中國河口海岸面臨的挑戰(zhàn)

中國河口海岸面臨的挑戰(zhàn)
發(fā)布時間：2003-4-8作者：秩名
摘要河口海岸是地球四大圈層交匯、能量流和物質(zhì)流的重要聚散地帶。該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)達、人口集中、開發(fā)程度高，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境變異、資源破壞，對區(qū)域持續(xù)發(fā)展造成重大影響，特別是我國流域高強度開發(fā)對河口和鄰近海岸帶有直接和深遠(yuǎn)的影響。新世紀(jì)我國的河口海岸面臨著四個方面的挑戰(zhàn)：入海泥沙量急劇減少；入海污染物質(zhì)顯著增加；濱海濕地喪失；全球海平面上升對中國低海岸的嚴(yán)重威脅。為此，開展河口海岸環(huán)境變異的研究，為解決國家目標(biāo)和海岸帶資源可持續(xù)利用，無疑是非常重要而迫切的問題。
關(guān)鍵詞河口海岸人類活動環(huán)境變異資源利用巨大挑戰(zhàn)
引言
河口是流域和海洋的樞紐，既是流域物質(zhì)的歸宿，又是海洋的開始；海岸是陸地和海洋的過渡帶。河口海岸是陸海相互作用的集中地帶，各種過程（物理的、化學(xué)的、生物的和地質(zhì)的）耦合多變，演變機制復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境敏感脆弱。河口海岸地帶又是經(jīng)濟發(fā)達、人口集居之地，世界60％的人口和2／3的大中城市集中在沿海地區(qū)，日益加劇的人類活動增加了河口海岸地區(qū)的壓力。同時，流域的高強度開發(fā)，如森林的破壞、高壩的建設(shè)、跨流域的調(diào)水、化肥的大量使用等直接影響到河口及其鄰近海域，加上全球變化、全球變暖問題，如海平面上升引起的海岸侵蝕，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境惡化、資源破壞和災(zāi)害頻發(fā)，對人類生存環(huán)境安全和生存質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)峻的威脅。因此，河口海岸的研究、開發(fā)和保護是當(dāng)前世界沿海國家和科學(xué)家十分關(guān)注的熱點問題，紛紛提出了研究目標(biāo)、計劃和治理對策[1—3]。
河口海岸帶匯聚各種陸地（流域）物質(zhì)：淡水徑流、泥沙和化學(xué)物質(zhì)，在海洋動力波、流、潮及其巨大能量的作用下，改變其例邊界和底邊界以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境[4]。入海泥沙及化學(xué)物質(zhì)的75～90％歸宿于海岸帶。因此，以流域為紐帶的人類高強度經(jīng)濟活動賦予流域環(huán)境的壓力最終向河口轉(zhuǎn)移、匯聚，通過物質(zhì)和能量通量的變化對河口三角洲及其鄰近海域的環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。
中國海岸線長18000km，擁有37萬km2的領(lǐng)海和約300萬km2的海洋專屬經(jīng)濟區(qū)。據(jù)20世紀(jì)80年代統(tǒng)計，我國入海河流總經(jīng)流量，占世界人海徑流總量的3.9％；總輸沙量占世界總量高達10％以上。其中，長江、黃河和珠江三大江河的徑流和輸沙總量分別占全國的73％、82％左右。中國沿海地區(qū)城市化程度高、人口密集、經(jīng)濟發(fā)達，占陸域國土13%的沿海經(jīng)濟帶，承載著全國40％左右的人口，創(chuàng)造全國60％左右的國民經(jīng)濟產(chǎn)值，它的發(fā)展對海岸帶資源環(huán)境有極大的依賴性，也使海岸承受沉重的環(huán)境壓力。與此同時，面積約300萬km2（占國土的31.4%）的長江、黃河、珠江三大流域聚居7一8億人口，人類生存發(fā)展對流域資源的需求之切和賦予環(huán)境的壓力之大不言而喻，它是人類活動最頻繁而強烈的區(qū)域，植被破壞、建壩筑庫、截流引水、工業(yè)和民用污水排放、農(nóng)藥化肥面源污染等產(chǎn)生的環(huán)境后果勢必向河口及其鄰近海域傳遞轉(zhuǎn)移。近年來，大河口及其鄰近海域已出現(xiàn)許多引人關(guān)注的問題。正在建設(shè)的三峽工程、小浪底水庫和擇日而舉的南水北調(diào)工程還會進一步改變長江、黃河中下游的水沙過程及通量，所有這些會對東部沿海生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的沖擊，也是當(dāng)前我國河口海岸面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
1挑戰(zhàn)之一：河流入海沙量急劇減少
河口是流域物質(zhì)入海的必經(jīng)之地，是陸海相互作用的通道，陸地的物質(zhì)流一水、沙、化學(xué)物質(zhì)，通過這個通道輸送海洋[5]。在河口和鄰近海岸陸海相互作用中，河流入海物質(zhì)是海岸過程的一個重要方面。據(jù)估算，每年由陸地進入海洋的物質(zhì)約有85％是經(jīng)河口搬運入海的，可見，河口在陸地物質(zhì)入海中起著重要作用。陸海物質(zhì)交匯、咸淡水混合、徑流和潮流相互作用的河口地區(qū)，產(chǎn)生各種復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物和沉積過程。其中，入海泥沙的變化是一個重要方面。河流入海物質(zhì)在口外的擴散，形成的沖淡水飄浮在鹽水層上面，形成河口鋒，泥沙在河口沉積，形成三角洲。
我國主要河口與世界上其它許多河口一樣都面臨著入海泥沙顯著減少的現(xiàn)象。全球入海的泥沙總量為180一240億t/a[6]，在50～80年代，我國河流每年挾帶20億t的泥沙入海，占全世界人海泥沙的10％，其中主要是黃河和長江，兩大河流占80％左右。黃河過去年輸沙12億t，素以多沙稱著于世。黃河在1960年由于三門峽水庫截流出現(xiàn)第一次斷流，之后，自1972年起在人類活動的影響下，黃河下游斷流日趨嚴(yán)重（圖1），1997年利津水文站就斷流13次，累計226天，河口330天無水沙入海。黃河的斷流導(dǎo)致入海泥沙銳減，近幾年的黃河來沙僅相當(dāng)于50年代的l／60，2000年黃河入海泥沙不到2000萬t。
長江年入海泥沙在70年代以前近5億t，近30年來入海泥沙有明顯的減少趨勢（圖2），90年代比60年代減少了l／3，比80年代減少21％，到2000年入海泥沙為3.4億t。而長江的入海徑流50年代以來呈波動變化，并沒有減少的趨勢。

珠江三角洲河道大量采沙，使得入海推移質(zhì)泥沙大量減少。中小河流存在同樣的問題，渤海灣沿岸許多入海河流成了有河無尾的現(xiàn)象，如灤河入海泥沙在引灤工程后減少了95%[7]；膠州灣80年代的入灣河流泥沙量僅相當(dāng)于50年代的2～3%。浙江一些山區(qū)河流因上游大量用水，河口航道由河控型轉(zhuǎn)變?yōu)槌笨匦�，引起了航道的淤積�？梢�，目前主要因黃河、長江入海泥沙通量變異，近年我國河流入海沙量比過去減少了一半以上。
河流入海物質(zhì)流是一個變數(shù)，變數(shù)的原因有自然的，有人為的，其中流域人類活動已起到十分重要的作用。泥沙的變化有人為因素造成的植被破壞和恢復(fù)。中國歷史時期黃土高原的植被破壞嚴(yán)重，水土大量流失。而近50年來，我國的森林覆蓋率由1949年8.7％增加到2000年的16.55％，這有利于水土保持。我國海岸的一個主要特點是河口眾多，淤泥質(zhì)海岸分布廣泛。近年來流域開發(fā)日益加劇，水資源的開發(fā)利用率不斷增加，高壩占世界的一半，加上跨流域的調(diào)水工程實施，對河流入海沙產(chǎn)生明顯的改變。河流入海泥沙的改變，直接引起河口三角洲及其鄰近海岸的沖淤演變。水庫的建設(shè)對水起到調(diào)控作用，而對沙則起了攔截作用。目前我國大中小水庫有84944座，主要集中在三大流域長江、黃河和珠江，共計占75％以上，其中長江流域就有43948座，占一半左右，黃河及華北平原9842座，占11.6％，珠江主要部分10845座，占12.8%。當(dāng)務(wù)之急要考慮的問題是，即將竣工的長江三峽工程對徑流的調(diào)節(jié)和泥沙的攔截；即將實施的南水北調(diào)工程，東、中、西線分別調(diào)水130一170、130～140和120一170億方，對長江口水沙條件的改變引起的生態(tài)環(huán)境變化。我國的入海泥沙從80年代以前入海泥沙的總量近20億t，至20世紀(jì)末降至不足10億t，甚至可能只有5一7億t。入海泥沙銳減帶來一個新的挑戰(zhàn)就是，河口三角洲海岸岸灘在新的動力泥沙環(huán)境條件下發(fā)生新的沖淤演變調(diào)整，過去淤漲型河口海岸，淤漲速度減緩、轉(zhuǎn)化成平衡型蝕型。黃河三角洲從過去年均造陸23km2，演變?yōu)榇竺娣e的侵蝕后退，使勝利油田受到潮淹堤坍的威脅；具有重要生態(tài)功能的濱海濕地大面積喪失和灘涂資源減少。盡管近年來長江口期間帶灘地保持著較高的淤漲趨勢，但水下三角洲堆積速率已明顯趨緩，初步研究表明，近20年長江口水下三角洲已出現(xiàn)大范圍的侵蝕，這一問題不容忽初。
2挑戰(zhàn)之二：入海污染物質(zhì)顯著增加
河流入海物質(zhì)流除了淡水徑流及其挾帶的固體徑流一泥沙外，還包括化學(xué)徑流（污染物和營養(yǎng)鹽）。入�；瘜W(xué)徑流因為人類活動而呈現(xiàn)惡化現(xiàn)狀，其主要原因是由于農(nóng)田大量施肥和城市工業(yè)化發(fā)展排出的大量污水。我國的農(nóng)田面源污染嚴(yán)重，化肥施用量與年俱增，從1978年的884萬t增加到1999年的4124.3萬t，20年時間增加了4倍多（圖3）。近年來我國的城市化進程也十分快速，50年代我國城市化程度僅為10～12%左右。90年代中期近30％，而目前城市化程度已達36％。城市化導(dǎo)致城鎮(zhèn)人口急劇增加，從而用水量也大量增加，1985年全國生活用水量僅51.9億t，而1999年全國供水總量達467.5億t，其中生活用水189.6億t，生產(chǎn)用水236.5億t。城市化導(dǎo)致了污染化，就陸地水而言，我國的水質(zhì)污染非常嚴(yán)重。目前，我國七大水系和內(nèi)陸河流約50％以上河段水質(zhì)為IV類、V類或劣V類水[8]。全國1997年廢污水總排放量584億t，城鎮(zhèn)污水排放量達584億m3/a[9]。全國河流長度有70.6％受污染，根據(jù)10萬km的評價河段，IV類以上47％，而1984年IV類以上21.8％。1999年長江總評價河段31106km，其中I類水質(zhì)僅6.6%，Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)39.5％和33.1％，IV類以上達20.8％。長江三角洲地區(qū)IV類及以上占82.5％，所以，長江口及杭州灣排海污水所引起的海水污染范圍較嚴(yán)重。另外，人類快速增長的海洋開發(fā)利用，導(dǎo)致殘水區(qū)域正經(jīng)歷廢物排放、熱與輻射污染、疏浚、海岸建筑、采礦和掠奪性開發(fā)的巨大影響。
由于大量污水排放入海，使得近海海域水質(zhì)惡化。沿海不少河口、海灣以及大中城市鄰近海域環(huán)境質(zhì)量逐年下降，近海污染范圍不斷擴大，海域污染事件頻繁發(fā)生。根據(jù)1999年全國近岸368個監(jiān)測站位數(shù)據(jù)表明：我國近岸海域水質(zhì)以劣IV類和Ⅱ類為主；主要污染因子是無機氮和活性磷酸鹽；總體上東海污染最重；其次是渤海、南海、黃海。報道稱“沿大部分濱海地區(qū)，水質(zhì)劣手I類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域擴展至距岸10—30km，而江蘇、上海、浙江以及遼東灣沿岸，已擴展至距岸120——200km處”。長江口營養(yǎng)鹽入海通量和污染物排海量大幅增加，以致長江口及鄰近海域成為我國沿海劣質(zhì)水分布面積最大、富營養(yǎng)化多發(fā)的區(qū)域；長江口水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不到IV級。由于水質(zhì)惡化，沿海赤潮頻發(fā)。近年來，我國急速成為一個赤潮災(zāi)害多發(fā)的國家，自1972年起發(fā)生頻率呈逐年增加的趨勢，每年損失以10億元計。其中東海發(fā)生頻率最高，其次為黃海和渤海、南海、長江、珠江口外海域都發(fā)現(xiàn)了底層缺氧區(qū)。富營養(yǎng)化是我國近岸海域面臨的主要環(huán)境問題。以無機氮、無機磷為代表性營養(yǎng)鹽在我國四個海區(qū)均嚴(yán)重超標(biāo)，特別是在城市集中和工業(yè)化發(fā)展迅速的近岸海域。所有這些都表明，由河流入海物質(zhì)通量變異引起的河口海岸帶的生態(tài)安全和人類生存環(huán)境正面臨嚴(yán)重的威脅。
3挑戰(zhàn)之三：河口與濱海濕地喪失與修復(fù)
濕地是生命之水，是人類最重要的環(huán)境資源之一，它具有多種功能，有降減污染、改善環(huán)境的作用。它是多種野生動植物，特別是許多瀕危水禽賴以生存和繁衍的場所。保護和合理利用濕地資源對于保護生物多樣性、維持生態(tài)平衡、促進社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。中國的濕地面積（包括濱海、河口、河流、湖泊和沼澤）大約2500萬ha，占全國國土面積的2.6%，其中河口和濱海濕地約為500萬ha，是極為重要的兩大生態(tài)系統(tǒng)。
然而，由于對濕地保護認(rèn)識不夠，不當(dāng)?shù)娜藶榛顒邮菇�年來我國濕地面積迅速減少，致使?jié)竦氐纳�產(chǎn)和生態(tài)功能迅速降低，濕地生態(tài)系統(tǒng)正面臨衰退的嚴(yán)重威脅。海洋環(huán)境質(zhì)量公報中反映出：蘆葦、沼澤、瀉湖等濱海濕地喪失約50%，我國紅樹林從50年代的5萬ha降為目前的1.5萬ha，喪失70％以上，珊瑚礁由于人為開采、電廠溫排水、海上傾廢、透明度下降等，近十年來，近岸珊瑚礁80％遭不同程度破壞。海岸侵蝕、灘涂圍里等使得濱海濕地面積減少。如黃河三角洲原生濕地總面積約4500km2，其中潮上帶濕地2000km2，潮間帶1000km2，潮下帶1500km2。80年代以來，隨著黃河斷流的不斷加劇，下泄泥沙的銳減，黃河三角洲原生濕地不僅其生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能正面臨新的挑戰(zhàn)和嚴(yán)重威脅，而且受海水侵蝕，大面積后退，期間帶濕地范圍減少。歷史的經(jīng)驗和教訓(xùn)使人類認(rèn)識到，破壞濕地就是破壞自己的生存環(huán)境，保護濕地就是保護人類自己。保護濕地越來越受到國際社會的重視，專門簽署了濕地保護公約。1992年我國加入了國際濕地締約國，一方面在原有基礎(chǔ)上加強濱海濕地自然保護區(qū)的建設(shè)，另一方面也加強了濕地的研究。目前為止，我國已經(jīng)建立了各類自然保護區(qū)73個，其中國家級的18個，在保護生?鋃嘌?院蛻?鎰試捶矯娣⒒恿酥匾?饔謾Ｔ謔?乇；し矯嬗邢鋁形侍廡枰?⒁猓浩湟唬?夜?０兜卮?浠?榭霾鉅焐醮螅?械氖怯俳?０叮?械氖且勞撕０叮?械南嘍云膠猓??俳?０隊鋅煊新?６雜誆煌?暮０抖????乇；びτ興?畋穡?虼聳?匭枰?扇《??；ぃ黃潿??殼骯?噬鮮?種厥雍０妒?氐男薷垂ぷ鰨?納坪０渡??稻哂械奶厥夤δ芎突指瓷?锏畝嘌?�。这种恢复工作也是因地�?歟?緱攔?涌諦薷醋櫓?貧?010年100萬英畝修復(fù)目標(biāo)[10]，其中也包括種草和群眾教育等工作。我國沿海省市實際上已在做了一些濕地修復(fù)工作，如長江口九段沙生態(tài)工程，大米草種植以及多種形態(tài)的生態(tài)工程。今后在修復(fù)工作方面需要加強深化研究，有效地組織實施。
4挑戰(zhàn)之四：海平面上升及其影響
目前，全球性增溫和海平面上升及其影響已引起了世界沿海國家的高度重視。據(jù)IPCC（1995）對過去100年的海平面評估認(rèn)為上升了18cm，對全球海平面變化的預(yù)測認(rèn)為2050年時將上升20cm，2100年時上升49cm[11]。根據(jù)近40多年的驗潮資料分析，中國沿海海平面上升速率為1.4～2.0mm/a，與全球上升速率一致[12]。對于局部地區(qū)來講，海平面變化更重要的是其相對變化。相對海平面上升由三個因素疊加而成：全球性（絕對）海平面上升、區(qū)域地殼下沉和抽取地下水或沉積物密實等引起的地面沉降。我國沿海，尤其是幾大三角洲地區(qū)，因人為原因地面沉降嚴(yán)重，區(qū)域性的相對海平面上升速率遠(yuǎn)大于全球海平面的上升速率。
海平面上升對沿海地區(qū)的影響是多方面的，包括海岸侵蝕后退、沿海平原低地的淹沒和沼澤化、河口和地下鹽水入侵、海洋動力增強，特別是風(fēng)暴潮災(zāi)加劇、海堤失效等，這將嚴(yán)重制約沿海經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，尤其對我國沿海平原海岸城市群密集的地帶，威脅很大。世界半數(shù)以上海岸受到侵蝕，這其中不同程度地包含有海平面上升因素的影響。從Bruun定律可知，微小的海平面上升可引起較大的岸線后退[13]。海平面上升又為海水入侵提供了動力條件，海洋動力增強引起海岸侵蝕加劇[14]。海平面上升，灘涂地帶首當(dāng)其沖，據(jù)估計[15]，海平面上升0.5m，灘涂將損失24％～34％，如上升1m損失44%～56%，使低潮灘轉(zhuǎn)化成潮下帶。雖然我國重要的平原海岸地區(qū)有海堤的保護[16]，海岸線受人工約束，海平面上升無法保持原狀向陸位移，但會引起海灘的下蝕，危及海堤和海港等工程設(shè)施。同時，海平面上升不僅使沿海濕地面積減少，而且濕地受海水地下入侵而加劇鹽堿化。目前海岸侵蝕的各種因素中海平面上升的影響比重較小，但海平面上升的影響具有長期性、潛在性和累積性。
5結(jié)語
中國的河口海岸是對外開放的前沿，也是開發(fā)海洋的重要基地。新世紀(jì)中國的河口海岸面臨著巨大的資源和環(huán)境問題的挑戰(zhàn)：入海泥沙的銳減、污染物增加、濕地喪失、海平面上升等。針對這樣的挑戰(zhàn)，首先需要加強基礎(chǔ)研究，通過基礎(chǔ)研究為我國海岸帶和流域開發(fā)重大工程決策、海岸帶環(huán)境保護與管理乃至國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。其次，進一步通過對策研究，決定實施辦法，以法律形式?jīng)Q定下來作為國策，有力促進新世紀(jì)沿海經(jīng)濟帶和流域經(jīng)濟帶的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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