物。红树林生态系统的食物链是从凋落物的分解和碎屑的形成开始的,因此,这条生物链又被称为“碎屑生物链”。红树林生态系统被公认为地球上生产力最高的四大海洋自然生态系统之一。

  红树林是镶嵌在陆地到海洋之间的森林桥梁,是陆地到大海的缓冲带和生物筛,对近岸和浅海水体具有明显的环境净化作用。这些环境净化作用包括对水体悬浮物的沉积,对重金属、农药、生活污水、海上溢油的净化,减缓赤潮发生等。

  科学研究告诉我们,红树林生态系统对污染物质具有一定的净化能力,这种能力主要是通过林下的淤泥土壤、地下细根和释放单宁酸来实现的,红树植物地上部分的茎和叶吸收并不多。富含淤泥和植物细根的红树林沼泽对镉、铅、铜等重金属,有机氯农药,海上溢油,城市污水具有相当的吸收、吸附和累积能力,从而降低污染物质在水体中的浓度,净化水体。凋落物分解过程中释放的单宁和红树植物根系分泌的单宁,可与水体中的重金属离子结合而沉淀,降低水体中重金属的浓度。红树林滩涂土壤的微生物可以对有机污染物质进行分解解毒。当然,红树林系统对污染物质的净化作用相当有限,当污染物超过一定的限度时同样会造成对红树林和林区海洋动物的危害。

  除了可以将部分污染物沉降在林内外,红树植物常常处于“氮磷饥饿”状态。因此,科学家认为,红树林系统是一个无机氮和磷的“终结者”,而海水环境是无机氮和磷的供给者。这也是为什么红树林在有少量生活污水流经的滩涂上生长得更好的原因之一。红树林除了跟赤潮生物“争食”外,还可遮蔽阳光,使林下潮水中的赤潮生物得不到大量繁殖所必需的理想光照条件,从而抑制赤潮生物的“人口爆炸”。如果在经济发达、污水排放量大的我国东南沿海地区种植大片的红树林,对赤潮危害的缓解和预防都有相当明显的作用。

  台风暴潮中的“救世主”

  如果说水灾是我国内陆省份最大的自然灾害,那么对我国的东南沿海破坏性最大、经济损失最惨重的天灾要数热带气旋了。我国沿海是世界上台风暴潮的多发区之一,台风移近海岸时可增高海潮和引发巨浪,冲垮沿岸海堤、淹没农田、掀翻渔船、摧毁村庄和生产设施,造成人员伤亡和经济上的巨大损失。红树林所处的特殊地理位置和它的滞流、消浪、促淤功能,使之成为护堤固土保护家园的海岸卫士,是海岸生态防护林的第一道屏障。红树林为减少我国东南沿海台风暴潮带来的经济损失立下了汗马功劳。


水体的生物净化场

  1986年7月21日第9号强台风登陆,广西沿海海堤被冲垮80%,经济损失2.98亿元。幸存的海堤都是堤外红树林生长较好的海堤。广西英罗港马鞍岭土筑海堤长1.8千米,堤身几十年未修过,因堤外有高大红树林的庇护,在9号强台风中只决口少数几处。相反,海堤外无红树林生长的地段,即使是石砌的岸堤也损失惨重。如合浦竹林盐场全长6~7千米的海堤都是石砌海堤,堤底还有台阶,但在9号台风中崩溃缺口21处,长4.4千米,其中崩溃缺口最长的达1.3千米。

  时隔10年,同样是在广西英罗港马鞍岭红树林区,一场有林人存无林人亡的强台风又为我们上了一堂悲壮的生态效益课。1996年9月9日上午10时40分,15号强台风卷起巨浪扑向在英罗港红树林林内潮沟和林外200多米处裸滩停泊避风的共400多艘渔船。停泊在林外裸滩的40余艘渔船,除2艘带锚向东南海区漂移1.5千米幸免于难外,其余的在狂风巨浪中顷刻间离散翻沉,遇难22人;停泊于林内潮沟的350多艘渔船和船上的人员因有红树林的庇护和消浪而全部安然无恙。这些8~15吨吨位的渔船每艘造价4~5万元,是渔民们在浅海和近海捕鱼捞虾的命根子。英罗港马鞍岭红树林面积约80公顷,林内潮沟发达,在1996年15号台风中仅保护渔船的价值就高达1 600多万元。

  15号台风中,英罗港马鞍岭红树林所属行政区广西北海市,有372处48.3千米长的海堤在暴潮的冲击下崩溃,未决口但严重损坏的海堤累计长47.3千米,水利工程直接经济损失1.32亿元,全市经济总损失高达19亿元。而马鞍岭红树林内侧年久失修的土堤不仅无一险情发生,而且还保护了堤内1 300多亩的稻田,这不能不说是红树林生态功能的又一个奇迹。


涨潮林内景观

  如果说港口码头是渔船躲避台风最牢靠的场所,那么船到码头真的就可以高枕无忧了吗?离马鞍岭红树林区直线距离仅10千米的地方是广西合浦县的沙田港渔业码头。1996年15号台风警报发出之后,沙田镇的渔民们已按常规将沙田港内停泊的近500艘避风渔船拉靠码头,并用缆绳和铁锚固定好位置,可以说是万无一失。然而,强台风来势猛,风速快,台风刮起的5米高巨浪接二连三地袭击港内的渔船。瞬间,风浪打沉了148艘渔船、150个捕鱼的竹筏。渔民有的沉入大海,有的抓住沉船的桅杆呼救,有的则趴在翻了个的船底上。台风过后,发现16人死亡,32人失踪。花巨资修建的码头在台风暴潮中的避风作用还比不上分文不需的红树林,是人们所料不及的。感叹之余,我们为那些在红树林内躲避台风而死里逃生的渔民朋友们感到庆幸。

  除了对海岸的保护和减灾作用,红树林还是海岸国土的卫士。中越北仑河口段的国界线以河中的主航道划分。过去北仑河口我方沿海滩涂上生长着浓密的桐花树红树林,这些红树林保护着沿岸的国土、稳定了主航道。20世纪70年代开始,当地群众大量砍伐红树林用作薪材,红树林的减少导致我方滩涂的不断侵蚀,改变了河口水动力状况,致使作为国界的主航道向我方偏移,使原属我国的约8.7平方千米的领土划归越南。

  红树林为什么能够消浪和保护海岸国土呢?印度尼西亚科学家利用水槽模拟研究了红树林对海浪能量消解的模型。其理论结果表明:红树林地上根高5厘米,树干直径2厘米,株距20厘米,林冠层高22~23厘米。增水1米时,30米宽的林带就可基本消解波浪的能量。红树林维护沿海生态安全的功能与林子结构和分布有密切的关系。研究结果表明,作为防浪护岸林一般要求红树林覆盖度大于40%,林子宽度达到100~150米,林分高度达到2.5米(小潮差区)和4.5米以上(大潮差区)才能产生较好地消浪护岸效果。由大海到陆地,由灌木、小乔木、乔木组成的红树林带防浪效果更好。

  环境的恶化、自然灾害的频发及其对人们日常生活的广泛影响已成了无可置疑的事实。海平面上升带来的灾难性的影响,给现今的沿海堤防带来新的挑战。在这样的大背景下,保护和发展红树林,发挥红树林的海岸减灾作用,无疑是长远、经济和明智的选择。

  悄然锐减的宝贵资源

  人们在红树林区的经济活动是多种多样的,这些活动在满足了人们需求的同时,也或多或少地给红树林生态系统带来了负面影响。全球的红树林,尤其是发展中国家的红树林在经济活动中遭受了严重的破坏,直到20世纪70年代才引起国际社会的注意。进入80年代以后,全世界对红树林的保护管理、合理利用和恢复造林等问题开展了大规模的调查研究工作。

  我国传统利用红树林生态系统的历史悠久,沿海经济高速发展中破坏红树林事件层出不穷。人类活动对红树林生态系统的危害主要有围塘养殖、港口建设、城市发展、农业盐业围垦、筑堤材料、污染、工业失误等等。


红树林海堤和滨海耕地有重要屏障作用

  像围海造田这种破坏性很大的活动今后发生的次数会越来越少,尽管它对局部红树林造成的破坏是毁灭性的,但是总体而言可能无伤我国红树林的大体。像挖捕经济动物这种破坏性相对较小的活动却在当今广泛发生,而且今后也不见得会减少,总体危害性不可小视。破坏性是经济活动的自然特征,而发生的广度和深度则是经济活动的社会特征。将两者有机统一起来,我们就可以评估出今后各种经济活动对我国红树林的相对危害值。而相对危害值最大的就是今后破坏我国红树林的主流因素。目前来讲,围塘养殖、港口建设和城市发展是目前和今后危害我国红树林的先锋因素,而曾经给我国红树林造成灭顶之灾的农业和盐业围海造田已经不再是危害我国红树林的罪魁祸首。

  我国的红树林在短短的40多年里锐减了68.7%,红树林衰退所引起的生态环境问题以及20世纪80年代以来国际上对红树林的重视,使我国政府和社会有识之士感到了抢救和保护我国红树林的迫切性。1980年开始,我国内地先后成立了7个省级以上的红树林自然保护区,香港和台湾同级别的红树林自然保护区各有1个。目前,我国省级以上的红树林自然保护区共有9个,它们遍及除浙江以外的我国所有红树林自然分布区。这9个保护区共保护红树林7 679公顷。山口和深圳两个红树林自然保护区成为“中国生物圈保护网络”的保护区成员。除了省级以上的红树林自然保护区外,我国还有一些市县成立了小型红树林保护区。

  在保护好已有天然林的基础上,各保护区还力所能及地进行红树林的保护恢复和人工扩种。深圳保护区原有天然红树林110公顷,近年来人工种植红树林50公顷,使保护区红树林的面积达到160公顷;东寨港保护区在三江成功营造了速生的海桑红树林。湛江、山口、北仓河口、九龙江口等保护区也都开展了类似红树林恢复造林活动。保护区内的红树林连片生长面积较大,生长茂密,是目前我国红树林的主体。保护区的成立有效地遏止了区内滥砍滥用红树林的活动,保持了红树林生态系统基本生命过程和环境功能,保存了五彩缤纷的海洋生物种类,为恢复红树林、研究和教育、可持续发展提供了基本条件。

  进入21世纪,我国政府对红树林的支持力度进一步加强,先后启动了联合国环境署全球环境基金 “扭转南中国海和泰国湾环境退化趋势”中国红树林专题,联合国发展署 “中国南部沿海生物多样性管理”、全国沿海防护林体系建设二期工程、全国湿地保护工程、海洋908等项目或行动,其中都包括了红树林方面的内容。2003年国家林业局委托广西起草了行业标准《红树林建设技术规程》。国家林业局湿地保护管理中心等于2007年9月在广西北海市主持召开了首届“中国红树林湿地论坛”,通过了论坛的北海宣言。国家和国际的这些战略性行动,对促进我国红树林生态系统的保护恢复与合理利用,构筑强大的海上绿色长城具有深远意义。

  作者简介

  范航清,博士,广西红树林研究中心研究员,联合国环境署全球环境基金红树林专题中国首席专家。

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