填海造陆用海项目的海洋生态补偿模式初探

填海工程用海属于永久性改变所使用海域自然属性的一种用海方式,它对海洋生态造成的损害十分严重。文章从海洋生态补偿法制化、海洋生态补偿标准科学化和海洋生态补偿管理规范化3个方面探讨填海造陆用海项目的海洋生态补偿模式,以期为我国海域使用管理中建立海洋生态补偿机制提供有益参考。     

围填海造陆引起的海岛周围海域海洋生态系统服务价值损失——以浙江省洞头县为例

利用SPOT5、IRS-P5 高分辨遥感数据、海图并结合实地调查, 以2004 年数据为基准, 分别获取了2008 年和2010 年浙江洞头县14 个有居民岛屿的岸线以及填海造地数据。根据填海工程造成海岛周围海域的供给、调节、支持、文化等多种服务损失构建生态服务价值损失估算模型, 采用直接市场法、替代花费法等方法评估了海岛造地导致的海洋生态系统服务功能价值损失情况, 结果表明: 洞头县2004～2010 年填海造地导致海岛周围海域的海洋生态系统服务价值损失为13 626.95 万元/a, 其中供给价值损失最大, 占价值总损失的87%, 从价值损失分布空间看状元岙岛周围海域损失最大, 其次是洞头岛,小门岛周围海域损失最小。因此, 在开发利用海岛资源时, 应对养殖、捕捞、港口、自然保护等海岛开发活动进行合理的规划和调控, 提高海岛资源的利用效率, 促进海岛经济和环境的可持续发展。     

胶州湾围填海的海洋生态系统服务功能价值损失的估算

依据2010年度胶州湾围填海面积数据,通过构建胶州湾生态服务功能,对胶州湾围填海造地造成的海洋生态服务功能价值损失进行定量评估.结果表明,胶州湾填海造地造成的海洋生态系统服务功能价值损失总值为33 186.34万元/a.其中,供给功能价值损失最大(22 732.75万元/a),占总价值损失的68.50％;调节功能的价值损失次之,占总价值损失的18.89％;支持功能和文化功能价值损失所占比例最小.     

曹妃甸围填海工程的海洋生态服务功能损失估算

以曹妃甸围填海工程为例,采用直接市场法、影子工程法和替代花费法等构建了围填海工程的海洋生态系统服务功能损失的货币化评估模型与方法,并采用对比分析法,建立并探讨了曹妃甸围填海工程对周边海域生态服务功能影响的损失估算方法。结果表明:曹妃甸围填海一期工程占用海域滩涂面积10 500 hm2,由此每年造成海洋生态服务功能价值损失4 735.67万元,其中生物多样性维持功能损失占46.52%,气候调节功能损失占20.92%,空气质量调节功能损失占9.62%,食品生产功能损失占8.98%。曹妃甸围填海工程导致其东部海域生态系统服务功能价值损失每年为421.10万元,其中生物多样性维持功能每年损失1 242.04万元、食品生产功能每年损失452.99万元,而气候调节功能和空气质量调节功能因海洋浮游植物群落初级生产增加而出现功能增大,每年服务功能价值分别增加998.12万元和459.03万元。表明曹妃甸大规模围填海工程不仅对围填所在海域海洋生态系统服务功能造成彻底毁灭,也对围填周边海域海洋生态系统服务功能产生重要影响。     

基于SBAS-InSAR技术的填海造陆区地表形变监测与分析——以天津港为例

为了探究SBAS-InSAR技术在海岸带填海造陆区形变监测的适用性,本文基于28景Sentinel-1A影像,利用SBASIn SAR技术获取了天津港填海造陆区2018年1月至2019年11月的地表形变信息,揭示天津港填海造陆区的地表形变特征,并分析了沉降速率与填海造陆的时间、土地利用类型的关系。结果表明：天津港填海造陆区具有沉降速率范围跨度大、不均匀沉降和含多个沉降漏斗等特点,沉降速率范围为-74.9～19.7 mm/a;沉降速率与填海造陆时间成反比,早期填海造陆区沉降速率较小,新填海造陆区沉降速率较大;不同土地利用类型的沉降速率差异大。该研究验证了SBAS-InSAR技术在填海造陆区形变监测应用的可行性,为海岸带、海岛礁、滩涂等沿海地区地面沉降的监测与分析提供了思路。     

天津滨海新区围填海工程对海洋生态系统服务功能价值的损失评估

利用市场价格法、影子工程法、替代成本法、成果参照法等构建了围填海对海洋生态系统服务功能价值损失评估模型,并对2012年天津滨海新区围填海造成的海洋生态系统服务功能价值损失进行了定量评估。结果表明,2012年天津滨海新区围填海造成的海洋生态系统服务功能价值损失总值为7 182.88万元,单位面积损失为447.25万元/(km~2·a)。其中供给服务功能价值损失最大,占价值损失总量的51.94%,其次为调节服务功能,占18.39%;支持服务功能价值损失位居第三,占14.87%;文化服务功能价值损失最小,占14.80%。研究结果与实际情况相差较小,可为围填海形成后的生态恢复和补偿经费提供依据。     

基于SBAS-InSAR技术的填海造陆区地表形变监测与分析——以天津港为例（英文）

为了探究SBAS-InSAR技术在海岸带填海造陆区形变监测的适用性,本文基于28景Sentinel-1A影像,利用SBAS-InSAR技术获取了天津港填海造陆区2018年1月至2019年11月的地表形变信息,揭示天津港填海造陆区的地表形变特征,并分析沉降速率与填海造陆的时间、土地利用类型的关系。结果表明：天津港填海造陆区具有沉降速率范围跨度大、不均匀沉降和多个沉降漏斗的特点,沉降速率范围为-74.9-19.7 mm/a;沉降速率与填海造陆时间成反比,早期填海造陆区沉降速率较小,新填海造陆区沉降速率较大;不同土地利用类型的沉降速率差异大。该研究验证了SBAS-InSAR技术在填海造陆区形变监测应用的可行性,为海岸带、海岛礁、滩涂等沿海地区的地面沉降的监测与分析提供了思路。     

基于生态系统服务的罗源湾围填海方案的经济效益评价

基于可持续发展角度,运用环境经济学理论和方法,建立效益和费用评估模型.按照生态系统服务理论将围填海造成的生态损失货币化,作为经济成本的一部分,参与围填海方案经济效益评价.本文对罗源湾多个围填海方案进行综合评价,并对其进行排序,寻求适宜方案.     

广西铁山港(临海)工业区围填海工程所致湿地生态系统服务功能损失评估

围填海工程不仅对湿地生物资源造成重大损害,也会对湿地生态系统的服务功能造成严重影响。本文以广西铁山港(临海)工业区为例,利用替代成本法、影子工程法、成果参照法和市场价格法构建了围填海工程湿地生态服务功能损失评估模型,并对其造成的湿地生态服务功能损失进行了定量评估。结果表明,铁山港(临海)工业区围填海工程对湿地生态服务功能造成的损失为685.94万元/a,单位面积损失约57.24万元/(km²·a)。4类湿地生态系统服务功能损失由多到少依次为支持服务功能、供给服务功能、调节服务功能和文化服务功能。其中支持服务损失占总损失的49.3%,其他服务功能损失按照从多到少的顺序占总损失的比例分别为20.92%和16.39%和13.39%。表明铁山港(临海)工业区围填海工程对围填海区域的湿地生态系统服务功能造成较大影响。此研究可为海岸带综合管理提供参考依据。     

渤海湾曹妃甸围填海工程对大型底栖动物群落的影响

为研究渤海湾围填海工程对附近海域大型底栖动物群落的影响,利用2013年秋季和2014年春季调查数据,对渤海湾附近海域大型底栖动物群落的物种数、总平均丰度、总平均生物量和生物多样性指数进行分析。结果发现,调查区域的优势类群为多毛类,优势种为凸壳肌蛤(Musculus senhousia)和日本倍棘蛇尾(Amphioplus japonicas),这与渤海湾大型底栖动物群落优势种单一和物种小型化的特征相符。曹妃甸围填海海域与邻近海域的大型底栖动物群落物种数、丰度、生物量和多样性指数均没有显著差异。2014年春季较2013年秋季的大型底栖动物群落多样性稍有所提高,这可能是围填海工程放缓和阶段性施工结束后生物群落在缓慢的恢复。ABC曲线(Abundance/Biomass Curves)分析表明渤海湾大型底栖动物群落均已受到中等程度干扰;M-AMBI指数分析发现曹妃甸围填海区大型底栖动物群落健康状况较差。结合渤海湾围填海面积和历史数据,发现围填海等人类活动已对渤海湾生态环境和大型底栖动物群落造成了不同程度的影响,导致该区域的生态系统受损。受损生态系统的完全恢复需要漫长的过程,受损大型底栖动物群落的次生演替也需要较长的时间,短时间内不会有明显的改善。     

围填海工程对渤海湾风浪场的影响

为了深入了解围填海工程对波浪场特别是风浪场的影响,针对10 a 围填海工程对渤海湾地形岸线的改变,将 SWAN(Simulating Waves Nearshore)海浪数值模式应用到渤海湾,讨论了人类大工程对渤海湾风浪场的影响.采用欧洲气象中心每天4次的风场资料作为驱动,模拟渤海湾2000年和2010年的风浪场,着重分析岸线变化显著的3个港口工程(曹妃甸、天津港和黄骅港)附近海域的波浪要素变化.研究结果表明,工程建筑物存在后,有效波高呈减小趋势,港池和潮汐通道内的有效波高减小幅度较大.港口地理位置和海底地形也与岸线变化共同影响着港口附近海域的波浪场分布.围填海工程对波浪有效波高及周期影响的程度不大,有效波高减小值在0.2 m 以下,周期几乎不变.     

天津海域围填海工程对渤海湾水交换的影响研究

利用三维海洋数值模型FVCOM,进行渤海湾三维水动力和水交换数值模拟,经实测潮汐和潮流资料验证,模型模拟结果较好。然后采用该模型对渤海湾内的水体水交换能力进行定量研究。研究结果表明,在天津海域进行围填海工程之前渤海湾水体的半交换周期为300 d左右,围填海之后,水体半交换周期延长25 d,渤海湾西部水体的水交换率下降可达10%,半交换周期延长92 d。尤其是天津沿海南部海域的水交换能力下降严重,围填海之后其水体半交换周期延长可达200 d。渤海湾北部也有部分海域水交换周期延长达200 d。建议在进行围填海工程建设时,应将工程对水体交换能力的影响纳入考虑,避免因围填海工程因素造成的恶劣环境影响。     

围填海对海洋水动力与生态环境的影响

近10年来,中国海岸带围填海活动呈现出规模大、速度快的发展态势。围填海能带来显著的经济效益,但对海洋环境与生态的负面影响也不可忽视。针对围填海对海洋环境和生态的影响及作用机制,分别从水动力和生态系统两个方面进行了概述。围填海改变了海洋的自然几何属性(原始岸线、地形地貌、海湾面积),引起水动力环境的变化(潮汐系统和海湾水交换能力),进而影响了海湾的环境容量;围填海破坏了生物栖息地、导致生物多样性的丧失,影响到生态系统结构与功能的稳定性;水动力与生物多样性的变化可显著影响到生物地球化学过程,加速富营养化进程,恶化水质,增加生态灾害风险。目前,围填海后的生态修复策略主要有增加生物量、建设自然保护区、退陆还海3种方式;而生态补偿策略则多基于“生态系统服务功能与生境面积的大小为线性关系”,通过对其经济价值的量化后进行生态补偿与实施相关政策。国际上,生态系统服务功能的量化参数逐步纳入实际管理,并在线性关系研究的基础上,逐步纳入一些非线性的理念,使生态补偿机制更为合理化;而我国对于围填海生态效应的定量化研究及科学理论在管理政策中的实际应用仍亟待提高。整体而言,全面、准确地评估围填海对海洋环境与生态的影响离不开自然科学与社会科学的交叉与融合。     

未来大规模海岸工程对渤海湾潮动力环境影响的模拟研究

利用FVCOM海洋数值模型,建立渤海湾,尤其针对天津近海的水动力和水交换模型,经潮汐和潮流实测资料验证,模拟结果可信。通过模拟,研究了海岸工程对渤海湾内潮动力环境和水交换能力的影响,模拟显示,未来海岸工程建设后,天津近海最大局部海域流速变化可达0.25 m/s,纳潮量减少3.2×10~8m~3。水体半交换周期延长10天,建议在未来的海岸工程建设时,事先考虑其对水动力环境和水体交换能力的影响,避免造成不可逆转的后果。     

渤海湾大规模围填海导致的岸线变化及潮流场响应分析

本文以21世纪初渤海湾大规模的围填海工程为背景,对2000-2015年典型年份的卫星遥感影像资料进行了岸线提取,并分析了其时空演变规律.以此为基础,建立了不同岸线及地形条件下的渤海湾水动力数值模型,计算结果与塘沽、黄骅港和东风港三个潮位观测站的实测数据吻合良好.模拟结果显示:渤海湾大规模围填海工程的建设使得三个主要工程...     

Reclamation-oriented spatiotemporal evolution of coastal wetland along Bohai Rim,China

Coastal wetlands are located in the ecotone of interaction between the land surface and sea, and anthropogenic activities extensively interfere with these wetlands through the reclamation of large tidal wetlands and destruction of the function of the ecosystems. In this study, we investigated the dynamic evolutionary characteristics of the Bohai Rim coastal area over the past 40 years using the Modified Normalized Difference Water Index, the fractal dimension, object-oriented classification, the land-use transfer trajectory, and regression analysis. Additionally, we quantified and monitored the evolution of reclamation and analyzed the correlation between reclamation and coastal wetlands based on 99 Landsat-2, -5, and -8 images (at 60 m and 30 m spatial resolution) over the period 1980–2019. The results are as follows. (1) The coastline of the Bohai Rim increased by 1 631.2 km from 1980 to 2019 with a zigzag variation. The artificial coastline increased by 2 946.1 km, whereas the natural coastline decreased by 90%. (2) The area of man-made wetlands increased by 3 736.9 km2, the area of construction land increased by 1 008.4 km2, and the natural wetland area decreased by 66%. The decrease of tidal flats is the main contributor to the decrease of natural wetland area (takes account for 91.1%). Coastal areas are affected by intense human disturbance, which was taken place across a large area of tidal flats and caused the landscape to fragment and be more heterogeneous. The coastal zone development activities were primarily concentrated in the southern Laizhou Bay, the Yellow River Delta, the Bohai Bay, the northern Liaodong Bay, and the Pulandian Bay. The solidified shorelines and increase in sea level have resulted in intertidal wetlands decreasing and impaired wetland ecology. (3) There is a good agreement between reclamation and the size of the coastal wetlands. Both land reclamation and the reduction in coastal wetland areas are significantly related to the population size, fishery output value, and urbanization rate. In summary, human activities, such as the construction of aquaculture ponds and salt pans, industrialization, and urbanization, are the primary forces that influence the environmental changes in the coastal region. This study is beneficial for establishing and improving the systems for the rational development and utilization of natural resources, and provides theoretical references for restoring wetland ecology and managing future reclamation activities in other coastal zone-related areas.     

Diversity and distribution of bacterial community in the coastal sediments of Bohai Bay, China

In order to understand the diversity and distribution of the bacterial community in the coastal sediment of the Bohai Bay,China,high-throughput barcoded pyrosequencing of the 16 S r RNA gene was used.Metagenomic DNA was extracted from the sediment samples,and was sequenced using a 454 GS FLX Titanium system.At 97%similarity,the sequences were assigned to 22 884 operational taxonomic units(OTUs) which belonged to 41 phyla,84 classes,268 genera and 789 species.At the different taxonomic levels,both the dominants and their distribution varied significantly among the six coastal sediments.Proteobacteria was the first dominant phylum across all the six coastal sediments,representing 57.52%,60.66%,45.10%,60.92%,56.63% and 56.59%,respectively.Bacteroidetes was the second dominant phylum at Stas S1,S2 and S4,while Chloroflexi was the second dominant phylum at Stas S3,S5 and S6.At class level,γ-Proteobacteria was the first dominant class at Stas S1,S2,S4 and S6,while δ-Proteobacteria became the first dominant class at Stas S3 and S5.In addition,a large proportion of unclassified representatives have distributed at the different taxonomic levels.Canonical correspondence analysis(CCA) results indicated that the sediment texture,water depth(D),dissolved oxygen(DO),total nitrogen(TN) and nine EPA priority control polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) including naphthalene,acenaphthylene,acenaphthene,fluorine,phenanthrene,fluoranthene,pyrene,benzo[a]anthracene and indeno[1,2,3-cd]pyrene were the important factors in regulating the bacterial community composition.Those results are very important to further understand the roles of bacterial community in the coastal biogeochemical cycles.     

渤海湾西岸QG01钻孔沉积物黏土矿物分布及古气候替代指标研究

对渤海湾西岸QG01钻孔12.7~17.4 m段沉积物进行了粒度测试、X射线衍射(XRD)和光释光(OSL)测年,分析了该段岩心的黏土矿物特征及其对古气候的响应。该段沉积物由砂质粉砂、粉砂质砂和黏土质粉砂组成,平均粒径介于4.11~7.79 Φ之间;黏土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石和高岭石,蒙脱石含量最少。将伊利石结晶度(KI)和黏土矿物组合比值((伊利石+绿泥石)/(高岭石+蒙脱石))作为古气候替代指标,发现当KI与黏土矿物组合比值反映的气候变化趋势一致时,可反映气候变化特征;当KI与黏土矿物组合比值反映的气候变化趋势不一致时,沉积物来源发生改变,不能反映气候特征。     

2000～2010 年环渤海省市海岸带土地利用变化分析

作为陆海生态系统的交错带,海岸带是地表生态系统最为脆弱的地带,研究海岸带土地利用变化具有重要意义。以环渤海省市海岸带为研究区,基于2000、2005和2010年的Landsat TM/ETM遥感影像进行多时相海岸带土地利用制图,进而分析10 a间的土地利用变化特征,包括土地利用结构、土地利用动态度、土地利用程度区域差异和海陆梯度、海陆格局变化等特征。结果表明:(1)环渤海省市海岸带土地利用以耕地、建设用地和人工湿地为主,2010年比例分别为36.09%、17.16%和15.72%,不同行政单元及不同缓冲带之间土地利用结构空间差异明显。(2)2000~2005年、2005~2010年,土地利用发生转移的面积分别为2 126.419 km2和3 092.39 km2,建设用地扩展占用耕地、人工湿地和滨海自然湿地,以及滨海自然湿地变为人工湿地是主导的变化过程,但不同行政单元及不同缓冲带之间土地利用变化的空间差异明显。(3)2000~2005年、2005~2010年,综合土地利用动态度分别为0.73%和1.06%,17个地市级行政单元综合土地利用动态度以东营和天津较高,各缓冲带内综合土地利用动态度均为随时间不断增加,空间上则由海向陆波动下降。(4)2000~2010年,土地利用程度总体上不断升高,表明海岸带土地利用处于发展期,除沧州和潍坊,其他区域土地利用程度随时间不断上升;各缓冲带土地利用程度均随时间不同程度增长,空间上则由海向陆波动上升。     

"生态围垦"在浙江省经济可持续发展中的意义

围垦不仅是浙江省缓解土地资源的一条重要途径,而且在该省经济发展中发挥了巨大作用.随着浙江省经济可持续发展总体目标的提出,对围垦的要求上升到了"生态围垦"的高度:这就是坚持围垦系统规划的生态性;大力开展设计创新,提高围涂技术水平,以符合"生态围垦"的设计要求;创新施工工艺,优化施工组织,以满足"生态围垦"工程的建设要求;坚持适度分期开发,积极开展绩效评估,以适应"生态围垦"工程的运行管理要求.以科技进步为基础的"生态围垦",对推动浙江省经济可持续发展有着战略性的意义.