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气候变化对中国滨海湿地的影响及对策

2016-07-26雷茵茹崔丽娟李伟康晓明张曼胤杨彦肖红叶1中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京1000912北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京10199北京能源上庄燃气热电有限公司北京100094

湿地科学与管理 2016年2期
关键词:气候变化对策影响

雷茵茹崔丽娟李伟康晓明张曼胤杨彦肖红叶(1中国林业科学研究院湿地研究所, 湿地生态功能与恢复北京市重点实验室,北京 100091;2北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站,北京 10199;北京能源上庄燃气热电有限公司,北京 100094)



气候变化对中国滨海湿地的影响及对策

雷茵茹1,2崔丽娟1,2李伟1,2康晓明1,2张曼胤1,2杨彦3肖红叶1,2
(1中国林业科学研究院湿地研究所, 湿地生态功能与恢复北京市重点实验室,北京 100091;2北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站,北京 101399;3北京能源上庄燃气热电有限公司,北京 100094)

摘 要我国滨海湿地面临着持续退化和损失的风险,其中气候变化通过海平面上升、海水表层温度上升、风暴潮、海水入侵和海岸带侵袭,以及海洋酸碱度变化等一系列影响,导致了沿海湿地的退化与消失,制约了沿海地区的可持续发展。在总结中国湿地退化现状的基础上,分析了气候变化对中国湿地的影响,并从自发性适应和计划性适应两个方面探讨了潜在的滨海湿地气候变化适应性对策。认为将来可进一步加强对滨海湿地气候变化影响与响应机制的监测和研究,为制定相关政策和培养相关管理人员提供依据。

关键词气候变化;滨海湿地;影响;对策

作为一种特殊的湿地类型,滨海湿地属于海陆交界的生态过渡带,在调蓄洪水、促淤造陆、维持生物多样性、控制污染、调节气候、为滨海居民提供可持续生计等方面发挥着重要的作用(李伟等,2014; 崔丽芳等,2014)。

中国拥有18万km的漫长大陆海岸线,北起辽宁省的鸭绿江口,南至广西壮族自治区的北仑河口,以及沿海岛屿(牟晓杰等,2015)。第二次全国湿地资源调查结果显示,全国湿地总面积5 360.26万hm2,其中滨海湿地面积579.59万hm2,占全国湿地总面积的12.42%(国家林业局,2014)。虽然我国滨海湿地面积广阔,但在社会经济高速发展的背景下,滨海湿地也同样面临着严重的退化和损失。据不完全统计,自20世纪50年代以来,全国滨海湿地丧失约200多万hm2,相当于滨海湿地总面积的50%。天然红树林面积由50年代初的约5万hm2下降到目前的1.4万hm2,80%的珊瑚礁资源遭到破坏(张晓龙等,2014)。

气候变化、人为开垦与改造、污染物排放、泥沙淤积和水资源不合理利用等,都是造成滨海湿地退化和损失的原因(张晓龙等,2014;李伟等,2014)。其中,气候变化被认为是21世纪影响滨海湿地最重要的因素之一(IPCC,2007)。全球气候变化引起的海水平均温度上升和冰川融化等现象,直接导致海平面上升,从而带来风暴潮频率增加、海岸线侵蚀加剧、滨海湿地面积锐减、生境退化和生物多样性下降等一系列后果,对沿海地区的自然环境和社会经济发展带来严重后果(王宁等,2012)。本文在回顾我国滨海湿地分布及退化程度现状的基础上,分析气候变化因素对滨海湿地造成的影响,并从政策和管理的角度提出相应的应对策略,为增强我国滨海湿地气候变化适应性提供科学依据。

1 中国滨海湿地分布及退化程度

在我国沿海区域的9个省、2个直辖市、2个特别行政区均有滨海湿地的分布(李伟等,2014)。图1展示了中国滨海湿地分布的城市和区域。

中国滨海湿地资源丰富,涵盖了土地、港口、淡水、海水、水产、生物、矿产、海洋能源和旅游资源等。经济快速发展时期,滨海湿地的开发带来了沿海经济的繁荣,但同时也使得滨海湿地的面积不断萎缩,功能不断衰退。在目前滨海湿地的研究领域,学者分析了不同地域的滨海湿地的退化情况,包括黄河三角洲(张晓,2010)、长江口滨海湿地(崔利芳,2014)、山东半岛(谷东起,2004)、河北滨海湿地(杨会利,2008)和天津滨海湿地(李文艳,2011)等。张晓龙等(2014)在目前研究的基础上对全国滨海的退化进行了评估。他的研究结论显示:在划分的28个滨海区段中,4个区段属于严重退化,14个区段属于中度退化,10个区段属于轻度退化。张晓龙等(2014)认为我国滨海湿地的退化与所处区段的自然环境和经济发展状况有关,从自然角度,以基岩为主的滨海湿地要比以粉砂淤泥质为主的退化程度轻;从经济角度看,欠发达区域要比发达区域的湿地退化程度轻。

2 气候变化对中国滨海湿地的影响

根据政府间气候变化委员会(IPCC)最新报告,气候变化将在世界范围带来海平面上升、海水表层温度上升、风暴潮、海水入侵和海岸带侵袭,以及海洋酸碱度变化等一系列不利影响(IPCC,2014)。

2.1 海平面上升

IPCC估 测 在 1990-2100年间全球海平面上升的幅度在0.09~ 0.88 m 之 间(IPCC,2007)。中国沿海海平面变化总体呈波动上升趋势。1980-2014年 ,中国沿海海平面上升速率为3.0 mm/a,高于全球海平面的上升速率(国家海洋局,2015)。2013年,相较常年平均海平面(将1975-1993年的平均海平面定为常年平均海平面),中国沿海海平面高出111 mm,为1980年以来的第二高位。2012年为第一高位,较常年高122 mm(傅海峰等,2014)。海平面上升对滨海湿地最为直接的影响就是低海拔区域的湿地淹没和退化(施雅风等,2000)。海平面上升使潮滩的潮侵频率增加,导致潮滩的淹没和侵蚀,使一部分潮间带转化为朝下带(王宁,2014);其次,海平面上升会导致海岸侵蚀(李行,2010)。滨海湿地岸滩的侵蚀会导致:①岸滩的滩面变窄,使得滨海湿地的面积减少;②岸滩的高程降低,使得滨海湿地盐沼植被更易受到海水的威胁;③岸滩的坡度增加,使得泥沙沉积变得困难,盐沼植被的分布将会发生变化(王宁,2014)。此外,海平面上升还会加剧海水入侵的危害,造成滨海淡水的水质恶化。同时地下水受到海水入侵的威胁加重,导致地下水盐分上升(戴志军等,2008)。

图1 中国滨海湿地分布图

2.2 海水表层温度上升

IPCC的研究显示在1970年至2004年之间,全球海洋表层温度上升幅度在0.2~1.0 C°之间,平均增长幅度为0.6C°。海水温度上升直接导致了亚洲大范围珊瑚白化和死亡,例如菲律宾75%~100%的珊瑚礁在1998年都受到了破坏(IPCC,2007)。IPCC进一步预测截止2100年,大西洋、太平洋和印度洋的海表温度会分别上升2~4C°、1.5~3.5C°和3C°。国际自然保护联盟(IUCN)的研究表明,全球海水表层温度上升1C°,大堡礁、东南亚沿海以及加勒比海的珊瑚都将面临白化的危险(IUCN,2007)。温度上升还会导致外来物种的入侵和蔓延。

2.3 极端气候灾害的频率增加

在气候变化的影响下,北半球降雨平均增加了10%,降雨的变化也导致部分区域洪水泛滥。同时,热带气旋、飓风和台风等极端气候灾害在东南亚及东亚的发生频率和强度在过去的20年里急剧上升。洪水、泥石流等灾害会对湿地造成物理性的侵蚀和破坏,摧毁大面积的红树林植被(IPCC,2007)。

2.4 海水酸碱度变化

自17世纪50年代开始,全球海洋的pH值呈持续下降的状态,平均下降的程度为0.1/a。据IPCC预 测, 截 止2100年,全球海洋pH值下降的速度将达到0.3~0.4/a,达到近二百万年海洋pH值的最低值(IPCC,2007)。除了温度上升,海洋酸化也是导致珊瑚白化和大量珊瑚礁消失的主要原因,无形中造成了滨海物种分布的变化,以及滨海湿地生态环境的破坏。

3 滨海湿地对气候变化的适应性对策

在总结了全球变化对滨海湿地生态系统的影响后,邓自发等(2010)指出,滨海生态系统作为海洋与陆地的过渡带,发挥了承受全球变化及其引起海平面上升等影响最为前沿、最为重要的缓冲作用。因此如何发挥滨海湿地的特点,增加滨海湿地生态系统对气候变化的适应性成为目前国内外研究的热点。增强滨海湿地的气候变化适应性,首先应发挥其自发应对气候变化的能力(autonomous adaptation);其 次 要以 计 划适 应(planned adaptation)的方式,制定合适的气候变化适应性目标和策略。

3.1 发挥滨海湿地自发的气候变化适应能力

滨海湿地可以防止或减轻海平面上升对海岸线、河口湾的侵蚀。滨海植被可以通过根系或者堆积的植物体稳固海岸基地,消减海潮和波浪的冲击力,沉降沉积物(陈增奇等,2006)。例如,傅海峰(2014)的研究表明,红树林的促淤功能可以一定程度上抵消海水浸淹的强度。如果红树林区的沉积速率高于海平面上升速率,则海平面上升的负面影响会被很大程度上抵消。

滨海湿地可以调蓄洪水,抵御飓风等气候灾害。滨海湿地可以在洪水来临时,截留并储存一定的水量,再通过地表径流或地下渗透缓慢释放到河流中,降低洪水的危害(崔丽娟等,2006)。湿地植被可使建筑物、作物或天然植被免遭强风的破坏。研究实验表明,50 m宽的白骨壤林带,可使1 m高的波浪减至0.3 m以下;东南沿海的红树林能够保护堤岸在特大台风的袭击下安然无损(郑德璋等,1995)。

滨海湿地可以滞留营养组织,降解污染物。研究表明,通过直接或间接地参与净化过程,每100 hm2海涂上的微生物可以吸收和降解含2.17 t生化需氧量(BOD)的废水(Daiber,1986)。此外,滨海湿地也通过提供可持续的产品和生计实现对气候变化的适应。滨海湿地提供浅海水域的鱼虾蟹贝藻类等副食品、水资源矿物资源,是发展为农、林、牧、副、渔、盐等多种经营的综合体(张甜,2011)。

表1 潜在的滨海湿地气候变化适应性对策

3.2 制定滨海湿地计划性气候变化适应对策

计划性适应指的是针对气候变化而有计划地进行政府决策,涉及生态、工程、经济和法律等多方面的措施。根据国际滨海综合管理的经验(USAID,2009),制定滨海湿地计划性气候变化策略一般采取3个步骤:①确定优先顺序。利用脆弱性分析确定滨海湿地面临的气候变化风险和可能受到的影响,同时在考虑问题的复杂程度,政策的可实现性,以及可利用资源的情况下列出潜在的适应性对策清单;②确定适应性的目标。适应性目标指在适应气候变化的项目中需要实现的长期结果;③选择具体的适应性措施。在选择气候变化适应措施时,需要根据当地的实际情况,考虑时间、资金和人员的可实施性,以及公共机构的能力。早期的适应性措施可能涉及建立一定范围的缓冲区,例如为洪水和海岸侵蚀预留一片可供发展的区域;而更综合的适应性措施则涉及基础设施的建设和维护等。表1列出了一些可广泛运用于滨海湿地的潜在的气候变化适应性目标和策略。

4 结语

全球气候变化对我国滨海湿地造成了一系列的影响,导致了沿海湿地的变迁或损失,成为制约沿海地区可持续发展的重要因素,因此思考如何增强滨海湿地应对气候变化的措施成为目前研究和政策的重中之重。滨海湿地作为海陆交错的缓冲区域,可以利用自身的功能对气候变化进行自发的适应,例如利用植被减轻海平面上升对海岸线、河口湾的侵蚀;通过截留调蓄洪水,抵御飓风等气候灾害;利用海涂生物滞留营养组织,降解污染物;并为周边的群众提供可持续生计。但目前针对滨海湿地气候变化计划性适应的研究还较缺少,因此在未来的研究中存在以下值得深入探讨的问题:①关注如何长期监测滨海湿地生态系统的变化,明确气候变化在滨海湿地退化中的作用,为湿地保护和管理提供数据支撑;②讨论如何加快湿地管理工作者能力建设,使其了解气候变化与滨海湿地之间相关影响与响应的关系,并将气候变化适应性策略运用到湿地监测、保护区设计、恢复实施以及管理措施中去;③探讨如何开展参与式的政策制定,让更广泛的利益相关者加入到滨海湿地气候变化适应的策略及行动中去。

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doi:10.3969/j.issn.1673-3290.2016.02.17

收稿日期:2016-03-24

基金项目:林业公益性行业科研专项(项目号201404305)资助

作者简介:雷茵茹(1986-),女,陕西,助理研究员,博士,主要研究方向为环境政策、湿地恢复与气候变化。E-mail: leiyinru@126.com

通讯作者:崔丽娟(1968-),女,吉林白城人,研究员,博士生导师,主要从事湿地生态研究。E-mail:lkyclj@126.comwetlands108@126.com

Impacts of Climate Change on Coastal Wetlands in China and Countermeasures

LEI Yin-Ru1,2CUI Li-Juan1,2LI Wei1,2KANG Xiao-Ming1,2ZHANG Man-Yin1,2YANG Yan3XIAO Hong-Ye1,2
(1 Institute of Wetland Research, Chinese Academy of Forestry, Beijing Key Laboratory of Wetland Ecological Function and Restoration,Beijing 100091;2 Beijing Hanshiqiao National Wetland Ecosystem Research Station, Beijing 101399;3 Beijing Energy Investment Group Shangzhuang Gas Cogeneration Co.Ltd., Beijing 100094)

AbstractThe coastal wetlands in China have been facing the risk of continual degradation and loss.Among all the risks, climate change has resulted in a series impacts on coastal wetlands through sea-level rise, sea surface temperature rise, storm surge, seawater intrusion and shoreline invasion, and ocean acidifcation.These impacts have led to degradation and extinct of coastal wetlands, restraining sustainable development of the coastal region.Based on an analysis of current situation of coastal wetland degradation, the impacts of climate change on coastal wetlands in China were investigated, and potential countermeasures for self adaptation and planned adaptation to climate change were explored.It was suggested further strengthen monitoring of the impacts of climate change on coastal wetlands and studies of adaptation mechanisms, thereby providing practical foundations for relevant policy-making and staff-training.

Key wordsClimate change; Impacts; Coastal wetlands;Countermeasures

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