生态修复

人工海岸带生态化潜力评价及修复策略选择——以深圳为例

  • 殷萌清 ,
  • 樊行
展开
  • 深圳市规划国土发展研究中心,广东 深圳 518040
樊行(1983—),女,湖南常德人,硕士,副总规划师,研究方向为国土空间规划、海洋空间规划研究等,(E-mail)

殷萌清(1992—),女,陕西乾县人,硕士,副主任规划师,研究方向为海洋生态保护修复、国土空间生态修复规划研究等,(E-mail)

收稿日期: 2022-09-12

  修回日期: 2024-07-02

  网络出版日期: 2024-11-15

Ecological Potential Evaluation and Restoration Strategy Selection of Artificial Coastal Zones: A Case Study of Shenzhen

  • Mengqing Yin ,
  • Xing Fan
Expand
  • Shenzhen Planning and Land Development Research Center, Shenzhen 518040, China

Received date: 2022-09-12

  Revised date: 2024-07-02

  Online published: 2024-11-15

摘要

为探讨如何在城市尺度统筹制定人工海岸带的修复策略,科学安排修复对象及时序,以满足建设发展与生态保护的双重要求,文章以深圳市34段人工海岸带为实证对象,融合多源数据进行空间分析,构建了人工海岸带生态化潜力评价的指标体系及修复策略选择模型。结果发现:1)深圳市人工海岸带的生态化潜力大小呈现明显的空间异质性,按照生态化潜力从大到小,宜采取“控制压力、自然恢复”“疏解压力、生态修复”“控制压力、环境提升”“疏解压力、环境提升”4种不同的修复响应策略,空间上对应生态恢复区、生态修复区、生态控制区和景观协调区4类管控分区;2)深圳西湾公园等6段人工海岸带的生态化潜力最大,修复策略以控制外部压力引导其自然恢复为主。该6段对应的海岸线可作为首批新增自然岸线进行纳管,可达到深圳自然岸线保有率提升至40%的目标;3)深圳南澳望鱼角等5段人工海岸带生态化潜力较大,修复策略以疏解压力并采取修复措施提升生态功能为主。该5段对应的海岸线可作为储备自然岸线进行管理和维护;4)其余23段人工海岸带生态化潜力小,结合其区位情况作为城市景观类或一般公共岸线即可;5)生态化潜力大的岸段通常位于水动力弱的内湾,有利于岸外促淤和生境形成,亦可作为判断人工海岸带的自然形态和生态功能能否较快恢复的简易指示。

本文引用格式

殷萌清 , 樊行 . 人工海岸带生态化潜力评价及修复策略选择——以深圳为例[J]. 热带地理, 2024 , 44(11) : 2039 -2049 . DOI: 10.13284/j.cnki.rddl.20220775

Abstract

Restoring the natural form and ecological function of artificial coastal zones in coastal cities can effectively improve the ecological quality of these zones. Improving the natural shoreline retention rate through this effort is also an important step in Chinese coastal cities' implementation of Xi Jinping's idea of ecological civilization. With limited resources and funds for ecological restoration, and the dual requirements of urban development and ecological protection, this study primarily focuses on how to scientifically identify the areas for ecological restoration of urban artificial coastal zones, rationally arrange the restoration schedule, and formulate the restoration strategy. This study examines 34 sections of artificial coastal zones in Shenzhen City, integrates multiple data sources to conduct spatial superposition analysis, constructs an index system for evaluating the ecological potential of artificial coastal zones, and formulates a model framework for the selection of restoration strategies, which can inform the restoration of artificial coastal zones and the management of shorelines in other coastal cities in China. The study's findings are as follows: (1) The ecological potential of Shenzhen's artificial coastal zone is spatially heterogeneous, and four different restoration response strategies can be adopted in the order of potential from high to low: "control pressure, natural restoration"; "relief pressure, ecological restoration"; "control pressure, environmental enhancement"; and "relief pressure, environmental enhancement." These correspond to four types of control zoning: ecological restoration zone, ecological recovery zone, ecological control zone, and landscape coordination zone. (2) The six sections of Xiban Park have the greatest ecological potential of Shenzhen's artificial coastline, and the restoration strategy is intended to control the external pressure and guide its natural recovery. The corresponding coastlines of these six sections constitute the first batch of new natural shorelines to be managed, to reach the target of increasing the natural shoreline retention rate of Shenzhen to 40%. (3) Nan'ao Wangyu Jiao and the other five sections of Shenzhen's artificial coastline have the second-largest ecological potential, and the restoration strategy is to relieve external pressure and take appropriate restoration measures to enhance its ecological function. The corresponding coastlines of these five sections can be managed and maintained as reserve natural coastlines. (4) The remaining 23 sections of artificial shoreline have little ecological potential and can be used as urban landscape or general public shorelines in combination with their location, without restoration intervention actions. (5) Coastal zones with high ecological potential are usually located in inlets with weak hydrodynamics, and the seaward side of such coastal zones is prone to siltation. This is conducive to the formation of new habitats and can be used as a simple indicator of whether artificial coastal zones can be restored to their natural state and ecological functions relatively quickly.

海岸带是海陆过渡带和涨落潮消落带,生境特殊且敏感脆弱。自然海岸带为众多潮间带生物提供了天然栖息地,也具备滨海地区减灾消灾、自然景观美学欣赏等多种价值,其中,红树林、珊瑚礁、海草床等典型自然滨海生态系统服务价值极高(Kaly and Jones, 1998; Lotze et al., 2006; Barbier et al., 2011; Costanza et al., 2014)。然而,随着中国沿海城市快速发展,港口码头、住宅区、商业写字楼等沿着海岸线或围海造地建设,海岸带自然生境被侵占,大量的自然岸线转化为人工岸线。1980年全国自然岸线长度约100 096 km、自然岸线保有率63%,而至2015年自然岸线仅剩4 634 km、自然岸线保有率降低至26%(肖锐,2017),潮间带生物多样性骤降、城市滨海地区防灾减灾弹性严重不足。
人工海岸带生态化修复是采用适应性修复措施促进人工海岸带自然形态和生态功能恢复的过程,也是促进海岸线从“人工”向“自然”转化,提高自然岸线保有率的重要途径(自然资源部,2021)。为遏制各地无序粗放围填海,《海岸线保护与利用管理办法》明确指出要严格保护自然岸线、整治修复受损岸线,将整治修复后具有自然海岸形态特征和生态功能的海岸线纳入自然岸线管控目标管理(自然资源部,2017)。《“十四五”海洋生态环境保护规划》提出到2025年全国自然岸线保有率大于35%,持续推进人工岸线生态化改造(生态环境部,2022)。由于实施生态修复的资源和资金相对有限,科学评价人工海岸带的生态化潜力并提出适应性修复策略,成为地方政府海岸线管理的重点。
目前对于海岸带修复的研究主要集中在海岸带生态修复后的效果评估(欧阳玉蓉 等,2021丁睿 等,2024)、红树林等典型自然海岸带整治修复实践(耿婉璐 等,2023)、人工海岸生态化改造技术和生态海堤建设技术等方面(唐慧燕 等,2023杨波 等,2023),在修复工作开始前,对人工海岸带生态化修复潜力进行评价的研究较少。相似领域,林世伟(2021)在上海市潮滩湿地生态修复优先区识别研究中构建了“服务供给-人类需求-修复成本”3方面16项优先区识别指标体系,但其中“服务供给”多为间接指标,其计算受参考系统、修复目标、算法选择等的影响较大,“人类需求和修复成本”多为替代性指标、指标的解释亦略显不足。另外,结合近年开展的国土空间生态修复规划工作,鲍维科等(2022)在象山港流域海岸带生态修复分区研究中也体现了一定的修复前评价和空间指引的思路,通过对研究区生态重要性、生态敏感性、受损情况及规划用途分析,划分了修复区、缓冲区、保育区和修复区,但其评价较多考虑海岸带的生态本底状况,压力方面仅考虑规划用海类型1项,对现状开发利用情况、人类活动强度等均未涉及。有关海岸带生态修复指标的研究中,蔡玙潇(2023)通过文献归纳、调查咨询梳理总结了海岸带修复规划常用的34个生态现状指标、9个工程技术指标、33个效果评价指标,但落脚点为规划编制,缺乏具体应用实践。
鉴于此,本研究以深圳市人工海岸带为例,从“状态-压力”角度入手,在考虑人工海岸带生态环境状况的同时,增加了多个人类活动影响指标,并多采用在海域海岸带监测、规划建设等实际管理中可直接获取的指标,构建了人工海岸带生态化潜力评价的指标体系及修复策略选择框架,以期为有限资金投放及修复工程的时序安排提供指导,对城市尺度开展人工海岸带生态化修复及管理提供参考。

1 研究区概况

深圳海域位于珠江口以东,由蛇口半岛、九龙半岛、大鹏半岛分隔为“三湾一口”自然地理格局,海岸线分属东西两段。历史上西部珠江口、深圳湾沿海的原生岸线以淤泥质为主,东部大鹏湾、大亚湾沿海的原生岸线以基岩、砂质为主。随着西部三区福田区、南山区、宝安区的快速发展,西部岸线9成以上人工化;东部滨海的盐田区和大鹏新区海岸风光旖旎,滨海主要发展旅游业,原生岸线保存较好。深圳市海岸线总长260.5 km,包括人工、基岩、砂质、生物、粉砂淤泥、河口岸线6类,其中后5类为自然岸线,长度共100.4 km,自然岸线保有率为38.53%。落实国家海岸线管控要求,各类政策文件均提出深圳自然岸线保有率提升至40%,海岸线保护修复的力度加大(深圳市人民政府,2021深圳市规划和自然资源局 等,2022)。与此同时,深圳未来着力发展的战略要地海洋新城、前海自贸区、深圳湾超级总部、坝光国际生物谷等均位于滨海区域,海岸带开发强度和利用压力仍将增加。上述背景下,应对40%的自然岸线保有率目标,须针对部分有条件的人工海岸带进行自然海岸形态及生态功能修复。
图1 深圳市海岸带分类

注:该图基于广东省标准地图服务网站下载的审图号粤S(2023)127号的标准地图制作,底图无修改;后图同。

Fig.1 Classification of Shenzhen Coastal Zone

以海岸线为基线,划定保障海岸地貌完整和生态系统功能发挥的海岸带范围,向海一侧至潮下带边界即当地海域1/3波长水深处(李孟国,2002),向陆一侧至首个建筑物,总面积211.3 km2。按照海岸线类别及两侧开发利用方式,将深圳海岸带分为生产型、生活型、生态型3类。其中,生产型面积占比26.2%,主要是深圳机场、深圳港、油气库、核电站等封闭管理的岸带;生活型海岸带占比39.1%,主要是公园、商业办公街区、住宅小区等相对开放度较高的岸带;生态型面积占比34.7%,全部为现状自然岸线所对应的岸带 1。从社会、经济、生态效益及安全生产角度考虑,开放度较高的生活型海岸带是深圳市人工海岸带生态化修复的重点地区,也是本文评价的重点对象。

2 方法与数据

2.1 方法概述

生态修复是解除生态系统承受压力,适度人工干预或依靠生态系统自身演替、修养生息,使生态系统功能提升/恢复的过程(孟伟庆 等,2016曹宇 等,2019)。按照所受外界压力大小及人工干预强度不同,生态系统恢复过程呈现不同的路径(彭少麟 等,2020)(图2)。若压力在可承载范围,采取适度干预手段进行人工修复可加快演替进程,不干预条件下亦可经较长时间自然恢复;若压力超出承载范围,须采取较强的人工干预手段进行生态重建,以避免生态系统崩溃,从而彻底丧失原有的生态功能(焦士兴,2006)。
图2 不同压力及干预情景下生态系统恢复路径示意

Fig.2 Schematic diagram of ecosystem succession path under different pressure and intervention scenarios

遵循生态系统在人类活动作用下的演替规律,参考海岸带生态系统健康评价(王琪 等,2017沙宏杰 等,2018自然资源部,2021)及海岸线认定方法(自然资源部办公厅,2019),建立量化分析人工海岸带状态和压力的指标体系,判定不同人工海岸带的生态化潜力大小,进而提出4种不同的修复策略。研究框架主要包括评价对象处理、状态压力评价与修复策略选择三部分(图3)。首先,划定人工海岸带的评价单元,按照海岸带陆海利用类型、资源条件,将具有相同性质的人工海岸带划为一个评价对象,形成若干个人工海岸带评价单元;其次,进行每个评价单元的状态、压力定量评价,收集评价所需多源数据,对相关指标加权平均,分别计算各人工海岸带单元的状态得分和压力得分;最后,在“状态-压力”二维直角坐标系下,以各人工海岸带单元的(状态,压力)得分为坐标值,按照坐标点所在象限位置判定其生态化潜力高低,匹配相应修复策略。
图3 人工海岸带“生态化潜力评价-修复策略”研究框架

Fig.3 Research framework of "ecological potential assessment - restoration strategy" of artificial coastal zone

2.2 评价单元

根据海岸带在现状利用类型、生态环境特征、管理维护水平及未来规划导向等方面的空间差异性,将表现相似的岸带作为一个评价单元,参评的生活型人工岸带共划分为34个评价单元,包含人工海岸线共28.1 km(图4表1)。
图4 深圳市人工海岸带评价单元位置

Fig.4 Location of artificial coastal zone assessment unit in Shenzhen

表1 深圳市人工海岸带评价单元编号及名称

Table 1 Corresponding table of evaluation unit number and name of artificial coastal zone in Shenzhen

岸段编号 岸带名称 岸段编号 岸带名称
大空港 南澳马尔代夫酒店
西湾公园 南澳码头
西湾东海堤 南澳望鱼角
前海湾西 21 鹿咀
前海湾东 22 杨梅坑右岸
蛇口渔港 23 浪骑游艇会
深圳湾西段 24 七星湾游艇会
深圳湾东段 25 东山码头
沙头角 26 新大海堤
大梅沙游艇会 27 较场尾东
水兵俱乐部码头 28 坝光田寮下
葵涌河右岸 29 坝光双坑
六月海酒店 30 坝光坳仔下
云海山庄 31 银叶公园
盆仔湾违建 32 盐灶村
水头湾 33 坝光红树林段
南澳海贝湾 34 坝光国际生物谷

2.3 指标体系

遵循科学性、系统性、代表性、可获取性等原则,根据《海洋生态修复技术指南(试行)》(自然资源部,2021),参考海岸带整治修复效果评价方法(王琪 等,2017沙宏杰 等,2018),综合确定了人工海岸带“状态-压力”评价的指标体系。状态指标包括海水水质、海洋沉积物质量、海洋生物群落状况、岸线情况四方面11个指标,压力指标包括现状利用强度、规划利用强度两方面4个指标(表2)。指标权重通过专家打分法确定,定向邀请了深圳市及原国家海洋局系统 215位专家对各指标权重进行打分,其中,海洋生态领域专家占比47%、海洋环境领域专家占比20%、海洋监测领域专家占比6%、海洋管理领域专家占比27%。指标计算及分级参考《海水、海洋沉积物和海洋生物质量评价技术规范(HJ 1300-2023)》《近岸海域海洋生物多样性评价技术指南(HY/T 215-2017)》等相关行业标准及评价方法(生态环境部,2023国家海洋局,2017于帆 等,2011林晓娟 等,2018)。
表2 人工海岸带“状态-压力”评价指标体系

Table 2 Evaluation index system of "state pressure" in artificial coastal zone

准则层 序号 指标层 指标分级及赋值 权重 效益 指标说明
差/低(1分) 中(2分) 好/高(3分)

1 海水透明度 <2 m 2~5 m >5 m 0.03 + 评价海水水质
2 气味 黑臭 微臭 无气味 0.02 - 评价海水水质
3 海水富营养化水平 富营养化指数E>100 富营养化指数E在1~100 富营养化指数E<1 0.1 - 评价海水水质
4

沉积物

质量

多项沉积物监测指标中一项或多项指标超过第三类标准

多项沉积物监测指标中一项以上指标超过第一类标准,

没有指标超过第三类标准

多项沉积物监测指标均无超标指标项 0.05 + 评价海洋沉积物质量
5

近岸

生物

等级

按照《近岸海洋生态健康评价指南》,浮游植物、浮游动物、底栖生物的综合等级为Ⅲ级 按照《近岸海洋生态健康评价指南》,浮游植物、浮游动物、底栖生物的综合等级为Ⅱ级

按照《近岸海洋生态健康评价指南》,浮游植物、浮游动物、

底栖生物的综合等级为Ⅰ级

0.1 + 评价海洋生物群落状况
6

鱼卵仔鱼

密度

按照《近岸海洋生态健康评价指南》,近岸鱼卵、仔鱼密度的综合等级为Ⅲ级 按照《近岸海洋生态健康评价指南》,近岸鱼卵、仔鱼密度的综合等级为Ⅱ级 按照《近岸海洋生态健康评价指南》,近岸鱼卵、仔鱼密度的综合等级为Ⅰ级 0.13 + 评价海洋生物群落状况
7 岸滩清洁度 岸滩垃圾频繁出现 岸滩垃圾偶尔出现 岸滩无垃圾 0.02 + 评价岸线情况
8 岸滩连通长度 自然属性相同、未人为分割的岸线贯通长度,利用极差标准化方法计算 0.05 + 评价岸线情况
9 护岸生态性 直立岸且无生物栖息 护岸倾斜可见生物栖息 护岸外有淤积及植被 0.2 + 评价岸线情况
10 岸外淤积宽度 平均低潮线所在位置与勘测岸线的垂直距离,利用极差标准化方法计算 0.2 + 评价岸线情况
11

岸外植被

覆盖度

海堤向海一侧植被相对茂密 海堤向海一侧植被稀疏 海堤向海一侧无植被覆盖 0.2 + 评价岸线情况

12 人类活动强度

海岸带范围内陆、海

皆为生态用途

海岸带范围内陆、海至少

有一侧为生活用途

海岸带范围内陆、海至少

有一侧为生产用途

0.2 +

评价现状利用

强度

13 建筑近岸程度 通过海岸线距离后方第一个建筑的垂直距离表达建筑近岸程度,利用极差标准化方法计算 0.2 -

评价现状利用

强度

14 岸带开放度 海岸带私有化,封闭管理 海岸带半开放,付费进入 海岸带全开放 0.2 +

评价现状利用

强度

15 规划利用强度 海岸带后方陆域规划定位为一般地区,无新增建设需求 海岸带后方陆域规划定位为重点地区,有单体级别的开发建设需求

海岸带后方陆域规划定位为

重点地区,有园区级别的开发建设需求

0.4 +

评价规划利用

强度

2.4 数据来源及预处理

基础数据包括地理信息数据、水质监测数据、生态调查数据、现场踏勘数据4类,其中,地理信息数据包括DEM数据、影像图、海岸线分类数据、海岸带范围内陆域、海域现状利用数据及规划利用数据,来源于深圳市“多规合一”信息平台;水质监测数据包括海水透明度、TN、TP、COD、沉积物质量,来源于原深圳市海洋监测中心(现深圳市海洋发展研究促进中心)常规采样调查;生态调查数据包括鱼卵仔鱼密度、近岸生物等级,来源于专项调查课题;现场踏勘数据包括海水气味、岸滩清洁度、护岸生态性、岸外植被覆盖度,来源为本研究现场踏勘。
采用极差标准化法(式1或2)对各岸段第8、10、13项指标( A i j)进行标准化处理,采用加权平均法(式3及4)计算各岸段的状态( S i)及压力( P i)得分。
(正指标) A i , j = ( X i , j - X m i n , j ) / ( X m a x , j - X m i n , j )×3
(逆指标) A i , j = ( X m a x , j - X i j ) / ( X m a x , j - X m i n , j ) ×3
S i = j = 1 11 W j × A i . j/3*100
P i = j = 12 15 W j × A i , j/3*100
式中: A i , j为第i个海岸带评价单元第j项指标的标准化值(无量纲), A i , j得分在(0,1)区间表示状态差或压力低,(1,2)区间表示状态中等或压力中等,(2,3)区间表示状态好或压力高; X i , j为第i个海岸带评价单元第j项指标值; X m a x , j为所有海岸带评价单元中第j项指标的最大值; X m i n , j为所有海岸带评价单元中第j项指标的最小值。 S i代表第i个海岸带评价单元的状态得分; P i代表第i个海岸带评价单元的压力得分; W j为第j项指标的权重。

3 结果与分析

3.1 “状态-压力”分项指标评价分析

1)34个人工海岸带单元评价结果
深圳市34个人工海岸带单元的15个“状态-压力”评价指标表现如图5所示,雷达图12点至8点钟方向为状态类指标,9点至11点方向为压力类指标。编号②⑫⑭21272932号岸段在12点至8点钟方向相对突出,9点至11点方向相对内缩,即状态类指标分值更高;编号⑤⑥⑨⑲⑳号岸段在9点至11点方向相对突出,12点至8点钟方向相对内缩,即压力类指标分值更高;编号⑩⑮⑯⑰27号岸段,状态和压力类指标均有高分项。
图5 深圳市各人工海岸带“状态-压力”评价指标

Fig.5 Radar chart of the "state-pressure" evaluation index of each artificial coastal zone in Shenzhen

2)状态类指标分析
状态类指标受内外因共同作用,内因包括自然地理格局、水动力特性、岸带形态特征、岸线自然属性,外因包括污染物输入量、开发利用强度方式、管理维护水平。受珠江上游来水输入和香港九龙半岛屏障的双重作用,西部海岸带以淤积为主,东部海岸带以冲刷为主,NP等陆源输入物质在西部富集而在东部扩散,3点至6点方向的4个指标海水透明度、海水气味、海水富营养化程度、沉积物质量呈现“东优西劣”的空间分布特征,即编号①至⑧的西部岸段表现较差,编号⑨至34的东部岸段表现较好;水动力弱、局部的凹型岸带(内湾岸带)能促淤、留沙,其硬质化的岸线外较易形成新的生境,12点至2点方向的3个指标护岸生态性、岸外淤积宽度、岸外植被覆盖度在⑫⑯⑳213233号岸段表现更优;管理主体明确、旅游观光属性强的岸段清洁度更高,5点钟方向的指标岸滩清洁度指标在④⑤⑦⑧⑮⑯⑰⑲293132号岸段表现更好;受早期过度捕捞及底拖网方式影响,深圳海域生物资源量尚未恢复,7、8点钟方向的2个指标近岸生物等级、鱼卵仔鱼密度,总体表现以“中、差”为主,而位于深圳湾的⑦⑧号岸段鱼卵仔鱼密度相对高于其他区域,得益于2014年以来深圳湾实行全面禁渔政策。
3)压力类指标分析
压力类指标主要受人类活动影响。深圳滨海休闲的各类酒店、高端住宅、游艇会等大部分建成年代早,建筑离岸较近,建设强度偏大,如岸段⑨⑩⑭⑰⑱232427;更具公共服务属性的深圳湾滨海休闲带、西湾公园、宝安滨海文化公园、坝光银叶树公园等2000年之后陆续出现,如岸带②⑦⑧313233,建筑近岸程度相对较低,建设强度低、岸线开放度最高;正在规划建设的大空港、前海、坝光岸段⑤⑨2634,作为城市未来的战略节点地区,规划利用强度最大。总体上,对岸线的保护和退让管理水平、岸带的城市功能定位、岸带的管理维护水平综合决定了压力指标的大小。

3.2 生态化潜力及策略选择

1)生态化潜力“二象限”分布情况
以状态为X轴,压力为Y轴,(60,60)为坐标原点,人工海岸带评价单元的状态、压力加权计算分值为点坐标( S i P i),得到二维坐标系下34个人工海岸带评价单元的落点分布情况(图6)。
图6 深圳市34个人工海岸带生态化潜力评价结果

Fig.6 Ecological potential evaluation results of 34 artificial coastal zones in Shenzhen

四个象限落点的生态化潜力从大到小排序为“第四象限(状态好、压力小)>第一象限(状态好、压力大)>第三象限(状态差、压力小)>第二象限(状态差、压力大)”。其中,1)第四象限(右下)落点包括②21283132336段,共含人工海岸线8.6 km。从现场环境看,其范围内大多分布有红树林、沙滩等自然资源,岸带多为具备凹岸,位于城市一般地区、受到人为扰动较小;2)第一象限(右上)落点包括⑧⑯2022275段,共含人工海岸线8.2 km。从现场环境看,其范围内大多有红树林、沙滩等自然资源分布,岸带多为具备凹岸,但位于城市中心地区、受到人为扰动较大;3)第三象限(左下)落点包括③⑪⑬⑭29306段,共包含人工海岸线5.6 km。从现场环境看,其范围内自然资源分布较少、生态环境状况一般,位于城市一般地区、压力较小;4)第二象限(左上)落点包括①④⑤⑥⑦⑨⑩⑫⑮171819232425263417段,共含人工海岸线5.7 km。从现场环境看,其范围内无自然资源分布、生态环境状况一般,且位于城市中心地区、压力较大。
2)管理分区及策略选择
人工海岸带的状态与压力情况是制定其生态修复策略的重要前提。状态表征该地区自身生态状态与自然状态的相似程度,数值越大则越近自然,需要生态干预手段越弱、修复成本越低、修复周期越短;压力表征该地区的承压状况,数值越大则人类活动强度越高、发展需求越强,修复后维护的社会和经济成本越高。结合“状态-压力”在二维坐标中的空间分布,即可明确相应管理分区与生态修复方式(图7)。
图7 深圳市人工海岸带生态化修复策略分区

Fig.7 Ecological potential evaluation results of 34 artificial coastal zones in Shenzhen

落点在第四象限的②21283132336个岸段,生态状态良好、承压较小,已达到近自然状态,从修复成本、干预程度、恢复周期判断,作为生态恢复区,修复响应策略主要是控制压力、自然恢复。该6段对应的海岸线可作为首批新增自然岸线进行纳管,自然岸线保有率将提升至41.6%,可满足深圳自然岸线保有率40%的目标。以②西湾公园为例,该岸段位于城市一般地区,后方陆域开发强度低,向海一侧分布有大量红树林,促淤作用强烈,生态化潜力最大。其修复策略以控制现有压力水平不增加、自然恢复为主进行海岸带自然形态的塑造,可逐步转化为淤泥质岸线,完成人工岸线的生态化。
落点在第一象限的⑧⑯2022275个岸段,生态环境良好且接近自然状态,具备转化为自然岸线的基础条件,目前大多为公共开放岸带,人类活动较为频密,作为生态修复区,修复响应策略主要是疏解压力,开展适应性修复工程,经修复后该5段对应的海岸线可作为储备自然岸线进行管理和维护。以20南澳望鱼角为例,目前该海滩滩面范围内存在排污口冲蚀及渔船冲滩情况、后方海堤修筑较近,对海滩生态环境造成较大压力,其修复策略主要是对上述压力源进行疏解,在海水冲积及分选沙砾作用的基础上,辅以适度人工补沙措施,使其修复为砂质岸线,实现人工岸线的生态化。
落点在第三象限的③⑪⑬⑭29306个岸段,生态状态不佳,大多处于城市边缘的待发展区,人类活动较少,实施修复的社会效益不高,作为生态控制区,修复响应策略主要是控制压力,加强整体岸线生态景观的连续性,并预留发展弹性。以③西湾东海堤为例,该岸段紧邻城市干道,前方海域及后方陆域均非重要城市功能区,目前海岸线为直立海堤形式、岸外无淤积,主要承担海堤防灾功能,该岸段宜以维持原貌为主,环境提升为主,岸线性质仍为人工岸线,承担城市景观类或一般公共岸线功能。未来如确有生态化需求,再开展人工修复。
落点在第二象限的①④⑤⑥⑦⑨⑩⑫⑮171819232425263417个岸段,大多处于城市建设区,早期开展了海堤、码头等临海工程和道路建设,重塑了岸线形态和滨海景观,从修复需求与经济成本考虑,可作为景观协调区,修复响应策略主要是控制压力,采取多种手段进行综合整治与管理。以⑤前海湾东段为例,前方海域为内湾,海水动力较差,不宜再进行促淤等自然岸线剖面塑造;后方陆域为前海深港现代服务业合作区核心区,对海水的清洁度、海岸景观宜人性要求较高。因此,该岸段以水环境改善、景观提升等综合整治为主,岸线性质仍为人工岸线,承担城市景观类或一般公共岸线功能。

4 结论

海岸带是陆海统筹的关键地带,也是滨海城市发展成效的展示窗口。从岸线资源的无序占用、生态受损到资源严格管控、保护修复,各滨海城市海岸带发展与保护的演进阶段不同,但面临的问题是相似的。基于充分的海岸带监测数据、超前的海岸带治理理念,深圳结合发展实际、采用更加审慎科学的态度开展研究,也催生了本研究关于人工海岸带生态化潜力评价体系与系统管理方案的探索。
不同于以往海岸带生态修复只关注典型生态系统受损修复,或聚焦于单个修复工程方案制定的研究思路,本文以城市为研究尺度,以人工海岸带生态化潜力评价为核心,以海岸带空间治理为落脚点,兼顾科学评估与规划管理的需求,系统地构建了以提高自然岸线保有率为导向的人工海岸带“状态-压力”评价的指标体系,搭建了“生态化潜力评价-修复策略-管理分区”的框架模型,打通了从定量化分析到精细化规划管理的转化路径。
从指标评价看,海岸带状态类指标受自然地理格局、水动力特性、岸带形态特征、岸线自然属性影响较大;压力类指标受人类活动影响较大,与开发建设方式呈现较强的对应关系。水动力弱的内湾岸段,有利于岸外促淤和生境形成,可作为判断人工海岸带形态和生态功能可否较快恢复的简易指示。在管理应用方面,岸带生态化建议遵循“生态恢复区 > 生态修复区 > 生态控制区 > 景观协调区”的顺序。以生态恢复区的6段为对象实施生态化,可增加自然岸线8.6 km,自然岸线占比达到41.6%,即可满足近期深圳自然岸线保有率40%的目标。
以定量评价为支撑进行人工海岸带修复分区和策略选择,是推动中国海岸带生态修复系统化实施、精细化管理、精准化决策的必然趋势,也是人工海岸带生态化修复研究应关注的重点。本文基于海洋生态调查与修复的相关规范,建立了人工海岸带生态化潜力评价的指标体系,亦通过深圳实地调查进行了评价结论的正确性验证。但考虑到各地自然禀赋与管理实际的差异性,各地相应的研究及管理实践参考应格外重点关注两点:1)适度优化人工海岸带“状态-压力”评价指标选择和权重设置,各地可结合基础资料获取的难易程度调整和优化;2)建立完善人工海岸带修复的“生态化潜力评估-修复策略选择-修复方案设计-修复后效评估”全流程反馈机制,推动系统管理与个案修复相结合,切实为各地人工海岸带修复工作的科学开展提供理论和实践指导。

脚注

1 深圳海岸带范围划定及不同岸带开发利用方式分类基于深圳市海岸带修测数据、建筑普查数据等。

2 2018年3月,中华人民共和国第十三届全国人民代表大会第一次会议表决通过了关于国务院机构改革方案的决定,批准成立中华人民共和国自然资源部,由自然资源部统一行使国家海洋局职责。

殷萌清:数据收集与处理、数据分析与制图、撰写与修改论文;

樊 行:论文选题指导、确定研究框架、结果补充分析。

鲍维科,林倩. 2022. 陆海统筹视角下海岸带生态修复分区研究——以象山港流域为例. 海洋开发与管理,39(4):3-10.

Bao Weike and Lin Qian. 2022. The Ecological Restoration Zoning of Coastal Zone from the Perspective of Land Sea Coordination: Take Xiangshan Port Basin as an Example. Ocean Development and Management, 39(4): 3-10.

Barbier E B, Hacker S D, Kennedy C E, Koch E W, Stier A C, and Silliman B R. 2011. The Value of Estuarine and Coastal Ecosystem Services. Ecological Monographs, 81(2): 169-193.

蔡玙潇. 2023. 海岸带生态修复规划指标体系研究. 上海:上海师范大学.

Cai Yuxiao. 2023. Research on the Index System of Coastal Ecological Restoration Planning. Shanghai: Shanghai Normal University.

曹宇,王嘉怡,李国煜. 2019. 国土空间生态修复:概念思辨与理论认知. 中国土地科学,33(7):1-10.

Cao Yu, Wang Jiayi, and Li Guoyu. 2019. Ecological Restoration for Territorial Space: Basic Concepts and Foundations. China Land Science, 33(7): 1-10.

Costanza R, de Groot R, Sutton P, van der Ploeg S, Anderson S J, Kubiszewski I, Farber S, and Turner R K. 2014. Changes in the Global Value of Ecosystem Services. Global Environmental Change, 26: 152-158.

丁睿,陈雪初,由文辉,屠佳雨. 2024. 基于能值的海岸带生态修复成效评估——以鹦鹉洲湿地为例. 华东师范大学学报(自然科学版),(1):68-78. [Ding Rui, Chen Xuechu, You Wenhui, and Tu Jiayu. 2024. Journal of East China Normal University (Natural Science), (1): 68-78.]

耿婉璐,张秋丰,于硕,管卫兵,邢永泽. 2023. 红树林宜林滩涂土壤理化性质及造林修复适宜性分析——以北海市红树林为例. 湿地科学,21(6):907-917.

Geng Wanlu, Zhang Qiufeng, Yu Shuo, Guan Weibing, and Xing Yongze. 2023. Analysis of Soil Physical and Chemical Properties and Adaptability of Mangrove Afforestation and Restoration in the Tidal Flats: Taking Mangroves in Beihai City as an Example. Wetland Science, 21 (6): 907-917.

国家海洋局. 2017. 近岸海域海洋生物多样性评价技术指南(HY/T 215-2017). 北京:国家海洋局.

State Oceanic Administration. 2017. Guideline for Marine Biodiversity Assessment in Nearshore Area(HY/T 215-2017). Beijing: State Oceanic Administration.

Kaly U L and Jones G P. 1998. Mangrove Restoration: A Potential Tool for Coastal Management in Tropical Developing Countries. Ambio, 27(8): 656-661.

李孟国. 2002. 用波浪弥散关系确定波长的方法. 中国港湾建设,(6):33-34.

Li Mengguo. 2002. Method to Determine Wave Length by Using Wave Dispersion Equation. China Harbour Engineering, (6): 33-34.

林世伟. 2021. 上海市潮滩湿地退化评估及生态修复优先区识别. 上海:华东师范大学.

Lin Shiwei. 2021. Quantitative Assessment of Tidal Wetlands Degradation and the Identification of Priority Areas for Ecological Restoration in Shanghai City. Shanghai: East China Normal University.

林晓娟,高姗,仉天宇,刘桂梅. 2018. 海水富营养化评价方法的研究进展与应用现状. 地球科学进展,33(4):373-384.

Lin Xiaojuan, Gao Shan, Zhang Tianyu, and Liu Jiamei. 2018. Researching Progress and Application Status of Eutrophication Evaluation Method of Seawater. Advances in Earth Science, 33(4): 373-384.

焦士兴. 2006. 关于生态修复几个相关问题的探讨. 水土保持研究,(4):127-129.

Jiao Shixing. 2006. Discussion on Several Related Problem to Eco-Rehabilitation. Research of Soil and Water Conservation, (4): 127-129.

Lotze H K, Lenihan H S, Bourque B J, Bradbury R H, Cooke R G, Kay M C, Kidwell S M, Kirby M X, Peterson C H, and Jackson J B. 2006. Depletion, Degradation, and Recovery Potential of Estuaries and Coastal Seas. Science, 312: 1806-1809.

孟伟庆,李洪远. 2016. 再议Ecological Restoration一词的中文翻译与内涵. 生态学杂志,35(10):2824-2830.

Meng Qingwei and Li Hongyuan. 2016. Rediscussion on Chinese Translation of the Term "Ecological Restoration". Chinese Journal of Ecology, 35(10): 2824-2830.

欧阳玉蓉,戴娟娟,吴耀建,方婧,赖敏,蔡灵,吴霖. 2021. 海洋生态修复项目绩效评估指标体系研究. 应用海洋学学报,40 (1):91-99.

Ouyang Yurong, Dai Juanjuan, Wu Yaojian, Fang Jing, Lai Min, Cai Ling, and Wu Lin. 2021. Study on the Performance Evaluation Indicator System for Marine Ecological Restoration Projects. Journal of Applied Oceanography, 40(1): 91-99.

沙宏杰,张东,施顺杰,刘兴兴. 2018. 基于耦合模型和遥感技术的江苏中部海岸带生态系统健康评价. 生态学报,38(19):7102-7112.

Sha Hongjie, Zhang Dong, Shi Shunjie, and Liu Xingxing. 2018. Ecosystem Health Assessment of Coastal Zone in Central Jiangsu Province Based on Coupling Model and Remote Sensing Technology. Acta Ecologica Sinica, 38(19): 7102-7112.

深圳市规划和自然资源局,深圳市发展和改革委员会. 2022. 深圳海洋经济发展“十四五”规划. 深圳:深圳市规划和自然资源局,深圳市发展和改革委员会.

Bureau of Planning, Land and Resources of Shenzhen Municipality and Development and Reform Commission of Shenzhen Municipality. 2022. 14th Five-Year Plan for the Development of Shenzhen's Marine Economy. Shenzhen: Bureau of Planning, Land and Resources of Shenzhen Municipality, Development and Reform Commission of Shenzhen Municipality.

深圳市人民政府. 2021. 深圳市生态环境保护“十四五”规划. 深圳:深圳市人民政府.

General Office of Shenzhen Municipal People's Government. 2021. 14th Five-Year Plan for Ecological and Environmental Protection of Shenzhen. Shenzhen: General Office of Shenzhen Municipal People's Government.

唐慧燕,顾宽海,刘磊,叶上扬,谢立全. 2023. 海堤堤身的生态化改造形式及案例分析. 环境工程,41(S2):1173-1177.

Tang Huiyan, Gu Kuanhai, Liu Lei, Ye Shangyang, and Xie Liquan. 2023. Ecological Reconstruction Forms and Case Analysis of Sea Embankment Body. Environmental Engineering, 41(S2): 1173-1177.

王琪,韩宇,陈培雄. 2017. 海岸带整治修复评价标准探索. 海洋开发与管理,34(3):12-19.

Wang Qi, Han Yu, and Chen Peixiong. 2017. Discussion on the Evaluation Standard of Coast Zone Renovation. Ocean Development and Management, 34(3): 12-19.

肖锐. 2017. 近三十五年中国海岸线变化及其驱动力因素分析. 上海:华东师范大学.

Xiao Rui. 2017. Analysis of Change and Driving Force of the Coastline of Mainland in Nearly 35 Years. Shanghai: East China Normal University.

杨波,孙晓峰,刘昱,张磊,韩祯,郭世麒,李小艳,付辉,刘妍. 2023. 2022年海岸带生态修复科技热点回眸. 科技导报,41(1):249-260.

Yang Bo, Sun Xiaofeng, Liu Yu, Zhang Lei, Han Zhen, Guo Shiqi, Li Xiaoyan, Fu Hui, and Liu Yan. 2023. Summary of Hot Spots in the Coastal Ecological Restoration Technology in 2022. Scientific and Technological Review, 41(1): 249-260.

于帆,蔡锋,李文君,阿东. 2011. 建立我国海滩质量标准分级体系的探讨. 自然资源学报,26(4):541-551.

Yu Fan, Cai Feng, Li Wenjun, and A Dong. 2011. Discussion on Beach Quality Standards Rating System in China. Journal of Natural Resources, 26(4): 541-551.

中华人民共和国生态环境部. 2022. “十四五”海洋生态环境保护规划. 北京:中华人民共和国生态环境部.

Ministry of Ecology and Environment of the People's Republic of China. 2022. 14th Five-Year Plan for the Protection of the Marine Ecological Environment. Beijing: Ministry of Ecology and Environment of the People's Republic of China.

中华人民共和国生态环境部. 2023. 海水、海洋沉积物和海洋生物质量评价技术规范(HJ1300-2023). 北京:中华人民共和国生态环境部.

Ministry of Ecology and Environment of the People's Republic of China. 2023. Technical Specification for Assessment of Sea Water, Marine Sediment and Marine Biological Quality (HJ1300-2023).Beijing: Ministry of Ecology and Environment of the People's Republic of China.

中华人民共和国自然资源部. 2017. 海岸线保护与利用管理办法. 北京:中华人民共和国自然资源部.

Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China. 2021.Measures for the Protection and Utilization of Coastlines.Beijing: Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China.

中华人民共和国自然资源部. 2019. 全国海岸线修测技术规程. 北京:中华人民共和国自然资源部.

Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China. 2019.Technical Regulations for National Shoreline Repair Survey. Beijing: Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China.

中华人民共和国自然资源部 . 2021. 海洋生态修复技术指南(试行). 北京:中华人民共和国自然资源部.

Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China. 2021. Technical Guidelines for Marine Ecological Restoration (Trial). Beijing: Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China.

文章导航

/