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海洋恢复生态学
1.5.1.3.2 二、 海洋生态恢复监测的流程及需要考虑的问题
二、 海洋生态恢复监测的流程及需要考虑的问题

海洋生态恢复监测根据生态恢复的流程,主要分为以下几大类:①海洋生态环境基线监测(了解受到损害或干扰前的生态系统的环境状况);②生态系统退化诊断监测(通过监测了解生态系统退化的原因、程度、过程等信息);③生态恢复跟踪监测(在生态恢复实行过程中监测主要恢复目标的恢复状况,评估恢复效果);④ 生态恢复后续监测(生态恢复完成后进行监测,以评估生态恢复完成的效果)。

虽然海洋生态系统分为多个类别,但其恢复监测流程有着类似之处。国内目前普遍采用的是国家海洋局第三海洋研究所在Thayer等(2000)编制的12个生态恢复监测步骤基础上,结合我国各类海洋生态恢复的特点所提出的我国海洋生态恢复监测流程。该流程主要包括9个步骤:分析生态恢复项目的目标,包括总体目标和具体目标;收集类似生态恢复项目的监测信息;分析和描述项目区的生境类型;确定各生境类型的结构和功能特征;收集生态恢复区的历史数据;选取及分析参照生态系统;选取监测参数;设置监测点位;确定监测时间和监测频率;确定监测技术。各类不同类型的海洋生态系统恢复监测的流程大体可按上述进行。但由于不同海洋生态恢复的类型、目标、地域、条件等,其监测所需要考虑的问题也不尽相同。

目前,根据恢复对象、目的的不同,海洋生态恢复可以大致分为生物恢复、生境恢复、生态系统恢复和生态景观恢四类。生态恢复监测各个步骤需考虑的主要因素也因这些分类而有所差异。下面介绍海洋生态恢复监测的大体流程。

(一)监测目标确定

海洋生态恢复监测目标确定取决于多种因素,主要有生态恢复的种类(生物、生境、生态系统、生态景观)、生态恢复监测的内容(基线监测、常规监测、应急监测)等。监测目标的确定需要综合上述各项因素。例如,红树林生物恢复可以将红树林植被作为监测的目标。

(二)监测参数选取及指标体系建立

监测参数通常用来反映生态环境状况,评估恢复效果。因此,选取适当的监测参数,对于正确、客观地评估生态环境状况及恢复实施效果是十分重要的。生态恢复监测参数的选取应注意及考虑以下几个问题。

(1)选取监测参数时,应考虑到生态恢复的类型及其目标(如在红树林生物恢复中,可将红树林植被覆盖率、植株数量等作为监测指标);同时,由于海洋生态恢复有时会涉及多种生态系统(如海岛生态恢复,不仅涉及海洋生态系统,还有陆地的各类生态系统),需要统筹考虑监测目标。

(2)在参数选择时,要包含多种参数,以便综合评价。例如,对于海洋生态系统恢复监测,应至少选取水文、物理和海洋生物参数。如果选取的参数太少,则提供的信息不足以说明生态恢复的效果及问题的所在。

(3)除选取常规监测参数进行监测之外,利用卫星、遥感、GIS等技术获取监测数据及图件也是必要的。利用上述技术制作的图件可更直观地反映恢复区域恢复进行的状况,从而可以通过对比参照生态系统的初始状态来评估恢复效果。此外,图件包含了地理位置特征、地形地貌、植被分布格局及生态系统的潜在压力等信息,有利于空间变化的分析。

海洋生态恢复监测从不同尺度对生态系统结构和功能进行度量,这主要通过监测生态系统的现状、变化、对环境压力的反应及其发展趋势而实现。监测的指标体系是反映海洋生态系统现状、变化、压力等要素的重要依据。因此,当选定监测参数后,指标体系的建立是十分必要的。目前,对于生态监测指标体系的建立,已有学者进行了较多的研究(表9-5)。

表9-5 近岸海域生态监测指标体系(引自马天等,2003;邓鹂等,2012;昝启杰等,2013)

续表

以深圳滨海湿地生态恢复为例,昝启杰等(2013)对深圳湾代表生境鸟类多样性及其动态进行了较全面、系统的监测。他们在4个代表性生境地点连续进行了5年的同步调查(2007年1月至2012年12月),共记录了13目40科141种鸟类,并对鸟类的生态类群、珍稀濒危和受保护鸟类以及在深圳湾鸟类的居留类型进行了分别统计和动态变化研究(图9-11)。

图9-11 深圳湾各生态类型鸟类组成比例(引自昝启杰等,2013)

因此,生态恢复监测中运用指标体系对生态系统的状况进行评价,使得监测结果更为系统全面,不仅能够反映海洋生态系统的健康状况,还有利于综合了解海洋生态变化的潜在问题。

(三)监测范围及站点选择

在恢复项目附近选取合适的参照点或控制点,对于分析监测数据以识别与项目无关的倾向很重要(Diefenderfer & Thom, 2003)。监测点的数量因生态恢复的类型、规模等因素而异,也应考虑项目的经费因素。生态恢复区域和参照生态系统均需要进行监测点的设置。在参照生态系统设置监测点的主要作用在于以下几点:①作为在其他地方开展生态恢复项目的模型;②提供成效目标中可得到的目标,并对比这些目标的发展方向;③提供与生态恢复行为无关的自然波动的控制系统。

(四)监测方法的选取

在海洋生态恢复监测的目的、参数和指标体系、范围及站点选定后,就应选择合适的监测方法。目前,国内尚没有一个统一的海洋生态恢复监测规程,这是由于海洋生态恢复涉及海洋、海岛、陆地等多种生态系统,各个生态系统之间有着较大的差异,难以采用统一的方法来进行监测。同时,海洋生态恢复往往要经历较长的时间才能看出效果,监测内容、方法也有待筛选。但是,对于某个生态系统,其监测方法还是有章可循的。如国家海洋局海岛管理司2013年颁布的《第二次全国海岛资源综合调查技术规程》就详细地叙述了海岛生态系统监测方面的内容,可以参照执行。目前,下列国内部分相关监测规范和技术标准可供参照:

《海洋监测规范》 GB 17378-2007

《海洋调查规范》 GB/T 12763-2007

《海洋监测技术规程》 HY/T 147-2013

《海水水质标准》 GB3097-1997

《海洋沉积物质量》 GB 1868-2002

《海洋生物质量》 GB 18421-2001

《环境影响评价技术导则-生态影响》 HJ 19-2011

《建设项目环境风险评价技术导则》 HJ/T 169-2004

《建设项目海洋环境影响跟踪监测技术规程》 国家海洋局,2002

《海水增养殖监测技术规程》 国家海洋局,2002

《海洋生物生态调查技术规程》 国家海洋局908专项办公室编,2006年

《第二次全国海岛资源综合调查技术规程》 国家海洋局海岛管理司,2013年

《全国海岸带和海涂资源综合调查简明规程》 国务院,1982年

《突发环境事故应急监测技术规范》 HJ589-2010

(五)监测时间及频率选择

监测时间、频率及持续时间取决于生态系统的类型、生态恢复的进程、生态系统的复杂性及不确定性等因素。

1.监测时间

在生态恢复开始之前,需要对恢复目标进行现状调查并收集该区域在生态系统受损前的监测数据,至少要取得生态恢复实施前一年的监测数据。若没有相关数据和资料,则应选取与目标生态系统相近区域的调查数据作为基线数据。生态恢复实施过程中应当至少每年进行一次跟踪监测。并且,生态恢复实施后的2~3年需每年进行定期监测。此后,每隔几年进行监测直至达到预期的目标(Hilary等,2002)。生态恢复是一个长期的过程,如日本琵琶湖的生态恢复工程从20世纪70年代开始,分阶段实施,计划到2050年完成。同时,大量的证据表明,大多数的水生系统至少需5年才能达到稳定期。因此,监测持续时间应足够长,以确保生态系统达到并稳定至既定的生态恢复效果。

此外,在监测中也必须考虑到生物的季节变化。例如,海岛生态恢复若涉及迁徙鸟类,需在鸟类最大数量出现的地点和月份进行监测。

2.监测频率

监测频率一般应随着海洋生态恢复进程的不同阶段进行调整。通常情况下,若生态系统变化较快,则监测的次数较频繁。在具体实施过程中,需根据恢复项目的具体目标和经费支持情况,确定各个参数的监测频率。海洋生态恢复实施前的基线监测可形成最初的数据库,对于制订海洋生态恢复计划及分析恢复活动的效果都非常重要。为了解生态恢复的进程,在恢复前期适当加大监测频率是有必要的。在生态恢复项目完成后,待生态系统状态逐渐趋于稳定,可以降低监测频率。此外,原定的监测的频率可根据恢复实施过程中的实际情况进行调整。

3.监测人员

监测人员的素质是监测质量的保证。除了工作认真负责外,监测人员应熟悉生态监测的内容、目的,掌握相关分析、测试方法,取得相应的上岗资格证。