國際海岸帶生態防護對我國生態海堤建設的啟示

徐偉 陶愛峰 劉建輝 陳淳 于帆 張珍瑤

摘要：為充分發揮海堤的防災減災和生態服務功能，促進我國海岸帶生態防護，文章概述國際海岸帶生態防護的理念、案例、特點和效果，基于我國生態海堤建設研究和實踐，提出啟示和展望。研究結果表明：荷蘭等國家通過生態緩沖和堤防后退等手段開展海岸帶生態防護，在減緩海岸侵蝕的同時提升生態服務功能;我國相繼開展生態海堤建設研究和實踐，取得一定成效，但仍存在局限性，亟須借鑒先進經驗，結合我國海岸帶生態環境特點，針對新建海堤和已修建海堤，分別提高生態化水平;未來我國生態海堤建設將進一步完善理論體系、改進工程技術、建立調查數據庫以及促進工程規范化和系統化。

關鍵詞：生態海堤;海洋防災減災;生態服務;生境;海岸工程

中圖分類號：P753;X1714;X43文獻標志碼：A文章編號：1005-9857（2019）10-0012-04

The Enlightenment of International Coastal Zone Ecological Protection for China′s Ecological Sea Dike Construction

XU Wei1，2，3，TAO Aifeng1，2，3，LIU Jianhui3，CHEN Chun3，YU Fan3，ZHANG Zhenyao1，2，3

（1Key Laboratory of Coastal Disaster and Defence（Hohai University），ME，Nanjing 210098，China;

2College of Harbor，Coastal and Offshore Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China;

3Island Research Center，MNR，Pingtan 350400，China）

Abstract：In order to give full play to the disaster prevention and mitigation and ecological service functions of sea dike and promote the ecological protection of coastal zone in China，the paper outlined the concepts，cases，characteristics and effects of international coastal zone ecological protection.Based on the research and practice of ecological sea dike construction in China，some enlightenment and outlook were proposed.The results showed that the Netherlands and other countries carried out ecological protection of coastal zone by ecological buffering and dike retreating，and improved the ecological service function while slowing down coastal erosion.China has successively carried out research and practice of ecological sea dike construction，and achieved certain results，but limitations still exists.It is necessary to learn from the advanced experience to improve the ecological level for new sea dike and built sea dike，combined with the characteristics of China′s coastal ecological environment.In the future，China′s ecological sea dike construction will further improve the theoretical system，improve engineering technology，establish investigating database and promote engineering standardization and systematization.

Key words：Ecological sea dike，Marine disaster prevention and mitigation，Ecological service，Habitat，Coastal engineering

0引言

我國大陸岸線超過18萬km，海堤的建設使海岸帶防災減災能力得到很大提升。2018年10月，習近平總書記強調“實施海岸帶保護修復工程，建設生態海堤，提升抵御臺風、風暴潮等海洋災害能力”。

我國早期海堤建設以硬質海堤為主，而忽略其生態服務功能。2017年《全國海堤建設方案》[1]提出“注重沿海地區生態環境保護，既要充分考慮防臺風風暴潮的需要，也要充分考慮海岸資源綜合開發和海岸環境保護的要求，使海堤工程與沿海生態保護相協調”;同年《圍填海工程生態建設技術指南（試行）》[2]提出“生態化海堤建設”，并從堤型設計、建筑材料和海堤生態帶構建3個方面提出技術要求;《2017年中國海平面公報》[3]提出“生態海堤一般由離岸堤、岸灘植被和海堤三部分組成”。

國際海岸帶生態防護理念發展較早，已有沙丘防護、人工魚礁修建和堤防后退等許多成功實踐，對我國生態海堤建設具有重要啟示。

1國際海岸帶生態防護

傳統的海岸帶防護工程缺乏對生態環境保護的考慮，大多采用混凝土構件或拋石建設，在滿足防災減災需求的同時，對海岸帶生態環境造成不同程度的破壞。近年來，荷蘭、德國、美國、日本和澳大利亞等國家逐步轉變海岸帶防護理念，由“硬式”工程防護轉變為“軟式”生態防護，在一定程度上減緩海岸侵蝕，并提升海岸生態服務功能。

荷蘭以“搖籃到搖籃”[4]——從自然回歸自然為防護理念，典型案例為三角洲工程[5]和須德海工程[6]，通過修建開敞式擋潮閘，并建立以濕地為中心的生態緩沖帶，將水利工程建設和生態環境保護完美結合，有效防止圩田鹽化和海岸侵蝕。

德國以“近自然修復”[7]為防護理念，典型案例為梅-前州和下薩克森州海岸防護[8]、杜塞爾多夫河段堤防后退[9]和瓦登海岸防護，通過沙丘、木質丁壩和移動式海堤，并以“寬綠堤”連接臨近鹽沼地，提高對風暴潮等海洋災害的承受能力，恢復自然形態和風貌，減緩海岸侵蝕。

美國以“建設遵循自然”[10]為防護理念，典型案例為緬因州薩科海岸防護、伊利諾伊州米德爾頓海岸防護和康涅狄格州斯特拉特德海岸防護，通過沙丘修復、海灘養護、沼澤植被種植和人工魚礁修建，實現消波促淤的效果，提高海洋災害防御能力，并為海洋生物提供棲息地。

日本以“多自然河川”[11]為防護理念，典型案例為釧路川“去直還彎”工程，采用植物、干砌石、原木格子和生態混凝土等護岸手段，營造多樣化的河川形態，塑造自然型河岸特征[12]，改善河岸生境。

澳大利亞以“人與自然和諧相處”為防護理念，典型案例為新南威爾士海岸防護和麥克馬洪海堤生態改造，通過沙丘與植被相結合、拋石防護、海墻開孔以及人工棧道和觀景平臺修建，形成天然防護屏障，為海洋生物提供棲息地和產卵所，并減少人類活動的影響。

2我國生態海堤建設研究和實踐

自20世紀90年代以來，我國學者陸續開展生態海堤建設研究。范航清[13]首次提出紅樹林海堤生態養護模式，可實現防災減災效益、生態效益和經濟效益并舉的可持續發展目標;李遠等[14]在海堤內、外坡選取處理實驗區，開展生態學方法在海堤防護中的應用研究;劉琦波等[15]剖析我國海堤建設存在的問題，主要包括破壞海岸自然形態和濕地生態系統、缺乏景觀性、防護林和綠地系統規劃不足以及環境污染日趨嚴重;嚴飛等[16]采用STWAVE波浪模型定量分析波浪要素，結合吳淞炮臺灣濕地公園海堤工程建設方案，探討生態景觀型海堤的實踐應用;潘丹等[17]和林俊翔[18]探討生態海堤的工程規劃和施工技術;范航清等[19]提出生態海堤應至少滿足物理、生態和文化三大功能;張月峰[20]從設計要點、質量控制和技術管理3個層面研究我國生態海堤建設;李麗鳳等[21]研究北海濱海國家濕地公園海堤與紅樹林的景觀結構關系。

在理論研究的基礎上，我國逐步開展生態海堤建設實踐。上海市建設崇明島生態海堤，通過種植灘涂植被，實現消波促淤的效果，并為海洋生物提供棲息地;廣西壯族自治區建設防城港西灣紅沙環海堤工程[19]，通過“海堤+紅樹林”的組合模式，提升景觀效果和防護功能，并為海洋生物提供棲息地;遼寧省建設興城河口濕地整治工程，通過抬升低洼地、種植堿蓬和疏通潮溝，形成海岸生態防護帶，并為海洋生物提供棲息地;山東省建設白浪河海岸帶修復工程，通過恢復植被和修復岸線，減緩海岸侵蝕，提高海岸帶生態系統的穩定性。通過上述具有針對性的工程規劃和設計，充分利用沙灘、鹽沼、紅樹林、魚礁和海草床等不同生態單元的相互作用，抵御海平面上升和極端氣候導致的風暴潮等海洋災害，同時獲得固碳、污染治理和生境改善等重要生態效益。

3生態海堤建設啟示

我國不能直接搬用國際海岸帶生態防護經驗。一方面，我國海岸線綿長、類型多、地理跨度大和氣候迥異，海岸帶生態環境各有不同，不能采用統一的生態海堤建設模式;另一方面，我國海岸人工化程度較高，海堤型式各有不同，生態海堤建設的主要內容是對現有海堤的生態化改造，而不是新建海堤。

與此同時，對于潮汐強度高、水勢多變和沖刷嚴重的岸段，硬質海堤發揮的作用仍較大。目前我國生態海堤建設存在較大的技術局限性，正處于積極探索和不斷完善的階段，亟須廣泛吸取經驗。

（1）對于新建海堤，在滿足安全要求的前提下，改進海堤結構型式，盡量選擇斜坡式或臺階式，減緩波浪對海堤的直接作用;選擇多孔隙的生態混凝土，增加海堤表面糙率和縫隙;在海堤坡腳設置人工魚礁，為底棲生物提供棲息地。

（2）對于砂質海岸已修建的海堤，沙灘具有非常明顯的消浪效果，可采用沙丘與植被相結合的模式;建設堤后生態緩沖帶，通過種植適合當地生長的灌木植被，形成天然防護屏障，在防潮減災的同時提高生物多樣性。

（3）對于淤泥質海岸已修建的海堤，降低堤后土地的開發利用強度，恢復以濕地為中心的生態緩沖帶;種植蘆葦和藨草等灘涂植被，既可消波促淤，又可為海洋生物提供棲息地。

（4）對于紅樹林海岸已修建的海堤，采用“海堤+紅樹林”的組合模式，塑造自然型海岸特征;修建人工棧道和觀景平臺，增加親水空間和生態空間;采用植物護坡技術，改善生境。

4展望

41完善理論體系

生態海堤建設融合生態學、海洋學、地理學和社會學等學科知識，是兼顧防災減災和生態服務功能的新型海岸帶防護模式。我國生態海堤建設研究起步較晚，針對生態海堤的內涵、類型、功能、適宜性評價和綜合管理等方面的研究較少，亟須結合國內外已有案例，進一步完善生態海堤建設的理論體系。

42改進工程技術

借鑒先進經驗，結合我國海岸帶生態環境特征，協調海岸帶保護和開發利用格局，選擇適合的生態海堤建設方式。深入研究新建海堤的結構型式、生態混凝土和生物礁等新型建筑材料、基于微生物技術的新型抗沖刷生態護坡材料、護坡和堤前岸灘定植技術、堤前土壤改良和水文地貌修復等生境恢復技術以及大浪等強動力條件下的護坡植被及其基質穩定性等，為生態海堤建設提供技術支撐。

43建立調查數據庫

通過資料收集、現場勘查、衛星遙感和無人機拍攝等手段，對海岸的受災情況、動力地貌環境、底質類型、氣候、水文、水質、土壤、生物群落、植被、生物多樣性和生境等以及海堤的結構型式、材料、設計參數和生態化程度等展開全面調查，建立全國生態海堤數據庫，為生態海堤建設提供基礎數據支撐。

44促進工程規范化和系統化

生態海堤是海岸帶生態防護的重要環節，與改善水質和提高生物多樣性等密切相關。應從系統和全局的角度出發，明確生態海堤的功能和定位，實現人-水和諧的目標。國家和地方亟須盡快編制和完善生態海堤建設的標準和規范，系統建設相關工程，保障生態海堤建設的科學和有序。

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