海平面上升對我國沿海生態(tài)環(huán)境的影響

　　摘 要：沿海區(qū)域是各國經(jīng)濟社會發(fā)展最迅速的地區(qū)，也是世界人口最集中的地區(qū)，約占全世界60%以上的人口生活在這里。各洲的海岸線約有35萬公里，其中近萬公里為城鎮(zhèn)海岸線，海平面上升這些地區(qū)將是首當其沖的重災(zāi)區(qū)。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果表明，當海平面上升1m以上，一些世界級大城市，如紐約、倫敦、威尼斯、曼谷、悉尼、上海等將面臨浸沒的災(zāi)難；而一些人口集中的河口三角洲地區(qū)更是最大的受害者，特別是印度和孟加拉間的恒河三角洲、越南和柬埔寨間的湄公河三角洲，以及我國的長江三角洲、珠江三角洲和黃河三角洲等。
　　關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境 影響
　　中圖分類號：P642.26文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0181-03
　　根據(jù)國家海洋局海平面公報顯示，近30年來，中國沿海海平面呈波動上升趨勢，平均上升速率為2.6mm/a，高于全球平均水平。2008年，中國沿海海平面為近10年最高，比常年高60mm；與2007年相比，總體升高14mm。南海海平面平均上升速率為2.6 mm/a，2008年南海海平面比常年高70mm，同比2007年上升達37mm。2008年廣東沿海海平面比常年高75mm，比2007年高44mm[1]。而近30年來，中國沿海海表溫度上升了0.9攝氏度，沿海海平面上升了90mm，海平面上升趨勢加劇[2]。
　　廣東省瀕臨南海，大陸海岸線長達3368.1km（不包括沿海島嶼），是中國海岸線最長的省份。全球氣候變暖導(dǎo)致海平面升高，對廣東沿海經(jīng)濟社會和生態(tài)環(huán)境影響巨大，特別是在海岸帶、河口三角洲區(qū)[3～5]。其突出表現(xiàn)就是對濱海濕地、灘涂資源的影響。這些影響主要包括對潮間帶生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)和河口生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能的影響，如引起的潮間帶生物與環(huán)境及其相互關(guān)系的變化；各類海岸生態(tài)系統(tǒng)的演替；河口潮流、鹽淡水混合等環(huán)境要素的變化及其對河口生物種類的組成和分布的影響等。另外，還包括的環(huán)境影響有灘涂濕地浸沒改變土地利用類型，鹽漬化，地下水環(huán)境變化等。
　　濕地是地球上具有多功能的獨特的生態(tài)系統(tǒng)，是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類社會賴以生存和發(fā)展的環(huán)境之一。它具有調(diào)節(jié)氣候、補充地下水、降解環(huán)境污染、蓄洪抗旱、控制土壤侵蝕、促淤造陸、保護生物多樣性等多種功能，被稱之為“地球之腎”。濱海濕地和紅樹沼澤的生物量僅次于高生產(chǎn)力的森林生態(tài)系統(tǒng)。人類所捕獲（供消耗）魚類的2/3以及許多鳥類和動物，都依靠沿海濕地和沼澤作為其生命周期的一部分。
　　廣東濱海濕地包括淺海水域、潮下水生層、珊瑚礁、巖石性海岸、潮間沙石海灘、潮間淤泥海灘、潮間鹽水沼澤、鹽田濕地、紅樹林沼澤、海岸性咸水湖、河口水域、三角洲基塘濕地、三角洲低積平原濕地、水產(chǎn)養(yǎng)殖濕地等12種類型，面積10153.331km2，在廣袤的濕地孕育了豐富的生物多樣性[6]。
　　東起大埕灣口，西至英羅港洗米河口，廣東濱海濕地的光、熱和水份豐富，營養(yǎng)物質(zhì)充分，為生物生長發(fā)育和繁殖提供了條件。濕地植物共有141科294屬451種，主要分布在粵東、粵西沿海及韓江、珠江、鑒江等河流出口地。在濱海濕地植被中最重要的是河口海灣灘涂中的紅樹林植被，據(jù)統(tǒng)計有19科32屬33種，廣東紅樹林濕地植被大體有以下幾種類型：喬木紅樹林，如秋茄樹+桐花樹+木欖群落等；灌木紅樹林，如白骨壤群落等；喬木半紅樹林，如銀葉樹+海芒果群落等；灌木半紅樹林，如鹵蕨群落。淺海與海岸海域濕地魚類有54科122屬211種，濱海濕地還有70多種珊瑚，以及軟體動物、節(jié)肢動物、棘皮動物等豐富的無脊椎動物資源；濱海濕地的兩棲動物共有21種。僅限于沿海地區(qū)的種類有長趾蛙、花細狹口蛙、無聲囊樹蛙、華南雨蛙。爬行類有變色樹蜥、壁虎、石龍子、赤鏈蛇、黑眉錦蛇、黑斑水蛇、魚游蛇、草游蛇等。獸類以嚙齒動物為主，如黃毛鼠、板嚙鼠、獼猴群等。據(jù)調(diào)查，鳥類共有201種，屬國家一級保護的有兩種（白鸛、白肩雕），二類保護鳥類有21種，主要以水禽等冬候鳥或旅鳥為主。另外，還有種類豐富的昆蟲，以及河口海灣濕地浮游動物，如珠江口濕地有182種，浮游動物年均生物量為120.5mg/m3[7]。
　　20世紀80年代前，廣東有紅樹林及宜林灘涂濕地近8.6萬hm2，但近30年來由于圍墾、開發(fā)、海平面上升等諸多原因，使紅樹林及宜林灘涂濕地目前僅剩3.7萬hm2，其中原有紅樹林多于2萬hm2，如今大約只剩下不到3400hm2，減少了6/7。逐年的海平面上升，將越來越加劇威脅著濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)。有研究結(jié)果表明，濱海濕地能夠適應(yīng)非常緩慢的海平面上升，但難以適應(yīng)大于2.0mm/a的快速上升。從目前的情況看，海平面的年上升速率已經(jīng)超過閥值，但由海平面上升引起的濕地減少，紅樹林浸沒的情況還不顯著，這是因為紅樹林海灘的淤積速率較快，堤壩前尚有部分土地可供濕地類型陸向延伸，且人為破壞的影響完全掩蓋這種緩慢變化，但對濱海濕地、紅樹林沼澤的水浸時間和頻率正在提高，對潮灘植被和紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響也正在顯現(xiàn)，對深圳河口紅樹林濕地的研究顯示，該區(qū)域紅樹林生態(tài)系統(tǒng)屬于亞健康狀態(tài)，雖結(jié)構(gòu)尚完整，但對外界干擾的恢復(fù)力逐漸減退，優(yōu)勢濕地植物種群分布面積開始縮減，特有生物數(shù)量減少，生物和棲息地鳥類逐漸減少，部分濕地功能喪失[8]。隨著濕地功能的急劇退化，將嚴重損害植被和底棲動物群落，從而導(dǎo)致濕地的水體凈化功能、營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化運輸功能、生物棲息地功能等生態(tài)服務(wù)功能嚴重下降，降低了海岸帶生物多樣性，并易于發(fā)生侵蝕。
　　濱海的珊瑚礁濕地對波浪具有較強的消能作用，形成護岸的天然屏障；珊瑚礁濕地又是海洋油氣富集區(qū)；珊瑚礁濕地還是海洋中的“熱帶雨林”，屬高生產(chǎn)力生態(tài)系，約1/3的海洋魚類生活在礁群中而構(gòu)成生物資源的富集地；珊瑚礁濕地又是海洋中的奇異景觀，為發(fā)展濱海旅游業(yè)提供了條件。而海平面的上升同樣會對珊瑚礁濕地生態(tài)產(chǎn)生嚴重影響，一方面，海平面的波動變化本身就影響著珊瑚礁的生長與發(fā)育[9]，其次是因水溫升高會使為珊瑚蟲提供營養(yǎng)的共生蟲黃藻大量離去或死亡，另外海平面上升后加劇的侵蝕、浪、潮作用會降低海水的透明度，加重海水受污染程度，從而不利于珊瑚的生長。而珊瑚礁的消亡會讓依附于珊瑚礁群生存的魚類、生物資源失去賴以生存的環(huán)境，使得整個珊瑚礁濕地喪失功能，并使得海岸更容易被侵蝕。我國近岸海域珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)已受到嚴重破壞，珊瑚礁分布面積減少了約80%[10]，氣候變暖與海平面上升引起的不同程度的珊瑚白化和死亡現(xiàn)象將進一步加劇廣東沿海珊瑚礁濕地消失的可能。
　　在珠江口門區(qū)域，海平面上升還將對入海河段的水流起到頂托作用，導(dǎo)致河流入?？谔幜魉贉p緩，河水滯留時間增長，上游受污染水體不能及時下泄與稀釋，影響河口水體動物、浮游生物的生長。在豐、枯水期分別通過漫堤或咸潮的方式，改變河道沿岸陸上及入海河段既有的生態(tài)系統(tǒng)。同時，同樣海平面上升導(dǎo)致的田、地浸沒將造成土壤鹽漬化，也徹底改變農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的功能。
　　未來預(yù)計的影響如下。
　　海平面上升將嚴重影響海岸帶生態(tài)系統(tǒng)和生物資源。就我國而言，如果海平面上升0.5m，在沒有任何防潮設(shè)施情況下，粗略估算我國東部沿海地區(qū)可能約有4萬km2的低洼沖積平原將被淹沒。
　　根據(jù)預(yù)計未來30年，廣東沿海海平面將比2008年升高78～150mm[11]。而珠江三角洲地勢低平，約有1500km2的土地在珠江基面高程0.4m以下，近一半土地在0.9m以下，主要靠堤圍防護，海平面上升將對其產(chǎn)生極大地威脅。有研究顯示，在廣東地區(qū)，如果要使未來海平面上升30cm，沒有任何預(yù)防措施，淹沒將近5500km2，如果采取適應(yīng)手段，會減少到1150km2左右[12]。
　　海平面上升還將使濱海濕地和沼澤受嚴重影響，而濕地是許多魚類、鳥類和稀有動物的主要生活環(huán)境。據(jù)黃鎮(zhèn)國等[13]預(yù)測，2000年珠江口的灘涂面積為1378×106m2，到2030年本可增長1003×106m2，但海平面上升影響卻反要減少65×106m2。大面積的沿岸土地被淹沒，海島、海岸面積減少，將對其上的生態(tài)系統(tǒng)帶來一系列的影響和問題。從生態(tài)環(huán)境角度看，海平面上升帶來的洼地淹沒、災(zāi)害、海岸侵蝕、海水入侵等，最終都會反饋到海岸帶的生態(tài)環(huán)境上，破壞灘涂濕地的自然生態(tài)景觀，多重要的經(jīng)濟魚類、蝦、蟹、貝的生息繁衍場所消失，瀕危珍稀物種滅絕，使近海生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生退化，大大降低灘涂濕地調(diào)節(jié)氣候、分洪蓄水、保護土地和抵御自然災(zāi)害的能力。
　　就潮灘而言，對海岸地區(qū)具有重要的經(jīng)濟與生態(tài)價值，是寶貴的土地資源，在海涂圍墾、牧業(yè)漁業(yè)生產(chǎn)等方面具有重要意義。潮灘上鹽沼生態(tài)類型的空間分布與潮水的周期性漲落及潮水的浸淹頻率相適應(yīng)，土壤鹽分和養(yǎng)分是潮灘鹽沼植被發(fā)育和生態(tài)演替的最基本影響因素。海面上升增加了潮灘的潮浸頻率，并導(dǎo)致潮灘淹沒和侵蝕，使部分潮間帶轉(zhuǎn)化成潮下帶，潮灘土壤含鹽量增加，潮灘鹽沼生態(tài)類型將發(fā)生逆向演替并向陸遷移，但由于受海堤廊道的隔離，潮灘鹽沼類型向岸遷移過程中受阻。因此，潮灘鹽沼演替將表現(xiàn)為土壤肥力高、鹽度低、植被生長旺盛的高灘鹽沼生態(tài)類型的寬度變窄甚至消失，然后再表現(xiàn)為灘低級生態(tài)類型寬度的變窄或消失，最后表現(xiàn)為整個潮灘鹽沼類型的退化和減少，淤泥質(zhì)潮灘逐漸演化成砂質(zhì)海灘。據(jù)研究，海平面上升后，即使潮灘濕地上部并不直接增加潮浸頻率，上升的海平面也將通過抬高潛水位和礦化度，引起潮灘濕地表土含鹽量增加，導(dǎo)致生物多樣性減少、生產(chǎn)量下降和生態(tài)類型單一化。潮灘的損失最終將導(dǎo)致這些地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)失衡[14]。
　　對紅樹林海灘，海平面上升對其的影響取決于相對海平面上升速率與紅樹林潮灘沉積速率的對比關(guān)系。當海平面上升速率小于紅樹林潮灘沉積速率時，海平面上升不會對紅樹林產(chǎn)生明顯的直接影響，海灘在紅樹林生物地貌過程作用下不斷堆積，并且隨紅樹林生態(tài)系的不斷演化，整個海岸帶向海推進。當紅樹林潮灘沉積速率與海平面上升速度相等時，紅樹林海岸保持一種動態(tài)平衡。當海平面上升速率大于紅樹林潮灘沉積速率時，紅樹林的變化則取決于紅樹林生長環(huán)境和紅樹林群落對海平面上升的綜合反應(yīng)，對于那些海平面上升不會導(dǎo)致地貌發(fā)生較大改變的紅樹林海岸來說，海平面上升僅使地下水位發(fā)生改變、高潮帶浸淹頻率的增加和原先受沙丘等障礙物保護的高潮區(qū)被淹沒；如果紅樹林后緣地貌和地層條件適合紅樹林生長，紅樹林將大規(guī)模向陸地遷移；當紅樹林后緣底質(zhì)不適合紅樹林生長，則紅樹林幾乎很少向陸地演化，海平面上升將導(dǎo)致紅樹林被淹沒。另外，一些紅樹林海岸在海平面上升時會改變地貌，如沙丘或沙體的消失、泥灘向陸移動等，這些變化將從根本上改變紅樹林的生境條件，從而顯著改變紅樹林生態(tài)系[15]。當然，理論上，海平面上升，全球氣候的變暖，海水浸淹岸線的提高，也會使一些原先不適合紅樹林生長的海岸會變得對紅樹林生長有利，潮水和海流會把紅樹林胚胎帶到這些地方形成新的紅樹林，使得紅樹林生長帶北移。
　　對于廣東沿岸的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)而言，隨著海平面的上升，未來紅樹林生態(tài)系統(tǒng)將面臨著退化或難以自然更新、甚至逐步區(qū)域的消失的狀況。其原因在于紅樹林潮灘的沉積速率會隨著陸地水土流失的控制、干旱引起的徑流量減小等原因而降低，伴隨著沿海地區(qū)的地面沉降作用，海平面上升一定高度后，目前的紅樹林生長環(huán)境將可能一部分被淹沒，另一部分則水浸深度和水浸頻率顯著提高。從研究情況看，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的生長帶有著明確的上下限[16]，盡管紅樹植物長期適應(yīng)于水淹生，當不同紅樹種類在潮間帶的分布受周期性淹水頻率的影響，當淹水頻率超過正常水平時，紅樹林將退化甚至死亡[17～18]。葉勇等模擬海平面上升對紅樹植物秋茄的影響時，認為海平面上升30cm對秋茄的萌發(fā)和早期生長具有促進作用，但幼苗在最初4個月的莖高生長均為低潮區(qū)高于高潮區(qū)[19]。廖寶文等模擬研究進一步顯示，秋茄幼苗最適淹水時間為每天8～12h，臨界淹水時間為每天16h；尖瓣海蓮的最適淹浸時間為每天6～8h，臨界淹浸時間為每天12h，超過臨界時間，相應(yīng)生物量會驟降[20～21]。何斌源研究認為在全日潮海區(qū)，秋茄的宜林地灘涂高程不應(yīng)低于當?shù)仄骄Ｆ矫鎇22]；北部灣沿海白骨壤造林灘面高程不宜低于平均海面30cm，桐花樹不應(yīng)低于當?shù)仄骄Ｃ鎇23]。因此，海平面上升導(dǎo)致的海區(qū)潮水浸淹頻率過高，將會使紅樹林退化或難以自然更新，部分地帶被次生的喬灌林代替。
　　而紅樹林向岸擴展的趨勢，除少數(shù)保護區(qū)外，大多數(shù)沿岸區(qū)域可能會因堤壩、人工建筑，開發(fā)利用等原因而形成不了其生長的潮灘濕地。而一些地區(qū)可能具有擴展的土地資源，但因水質(zhì)、土壤污染，貧瘠等因素而不適宜紅樹林生長，從而最終導(dǎo)致天然紅樹林的消失，而人工紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的功能性弱，還無法替代、彌補、覆蓋所有的損失，其結(jié)果將是濱海紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的退化，功能消失，生物量驟減，生物多樣性降低，進而加劇海岸侵蝕，近岸污染。
　　海平面上升引起的加劇的風(fēng)暴潮、海浪、臺風(fēng)等災(zāi)害也會對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，尤其是對其中典型“頂級”種類的影響，影響紅樹林的結(jié)構(gòu)，降低紅樹林種群的多樣性，同時浪潮帶走紅樹林根系周圍有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，并降低紅樹林區(qū)的淤積速率，從而影響危及紅樹林生態(tài)系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)簡單化、面積減少甚至局部消失[24]。
　　未來海平面上升，還會進一步加劇近岸珊瑚礁濕地生態(tài)系統(tǒng)的危險，珊瑚礁盤面積會繼續(xù)減小甚至消失。但王國忠研究認為，如僅考慮海平面上升對珊瑚礁及其適應(yīng)性的影響，即使海平面以0.9～0.98cm/a的速度增長也不會對成熟度較高的珊瑚產(chǎn)生影響，但目前海平面上升是CO2排放增加，全球氣溫變暖伴隨效應(yīng)，而表層海水升溫和表層CO2濃度增加將是對珊瑚礁產(chǎn)生致命威脅，造成珊瑚礁白化與死亡，過量CO2會一直溶蝕碳酸鈣組成的珊瑚礁骨骼。但對于表層海水溫度較低的珊瑚礁生長北邊界，則有可能在一定程度上促進珊瑚礁的生長與發(fā)育[25]。當然，如綜合人為影響、環(huán)境污染、災(zāi)害等多重因素，珊瑚礁未來的保護形勢不容樂觀。
　　在河口區(qū)，海平面上升必將改變河口的鹽水入侵強度，也會使三角洲江河潮水頂托范圍上溯，會潮點和海水楔的上移不僅會引起河道泥沙沉積的變化，還會使入海河段徑流水質(zhì)變咸，改變原有水生生物的生長環(huán)境，使得適宜的鹽度條件的上移，但珠江口入海河段上游的水質(zhì)污染又可能水環(huán)境要素不能滿足生物生長的要求，進而影響整個河口的生態(tài)環(huán)境，威脅某些海洋生物種群。例如有些定期溯河泅游的習(xí)性的魚類等，它們可以適應(yīng)海平面上升而向更遠的上游洄游，但大量上游污水受海水頂托，常會阻礙魚類的正常洄游，影響種群正常生長。河口沿岸帶地區(qū)的地下淡水水質(zhì)同樣變咸，這將影響沿岸土地的生產(chǎn)力，進而影響陸生生態(tài)系統(tǒng)的健康，影響城市供水和工農(nóng)業(yè)用水，并造成近岸的退化與鹽漬化。
　　對于旅游休閑生態(tài)區(qū)，海平面上升則會通過加劇侵蝕，使砂質(zhì)海岸后退，海岸休閑生態(tài)區(qū)將日益減少，甚至消失。
　　有學(xué)者對深圳蛇口半島區(qū)域因海平面上升造成的生態(tài)損失進行初步評估認為，如2100年該區(qū)域相對海平面上升1m，其生態(tài)價值損失在不同重現(xiàn)期潮位下分別達到1966.55萬元/a、4472.92萬元/a和5052.83萬元/a，地均價值損失分別占深圳市地均GDP（2000年計價）的0.8%，1.1%和1.2%，使深圳市地均GDP（2000年計價）存在約一個百分點的潛在損失。由此推算整個廣東沿海的生態(tài)損失將非常巨大[26]。
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