福建省沿海砂质岸线防护林分布特征及生态修复探讨

张 洁,陈国光,王尚晓,牛晓楠,帅 爽,陈 思,于俊杰,曹新晴

(1.中国地质调查局南京地质调查中心,江苏 南京 210016;2.湖北省国土测绘院,湖北 武汉 430010;3.河南省有色金属地质勘查总院,河南 郑州 450052)

独特的地理位置和组成成分使砂质海岸对外部环境具有较高的灵敏性和区域差异性,自然环境和人类活动对砂质海岸的演化产生重要影响。据统计[1],我国70%左右的砂质海岸线存在海岸侵蚀现象,海岸带地区侵蚀灾害已经严重影响附近居民的生命财产安全。沿海防护林地处陆地和海洋两大生态系统的过渡地带[2], 包括海岸基干林带、红树林、农田林网、城乡绿化和荒山绿化等[3],不仅是海岸带的绿色屏障,也是应对砂质岸线侵蚀的第一道保护屏障。自20世纪60年代起,福建省已开展沿海防护林建设就,通过一系列综合治理措施确保生态环境不断得到改善[4]。

由于海面上升、河口物源减少及围填海工程等影响,沿岸流局部水动力发生很大改变[5-8]。砂质岸线除易受侵蚀外,还会在波浪、潮汐、风暴潮等影响下,顺着平原地带长驱直入,对农田和农作物、公路、居民生活的生态环境造成严重影响[9]。砂质岸线防护林在防灾抗灾、护岸固沙、维护生态、美化景观等方面发挥着极其重要的作用,是沿海生态安全的第一道防线。本文以福建省沿海各市砂质岸线防护林作为研究对象,讨论防护林退化带来的经济、环境问题,以期为地方生态建设提供有效支撑。

1 研究区概况

福建省位于我国东南部,东临东海,与台湾隔海相望。全省陆地面积12.4万km2,海域面积13.6万km2。福建省海岸线长度居全国第二位,陆地海岸线长达3 752 km,砂质岸线占全省海岸线约1/5,主要分布于闽江河口以南沿岸和岛屿,涉及宁德、福州、莆田、泉州、厦门、漳州等6个设区市及平潭综合实验区[10]。

福建沿海具有优越的地理位置、丰富的物产及旅游资源,是全省人口最稠密、经济最发达的地区,对省内和省外的影响力和吸引力远高于西部和北部地区[11]。

图1 福建省砂质海岸线分布概况

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

为了研究福建省沿海砂质岸线的分布情况,选择2019年9—11月低潮位的遥感卫星数据。数据类型包括空间分辨率2.5 m的Spot5、空间分辨率2 m的GF-1号及空间分辨率1 m的GF-2号等多光谱遥感影像。

2.2 研究方法

应用ENVI遥感影像处理软件对获取影像进行几何纠正、辐射定标、大气纠正等处理,利用 ARCGIS 10.3软件,结合监督分类和目视解译的方法对处理后的影像进行解译[12],得到2019年福建省沿海砂质岸线防护林现状分布图。通过多时相遥感影像叠加分析,对典型重点区防护林退化、缺失等现象及进行总结,了解各地区防护林存在的生态问题,探讨生态保护与修复的对策。

3 砂质岸线防护林分布现状

根据2019年遥感解译结果,福建省现有自然砂质岸线约479.52 km,有防护林的砂质岸线长约134.10 km,约345.42 km的砂质岸线无防护林。在已有的砂质岸线防护林中,对比2009年遥感解译和已知调查数据,有68.99 km的砂质岸线存在退化现象。

无防护林的砂质岸线在沿海各市均有分布,漳州市、厦门市、莆田市占比较高,莆田市南日岛、龙海市流会村—镇海角沿海、漳浦县湖前湾、江口湾、后蔡湾、前湖湾、将军湾、大澳湾、东山岛南部沙岸等地区均存在砂质岸线段无防护林保护的现象(图2)。

图2 福建省砂质岸线防护林现状分布图

通过长期的海堤建设和防护林建设[13],福建省在厦门环岛路长尾礁至五通段沙滩、莆田市蓝色海湾整治、福州滨海新城北猫山以北海岸带、文武砂水库等地区防护林修复取得了很好的成效(图3)。但部分岸段的砂质岸线防护林仍存在不完整、不连续性的现象[14-15]。在林带老化、更新不良、外界风沙灾害侵扰、不合理人类活动干扰等诸多因素影响下[16-18],砂质岸线防护林局部存在缩小退化、断带缺口、不连续等问题,是福建省沿海生态系统的重要问题之一。

图3 福州滨海新城防护林修复良好岸段

砂质岸线防护林退化主要表现为防护林不连续、破碎化、边界后退、人为破坏等现象,主要分布于宁德市霞浦县高罗—牛埕山、福州市滨海新城、平潭岛龙凤头—澳前—风球山、莆田市秀屿区东岱—石城山—烟墩顶、湄洲岛中南部沿海、泉州市泉港区白石港、惠安市崇武半岛沿海、晋江市深沪湾、厦门市东部沿海、古雷半岛沿海、东山岛东部沿海等地区(表1)。

表1 福建省砂质岸线与防护林退化统计结果

4 典型地区砂质岸线防护林存在的问题

4.1 无防护林保护

防护林的防风作用是风在通过林带屏障时,风能降低、风速减缓,风的起沙作用减弱。对于无防护林保护的地段,海岸往往易遭受侵蚀,高潮时海水漫淹的范围较大,一旦有风暴潮发生,农田、居民住宅将更易遭到破坏[19]。

莆田市南日岛海洋资源优势十分突出,鲍鱼、龙须菜的养殖规模和产量均居全国首位[20]。中南部大型养殖场外侧虽有人工堤,但由于无防护林的保护,沙侵已经越过人工堤深入养殖区。当地居民按照习惯将海产品直接在沙滩上晾晒,一旦有极端天气发生,海浪来袭,会造成很大的经济损失(图4)。

图4 南日岛中部外侧无防护林

4.2 原有防护林消失

漳浦县大澳湾半流礁沙滩地处漳浦县闽东南沿海突出部六鳌半岛龙美村,大海三面环绕,拥有长约3 km的黄金沙滩。每年4—5月,成群的灯管鱿鱼回游至此[21]。伴随着养殖排放、风电站建设等活动造成了防护林的退化消失,如果不及时修复防护林,沙滩会受到沙侵后退,不仅威胁后方养殖场、农田,也会对美丽海滩风景造成破坏(图5)。

图5 漳浦县半流礁附近海湾防护林消失

4.3 防护林出现缺口、不连续和边界后退

福州长乐机场以东1 km处海湾,2006年以前陆地上均为水田和养殖池,外侧并无防护林[22],海风海浪会直接影响农作物和养殖。2013年修路后东侧临海修有人工堤,2014年路和人工堤中间地带开始人工种植防护林,平均宽10 m。2017年开始填海造地,喇叭口处防护林出现缺口,2019年缺口越来越大,沙砾已随着海风的作用逐渐入侵到公路边,长此以往势必会对公路、后方农田造成危害(图6)。

图6 长乐机场填海造地后防护林出现缺口

石狮市新沙堤村西南沙滩原有防护林长约1 km,径深最宽处达80 m。2012年开始修路建设使防护林受到一定程度破坏,再加上砂质岸线的侵蚀,防护林不断减少,原有成片林地变得不连续,沙侵日益加剧(图7)。

图7 石狮市新沙堤村砂质岸线防护林不连续

4.4 防护林修复后再次受到破坏

坛南湾位于平潭岛东南隅,状如新月,港湾众多,岸线绵长。此湾三面环山,一面临海,周围是一片葱郁的木麻黄林,环境恬静幽美[23]。但南段长约1.5 km的沙岸有侵蚀现象,防护林受到破坏,在2014年遥感影像上可清晰地看出,一个个排列整齐顺着风力方向形成的小型沙丘,2019年开始人工规划造林修复,但2020年野外可见原本恢复的防护林又被重新破坏,或与要修建海滨度假休闲场所有关(图8)。

图8 坛南湾南段防护林修复后又破坏

5 讨论与结论

福建省沿海防护林经过几十年建设,防风固沙的效果日益显现,为沿海地区抵御自然灾害提供了第一道防线,在沿海地区生态安全中具有至关重要的作用。建议对砂质岸线防护林的保护与修复主要目的是使防护林发挥防风固沙、防御海啸和风暴潮等自然灾害、保护农田等作用,减缓沙岸的自然侵蚀过程,保护自然环境。长期目标是建成连续的沙质岸线防护林,形成沿海第一道生态屏障,近期建议对问题严重的地段开展针对性修复。

(1)福鼎市白露村、莆田市南日岛、漳浦县大澳湾等无防护林或原有防护林消失的地段应引入多种适应滨海沙质土壤的树种,提高滨海生态系统生物的多样性。

(2)福州市长乐区、平潭岛、莆田市秀屿区、湄洲岛、惠安县、晋江市等防护林不连续的地段应构建多树种混交、乔灌立体搭配的复层异龄林,使得滨海生物多样性有所改善,土壤有所改良,自然更新能力进一步提高。

(3)漳浦县、东山岛等由于养殖密集而导致防护林缺失的地段,首先要对养殖水域进行合理规划,并加强防护林树种更新,推动纵深防护的林木养护,优化防护林带整体布局,适当扩大防护林覆盖范围。