天津滨海新区围海造地的生态环境影响分析

  本文关键词：围海造地的生态环境影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

水利新闻'snHh2h TV

摘要: 选择具有重要典型意义的环渤海城市快速扩张地区渤海湾西岸天津滨海新区段为例，从宏观的景观格局变化与时空演变，微观尺度上的近海生态环境变化方面分析了天津滨海新区围海造地的生态环境影响。结果显示: (1) 随着天津滨海新区2006 年纳入国家发展战略以及总体规划的实施，围海造地面积从2004 年的52．32 km2 迅速增加2010 年的312．78km2 ，规划到2020 年将增加到425．94 km2 ，人工岸线从41．16 km增加到217．79 km，造成景观自然性急剧下降，人类对近海的干扰强度过大。(2) 对纳潮量造成影响，经过围海造地，天津滨海新区段纳潮量减少了13．7%，纳潮量的减少进一步影响了污染物的稀释与扩散。(3) 海洋生态功能受到影响， 2010 年渤海湾天津滨海新区段的近海生态服务价值将下降18%。水利新闻!R}-WW%|.E

vR)\$n#Pd%Ntz5H0关键词: 围海造地; 生态影响; 景观变化; 滨海新区

&X2h"O%Q6z7b LA9x~0中图分类号: X32 文献标识码: A 文章编号: 1007-6336(2012) 01-0083-05水利新闻_*Q ml-N)ES9@

#ed\3S"}!M
~X0Ecological impacts of marine reclamation in Binhai New Area of Tianjin水利新闻 ` U'}/^3l%b,z

MENG Wei-qing1，3，WANG Xiu-ming2 ，LI Hong-yuan2 ，DING Xiao2水利新闻 LL5Q P6D,Ci

A;["G8ONj1A0Abstract: As a representative of the areas with rapid urban sprawl，， the West Bohai Bay in Binhai New Area of Tianjin was selected to analyze the ecological influence of marine reclamation in two scales， in the macroscopical scale of changes of landscape and spatialtemporal evolution， in the microcosmic scale of eco-environmental changes of the inshore area．It is indicated that firstly， the area of reclamation land increased from 52．32 km2 in 2004 to 312．78 km2 in 2010， and will reach to 425．94 km2 in 2020 as to the overall planning of Tianjin．The length of artificial shoreline raised from 41．16 km to 52．32 km among the 6 years， suggesting the naturality of the landscape reduced sharply．Secondly， after the reclamation， the tidal prism of West Bohai Bay reduced by 13．7%，which affect the dilution and dispersion of the pollutant， further．Thirdly， owing to the occupation of habitat， the number of phytoplankton and zooplankton declined．Finally， it is estimated that the Ecosystem service value declined by 18% because of the marine reclamation．水利新闻P0OU:i!X

SEW*U4n
y(gvR%l0Key words: marine reclamation; ecological impacts; landscape change; Binhai New Area of Tianjin

围海造地是人类开发利用海洋的重要方式，也是缓解土地供求矛盾和扩大社会发展空间的有效途径。围填海在许多国家沿海地区的城市化过程中起到了很大的作用，包括荷兰、英国、美国、日本等［1-2］。从国内外围海造地的实践看，一些围填海确实是经济社会发展所必需，会带来巨大的经济和社会效益，但同时也在很大程度上忽略了近海的生态价值。由于围海造地是在短时间、小尺度范围内改变自然海岸格局，对整个自然系统会产生强烈的扰动，造成新的不平衡，有时甚至会引发环境灾害，给沿海地区生态环境稳定性、生物多样性和可持续发展带来一定影响［3］。如何科学地进行围填海造地工程，统筹兼顾、协调经济发展与环境保护的关系，对于合理利用近海资源，实现海岸带地区可持续发展具有重要的意义。

iZe0a5vX1Y N)O0en0目前国内外学者对围填海的生态环境影响已经进行了一些研究，张华国［4］、宋红［5］、倪晋仁［6］、孟海涛［7］等人从景观生态变化角度研究了杭州湾、深圳湾、厦门西海域的围填海影响，这些研究主要集中在生境面积损失方面。另外一些学者从围填海对水沙动力环境改变、沉积物中重金属含量、水质改变等方面进行了研究［8-10］，目前还没有学者对渤海湾尤其是天津地区的围填海生态环境影响进行过分析。

7Y&[0E_0axB'X_^0本文以渤海湾西岸天津滨海新区段为例，通过和相关数据的分析，探讨了围海造地的生态环境效应，为今后进一步对围海造地的生态影响定量化研究提供借鉴。

X3A)P fk4U|01 研究区概况水利新闻,v6Qf#vYzS7C)h#}

研究区位于渤海湾西岸天津段，北起涧河，南至歧口河，地理位置为38°35' ～ 39°20'N，117°20' ～ 118°10' E。地貌属于滨海冲积平原，成陆时间较短，主要为第四纪以来的河积海积物。该岸段是我国典型的泥质海岸，潮间带上界抵人工海堤，总体南宽北窄，宽度2．5 ～ 7．0km［11］。滨海新区浅海水域和海滩涂面积约3 000 km2(至水深5 m) ，海洋生物繁盛，为我国大型洄游鱼类和多种地方性经济鱼虾、贝类产卵成长的良好场所。滨海新区海岸带河口密布，汇集了9 个河口及渠口，河口岸线总长度31．48 km。渤海湾近岸海域营养盐丰富，有利于浮游植物的生长和繁殖。通过对渤海湾历次的调查和研究共发现渤海有近432 个浮游植物物种，其中主要是近海硅藻类(约占400 余种) ［12］。占浮游植物种类的92．6%，调查区浮游植物的生态类型多为温带近岸性物种，少数为暖海性物种或大洋性物种。

&Q+|#`y1u0

图1 滨海新区地理位置

5H`g\^ wJ0Fig．1 Location of Binhai New Area

滨海新区是依托天津中心市区、因港而兴的。自20世纪80 年代中期以来，由于改革开放力度的不断加大，滨海新区开始体现出自身的区位优势，获得较快发展。1984 年底，国务院批准天津建立了面积为33．78 km2 的天津经济技术开发区，经过20 多年的发展，天津经济技术开发区取得了巨大成就。2006 年，国家“十一五”规划，明确指出要推进天津滨海新区的开发开放，将滨海新区纳入全国总体发展战略布局，另外随着2007 年以来天津市“双港双城”规划的实施，以及2009 年滨海新区编制了新的总规《天津滨海新区城市总体规划(2009-2020) 》，滨海新区进入了全面快速的发展阶段。水利新闻l)wz(K5e$E\

'i'G E:`6Q9Jn agL02 滨海新区围海造地现状及规划目标

2．2 岸线占用及围海造地现状水利新闻w+KJC8W:W/j/iL3x

天津滨海新区的较大规模围海造地始于20 世纪80年代，是随着天津经济技术开发区的建立以及天津港的快速发展开始的，尤其是在2006 年后，随着滨海新区纳入国家战略和新一轮总规《天津滨海新区城市总体规划(2009-2020) 》的实施，滨海新区围海造地的速度迅速加快，根据以上六个时段的遥感数据解译结果绘制天津滨海新区海岸线及填海面积变化图(图2) ，从图中可以清楚看到滨海新区以天津港为核心的围海造地情况。根据调查，滨海新区的围海造地主要是将沿海滩涂及近岸浅水区淤泥直接进行吹填而获得的。水利新闻k?B9?lKA2Q}

4v5se `6Z9P8{
lr0天津滨海新区目前围海造地遍及整个海岸线，根据统计资料和遥感图识别分析，截止到2010 年8 月，已经填海共312．78 km2。表1 统计了自从1979 年以来的填海面积以及由于岸线变化情况。水利新闻/uH.dgk`E:]

s4WKnQ5?x!Ss02．3 滨海新区围海造地未来规划水利新闻'Yz(v{RICQ#Lr

根据《天津滨海新区城市总体规划(2009-2020) 》的规划方案，到2020 年，滨海新区的总填海面积为425．94 km2，而2020 年城市建设用地总面积为654．7 km2。可以看出，滨海新区未来的建设用地主要来源于围填海，未来10 a滨海新区将进入大规模围海造陆时期。从规划的建设用地类型看，围填海形成的土地主要用于集中建设天津港、南港工业区、临港产业区等重装备制造业和重化工产业。可以预计，随着未来10 a大规模围填海，自然岸线的保护将难以保障，这对岸线的科学利用、近岸海域的合理开发提出挑战，对海岸带生态系统和近海环境造成很大影响。如何科学决策，减少生态影响，如何协调经济发展和海岸带生态系统的保护是需要切实考虑和研究的课题。

T]4T.oQ?wLT0图2 天津滨海新区段海岸线及填海面积变化水利新闻Dh4G'E1M)O-D!S

#T7_f Lt!z0Fig 2 Marine reclamation area and the length of shorelines of Binhai New Area水利新闻f @EfJ ~2WPi

表1 天津滨海新区段1979 年以来填海面积及岸线变化情况统计

Tab．1 Marine reclamation area and the length of shorelines of Binhai New Area since 1979水利新闻(]V6@$L7v$U7CUS

,Al/FW`-Nh0

'vhi.G?&v |:Zs03 围海造地的生态环境影响

J3tt F&{&m(e0海岸带地区是水陆交界的生态过渡带，物质和能量交换活跃。自然的海岸线是在水文等各种动力因素下长期演变形成的，处于相对稳定的动态平衡态。近海的围海造地在短时间内迅速改变自然岸线，对近海生态系统产生强烈的干扰，会产生多种负面的生态环境影响，主要包括: 自然岸线的减少，滩涂湿地生境的占用，景观格局的改变，水动力条件改变，水环境改变，生态功能变化等。

2L,Al&TW Q5[_)Y03．1 对景观生态的影响

根据获得的遥感数据和解译结果，绘制滨海新区1979 年、1993 年、2004 年、2008 年、2009 年、2010 年及规划期2020 年的岸线变化和填海面积变化图。并选择景观破碎化的相关指标进行计算以体现原始自然岸线的消失和生境结构的破碎化，指标选取周长-面积分维指数(PAFRAC) 、边缘密度(ED) 、形状指数(SI) 。

a3u g;Qw0如表2 所示，滨海新区自然岸线的比例呈下降趋势，尤其是2004 年后随着开发速度和填海的加快，围填海造地主要用于天津港的发展以及临港工业区的减少，使自然岸线和滩涂湿地大幅度向人工岸线和人工用地转移，导致景观的自然性快速下降，到2009 年6 月，自然岸线长度为98．02 km，仅占岸线比例的37．08%。2010 年，岸线总长比上年有所下降，主要是由于临港工业区进一步围填海，部分人工岸线由曲线改为直线，所以岸线总长度减少了1．61 km，但更多的自然岸线转变成了人工岸线，2010 年7 月，自然岸线长度为68．49 km，仅占岸线比例的26．05%，而人工岸线的长度增加到194．41 km。按照规划，到2020 年，自然岸线长度将只剩下38．64 km，人工岸线比例更是增加到84．93%。滨海新区近海围填海开发活动愈来愈剧烈，自然景观面积萎缩，对自然景观的侵扰程度不断加大，因此应该提高自然岸线保留率，降低人工干扰。水利新闻(X(Lzz#g%h*S+F_%l)m

/N%q_C6rL5E,|a#Tn0通过分析软件FRAGSTATS3．3 的景观指数计算结果(表3) 看，周长-面积分维指数PAFRAC 从1979 年开始到2009 年逐渐增加，表示边界趋于复杂，这是由于围填海造成人工岸线增加并变得曲折，总岸线增加很多。而从2010 年和2020 年规划的数据分析，周长-面积分维指数降低是由于从2010 年开始的大规模填海使得人工岸线有折线变为直线，边界复杂度降低。边缘密度揭示了景观类型被边界分割的程度，是景观破碎化的直接反映，可以看出整个海岸带人工景观比例增加，景观破碎度提高，岸线缀块增多，形状指数反映了非常一致的趋势。

表2 渤海湾西岸天津段1979 年以来自然岸线和人工岸线变化水利新闻E-Ie*yN%?#q$T'?-k.\

Tab．2 The length of natural and manmade shorelines of the west Bohai Bay since 1979

ZYpF-kpj0

&_ DXfvn0表3 渤海湾西岸天津段1979 年以来不同时期景观指数

3．2 对纳潮量的影响水利新闻 k5YO ~;jJ}9n!R1[

M^N h#\3|oi
U$A0港湾的纳潮量是反映湾内水体与外海海水交换的一个重要参数。纳潮量和潮汐周期水体交换量的减少将直接影响到海水水位、流速、海湾污染物的迁移扩散［13］。纳潮量的计算公式如下:水利新闻bHT
fz

Q = (S1 + S2 /2) ΔH水利新闻7H]a'DiMp

式中: Q 为纳潮量，S1为海域面积(此指海图中0 m等深线以深海域) ; S2为滩涂面积(此指0 m等深线到岸界区域) ; ΔH 为潮差。该式表明了纳潮量与纳潮水域面积直接相关，随着深圳湾的围海造地，减少纳潮水域面积，会相应减少纳潮量及潮流的流速。

;Y'rb!U5MHB0天津近海岸水深较浅，纳潮量相对较小，根据数据调查，渤海中央的潮差一般为1．5 m左右，岸边为2 ～ 3 m，本文计算采用低值2 m，通过对比分析卫星遥感资料得到不同年份的纳潮水域面积(本文中的计算S1为主要包含了0m等深线以深至5 m等深线海域，南北边界以滨海新区行政区边界直线延伸) 进而计算相应的平均纳潮量(表4) 。水利新闻O4Q!v `[Q2M

?0b_H
kA,o0从表4 中可以看出2004 年以来渤海湾西岸天津段随着围填海面积的快速增加，水域面积减少较快，纳潮量到2010 年比1979 年减少了13．71%。纳潮量的减少为该区域的泥沙淤积创造了条件，并有可能加速淤积过程，进一步改变近海的水文过程。

表4 渤海湾西岸天津段纳潮量变化水利新闻
YHZKo(fG;Om

Tab．4 Changes of tidal prism of the west Bohai Bay since

+S\,C^R3U0

3．3 对围填海海域水质的影响水利新闻9J*LA!oCL
}"]

7g,IuV1V
CX0近年来，由于人类活动的影响，渤海湾海域遭到了严重的水污染，成为我国污染最为严重的海域。根据调查数据分析，近年来渤海湾表层海水一直受到无机氮的污染，处于严重的富营养化状态，赤潮频繁发生［14］。其中以2006 年最严重，共发生赤潮3 次，风暴潮19 次，造成重大经济损失。2008 年全海域未达到清洁海域水质标准的面积2 870 km2 ，清洁海域面积约380 km2 ，轻度污染海域面积为630 km2 ，中度污染海域面积约760 km2 ，严重污染海域面积约1 100 km2［15］。水利新闻`)GH}9w/N

2009 年天津入海排污口总体环境状况污染严重，87%的排污口存在超标排放现象。渤海湾生态系统处于亚健康状态。从遥感数据的研究看，自从1998 年后，渤海湾便出现了大范围的污染，天津段自2002 年后污染加重，至今未有改善［16］。污染加重的原因包括陆源污染物排入、海上船舶及石油勘探开发平台等造成的油类污染等。污染物的空间分布与沿岸排污口的分布有很好的相关性。水利新闻X ?4yV&jD7M/T-z U

由于围填海工程进行期间主要造成海洋悬浮物浓度的增加，而天津滨海新区段污染严重，悬浮物的浓度近年来一直很高。目前没有确切的证据表明围填海对附近海域水质造成直接的影响，或者说贡献率不如陆源污染物大。围填海工程对近海水质的影响还需要进一步验证。水利新闻1}%g$w]'`{

3．5 对生态服务功能的影响

由于围填海占用滩涂和潮间带，导致高生态功能的自然生态系统向低生态功能的人工系统转变，使滩涂湿地具有的栖息生物、净化水质等生态功能作用消失或削弱，总体的生态功能衰退。目前国内学者对生态服务价值的研究多借鉴Costanza 的研究成果进行类比［17］。尽管该方法遭到许多质疑，但该研究是近年来最有影响力并被广泛应用的研究成果［18］。实际上生态系统服务只是个相对值，会根据研究者的方法以及社会经济的发展而改变，为了便于与其它研究进行比较，本文仍借鉴已有研究成果进行围填海生态系统服务价值损失的估算［19］。具体的单位面积价值系数见表5。

5B@ \ O\!_0根据上述的价值估算方法计算得到渤海湾天津滨海新区段近海各时期的生态服务价值，结果见表6。由表6可知，该区域生态服务的价值随时间推移呈下降趋势，尤其是近年来下降明显，表明围填海对渤海湾滨海新区段生态系统服务造成的损失增加。生态服务价值由1979 年的约117 亿元下降到2020 年的95．9 亿元(按照2008 年汇率) ，损失幅度达到18%。损失的原因主要是高价值的滩涂湿地大量被填海占用转变为人工建设用地造成的。

表5 生态服务功能价值估算系数水利新闻z
AX'N/g)B ?*Dn9Z
[-@

OqE8lL k)z.}b0Tab．5 Ecosystem service value coefficient

水利新闻Li5p0_Pw%}R

f1yV'r,X0表6 不同时期生态系统服务功能价值估算水利新闻TL&J`O'B

Tab．6 Ecosystem service value in different periods

1b:n!s!rh/[#{H0水利新闻 S!Y3q2H%i

4 结论与建议水利新闻 c#fwhy-}[6I+o

+[w"D!r.k _,O7Q9a04．1 结论

S~FWB)H0(1) 对于整个天津滨海新区而言，围海造地所造成的生态环境负面影响已经显现并在某种程度上造成不可逆转的局面。随着天津滨海新区2006 年纳入国家发展战略以及总体规划的实施，围海造地面积迅速增加，景观自然性急剧下降、人工斑块数量增加、景观破碎化程度加重。水利新闻~}2k(j u

1[!mww{Y0(2) 围填海造成近海水动力条件的改变和纳潮量的降低，经过围海造地，天津滨海新区段纳潮量比1979 年减少了13．7%，纳潮量的减少进一步影响了污染物的稀释与扩散。水利新闻MH7Vo,? H

{ ^N1ju0(3) 围海造地占用了滩涂等高生物多样性的栖息生境，对填海区域的生物栖息造成很大影响，根据估算到2010 年天津滨海新区段的近海生态服务价值将下降18%。水利新闻1^/bK#d
j

U],l5NU R04．2 建议

;dB/nyvu&^yu]0如何在有效利用海洋空间资源基础上，以最小的生态环境影响为代价，科学规划、合理控制围海造地，是一个需要摆在战略高度上的问题。水利新闻3z(s
i6E$n;h5n

(1) 首先要对围填海的必要性进行分析。从滨海新区目前的发展现状看，该区域土壤盐碱化程度高，不适合耕种，适合发展工业和城市建设，而且滨海新区的建设用地还有很大的空间，却要规划大面积的围填海。由于围填海不需要进行拆迁，经济投入相对较低，因此政府部门对围填海热情很高，但这种仅从经济角度考虑问题显然是不够的。水利新闻(o gz FODq\)O+x8V

6} a
r:f ?0(2) 开展围填海工程的战略环境评价。战略环评是预防和减缓规划对环境造成影响的有效途径，对于围填海工程，从整体规划到具体施工过程，都应进行环境评价，并进行全程的环境监督，尽可能科学合理安排，减缓对海洋生造成影响和破坏。水利新闻6zB2^3U7`i,S2H

:U8cj,iSqT0(3) 提高海域使用征收费用标准。要使征收的费用体现近海滩涂的生态价值，并将征收的费用用于海域生态环境的保护，优化管理填海造地，不能现在想填就填，不管后代人的发展。

(4) 进一步加强围填海生态影响的定量研究。目前的研究表明，围填海对近海的生态环境造成了许多方面的负面影响，但定量化的研究较多的集中在水动力条件改变方面，其他方面的影响定性的多，因此，应加强围填海生态环境的定量研究，找出关键的影响因子，为减缓围填海生态影响提供理论支持。

]K _vQ*~@0参考文献:

3|0{9u CI3Z/}0［1］ JIAO J J，NANDY S，LI H L．Analytical studies on the impact of land reclamation on groundwater flow［J］．Ground Water，2001，39(6) : 912-920．水利新闻8|f5F4NK*N)e-L"A

［2］罗章仁．香港填海造地及其影响分析［J］．地理学报， 1997，52(3) : 220-227．

［3］于格，张军岩，鲁春霞，等．围海造地的生态环境影响分析［J］．资源科学，2009， 31(2) : 265-270．水利新闻AW!yf0Q

［4］张华国，郭艳霞，黄韦艮，等．1986 年以来杭州湾围垦淤涨状况卫星遥感调查［J］．国土资源遥感，2005，2: 50-54．水利新闻'zFh)S{VLt

bR4rqe;Y x$qQ5]QP0［5］宋红，陈晓玲．基于遥感影像的深圳湾填海造地的初步研究［J］．湖北大学学报: 自然科学版， 2004，26(3) : 259-263．水利新闻w6A{)EO4N"{V

［8］王义刚，王超，宋志尧．福建铁基湾围垦对三沙湾内深水航道的影响研究［J］．河海大学学报: 自然科学版，2002，30(6) : 99-103．水利新闻At.KF-|O:}1j

bv PPdhQ N']l!O0［9］李加林，杨晓平，童亿勤．滩涂围垦对海岸环境的影响研究进展［J］．地理科学，2007，26(2) : 43-51．水利新闻^ sitR4t4B!]!f6U

yd XNZ%_:i@x0［10］姚炎明，沈益锋，周大成，等．山溪性强潮河口围垦工程对潮流的影响［J］．水力发电学报，2005，24(2) : 25-29．水利新闻GLy'F(U[4W

［11］李建国，韩春花，康慧，等．滨海新区海岸线时空变化特征及成因分析［J］．地质调查与研究， 2010， 33(1) : 63-70．水利新闻0F B&Y#JL

［12］徐玉山，刘宪斌，张秋丰．渤海湾近岸海域浮游植物多样性研究［J］．盐业与化工，2009，38(6) : 11-14．

8EVA,JVp We-v0［13］郭伟，朱大奎．深圳围海造地对海洋环境影响的分析［J］．南京大学学报: 自然科学版，2005， 41(3) : 286-296．水利新闻 ho{(H#L

T%wm'Bz:D0［14］阚文静，张秋丰，石海明，等．近年来渤海湾营养盐变化趋势研究［J］．海洋环境科学， 2010， 29(2) : 238-241．水利新闻Axu{!E

［15］天津市海洋局．2009 年天津市海洋质量公报［R］．天津: 天津市海洋局， 2009．

［16］王云秀，王鑫，李月英，等．渤海湾海域春季水污染的遥感分析［J］．气象， 2010，36(1) : 111-114．水利新闻f6LpcZ0^3G8Q

`N}W:cZ+c0［17］ROBERT C，RALPH D，ARGE，RUDOLF DE GROOT，et al．The value of the world’s ecosystem services and natural capital［J］．Nature，1997，387: 253-260．水利新闻8F.}T"@q[E_E.g

!S7H b9W Ktl0]@5F0［18］王宗明，张柏，张树清．吉林省生态系统服务价值变化研究［J］．自然资源学报，2004，19(1) : 55-61．

9do uR t_:~x&i0［19］陈仲新，张新时．中国生态系统效益的价值［J］．科学通报，2000，45(1) : 17-23．

作者简介: 孟伟庆(1979-) ，男，山西长治人，博士，讲师，主要从事生态学和环境地理研究。水利新闻ZOBE'?"w%N

  本文关键词：围海造地的生态环境影响分析，由笔耕文化传播整理发布。