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為推動國內(nèi)牡蠣礁資源的保護與修復，大自然保護協(xié)會（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、國內(nèi)牡蠣礁現(xiàn)狀、牡蠣礁修復案例、牡蠣礁修復技術(shù)和監(jiān)測方法。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。

前言

美國紐約港、新澤西港地區(qū)（以下簡稱為紐約港）因自然資源、社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的相互影響、相互制約和相互作用，形成了一個復雜的系統(tǒng)。這里既有豐富的河口生物，也有以此為居的數(shù)千萬市民。該地區(qū)環(huán)境面臨水質(zhì)惡化、海岸帶硬化、海平面上升、高密度人口、公眾使用的岸線有限等多重壓力，使得紐約港的牡蠣礁修復極具挑戰(zhàn)性。在如此條件下，牡蠣礁修復工作已然在這里開展了20年，除了帶來水質(zhì)和生物多樣性的提升，也成為當?shù)鼐用裼H近自然、了解自然的重要渠道，這對全球其他濱海大城市進行類似項目具有重要的借鑒意義。在多年的保護實踐中，人們逐漸意識到，建設(shè)健康的海港離不開大眾的支持和參與。

攝影：Jennifer Emerling

背景

紐約港，咸淡水在此交匯。哈德遜河、拉里坦河、長島海岬、牙買加灣和大西洋在這14,000平方英里的范圍里匯聚，這里及周邊地區(qū)居住人口近2400萬，是美國第三大貨運港口。這里散落著鹽沼地、海草床、沼澤與濱海森林等諸多類型的濱海濕地。除此之外，這里亦是美東最繁忙的港口。

歷史上，由美洲牡蠣（Crassostrea virginica）形成的牡蠣床（垂直高度較低的牡蠣礁）曾鋪滿了港口底部，是這里生態(tài)和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。然而，隨著城市發(fā)展與擴張、過度采挖野生牡蠣、河道開發(fā)、周邊濕地填埋以及傾倒城市廢水等原因，這里的牡蠣種群數(shù)量從17世紀初開始下降。到18世紀20年代時，最后一塊牡蠣床也因退化嚴重而不再開放采收牡蠣。進入20世紀，港口的水域被污染到不再適合牡蠣生存。如今，現(xiàn)存牡蠣床面積不到歷史面積的0.01%，在紐約港的大部分地區(qū)牡蠣床被認為功能性滅絕。

圖源：deepinsights/istock.com

隨著20世紀90年代末紐約港環(huán)境治理工作的開展，紐約港的水質(zhì)已經(jīng)有所好轉(zhuǎn)，雖然現(xiàn)在的水質(zhì)是過去100年間最佳，但它仍然面臨很多挑戰(zhàn)：如何恢復消失的鹽沼、沙岸、泥灘、濱海濕地和森林，如何更好地解決未經(jīng)處理的城市污水排放問題，如何面對水中過低的溶解氧、過高的營養(yǎng)鹽問題，還有海平面上升等挑戰(zhàn)。

牡蠣礁修復努力

盡管恢復牡蠣種群并不能解決這兒的所有問題，但卻是復雜的解決方案中重要的一部分，為高度城市化的河口地區(qū)恢復自然生態(tài)提供了一些可能性。牡蠣曾經(jīng)影響了這里的文化，如今當?shù)厣鐓^(qū)對修復牡蠣礁也是熱情高漲，這代表著人們對未來的期望。

20世紀90年代開始，當?shù)厣鐓^(qū)組成的民間組織便開展了關(guān)于修復牡蠣礁的研究和實踐。隨后，聯(lián)邦政府、州政府以及其他非政府組織也加入其中。美國工程兵團、紐約及新澤西州的港口管理機構(gòu)，連同其他合作伙伴，共同為紐約港設(shè)定了牡蠣礁修復目標——2020年前修復20英畝牡蠣礁，2050年前修復2000英畝牡蠣礁。這一目標在2019年已經(jīng)實現(xiàn)了至少16英畝（圖1）。

圖1：紐約港的牡蠣礁研究和修復項目點，圖中日期示意牡蠣或底質(zhì)物投放或監(jiān)測的時段。圖源：TNC/Michael McCann

位于紐約港中的牡蠣礁修復項目使用的修復方法，根據(jù)當?shù)貤l件和項目目標而各有不同。基本上有兩種，一種在灘底投放底質(zhì)物以恢復灘底的棲息地，另一種在水中用養(yǎng)殖籠吊養(yǎng)附殼牡蠣，以提供更多的牡蠣幼苗。傳統(tǒng)的潮下帶礁體修復方法是用裝滿附殼幼體的網(wǎng)袋作為底質(zhì)物來構(gòu)建礁體，比如紐約港萊蒙溪湖（Lemon Creek Lagoon）的項目（圖2）。而吊養(yǎng)牡蠣苗圃則借鑒了商業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖中的常見技術(shù)，把附著了幼苗的牡蠣裝在定制的鐵籠里，通過浮球讓牡蠣附著生長的結(jié)構(gòu)懸浮于水中、遠離海床，牡蠣籠可以取下并移至岸邊，以便公眾和學生志愿者參與監(jiān)測工作（圖3）。有些社區(qū)項目則使用金屬支架支撐牡蠣籠，這些籠子也易于取下，拿到岸邊進行測量工作（圖4）。

圖2：網(wǎng)袋固定的附殼幼體。   圖源：TNC/ Michael McCann

圖3：使用商業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見的吊養(yǎng)技術(shù)作為懸浮的牡蠣苗圃。圖源：TNC/ Michael McCann

圖4：位于Bush Terminal 公園的社區(qū)牡蠣礁項目，修復的牡蠣礁通常是潮下帶結(jié)構(gòu)，可以轉(zhuǎn)移到潮間帶進行監(jiān)測。圖源：TNC/ MichaelMcCann

億萬富”蠔“項目

億萬富“蠔”項目(Billion Oyster Project，BOP)是紐約港修復牡蠣礁的主要非政府組織，自2010年開始與當?shù)毓W校及其學生共同開展行動。該組織的使命是通過公眾教育，以達到長期有效的牡蠣礁修復成果。同時，這些項目也見證了學生參與修復活動后學習能力的提高。

自2016年起，大自然保護協(xié)會（TNC）與BOP合作，作為科學顧問，實施牡蠣礁生長狀況、水質(zhì)以及生物多樣性的監(jiān)測活動， 并將監(jiān)測活動與BOP的教育項目相結(jié)合，培養(yǎng)“公民科學家”（圖5）。

圖5：億萬富“蠔”項目的教育項目經(jīng)理正在示范如何測量牡蠣苗圃中的牡蠣殼高。圖源：TNC／Cheryl Bennett

開展修復項目的價值

環(huán)境效益

牡蠣礁能夠凈化水體、減少水體富營養(yǎng)化，特別是通過對氮的同化與反硝化作用減少水體中的營養(yǎng)鹽。牡蠣礁還能作為自然基礎(chǔ)設(shè)施，對海岸線起到防護作用。（牡蠣礁的環(huán)境效益詳見拯救牡蠣礁系列之一：全球貝類礁體棲息地亟需加強保護）

同時牡蠣礁是三維立體的棲息結(jié)構(gòu)，能夠增加生物多樣性，從而對當?shù)佤~蝦蟹資源也起到增殖作用（圖6）。在紐約港的基波特(Keyport)港就發(fā)現(xiàn)牡蠣礁上的物種豐度和多樣性比沒有牡蠣礁的地方更高（Ravit et al. 2012）。然而并非所有的紐約港修復項目都能監(jiān)測到生物多樣性的顯著變化，研究人員普遍認為這是由于修復的礁體面積過小造成的，因此建議在未來加大修復規(guī)模 （Peterson & Kulp 2012；McCann 2018）。

圖6：TNC與BOP自2016年起使用圍網(wǎng)（如圖）、陷阱、水下攝影等方法記錄和監(jiān)測布魯克林和史坦頓島牡蠣礁修復項目上的生物多樣性。 攝影：Michael Treglia

社會效益

過去20年間，紐約港牡蠣礁修復項目更顯著的成功在于獲得了公眾的支持，以及增加了公眾對牡蠣礁以及紐約港生態(tài)系統(tǒng)的整體認知。通過參與牡蠣礁修復項目的各種活動，城市居民與濱海環(huán)境更緊密的連接起來，也因此吸引了一大批熱愛自然、關(guān)注環(huán)境問題、愿意參與宣傳和參加環(huán)保行動的支持者。在一項針對當?shù)啬迪牻感迯蛷臉I(yè)人員的調(diào)查中顯示，幾乎半數(shù)的人認為公眾參與所帶來的正面影響比生態(tài)恢復本身更加有意義（McCann 2019）。

圖7：2018年夏天，TNC與BOP工作人員帶領(lǐng)紐約港中學學生、社區(qū)合作伙伴，在史坦頓島的萊蒙溪湖牡蠣礁修復項目點投放牡蠣殼袋。  圖源：BOP

每年，由上千名學生、社區(qū)成員和普通市民組成的志愿者，協(xié)助修復工作者執(zhí)行各種實地工作，比如制造礁體結(jié)構(gòu)、清理牡蠣殼、維護牡蠣苗圃、投放和安設(shè)礁體，以及使用科學方法監(jiān)測牡蠣礁修復的各項指標（圖7、8）。通過這些活動，越來越多的紐約人得以體驗如何讓他們的港灣變得更好。

圖8：BOP工作人員和社區(qū)合作伙伴在布魯克林科尼島（Coney Island）投放潮下帶牡蠣礁。圖源：TNC/Michael McCann

在設(shè)計合理的公眾參與和教育項目時，需要明確許多問題，包括目標受眾、參與者的預期和興趣、前提條件、需要學到什么技能（例如，學生需要以此滿足學業(yè)要求）等。一些牡蠣礁修復機構(gòu)還聘請了專業(yè)的教育從業(yè)者、社區(qū)活動設(shè)計者，來設(shè)計相關(guān)活動和項目。為此，TNC和完全社區(qū)中心（Center for Whole Communities）曾發(fā)表一份北美城市保護活動指南（Field Guide to Conservation in Cities in North America），旨在分享城市環(huán)境中的保護項目如何連接環(huán)保從業(yè)者與城市居民。

經(jīng)驗與挑戰(zhàn)

許可審批與衛(wèi)生安全

大多數(shù)當?shù)氐哪迪牻感迯凸ぷ髡弑硎?，在紐約港修復牡蠣礁最大的挑戰(zhàn)是獲得必要的相關(guān)許可。這些許可的審批論證過程非常漫長，且因項目而異。這對于資金有限的機構(gòu)來說，投入很多人力物力來準備許可申請是很困難的。

紐約港頒發(fā)許可的部門對此有很多顧慮，主要是由于水體受到污染，這些修復后的牡蠣是不能用于食用的，可總是有居民試圖來采挖食用。如果有人因此食物中毒，就會對許可頒發(fā)部門管理的其他商業(yè)性貝類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生負面影響。

對比紐約州，港口對面的新澤西州因擔心非法采收帶來的食物中毒等其它風險，當?shù)氐沫h(huán)保部門禁止了其管轄水域內(nèi)的牡蠣礁修復活動。為此，當?shù)乇Ｗo組織還從港口清除了大概5萬只牡蠣。由于這些嚴格的規(guī)定，在新澤西州的保護組織只能選擇更安全、不能輕易被公眾接近的區(qū)域進行修復，比如在禁止公眾進入的機場安全區(qū)域。

高成本

在紐約港進行牡蠣礁修復并不便宜，這是因為在紐約和新澤西這樣的大都市生產(chǎn)和投放牡蠣及礁體底質(zhì)物都是更加昂貴的。又因項目規(guī)模普遍較小，因此更難體現(xiàn)成本有效性。比如，通過對紐約港區(qū)域內(nèi)18個修復項目的數(shù)據(jù)進行分析，估算出該地區(qū)平均每英畝牡蠣礁修復的成本約50萬美元，較之切薩皮克灣5-11萬美元之間的修復成本高出許多（USACE 2016）。

高流速環(huán)境

紐約港的水域作為港口和航道，通常水流速度較高，使該地區(qū)牡蠣礁修復項目所能采用的方法受到限制或加大難度。自1999年以來，早期的少數(shù)項目曾經(jīng)嘗試采用松散的牡蠣殼和扇貝殼作為底質(zhì)物，然而后續(xù)的監(jiān)測都表明這樣的底質(zhì)物會被水流沖散，無法形成礁體。因此，通過這個經(jīng)驗，目前絕大多數(shù)的項目都使用了各種辦法固定底質(zhì)物，比如將附殼幼體裝在籠子和網(wǎng)袋中，或者將幼苗附著在體積較大的水泥底質(zhì)物上。

潮下帶牡蠣的生存挑戰(zhàn)

由于紐約港緯度較高，冬季的冰凍使得牡蠣無法在潮間帶生存，因此修復項目只能在潮下帶進行。這就導致監(jiān)測工作的開展將更加困難，而適宜開展修復工作的區(qū)域更加有限。另外，修復后的牡蠣將一直被淹沒在水下，受潮下帶捕食者或生物污染的風險也更高。

此外，紐約港近乎功能性滅絕的天然牡蠣種群和有限的自然補充量，也意味著修復本地礁體必須依靠育苗場生產(chǎn)的牡蠣幼苗，使得修復工作進展緩慢。而惡劣的城市水質(zhì)環(huán)境，也為修復紐約港的牡蠣礁帶來更多挑戰(zhàn)。

未來工作展望

1. 牡蠣礁修復成功與否，很大程度上取決于：1）是否對該區(qū)域牡蠣繁殖和幼苗補充量有充足的科學認知，2）是否以這些數(shù)據(jù)和信息指導項目規(guī)劃。

2. 必須擴大修復尺度，使牡蠣礁修復活動規(guī)模化，同時尋找創(chuàng)新的資金機制。

3. 需要持續(xù)投入資源開展公眾教育和公眾參與活動，量化評估其社會成效，進行策略性的活動設(shè)計。

4. 修復機構(gòu)與許可部門一定要形成雙方都同意的執(zhí)行條件，以最小化潛在的公共健康風險。

5. 修復機構(gòu)應該持續(xù)的進行監(jiān)測，總結(jié)經(jīng)驗，以進行適應性管理并優(yōu)化實踐方法。

6. 應該與社區(qū)共同開發(fā)修復計劃，對修復的地點、面積、時間、采用的方法都取得共識，并滿足投資者的要求。

參考文獻：

Center for Whole Communities and The NatureConservancy,  2017. Field Guide toConservation in Cities in North America VERSION 1.0. https://www.nature.org/en-us/what-we-do/our-priorities/build-healthy-cities/cities-stories/field-guide-for-conservation-in-cities/

McCann, Mike. 2018. New York City Oyster MonitoringReport: 2016–2017. The Nature Conservancy, New York, NY.

McCann, M. 2019. Restoring Oysters to Urban Waters:Lessons Learned and Future Opportunities in NY/NJ Harbor. The NatureConservancy, New York, NY, USA.https://www.nature.org/content/dam/tnc/nature/en/documents/new-york-city-restoring-oysters-lessons-learned-2019.pdf

Peterson, B, R Kulp. 2012. Investigating ecologicalrestoration: Enhancement of fisheries due to the presence of oyster reefs inthe Hudson River. Report to the Hudson River Foundation, New York, NY, 40 pp

Ravit, B, M Comi, D Mans, C Lynn, F Steimle, S Walsh,R Miskewitz, S Quierolo. 2012. Eastern oysters (Crassostrea virginica)in the Hudson-Raritan Estuary: Restoration research and shellfishery policy.Environmental Practice 14: 110–129.

US Army Corps of Engineers New York District (USACE).2014. Cultural Resources Overview for Hudson-Raritan Estuary ComprehensiveRestoration Plan: Appendix G. New York, NY.