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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 4426

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、生物多樣性保護及可持續(xù)發(fā)展而提出的一種新的工程技術。它結合水利工程與生態(tài)學特性需求，采用活植物結合人工措施創(chuàng)造臨時結構，利用植物根系和土壤固持作用創(chuàng)造永久結構，通過植物緩沖截流能力對邊坡進行穩(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構，是基于自然的工程解決方案(Nature-based Engineering Solutions, NbES)。

生態(tài)工法的實踐應用

在項目建設中應用生態(tài)工法，可以產生相當大的生態(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，提高修復區(qū)域對外界環(huán)境變化的適應力，植被建設也能起到改善水質、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)修復成本、便于后期維護，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，并可為藍色碳匯提供經濟價值。

本文將簡要介紹正和生態(tài)在海岸線治理領域進行的生態(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導小組第二十九次會議審議通過了《海岸線保護與利用管理辦法》，進一步強調了海岸線保護在國家戰(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)經濟社會快速發(fā)展，海岸線和近岸海域的開發(fā)強度不斷加大。導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)經濟社會可持續(xù)發(fā)展。在保護生態(tài)安全、堅持科學整治、優(yōu)化岸線配置、拓展親水空間的理念指導下，低成本、低維護、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)工法技術的本土化探索實踐，在借鑒歐洲生態(tài)修復技術體系的同時，形成了從場地識別-水文模擬-目標物種-設計-復核-施工的模塊化設計施工流程，不斷探索適合我國生態(tài)環(huán)境保護需求的新方法、新技術。針對我國沿海城市海堤硬質化，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)保護與修復部級重點實驗室，研發(fā)硬質海堤生態(tài)化改造技術，三重復合生態(tài)海堤構建技術，珊瑚礁移培、沙灘修復、紅樹林修復等近岸海域生態(tài)綜合治理技術產品，并已在廣州南沙、莆田、東莞、深圳、東方等市進行應用和中試，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，可解決強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

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，隨著臨港產業(yè)的發(fā)展，加速了對海岸帶的開發(fā)利用強度，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)文明建設專項規(guī)劃》《莆田市“十四五”海洋生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》等專項規(guī)劃進行重點推進，明確海洋環(huán)境保護主要措施、分階段目標和重點治理工程，莆田藍色海灣項目即位列其中。

現(xiàn)狀調研

通過基礎資料和上位規(guī)劃研讀，項目組總結了項目功能定位、自然地理和社會經濟發(fā)展情況；在細致的現(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信息。修復前的海岸帶結構較為單一，傳統(tǒng)海堤建設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、水產養(yǎng)殖污染等問題影響生態(tài)環(huán)境質量，缺失的岸邊帶植被也難以起到凈化緩沖的效果。

方案設計與實施

依據(jù)現(xiàn)場調研，針對場地現(xiàn)狀和建設目標，正和生態(tài)根據(jù)一林（沿海防護林）、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）的建設格局，設計出以生態(tài)工法促生態(tài)修復、海堤生態(tài)化改造的方案，并為多個節(jié)點設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，水位波動頻繁，且含鹽度高，需要進行針對性處理。同時場地位于咸淡水交匯區(qū)，進行系統(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、剪應力、坡度、生境應用與之相適應的生態(tài)工法。

（2）生態(tài)棲息地設計

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，結合本土植被情況，進行生境系統(tǒng)營造設計，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)其產卵、覓食、筑巢、遮蔽等需求，以及地形地貌、水流流速等設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的需求，在紫玉湖濕地建設過程中，主要應用了拋石種植、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成。在拋石護岸中鋪放交錯的平砌石塊，將經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，利用植物根團和建筑廢料捆綁成卷狀結構，創(chuàng)造動植物生境。

建設前、建設中

建成后

活柴捆護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，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。

建設前、建設中

建設后

而網(wǎng)格扦插、扦插灌木墊護岸則是結合景觀設計與坡度、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。

建設中

建設后

（4）項目維護

通過監(jiān)測掌握藍色海灣生態(tài)工法植被演替規(guī)律，項目組在建設同時，也在同步進行工法穩(wěn)定性監(jiān)測、入侵物種干預和生物量檢測，通過動態(tài)的植物演替構建和諧、穩(wěn)固的有機生態(tài)岸線。

為精準監(jiān)測海岸帶的各項綜合指標，有效控制沿海環(huán)境污染，衡量我國藍色海灣整治行動工程及其他濱海生態(tài)修復項目整治修復效果，在藍色海灣項目中，還搭建了莆田藍色海灣（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)修復效果評估系統(tǒng)以及相應的配套硬件設備。該系統(tǒng)的建設為碳匯監(jiān)測與碳中和推演評估、生態(tài)系統(tǒng)生產總值（GEP）估算等新興藍色經濟的發(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)也將進一步推動生態(tài)工法應用技術的發(fā)展。

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

（5）生態(tài)、社會及經濟效益

經過生態(tài)工法的建設改造，莆田藍色海灣實現(xiàn)了海堤鞏固升級、生態(tài)修復改善、景觀重塑共享。媽祖城海堤經改造后，防浪標準提升至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，內灣地塊遍布綠植，已修復的生態(tài)面積達22公頃，還配套有健身步道，成為當?shù)匦聲x的網(wǎng)紅打卡地。

生態(tài)和景觀的改善，也帶來了可觀的經濟效益。女兒灣海岸帶廣泛種植紫菜，常因海上回流垃圾減產；經生態(tài)修復后，不僅外來物種互花米草的入侵得到了減輕，也因環(huán)境改善為農戶帶來了經濟效益。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；蟶子等海產的產量和質量也顯著提高，農民們的生產生活水平也隨之提升。藍色海灣沿線因其優(yōu)美的生態(tài)風貌和媽祖文化的巧妙融合，構建媽祖文化大旅游圈，形成了“十景連線一日游”精品項目，推動了相關產業(yè)的長足發(fā)展。