Journal of Marine Sciences >

2025 , Vol. 43 >Issue 3: 73 - 80

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-909X.2025.03.008

Progress in the protection and restoration of China’s oyster reefs: The practice of oyster reef restoration in Ruian

  • WU Xiaowen , 1, 2, 3 ,
  • XUE Feng , 1, 2, 3, * ,
  • CAI Jingbo 1, 2, 3
Expand
  • 1. Zhejiang Key Laboratory of Coastal Biological Germplasm Resources Conservation and Utilization, Zhejiang;Mariculture Research Institute, Wenzhou 325000, China
  • 2. Sino-Thai Joint Laboratory of Marine Technology, Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325000, China
  • 3. Wenzhou Key Laboratory of Marine Biological Genetics and Breeding, Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325000, China

Received date: 2025-03-10

  Revised date: 2025-06-25

  Online published: 2025-10-15

Fold

Abstract

Oyster reefs are one of the important coastal habitats. Over the past century, oyster reefs have been severely degraded worldwide. However, with the gradual recognition of the irreplaceable ecosystem service functions of oyster reefs, the significance of oyster reef conservation and restoration has become prominent in the global efforts to restore and protect degraded coastal ecosystems. This study systematically collects and collates the distribution information of natural oyster reefs and artificially restored oyster reefs in China, summarizes the main work and achievements in the field of oyster reef conservation and restoration in China since the beginning of this century. Combined with the author’s practical experience in the Wenzhou coastal zone protection and restoration project (oyster reef), the technical process of restoration is described in detail, with emphasis on the design and structure of the inclined support composite oyster reef and the artificial seedling attachment technology used in the restoration project. Corresponding suggestions are put forward, which can provide references for future oyster reef conservation and restoration work.

Key words： oyster reefs; conservation and restoration; restoration technologies; comprehensive management and maintenance; restoration practices

Cite this article

WU Xiaowen , XUE Feng , CAI Jingbo . Progress in the protection and restoration of China’s oyster reefs: The practice of oyster reef restoration in Ruian[J]. Journal of Marine Sciences, 2025 , 43(3) : 73 -80 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2025.03.008

0 引言

牡蛎礁(oyster reef)是由活体牡蛎、死亡牡蛎的壳及其他礁区生物共同堆积而成的聚集体,是一种典型的贝类礁体[1],广泛分布于全球温带和亚热带海域的潮间带和浅水潮下带,尤其是海湾、河口和潟湖等地[2]。根据其结构特征,一般将垂直高度大(>0.3 m)的称为“牡蛎礁”,结构低矮、与周围环境相比高度小(<0.3 m)的称为“牡蛎床(oyster bed)”,因牡蛎固着并聚集生长在红树林根系等其他硬质结构上所形成的次生结构称为“牡蛎聚集体(oyster aggregation)”[2]。
牡蛎礁具有改善水质[3]、提供生物栖息地[4]、固碳和减灾[5]、提升生物多样性[6]、增加渔业产量[3]和防护海岸线[7]等重要的生态系统服务功能,因此又被称为“温带的珊瑚礁” [4]。过去的一个多世纪以来,因过度捕捞、水质污染、海岸工程建设以及气候变化等因素,全球众多海湾和生态区域中的牡蛎数量急剧减少,牡蛎礁的分布面积下降约85%,其生态服务功能也遭到了严重削弱[8-9]。
生态修复正逐渐被视为全球海洋和海岸带管理的重要组成部分。牡蛎礁生态修复是一种重要的海洋生态恢复手段,旨在通过投放牡蛎幼体或人工牡蛎礁体等方式,实现保护和恢复海区牡蛎礁生态系统。美国较早开展了一系列牡蛎礁修复项目[10]。这些项目在规模和成效上都取得了显著成果,不仅改善了当地的海域生态环境,还同步产生了不菲的经济效益和社会效益。中国牡蛎礁保护与修复工作虽起步较晚,但通过系统性规划与多维度实践探索,已初步构建起生态修复体系,取得阶段性成效。

1 中国牡蛎礁修复

1.1 中国牡蛎礁的现状

牡蛎礁生态系统相较于红树林、海草床等滨海蓝碳生态系统获得的社会关注度明显较低,关于牡蛎礁生态系统的系统性观测调查研究稍显欠缺,公开发布的关于牡蛎礁现状的基础数据亦非常有限。为此,笔者收集、整理了中国各地现存的牡蛎礁的位置、礁区面积、造礁牡蛎物种、牡蛎密度等详细数据信息,如表1所示。
表1 中国现存牡蛎礁的地理分布及主要信息

Tab.1 The distribution and main information of existing oyster reefs in China

位置 礁区面积/km2 造礁牡蛎品种 牡蛎密度
/(ind·m-2)		 类型与特点 数据来源
天津大神堂牡蛎礁 2.576 长牡蛎Crassostrea gigas、
密鳞牡蛎Ostrea denselamellosa		 天然牡蛎礁,分布在潮下带 文献[11-12]
天津曹妃甸-乐亭牡蛎礁 15 长牡蛎Crassostrea gigas 104~3 912 天然牡蛎礁,分布在潮间带 文献[13]
黄河口牡蛎礁 1.78 长牡蛎Crassostrea gigas、
近江牡蛎Crassostrea ariakensis		 分布在滨州市套尔河、马颊河河口、大汶流南部海域,为零散潮下带礁,初生牡蛎比例较高 文献[14-15]
江苏海门小庙洪蛎岈山牡蛎礁 3.55 礁体底层为近江牡蛎Crassostrea ariakensis,向上渐变为熊本牡蛎Crassostrea sikamea,有少量密鳞牡蛎O.denselamellosa 2 894±330 天然牡蛎礁,分布在潮间带 文献[16-17]
福建深沪湾古牡蛎礁 数百平方米 福建牡蛎Crassostrea angulata 分布在中、低潮区 文献[18]
珠江口牡蛎礁(珠海和江门台山附近海域) 香港牡蛎Crassostrea hongkongensis、近江牡蛎Crassostrea ariakensis、小蛎属Saccostrea 分布广,单个礁体面积不大,潮下带礁体造礁物种以香港牡蛎和近江牡蛎为主,潮间带礁体为巨蛎属与小蛎属牡蛎共存 文献[19]

注:空白处表示无该项数据。

历史上,中国沿海也曾拥有过丰富的天然牡蛎礁资源,但是据2022年大自然保护协会(The Nature Conservancy,TNC)的评估结果,中国牡蛎礁的健康现状不容乐观,部分天然牡蛎礁的退化程度超过70%[19]。如在2006—2013年间,天津大神堂牡蛎礁面积下降了80%[9];2003—2013年间,江苏海门蛎岈山牡蛎礁面积下降了38.8%[16]; 自然资源部南海生态中心调查团队发现,广东牡蛎礁基本是以牡蛎聚集体的形式存在,已鲜有成规模的礁体,如珠江口潮间带大量的天然牡蛎礁已经不复存在,只有潮下带部分区域尚保留部分牡蛎礁[19]。现存成规模的牡蛎礁主要集中分布在河北曹妃甸[13]、天津大神堂[11-12,20]、山东黄河口[14-15]、江苏小庙洪[16-17,21]、福建深沪湾[18,22]和珠海口[19]。

1.2 中国牡蛎礁的修复实践

中国对牡蛎礁生态保护与修复的探索始于本世纪初(表2)。其中最早的当属2004年中国水产科学研究院东海水产研究所全为民团队创造性利用长江口深水航道整治工程的水工构筑物作为附着基,通过人工增殖近江牡蛎C.ariakensis亲本50 t,成功构建了中国首个大规模人工牡蛎礁生态系统,且后续的跟踪监测与评价结果显示,该牡蛎礁生态系统的生态效益显著[23-24]。
表2 中国开展的牡蛎礁修复实践案例

Tab.2 The practical cases of oyster reef restoration conducted in China

修复项目及
所在地		 修复面
积/hm2		 造礁牡蛎 设计礁体
高度/m		 附着基
材料		 牡蛎苗
补充方式		 礁体
位置		 修复时间及
组织实施方		 数据
来源
长江口深水航道整治工程牡蛎礁修复 26 近江牡蛎C.ariakensis和
熊本牡蛎C.sikamea		 混凝土水
工构筑物		 人工附苗 潮间带 2004年
中国水产科学研究院东海水产研究所		 文献
[27]
河北省祥云湾海洋牧场贝藻礁修复 523 长牡蛎C.gigas 1.8 花岗岩、
沉船、沉箱、
M型礁等		 自然附苗 潮下带 2007年
唐山海洋牧场实业有限公司		 文献
[28]
黄河三角洲牡蛎礁修复 7.5 长牡蛎C.ariakensis 扇贝壳、
牡蛎壳		 人工附苗 潮间带 中国科学院海洋研究所贝类研究团队 文献
[15]
浙江省三门健跳港牡蛎礁修复 1 近江牡蛎C.ariakensis、
熊本牡蛎C.sikamea、
香港牡蛎C.hongkongensis		 1 碎石 自然附苗 潮间带 2019年
三门县农业农村局,中国水产科学研究院东海水产研究所,TNC		 文献
[29-30]
香港深圳湾流浮山牡蛎礁修复 0.06 香港牡蛎C.hongkongensis 0.3 粗糙混凝
土桩		 潮间带 2018年
TNC与香港大学太古海洋科学研究所		 文献
[25]
香港吐露港榕树澳牡蛎礁修复 0.001 5 香港牡蛎C.hongkongensis 6 废弃贝壳 潮下带 2019年
TNC与香港大学太古海洋科学研究所		 文献
[25]
浙江省瑞安丁山二期、丁山三期牡蛎礁修复 24.3 熊本牡蛎C.sikamea 3 混凝土
柱桩		 人工附苗 潮间带 2021年,2023年 本研究

注:空白处表示无该项数据。

“十三五”期间,得益于中央和地方政府对海岸带生态保护与修复工作的日益重视,沿海省份陆续开展了规模不一的牡蛎礁生态修复的探索与实践。例如,2018年5月,TNC 与香港大学太古海洋科学研究所合作,在当地水产养殖产业的支持下,在深圳湾(也称后海湾)的流浮山启动了潮间带牡蛎礁修复试点项目,次年又在吐露港榕树澳水域开展了第二个牡蛎礁(潮下带)修复试点[25]。2020年,在中国科学院战略性先导科技专项(A类)“美丽中国生态文明建设科技工程”的资助下,中国科学院海洋研究所贝类研究团队在东营市河口区开展了牡蛎资源修复及牡蛎礁生态系统重构技术研发与示范项目,利用人工辅助增殖的牡蛎制备成牡蛎生态礁,在两个牡蛎礁区共投放了271块礁核,构建了6个方形礁群、13个环形礁群和6个长方形礁群,修复礁区总面积达7.5 hm2[26]。
2020年6月,国家发展改革委、自然资源部联合印发《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》,其中部署了“海岸带生态保护和修复重大工程”。同年,温州市海岸带保护修复工程通过竞争性评审,成为首批获财政部和自然资源部审批通过的海岸带保护修复工程,工程分为盐沼修复区和贝类(牡蛎)礁修复区两个部分。

2 瑞安牡蛎礁修复介绍

2.1 工程概况

温州市海岸带保护修复工程位于瑞安市飞云江入海口左侧光滩(图1)。整个修复工程分为盐沼修复和贝类礁修复两个部分,其中贝类礁修复选择熊本牡蛎作为修复品种。瑞安牡蛎礁修复工程分两期实施,一期为丁山二期牡蛎礁修复工程,二期为丁山三期牡蛎礁修复工程。丁山二期牡蛎礁修复区为长500 m、宽330 m的矩形区域,修复面积16.50 hm2。修复区内以6 m×6 m的间距共安置8 288组斜撑组合式牡蛎礁修复礁体(图1)。丁山三期的牡蛎礁修复区,俯瞰呈现贝壳状(图2),修复总面积7.8 hm2,以4.5 m×4.5 m的间距共安置8 936组牡蛎礁修复礁体。
图1 斜撑组合式牡蛎礁体设计图(a)及丁山二期牡蛎礁修复区现场图(b, 2024年12月拍摄)

Fig.1 Design drawing of the inclined support composite oyster reef (a) and on-site photo of the oyster reef restoration area in Phase II of Dingshan(b, photographed in Dec. 2024)

图2 丁山三期牡蛎礁修复区俯瞰图

Fig.2 Aerial view of the oyster reef restoration area in Phase III of Dingshan

丁山二期牡蛎礁修复工程于2021年12月完成现场施工,2022年6月通过项目验收,2023年12月结束管护期。2024年2月工程正式移交给瑞安市瓯飞建设投资开发有限公司,由其开展牡蛎礁后期日常管护工作。
丁山三期牡蛎礁修复工程于2023年12月完成现场施工,现尚处于工程管护期。

2.2 牡蛎礁修复的技术流程

结合瑞安牡蛎礁修复的具体实践,将修复的关键技术流程梳理总结如下。
1)清表围网。即在修复区滩涂开展表面杂物、脏物的清理并完成修复区的围栏网工作。
2)礁体浇筑。礁体采用C30标号水泥和HRB400级钢筋浇筑,其中主礁体规格为12 cm×12 cm×400 cm,副礁体长155 cm,“7”字型弯长26 cm。礁体浇筑完成后需在淡水中浸泡1个月以上以去除碱性。
3)礁体附苗。将刚催产出的熊本牡蛎苗均匀地布置在育苗池中。经20天培育后,移入均匀布满水泥礁体的育苗池,培育半个月左右,让牡蛎苗均匀附着在水泥礁体上。牡蛎苗个体大小在1 mm以上,密度需达到8 000~10 000 ind/m2。
4)运输组装。附苗礁体在采取防晒、防风干、防雨、防摩擦等措施后干运至修复海区,待落潮或低水位时组装。礁体组装时,主礁体插入滩涂面以下300 cm,四根副礁体均插入滩涂面以下55 cm,并用长3.5 m、粗1.2 cm且附着有牡蛎苗的麻绳在副礁的“7”字型转角处予以捆扎固定。

3 瑞安牡蛎礁修复的特点

相较于国内外其它牡蛎礁修复项目,瑞安牡蛎礁修复实践的两个最突出特点是采用了斜撑组合式牡蛎礁结构和异地附苗技术。

3.1 礁体基质材料与设计

附着基质会影响牡蛎幼虫的附着和变态发育。在早期修复活动中,与石灰石和黏土砖相比,牡蛎壳和蛤蜊壳上的牡蛎补充量和活牡蛎丰度均较高,然而在修复后期,所有类型附着基质上的牡蛎丰度和大小分布趋于相似[31]。经过较长时间的筛选,通过与硬蛤壳、稳定化粉煤灰等材料相比较,发现牡蛎壳的底质和化学成分可以吸引牡蛎幼虫,增加牡蛎的附着与繁殖,且成活率较高,是构建牡蛎礁的理想基质材料[32]。因此,早期美、澳等国家的牡蛎礁修复采用的礁体基质材料以废弃牡蛎壳居多[10]。生态混凝土因具有复杂的孔隙结构、粗糙的表面和较高的强度受到关注,为牡蛎礁修复打开了新思路。DE SANTIAGO等[33]、POTET等[34]、KONG等[35]的研究均表明,以石灰石、砾石和牡蛎壳为粗骨料制作的生态混凝土,可以有效提高牡蛎礁修复区的生物多样性。
在大规模实施牡蛎礁修复项目时,如采买大量的废弃牡蛎壳并进行处理制作,需投入大量的人力和资金。瑞安牡蛎礁修复工程参考2004年中国水产科学研究院东海水产研究所全为民团队利用长江口深水航道整治工程的水工构筑物作为附着基的创举,结合TNC 2018年在香港牡蛎礁修复中采用的混凝土单桩结构,创造性地采用了斜撑组合式牡蛎礁结构。
斜撑组合式牡蛎礁自身的抗倾覆安全系数大、稳定性高,可以有效克服传统单桩结构在河口强潮海区的不稳定性,又满足牡蛎幼苗附着生长所需的复杂的孔隙结构和粗糙的表面,还能够有效发挥牡蛎礁的消浪减灾功能,可谓一举多得。2024年2月,丁山二期牡蛎礁移交验收,现场检视礁体上牡蛎附着平均密度为2 612 ind/m2,也有力证明了斜撑组合式牡蛎礁这一修复方案的可行性。根据最新的调查,浙江省象山港54 hm2的牡蛎礁修复工程也同样采用了斜撑组合式牡蛎礁结构。

3.2 牡蛎附苗与补苗技术

一般来说,需要修复的地区不是“补充量受限”,就是“底质物受限”,或二者兼有[36],需要进行辅助再生或生态重建[37]。补充量受限的环境往往周围缺乏足够的亲贝(成熟且具备繁殖能力的目标贝类),难以产生幼虫补充到现有的礁体结构上。底质物受限的环境往往缺乏可供贝类幼虫附着的礁体结构。人工牡蛎礁体投放海底后,通常会有野生牡蛎幼体附着到礁体上。但由于海水中牡蛎自然繁殖产生幼苗的能力有限,即使有了牡蛎壳、石灰岩和钢筋混凝土结构等附着基,牡蛎礁的恢复也无法达到最佳效果。
牡蛎幼虫的密度是影响稚贝附着数量的一个重要因素。当海水中牡蛎幼虫的数量不同时,牡蛎幼虫对于生存空间和饵料的竞争程度也会有所差异,进而影响到幼虫的存活率。海水中牡蛎幼虫丰度并非越大越好。范瑞良等[38]认为随着水体中牡蛎幼虫密度的增加,产生的代谢废物会增多,这些废物在分解过程中会导致水体中的氨氮浓度上升,进而恶化水质,影响幼虫的生长发育,最终导致附着率降低。
瑞安牡蛎礁修复改变思路,将传统海区附苗和依赖于海区的天然苗附着过程,提前至室内育苗池完成。即首先完成礁体浇筑并进行脱碱处理,清洗干净后将其均匀地布置在育苗池里;然后采集本地野生牡蛎(性腺成熟)作为亲贝,挤卵、授精后进行人工育苗(洗卵、孵化、幼虫培育、投饵、换水、倒池等);经过20多天的培育后,幼虫体长达到300~350 μm,将眼点幼虫移入铺设了水泥礁体的育苗池里等待幼苗附着;牡蛎苗附着在水泥礁体上后,再经过半个月左右的投饵、换水、充气和培育;待牡蛎苗在礁体上长到体长>1 mm,密度达到10 000个/m2,再移殖至天然环境中。礁体附苗前置到室内完成,既可以有效克服部分天然海域牡蛎幼苗补充不足的问题,还能够实现对礁体幼苗附着率和存活率的精准把控,从而有效促进牡蛎礁等海洋生态系统的恢复与重建。

3.3 综合管护

截至目前,除已建立的大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区、江苏海门蛎岈山国家级海洋公园、天津古海岸与湿地国家级自然保护区、深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区四个以牡蛎礁为保护核心的自然保护区外,中国当前针对牡蛎礁栖息地生态保护的政策性支持依据,尚停留在国土空间规划和海洋保护地的一般性层面。
参照《山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)》(2020年),“山水工程”实施结束后应当无缝衔接开展后跟踪监测、修复效果评估和适应性管理工作。笔者结合浙江省海洋水产养殖研究所贝类研究团队在瑞安牡蛎礁丁山二期修复工程中开展的综合管护工作,发现影响牡蛎礁自然繁育的因素,除了自然因素外,还有相当一部分是无序捕捞等人为因素。因此,在修复工程验收合格后,应建立后期管护制度,根据生态保护目标和标准,做好基础设施的运行和维护,加强对生态系统演替过程的跟踪管护,严格控制不当的人为干扰,保护生态系统的健康、稳定、完整,提升生态系统服务功能。
牡蛎礁保护与修复是一项复杂而长期的任务,需要科研、资金、能力等多方面的系统保障。职能部门应当积极探索,建立规模化、专业化、社会化的运营管护机制,通过签订管护协议,明确管护责任和义务,落实管护责任人和经费,以确保修复工程发挥生态、社会和经济的长期效益,实现可持续利用。

4 展望

中国的牡蛎礁修复工作起步晚,但是发展迅速。虽然在法律层面上,牡蛎礁保护与修复尚未被纳入《海洋环境保护法》和国家中长期生态修复规划,但是《海岸带生态减灾修复技术导则第6部分:牡蛎礁》(T/CAOE 21.6—2020)、《海岸带生态系统现状调查与评估技术导则 第7部分:牡蛎礁》(T/CAOE 20.7—2020)、《海洋生态修复技术指南(试行)》(2021年)等技术标准和指南的陆续发布,为中国开展牡蛎礁修复提供了技术支撑和依据。近5年来,一批海洋生态保护修复项目,如温州海岸带生态修复工程(2021)、黄河口国家公园工程(2024)、唐山市海洋生态保护修复工程(2024)等的启动,必将从生态基础层面上,为大规模牡蛎礁生态修复的决策提供实践经验和数据支撑。
中国牡蛎礁的保护修复工作是全球海洋环境保护的重要组成部分。未来,随着修复技术不断革新和政策持续加码,这一工作有望取得更大的进展,亦可为全球海洋生态保护贡献更多的中国智慧。

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