活岸线的3个概念 类型和效益

 

全球气候变化背景下，沿海地区面临着日益严重的海平面上升、强台风-风暴潮和洪涝灾害等自然灾害事件的影响。海平面上升使得强台风-风暴潮极易形成灾害性水位，加剧了洪涝灾害的威胁程度，同时还损害了滨海湿地、红树林、珊瑚礁等典型生境结构和海岸保护功能[1]，导致沿海地区的社会-生态系统气候暴露度不断增大，尤其是中国东海沿线海域很可能是全球海平面上升幅度最大的海区之一[1]。2015—2021年中国海洋灾害共造成直接经济损失390.54亿元，236人死亡(或失踪)[2]，严重威胁着人民的生命财产安全。因此，沿海区域的韧性防灾体系亟须完善。

 

传统的海岸防护以人造工程抵挡顶冲主流线为主导思路，常使用海堤(seawall)、防波堤(breakwater)等硬质设施进行防护[3]。此类设施虽可起到保护海岸的作用，但也改变了沿海自然过程，破坏生态系统，影响渔业、旅游业等负面影响；此外，硬质防护设施遭到破坏后难以恢复，无法适应不断上升的海平面[4-5]。针对硬质海岸防护设施的弊端，在“基于自然解决方案”(Nature-basedSolutions，NbS)的理念下，北美生态工程领域最早于2008年[6]提出利用沿海生境进行海岸保护的“活体海岸线”(livingshoreline)(以下简称“活岸线”)构想，主张利用适应性更强的滨海自然生态系统代替部分传统硬质设施来应对海洋灾害，且兼顾生态、社会、经济等多方面的需求。

 

活岸线在北美已有较广泛的研究与实践[7]，我国目前尚未明确提出这一术语。国内相近理论与实践的研究主要关注设计环节，未覆盖其全生命周期。实践中海岸防护仍以硬质海岸为主，生态恶化的整体趋势并未得到有效改善[4]。本文整合国外活岸线的相关研究与实践，梳理归纳概念及其全生命周期管理的整体框架，并辅以实例说明，以期为我国沿海地区保护沿海生境、应对海洋灾害提供参考。

 

 

1.1活岸线的概念

 

NbS是指利用自然来应对社会可持续发展中多项挑战的一种理念和方式，即“利用自然的力量作为解决方案中真正核心的手段”[8-9]。发源于NbS的“活岸线”以滨海自然生态系统的海岸保护功能为实现基础。目前，活岸线的定义尚未统一，梳理各类文献，可找到关于活岸线的3个共同特征。1)实现手段：利用沿海自然生态系统保护海岸。2)目的动机：应对海岸侵蚀、风暴潮等海洋灾害。3)功能：保护沿海地区，同时还能提供环境、经济、社会等多方面效益。

 

基于此，采用美国国家海洋大气局(NationalOceanicandAtmosphericAdministration，

NOAA)较全面的定义，活岸线“是一套稳固海岸及修复栖息地的技术，它能减少海岸侵蚀、维持沿海自然过程，同时保护、修复、改善或创造沿海野生动植物的栖息地”[10-11]。

 

 

按照自然组分占比程度，活岸线可分为自然型、混合型、构筑物型3种，分别适用于波浪能量较弱、中等、较强的区域[12](表1)。

 

“自然型”(natural)活岸线以滨海自然生态系统作为海岸防护的主导，适用于波浪能量较弱的地区，如在海岸带种植红树林以保护沿海社区[17]。“混合型”(hybrid)活岸线指人工构筑物与自然生态系统的结合，通常以“人工结构加生物材料”的模式修建防波堤、护岸等，例如通过人工基质促进牡蛎防波堤的形成，以起到保护海岸的作用。有研究表明，混合型海岸比硬质海岸或纯自然海岸具有更好的抗侵蚀能力和更高的生物多样性[18]，适合应用于人工化、空间有限的滨海城市地区[19]。

 

“结构型”(structural)活岸线以护岸、防波堤等人工构筑物为主体，生态效益不及前2种，但其结构经过特殊设计，不像传统设施一样阻断水陆之间的自然过程，且常与自然型活岸线组合使用以提升生态效益。保障水陆间的营养物质交换，对于维持滨海湿地的生命过程十分重要[20]，因而也是结构型活岸线区别于传统硬质设施的关键。

 

 

NbS强调将自然资本转化为绿色经济增长的源泉[8]，同时考虑社会、经济和生态需求，并兼顾各种协同效益[21]。与功能单一的传统硬质防护设施不同，遵循NbS理念的活岸线除基本的海岸防护功能外，还能提供生态修复、社会公平、经济发展等多维度的效益。

 

在生态方面，活岸线可改善海岸带的整体生态环境，并造福滨海生物。以常见的活岸线——牡蛎礁为例，它具有显著改善水质的功能，1只成年牡蛎一天可以过滤高达189L的水[22]。马里兰州(Maryland)东海岸中修复的牡蛎礁每年去除的氮相当于2万袋化肥的氮含量，其服务价值超过170万美元[23]。此外，牡蛎礁还可为多种鱼类和蟹类提供栖息地。

 

有研究指出，人工牡蛎礁内鱼类的丰度高于对照组38%。需注意，活岸线并非生态上完全有益无害，建设前应谨慎评估项目对当地关键物种的影响。例如，在格鲁吉亚的萨佩罗岛(SapeloIsland)生态护岸中，发现了几只被石块卡住的马蹄蟹(HorseshoeCrab)[24]。马蹄蟹喜爱的栖息地是柔软的沙质海滩[25]，如果马蹄蟹是当地的关键物种，建造石块护岸就并非合适的方案[5]。

 

在经济方面，依托于滨海自然生态系统的活岸线常可同时作为旅游景点拉动旅游业、带动地方经济发展。活岸线为多种鱼类提供栖息地，保护渔业资源，建造与监测的过程又可为当地居民提供工作机会[26]。此外还能提供一些间接的经济效益，如在水中悬浮物含量较高的地区，活岸线捕获沉积物可减少疏浚成本[5]。

 

在社会方面，活岸线设计和建造的过程中常会向公众开设一些社区培训课程，提升当地居民的环境保护意识，并增强社区凝聚力，以更好地应对灾害[27]。巴布亚新几内亚的红树林修复项目，通过红树林种植培训活动增加了女性和残疾人士等弱势群体的社会参与度[17]。