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為推動(dòng)國(guó)內(nèi)牡蠣礁資源的保護(hù)與修復(fù)，大自然保護(hù)協(xié)會(huì)（TNC）推出“拯救牡蠣礁系列”文章，分別介紹全球牡蠣礁退化危機(jī)、國(guó)內(nèi)牡蠣礁現(xiàn)狀、牡蠣礁修復(fù)案例、牡蠣礁修復(fù)技術(shù)和牡蠣礁監(jiān)測(cè)方法。系列文章內(nèi)容暫定7期，歡迎關(guān)注這一領(lǐng)域的各位討論并提出寶貴意見(jiàn)。

前 言

全球多數(shù)海灣和生態(tài)區(qū)內(nèi)的天然牡蠣礁已不足原來(lái)的10%（Beck等，2011）。無(wú)論是出于恢復(fù)野生牡蠣資源，或是重獲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的目的，都需要在小規(guī)模“概念驗(yàn)證”的基礎(chǔ)上，將修復(fù)擴(kuò)大到與其退化程度相匹配的規(guī)模，才能逆轉(zhuǎn)已喪失的資源，產(chǎn)生顯著的生態(tài)影響，乃至經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。作為目前全球最大規(guī)模的牡蠣礁修復(fù)項(xiàng)目，2011年啟動(dòng)的美國(guó)切薩皮克灣哈里斯溪的牡蠣礁修復(fù)涉及多個(gè)合作機(jī)構(gòu)，從前期設(shè)定修復(fù)目標(biāo)、規(guī)劃項(xiàng)目，到實(shí)施后的長(zhǎng)年監(jiān)測(cè)與評(píng)估，耗時(shí)8年，共修復(fù)142公頃牡蠣礁，為其他國(guó)家的大型生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

切薩皮克灣中修復(fù)后的潮間帶牡蠣礁。

圖源：Stephanie Westby

歷史上的切薩皮克灣牡蠣礁

切薩皮克灣是美國(guó)最大的河口，位于靠近馬里蘭州和弗吉尼亞州的大西洋海岸。歷史上，灣內(nèi)有著數(shù)量龐大的牡蠣種群，美洲牡蠣（Crassostrea virginica）是這里的標(biāo)志性物種，它們既是商業(yè)性漁業(yè)的重要資源，也在凈化水體、為藍(lán)蟹等漁業(yè)物種提供棲息地方面扮演著十分關(guān)鍵的角色。

歷史上切薩皮克灣內(nèi)的大規(guī)模牡蠣捕撈活動(dòng)。

圖源：oystersforthebay.com

然而，過(guò)度捕撈、棲息地退化、病害傳播等原因?qū)е虑兴_皮克灣內(nèi)的牡蠣礁大面積減少。自19世紀(jì)起，灣內(nèi)開(kāi)始使用拖網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的牡蠣采挖，以馬里蘭州為例，19世紀(jì)后期達(dá)到捕撈頂峰時(shí)的牡蠣年捕撈量達(dá)1500萬(wàn)蒲式耳（30-40萬(wàn)噸）（Knoche等，2018）。據(jù)評(píng)估，目前灣內(nèi)的牡蠣種群數(shù)量?jī)H為歷史水平的1%（Newell，1988），余下的牡蠣種群已不足以發(fā)揮充分的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

大規(guī)模修復(fù)切薩皮克灣的牡蠣礁

切薩皮克灣的牡蠣礁棲息地修復(fù)工作開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，已有數(shù)十年之久。早期，在切薩皮克灣基金會(huì)、美國(guó)魚(yú)類(lèi)基金會(huì)、美國(guó)環(huán)境保護(hù)局等機(jī)構(gòu)的資助下開(kāi)展了小規(guī)模試點(diǎn)工作，旨在評(píng)估礁體結(jié)構(gòu)的重要性，以及試驗(yàn)小范圍增殖放流能否有效增加種群補(bǔ)充量。近年來(lái)，隨著相關(guān)科學(xué)知識(shí)的增加和經(jīng)驗(yàn)的積累，在13508號(hào)總統(tǒng)行政令（2009年）、切薩皮克灣流域各州州長(zhǎng)與聯(lián)邦政府簽署的《切薩皮克灣流域協(xié)議》（2014年）這兩項(xiàng)政策的推動(dòng)下，開(kāi)始了更大規(guī)模、多方協(xié)作的牡蠣礁修復(fù)工作。這兩項(xiàng)政策要求在2025年之前，恢復(fù)切薩皮克灣10條支流中的牡蠣礁棲息地。

建立科學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模牡蠣礁修復(fù)框架

哈里斯溪是切薩皮克灣內(nèi)計(jì)劃開(kāi)展大規(guī)模牡蠣礁修復(fù)的10條支流之一。它位于切薩皮克灣東岸，屬于馬里蘭州，歷史上是有名的牡蠣產(chǎn)地，但到了21世紀(jì)初也出現(xiàn)了牡蠣補(bǔ)充量和礁體結(jié)構(gòu)均大幅下降的問(wèn)題。2010年，哈里斯溪被馬里蘭州政府設(shè)立為牡蠣保護(hù)區(qū)（1829公頃），禁止牡蠣采挖活動(dòng)。綜合哈里斯溪“受保護(hù)的地位、水質(zhì)相對(duì)良好、鹽度適宜、尚存一些活體牡蠣礁（可提供部分幼苗）以及水動(dòng)力條件下浮游階段的牡蠣幼蟲(chóng)不會(huì)移動(dòng)到修復(fù)區(qū)域以外的地方（模型預(yù)測(cè)）”的條件，再加上這里有著大面積的適宜修復(fù)的區(qū)域，因此哈里斯溪被選為馬里蘭州第一條開(kāi)展大規(guī)模牡蠣礁修復(fù)工作的支流。

切薩皮克灣的牡蠣

與過(guò)去的小規(guī)模牡蠣礁修復(fù)相比，在美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）、美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)（USACE）、馬里蘭州自然資源部門(mén)（DNR）與馬里蘭大學(xué)、牡蠣恢復(fù)伙伴關(guān)系（Oyster Recovery Partnership）等多個(gè)科研院校和社會(huì)組織的合作下，哈里斯溪展示出一套完整的、科學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模牡蠣礁修復(fù)方法。

明確的修復(fù)目標(biāo)

一個(gè)好的修復(fù)項(xiàng)目，項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)就需要回答 “什么才是被成功修復(fù)的牡蠣礁？”和“需要成功修復(fù)多少礁體，才算成功修復(fù)了一條支流內(nèi)的牡蠣資源？”。在13508號(hào)總統(tǒng)行政令支持下，由科學(xué)家、聯(lián)邦政府和州政府的資源管理者組成的團(tuán)隊(duì)為切薩皮克灣10條支流的牡蠣礁修復(fù)，制定了礁體尺度和支流尺度的牡蠣礁修復(fù)目標(biāo)——“切薩皮克灣牡蠣指標(biāo)”（Oyster Metrics Working Group，2011），作為哈里斯溪牡蠣礁修復(fù)計(jì)劃的基礎(chǔ)。修復(fù)后6 年的牡蠣礁如能滿(mǎn)足以下指標(biāo)，即被視為“成功修復(fù)的礁體/支流”。

* 礁體尺度：

-   牡蠣密度：最低值=15個(gè)/m2，理想值=50個(gè)/m2

-   牡蠣生物量：最低值=干重15g/m2，理想值=干重50g/m2

-   多齡級(jí)：成功=兩個(gè)或以上齡級(jí)

-   貝殼預(yù)算（貝殼損耗和增長(zhǎng)之間的差值）：成功=穩(wěn)定或增長(zhǎng)

-   礁體高度和礁體面積：成功=穩(wěn)定或增長(zhǎng)

* 支流尺度：50%以上的可修復(fù)河床（目前為硬質(zhì)底的區(qū)域）由“達(dá)標(biāo)”的礁體覆蓋,且修復(fù)后的礁體應(yīng)至少占該支流預(yù)估歷史礁體面積的8%。

基于科學(xué)信息的修復(fù)計(jì)劃

2012年，DNR、NOAA與USACE各方代表組建了馬里蘭州跨部門(mén)工作組（Maryland Interagency Workgroup），負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)聯(lián)邦政府、州政府、科研學(xué)術(shù)和非政府組織間的溝通與合作，促進(jìn)牡蠣礁修復(fù)。這些合作伙伴共同制定了該支流牡蠣礁修復(fù)計(jì)劃（Maryland Oyster Interagency Working Group，2012），包括修復(fù)區(qū)域、修復(fù)方法及所需的修復(fù)材料用量、預(yù)算和監(jiān)測(cè)框架。

哈里斯溪牡蠣礁修復(fù)計(jì)劃的藍(lán)圖

（Maryland Oyster Interagency Working Group，2012）

為制定計(jì)劃，項(xiàng)目組收集了地理空間信息（如水質(zhì)數(shù)據(jù)、聲納調(diào)查底棲生境特征、水深調(diào)查、牡蠣種群調(diào)查），并結(jié)合“適宜美洲牡蠣種群生活的水質(zhì)（鹽度、溶解氧）、硬質(zhì)底、水深1.2至6米、遠(yuǎn)離碼頭、航道和輔助航道”的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)哈里斯溪?dú)v史牡蠣礁面積（約1408公頃）和“切薩皮克灣牡蠣指標(biāo)”，經(jīng)過(guò)分析決定了在支流中修復(fù)牡蠣礁的面積、位置和采用的修復(fù)方法（見(jiàn)上圖）。該計(jì)劃中采用了兩種修復(fù)方式：

·  只投放牡蠣幼苗：將牡蠣的附殼幼體直接投放到現(xiàn)有殘存的牡蠣礁體（62公頃）上；

·  投放底質(zhì)物和牡蠣幼苗：首先在殘余礁體很少的地方投放底質(zhì)物（80公頃），再將附殼幼體移植其上。底質(zhì)物由石頭或海螺、蛤蜊和蛾螺殼混合構(gòu)成。

前排中間為育苗場(chǎng)生產(chǎn)的美洲牡蠣附殼幼體。

圖源：霍恩普恩特育苗場(chǎng)

實(shí)施修復(fù)計(jì)劃

在美國(guó)聯(lián)邦政府（USACE、NOAA）和馬里蘭州政府為主要支持方提供的5300萬(wàn)美元支持下，在2011-2015年間，哈里斯溪中共建造了142公頃牡蠣礁，投放了超過(guò)20萬(wàn)m3的底質(zhì)物，用于構(gòu)建高度為0.15-0.3m的礁體，并投放了超過(guò)20億個(gè)附殼幼體，幼苗移植密度通常為1250萬(wàn)個(gè)/公頃。這些附殼幼體主要來(lái)自馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心的霍恩普恩特育苗場(chǎng)（Horn Point Hatchery）。

在哈里斯溪上投放底質(zhì)物。圖源：Sean Fritzges

哈里斯溪內(nèi)使用底質(zhì)物和僅使用附殼幼體的修復(fù)區(qū)。

圖源：《貝類(lèi)礁體修復(fù)指南》

長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與評(píng)估

自項(xiàng)目實(shí)施時(shí)起，每年持續(xù)開(kāi)展的監(jiān)測(cè)工作包括溶解氧、水溫、鹽度、牡蠣密度、礁體面積與高度、病害等。截至 2017 年底的監(jiān)測(cè)，哈里斯溪內(nèi)98%的礁體都達(dá)到了“切薩皮克灣牡蠣指標(biāo)”中牡蠣生物量和密度的最低值要求，75%的礁體都達(dá)到了理想值。后續(xù)，在修復(fù)后第6年將再次對(duì)這里的牡蠣礁進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

研究人員在哈里斯溪進(jìn)行牡蠣取樣監(jiān)測(cè)。圖源：Will Parson

牡蠣礁的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)影響分析

Kellogg等（2018）模型估算哈里斯溪修復(fù)的牡蠣礁每年可移除46650kg氮和2140kg磷，這一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能每年至少創(chuàng)造300萬(wàn)美元的價(jià)值。此外，Knoche等（2018）模型預(yù)測(cè)，與未修復(fù)時(shí)相比，哈里斯溪以及附近特雷德埃文河和小查普坦河修復(fù)的礁體成熟時(shí)，當(dāng)?shù)氐乃{(lán)蟹（Callinectes sapidus）捕獲量將增長(zhǎng)超過(guò)150%，僅此一項(xiàng)每年就能額外帶來(lái)1100萬(wàn)美元的碼頭年銷(xiāo)售額；白鱸魚(yú)（White Perch）的捕獲量將增加650%；修復(fù)后，預(yù)計(jì)該區(qū)域內(nèi)漁業(yè)總產(chǎn)出每年增長(zhǎng)2300萬(wàn)美元（直接、間接及連帶效應(yīng)的總和）。

哈里斯溪內(nèi)，以石塊為底質(zhì)物修復(fù)的牡蠣礁。

圖源：NOAA切薩皮克灣辦公室

目前，哈里斯溪使用的牡蠣礁修復(fù)方法已被推廣應(yīng)用到切薩皮克灣其余9條需要修復(fù)牡蠣礁的支流。從哈里斯溪牡蠣礁修復(fù)項(xiàng)目中，可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)有：

·    建立良好的多方協(xié)作與溝通機(jī)制；

·    修復(fù)前應(yīng)梳理修復(fù)范圍內(nèi)的社會(huì)和生態(tài)條件，并據(jù)此制定修復(fù)規(guī)劃，修復(fù)規(guī)劃需要包括可衡量的修復(fù)目標(biāo)、適宜修復(fù)區(qū)、修復(fù)方法、所需許可、預(yù)算、監(jiān)測(cè)方案等；

·    修復(fù)規(guī)劃需要各利益相關(guān)方參與討論和制定，并達(dá)成共識(shí)；

·    提前考慮修復(fù)所需的后勤物料和機(jī)械設(shè)施，如采購(gòu)和運(yùn)輸建礁底質(zhì)物的供應(yīng)商、育苗場(chǎng)的幼苗供應(yīng)量等；

·    長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并對(duì)大型項(xiàng)目開(kāi)展經(jīng)濟(jì)分析以論證修復(fù)帶來(lái)的投資回報(bào)。

參考資料：

1. Beck et al. 2011. OysterReefs at Risk and Recommendations for Conservation, Restoration, andManagement. BioScience.

2.  Fitzsimons, J., Branigan,S., Brumbaugh, R.D., McDonald, T.和zu Ermgassen, P.S.E. (編者) (2019). 貝類(lèi)礁體修復(fù)指南. 大自然保護(hù)協(xié)會(huì)（TNC）, 弗吉尼亞州阿靈頓, 美國(guó)。

3.  Kellogg, M.L., Brush,M.J., and Cornwell, J.C. (2018). An Updated Model for Estimating TMDL-relatedBenefits of Oyster Reef Restoration. A final report to The Nature Conservancyand Oyster Recovery Partnership. Virginia Institute of Marine Science, GloucesterPoint, VA.

4.  Knoche, S., Ihde, T.,Townsend, H. and Samonte, G. (2018). Estimating Ecological Benefits andSocio-Economic Impacts from Oyster Reef Restoration in the Choptank RiverComplex, Chesapeake Bay. Final Report to The National Fish and Wildlife Foundation& The NOAA Chesapeake Bay Office. Morgan State University, PEARL Report#11-05.

5. Maryland OysterRestoration Interagency Workgroup (2012). Harris Creek Oyster RestorationTributary Plan: A blueprint to restore the oyster population in Harris Creek, atributary of the Choptank River on Maryland’s Eastern Shore. Maryland InteragencyOyster Restoration Workgroup of the Sustainable Fisheries Goal ImplementationTeam.

6.   Newell, R.I.E. (1988).Ecological changes in Chesapeake Bay: Are they the result of overharvesting theAmerican oyster, Crassostrea virginica? In: M.P. Lynch and E.C. Krome (eds.).Understanding the Estuary: Advances in Chesapeake Bay Research, pp. 536-546.Chesapeake Research Consortium, Publication 129 CBP/TRS 24/88, GloucesterPoint, VA.