摘要:中國(guó)沿海地處世界危險(xiǎn)海岸帶,全球海平面上升及地面沉降疊加所致的相對(duì)海平面上升已成為國(guó)內(nèi)外沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重大戰(zhàn)略問(wèn)題,地面沉降也已成為21世紀(jì)中國(guó)沿海地區(qū)相對(duì)海平面上升的主導(dǎo)和決定性因素.本文采用文獻(xiàn)分析法對(duì)絕對(duì)海平面上升及地面沉降兩大領(lǐng)域研究進(jìn)行了綜述.目前國(guó)內(nèi)外相對(duì)海平面上升研究主要集中在成因、機(jī)理、模擬計(jì)算、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、防控和管理等方面,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)相對(duì)海平面上升研究存在一定的滯后性,也缺乏陸海統(tǒng)籌及政策管理研究.隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的深入,未來(lái)中國(guó)相對(duì)海平面上升研究需要針對(duì)沿海地區(qū)城市化及相對(duì)海平面上升趨勢(shì)特征,面向生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),科學(xué)提出發(fā)展戰(zhàn)略與政策建議.構(gòu)建適合中國(guó)沿海特點(diǎn)的預(yù)測(cè)模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系與災(zāi)害管理系統(tǒng)將是研究未來(lái)相對(duì)海平面上升的熱點(diǎn)和重要方向.
關(guān)鍵詞:沿海地區(qū);相對(duì)海平面上升;地面沉降;趨勢(shì);可持續(xù)發(fā)展
沿海地區(qū)是全球政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化的重要區(qū)域,也是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略重心.全球約60%的人口居住在距海岸100km以?xún)?nèi)的沿海地區(qū)[1],且人口趨海移動(dòng)的趨勢(shì)仍在不斷增強(qiáng).沿海地區(qū)地勢(shì)低平,為海、陸、氣相互作用的生態(tài)過(guò)渡帶,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,資源和環(huán)境系統(tǒng)對(duì)海平面變化異常敏感,是氣象災(zāi)害、海洋災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地帶.
由于氣候變化、特殊的地質(zhì)環(huán)境及城市化建設(shè)等原因,絕對(duì)海平面上升和地面沉降疊加造成的相對(duì)海平面上升已成為危及沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素之一.中國(guó)沿海地處世界危險(xiǎn)海岸帶,90%沿海地區(qū)為中-高等脆弱區(qū)[2-3],這些地區(qū)常住人口約占全世界沿海危險(xiǎn)區(qū)域總?cè)丝诘?7%[4],大多數(shù)城市僅靠防洪墻、海堤來(lái)保護(hù)城市[5].
有研究報(bào)道[6],到21世紀(jì)末,世界海平面上升導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到全球國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的10%.氣候變化引起全球環(huán)境系統(tǒng)更迭,加速全球海平面上升[7].在高排放背景下,海平面上升值將遠(yuǎn)高于國(guó)際政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)報(bào)告的估值.21世紀(jì)末全球平均海平面上升的上限將達(dá)2.5m[8].沿海地區(qū)人為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度不斷增大,地面沉降已成為21世紀(jì)中國(guó)沿海地區(qū)相對(duì)海平面上升的主導(dǎo)和決定因素[9].相對(duì)海平面上升會(huì)全面加大沿海地區(qū)災(zāi)害鏈的強(qiáng)度和頻率,引發(fā)災(zāi)害的“共振”和“放大”效應(yīng)[10],進(jìn)而誘發(fā)一系列資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問(wèn)題,加劇沿海地區(qū)風(fēng)暴潮、洪澇等災(zāi)害的地域性、動(dòng)態(tài)性、群發(fā)性,全面增大沿海地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)暴露性和脆弱性[11-12].
隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的深入,預(yù)期沿海地區(qū)城市化發(fā)展加快,中國(guó)沿海地區(qū)暴露度將不斷增大,相對(duì)海平面上升災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)會(huì)持續(xù)趨高[13].沿海地區(qū)相對(duì)海平面上升是復(fù)雜性科學(xué).隨著氣候變化和城市建設(shè),20世紀(jì)80年代,國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼開(kāi)始對(duì)相對(duì)海平面上升開(kāi)展研究[14-15].目前,相對(duì)海平面上升的研究主要集中在成因[16]、機(jī)理[7]、數(shù)學(xué)模擬計(jì)算[17-18]、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[11,19-20]、監(jiān)視監(jiān)測(cè)[21]、工程防治[3,22]、災(zāi)害管理[23]等方面.
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)相對(duì)海平面上升研究存在一定的滯后性.我國(guó)相對(duì)海平面上升研究需要針對(duì)沿海地區(qū)城市化特點(diǎn)及相對(duì)海平面上升趨勢(shì)特征,面向生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),著眼陸-海一體化角度,開(kāi)展自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)跨學(xué)科攻關(guān),大氣海洋-海岸系統(tǒng)化研究,定量化、模型化機(jī)理和致災(zāi)探究,時(shí)空化風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理,地區(qū)性生態(tài)化防治探索等系列化深入研究,為21世紀(jì)中國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略推進(jìn)、沿海地區(qū)城市化發(fā)展及“風(fēng)險(xiǎn)與發(fā)展共存”管理提供有效的理論依據(jù).
1相對(duì)海平面上升研究進(jìn)展
1.1相對(duì)海平面上升成因
相對(duì)海平面上升是自然和人為因素共同作用的結(jié)果,主要因素由氣候、海洋、地質(zhì)環(huán)境、資源開(kāi)發(fā)、人為工程建設(shè)等方面,由此誘發(fā)一系列資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn),危及沿海地區(qū)城市化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展.
1.1.1絕對(duì)海平面上升絕對(duì)海平面上升的成因主要有3大方面:(1)全球海水水量變化,主要包括冰和雪的溶化和積累,以及通過(guò)降水、蒸發(fā)、表層徑流等大洋和大氣、陸地之間的水量變換;(2)海水密度變化引起海水體積變化,主要是溫度和鹽度的變化,稱(chēng)比容效應(yīng),可分為熱比容和鹽比容[24];(3)地球構(gòu)造變形,冰期和非冰期地球形狀變化造成海平面升降[25].目前, 引起絕對(duì)海平面上升主要由冰川和冰蓋融化及溫度熱膨脹等所致.另外,受風(fēng)場(chǎng)、氣壓場(chǎng)、海-氣熱量和淡水通量、洋流階段性的影響,全球絕對(duì)海平面并非一致,而是具有十分明顯的時(shí)空差異和區(qū)域性特征[26].
1.1.2地面沉降
按照地面沉降發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境,地面沉降分3種模式:沖積平原模式(如天津)、三角洲平原模式(如長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲)、斷陷盆地模式(如寧波)[27].地面沉降成因主要有:(1)地殼活動(dòng),包括地震、斷裂構(gòu)造活動(dòng)[16];(2)自然作用固結(jié),包括土層自重、有機(jī)質(zhì)氧化固結(jié)等;(3)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā),主要包括固體(煤、鹽、金屬礦產(chǎn))、液體(石油、地下水)和氣體(天然氣)等礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)[28];(4)地表和地下工程效應(yīng)及動(dòng)、靜荷載作用,包括地下空間開(kāi)發(fā)、地表大規(guī)模工程建設(shè)和施工活動(dòng),地表大型點(diǎn)狀、線(xiàn)狀和面狀建筑物、市政工程堆載以及地表、地下交通運(yùn)輸?shù)裙こ袒顒?dòng)的綜合作用[29],即建設(shè)工程性地面沉降.
上述因素將成為中國(guó)沿海地區(qū)相對(duì)海平面上升的主導(dǎo)因素.國(guó)內(nèi)外對(duì)地面沉降的研究相對(duì)較為深入,如地下水開(kāi)發(fā)引發(fā)地面沉降的成果豐碩[30-32],且成果應(yīng)用效果良好.地面沉降研究相對(duì)領(lǐng)先國(guó)家主要有日本[33]、美國(guó)[34]、中國(guó)[35]等,而中國(guó)在建設(shè)工程性地面沉降研究方面的水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位.
1.2相對(duì)海平面上升監(jiān)測(cè)
1.2.1海平面變化觀(guān)測(cè)
目前,海平面觀(guān)測(cè)手段主要包括驗(yàn)潮站和衛(wèi)星高度計(jì)2大類(lèi).中國(guó)的潮位觀(guān)測(cè)始于1860年,系統(tǒng)的驗(yàn)潮站工作始于1964年,現(xiàn)有的海平面觀(guān)測(cè)網(wǎng)擁有100余個(gè)觀(guān)測(cè)站.自1993年以來(lái),高精度衛(wèi)星高度計(jì)成為觀(guān)測(cè)全球海平面變化的重要手段[21].
1.2.2地面沉降監(jiān)測(cè)中國(guó)是世界上地面沉降監(jiān)測(cè)、研究和防治較早的國(guó)家之一.目前,地面沉降監(jiān)測(cè)主要包括地下水動(dòng)態(tài)和地面變形兩方面.地下水動(dòng)態(tài)包括水量、水位和水質(zhì);水位主要監(jiān)測(cè)含水層水位及黏土層孔隙水壓力;地下水位監(jiān)測(cè)手段有人工和自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).地面變形監(jiān)測(cè)主要有水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、數(shù)學(xué)攝影測(cè)量、InSAR、GPS、分層監(jiān)測(cè)標(biāo)(包括基巖標(biāo)和分層標(biāo))等,監(jiān)測(cè)方式由單一方法向多種方法融合轉(zhuǎn)變[36].目前,陸海監(jiān)測(cè)基本分離.陸海統(tǒng)籌監(jiān)測(cè),利用地面沉降數(shù)據(jù)對(duì)驗(yàn)潮站監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行分析和校核,加大現(xiàn)代科技成果在相對(duì)海平面上升監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用是趨勢(shì)所在.
1.3相對(duì)海平面上升預(yù)測(cè)方法目前,相對(duì)海平面上升預(yù)測(cè)一般通過(guò)絕對(duì)海平面和地面沉降疊加而成.模擬計(jì)算方法主要有統(tǒng)計(jì)分析法、理論疊加法、直接假設(shè)法、數(shù)值模擬法等[17,37].國(guó)內(nèi)各種模擬計(jì)算方法各有特點(diǎn),精度和適用性也存在差異.充分融合絕對(duì)海平面上升和地面沉降監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行模擬計(jì)算,開(kāi)發(fā)適合中國(guó)特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值模擬方法是趨勢(shì)所在.
1.3.1統(tǒng)計(jì)分析法利用一系列長(zhǎng)期驗(yàn)潮站多年歷史觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析,得到過(guò)去海平面變化的主要周期和速率,通過(guò)此關(guān)系式外推預(yù)測(cè)未來(lái)相對(duì)海平面上升的趨勢(shì)[38].這類(lèi)預(yù)測(cè)方法包括Barnett法、譜分析法、隨機(jī)動(dòng)態(tài)模型法、灰色系統(tǒng)分析法、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法、顯著周期振動(dòng)法以及灰色線(xiàn)性回歸模型法[39].
1.3.2理論疊加法基于絕對(duì)海平面上升值疊加區(qū)域地面沉降速率進(jìn)行相對(duì)海平面上升預(yù)測(cè).絕對(duì)海平面上升值采用IPCC報(bào)告給出的全球絕對(duì)平均海平面上升預(yù)測(cè)值,或采用區(qū)域平均海平面上升值.地面沉降速率采用當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期驗(yàn)潮站數(shù)據(jù),或由大地水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算獲得[40].
1.3.3直接假定法直接給出未來(lái)相對(duì)海平面上升值來(lái)預(yù)測(cè)評(píng)估海平面變化.一是指定時(shí)間,同時(shí)給出相應(yīng)的海平面上升值,即應(yīng)用全球或區(qū)域相對(duì)海平面上升數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)特定時(shí)間(如2050年)海平面上升值;另一是只給出相對(duì)海平面上升值,不考慮海平面達(dá)到該高度的時(shí)間,即假定相對(duì)海平面上升某一值,對(duì)某一沿海地區(qū)淹沒(méi)等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估[41].
1.3.4數(shù)值模擬法
通過(guò)建立全球海洋環(huán)流模式,或采用“基于過(guò)程”模式[8],應(yīng)用海表面溫度數(shù)據(jù),對(duì)全球絕對(duì)海平面變化進(jìn)行模擬分析[42];通過(guò)分析建立海-氣耦式模型,對(duì)全球絕對(duì)海平面上升進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)[43].地面沉降方面,通過(guò)建立地下水水流模型、土體變形的水土力學(xué)模型及地下水水流與土體變形的耦合模型,對(duì)地下水開(kāi)采所致的地面沉降進(jìn)行模擬預(yù)測(cè).地下水流模型主要有:二維流模型、準(zhǔn)三維流模型、三維流模型.土力學(xué)模型主要有滲透固結(jié)模型、流固耦合模型、非線(xiàn)性模型、彈性模型、流變模型.耦合模型可分兩步計(jì)算模型、部分耦合模型及完全耦合模型.
此外,還有通過(guò)構(gòu)建海平面響應(yīng)全球溫度或輻射強(qiáng)迫變化統(tǒng)計(jì)關(guān)系的半經(jīng)驗(yàn)法[37];通過(guò)專(zhuān)家判斷和隨機(jī)抽樣來(lái)估算未來(lái)海平面上升情景和概率的專(zhuān)家分析法等[44].
1.4相對(duì)海平面上升風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
相對(duì)海平面上升,改變了海洋水動(dòng)力環(huán)境條件,引起沿海地區(qū)自然系統(tǒng)變化,加重了一系列災(zāi)害效應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)程度[45],加劇了沿海地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的脆弱性. 相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家,國(guó)內(nèi)對(duì)海平面上升多種水源極值水位疊加災(zāi)害鏈的研究起步較晚,對(duì)未來(lái)不同上升情景下中國(guó)沿海地區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估較少,多致災(zāi)因子疊加、耦合非線(xiàn)性效應(yīng)和極端水位不確定性研究不多[13],研究缺少對(duì)陸面系統(tǒng)及人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的綜合考慮.
1.4.1沿海風(fēng)暴潮目前,風(fēng)暴潮研究主要集中在數(shù)值模擬、重現(xiàn)期計(jì)算和災(zāi)情損失評(píng)估等方面.風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要針對(duì)危險(xiǎn)性和脆弱性?xún)纱蠓矫?在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)概念模型,對(duì)沿海地區(qū)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估[20].基于2015年數(shù)據(jù),如果2050年海平面上升0.3m,并疊加風(fēng)暴潮和天文大潮情景下,中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)35444.6億元,占海洋生產(chǎn)總值的9.39%[46].
1.4.2低海拔地區(qū)淹沒(méi)沿海大量低海拔地區(qū)被淹沒(méi),社會(huì)經(jīng)濟(jì)暴露度不斷增大.應(yīng)用數(shù)字高程模型,結(jié)合人口、經(jīng)濟(jì)、土地利用資料,構(gòu)建中國(guó)海平面上升風(fēng)險(xiǎn)暴露度模型評(píng)價(jià)表明,高暴露度區(qū)域主要集中在長(zhǎng)江三角洲和蘇北沿海、珠江三角洲及環(huán)渤海等濱海平原地區(qū);而且,影響的人口和經(jīng)濟(jì)總量逐漸增加[11].對(duì)全球128個(gè)沿海大城市洪水淹沒(méi)損失評(píng)估表明,到21世紀(jì)末,美國(guó)新奧爾良和中國(guó)廣州預(yù)期年度風(fēng)險(xiǎn)最高,損失值將超過(guò)1萬(wàn)億美元[19].
1.4.3城市洪澇相對(duì)海平面上升造成感潮河道水位上漲,城市排污和泄洪能力大大降低,嚴(yán)重影響城市防洪安全[47].暴雨時(shí),城區(qū)大范圍積水、污水倒灌、河道淤積、航道和海港運(yùn)行受阻;平原區(qū)河網(wǎng)水位上升,農(nóng)業(yè)大幅減產(chǎn).1975—2016年,全球因洪水死亡人數(shù)80%在距海100km地區(qū)[48].有研究表明[9],相對(duì)海平面上升200、400、600m,則珠江三角洲百年一遇的洪水將相應(yīng)降至50年、20年和10年一遇,即洪澇災(zāi)害將分別增加2倍、5倍和10倍.
1.4.4水資源咸化相對(duì)海平面上升,引起海水入侵地表河流和地下含水層,加大了地表水和地下水被咸化的規(guī)模和速率,危及沿海地區(qū)地下水及河口地表水資源的可持續(xù)利用[49-50].
海水入侵地表河口距離采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?海水入侵地下含水層一般采用突變界面模型,基于海水-淡水以彌散帶接觸的過(guò)渡帶模型已成為目前主要的研究方向.基于FVCOM模式三維潮流鹽度數(shù)值模型預(yù)測(cè)表明[51],相對(duì)海平面上升0.3、0.6、1.0m,錢(qián)塘江河口潮水入侵距離將上溯1.1~2.8km、2.2~5.9km、6.0~9.8km.
1.4.5生態(tài)環(huán)境破壞
海平面上升嚴(yán)重影響海岸帶生態(tài)系統(tǒng)[52].IPCC海岸管理小組(CZMS)對(duì)21世紀(jì)灘涂濕地?fù)p失預(yù)測(cè)顯示[53]:至2080年,因全球海平面上升,世界灘涂濕地?fù)p失將達(dá)22%;若加上人類(lèi)活動(dòng)影響,全球?yàn)┩繚竦負(fù)p失將達(dá)70%.應(yīng)用海平面上升濕地影響模型(SLAMM)和多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法,從淹沒(méi)面積和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化兩方面來(lái)評(píng)估海平面上升對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)和資源風(fēng)險(xiǎn),其潛在風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)大于顯性風(fēng)險(xiǎn)[54].
1.5相對(duì)海平面上升防治及其效益
目前,相對(duì)海平面上升防治主要從工程性、技術(shù)性、政策性幾方面考慮.相對(duì)海平面上升防治措施主要有6大方面:
(1)修建防汛墻、防潮閘和排水(污)泵站;(2)提高建筑物地基設(shè)計(jì)高度和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)低洼地進(jìn)行改造;(3)建立相對(duì)海平面上升監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),開(kāi)展海平面、地下水和地面變形監(jiān)測(cè);(4)壓縮或禁止地下水開(kāi)采,開(kāi)展地下水人工回灌;(5)開(kāi)展控制全球海平面上升和地面沉降防治研究;(6)制定有關(guān)大氣排放、海平面上升、地下水資源開(kāi)發(fā)利用、地面沉降防治的政策、制度和法規(guī).20世紀(jì)60年代初以來(lái),上海開(kāi)始采取一系列措施控制地面沉降,使得上海地面沉降趨緩,控制地面沉降效益為6159.42億元[55].
預(yù)測(cè)珠江三角洲2030年、2050年、2100年海防工程效益為86.85億~93.01億元[3].通過(guò)對(duì)人工回灌地下水和建設(shè)可移動(dòng)擋浪墻工程措施論證比較,回灌地下水防治地面沉降的效益高達(dá)幾十倍以上[22]. 國(guó)內(nèi)相對(duì)海平面上升防治研究大多局限在工程性措施上,法規(guī)、政策性研究成果不多,缺乏生態(tài)性工程防護(hù)研究,災(zāi)害不確定性風(fēng)險(xiǎn)防范管理及彈性恢復(fù)措施研究亟待加強(qiáng)[8].
相對(duì)海平面上升具有跨學(xué)科和多學(xué)科性,雖然各領(lǐng)域?qū)＜曳謩e從海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)等角度開(kāi)展相關(guān)研究,但缺乏融合各學(xué)科的系統(tǒng)研究.相對(duì)海平面上升是個(gè)非線(xiàn)性的復(fù)雜巨大系統(tǒng),大多數(shù)研究尚處在定性描述階段,機(jī)理性研究不足,缺乏定量評(píng)估與分析;在研究和評(píng)估中,考慮地面沉降等人為因素相對(duì)有限[13].
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,國(guó)內(nèi)相對(duì)海平面上升總體研究不多,陸、海二元分割,缺乏統(tǒng)一研究與管理;著重于技術(shù)理論,缺乏政策管理研究;城市安全適應(yīng)性措施研究處于起步階段;未開(kāi)展專(zhuān)門(mén)戰(zhàn)略規(guī)劃編制探索,著眼于沿?？沙掷m(xù)發(fā)展角度的研究成果不多.
2未來(lái)相對(duì)海平面上升研究趨勢(shì)
20世紀(jì)90年代以來(lái),有關(guān)國(guó)內(nèi)外海平面上升文獻(xiàn)綜合分析表明,研究熱點(diǎn)已從單一的海平面上升,逐漸延伸到“氣候變化”“海岸帶”“適應(yīng)性”“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”等領(lǐng)域[56-57].
近幾年,國(guó)際組織和主要海洋國(guó)家圍繞全球氣候變暖、海平面上升,發(fā)布了一系列計(jì)劃、規(guī)劃和戰(zhàn)略研究報(bào)告.這些報(bào)告起始時(shí)間大致在2010—2017年,目標(biāo)時(shí)間大多在2020—2030年.例如,聯(lián)合國(guó)計(jì)劃開(kāi)發(fā)署(UNDP)等的《海洋與海岸可持續(xù)發(fā)展藍(lán)圖》,國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟(ICSU)的《未來(lái)地球研究計(jì)劃(2014—2023年)》[58],英國(guó)海洋科學(xué)合作委員會(huì)的《英國(guó)海洋科學(xué)戰(zhàn)略(2010—2025年)》、聯(lián)合國(guó)《海洋科學(xué)可持續(xù)發(fā)展十年規(guī)劃(2021—2030年)》等.研究方向主要為全球變化、海岸帶可持續(xù)發(fā)展、學(xué)科融合、資源管理、災(zāi)害恢復(fù)、城市安全、人類(lèi)活動(dòng)影響等.
2.1研究?jī)?nèi)容由單一轉(zhuǎn)向綜合相對(duì)海平面上升是個(gè)非線(xiàn)性的復(fù)雜巨大系統(tǒng),需要關(guān)注研究學(xué)科、對(duì)象、領(lǐng)域、內(nèi)容、因子的綜合性和系統(tǒng)性.相對(duì)海平面上升具有跨學(xué)科和多學(xué)科性,需將自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)密切結(jié)合起來(lái),相對(duì)海平面上升研究也需逐漸轉(zhuǎn)向社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等綜合問(wèn)題[45],社會(huì)、經(jīng)濟(jì)研究已成為相對(duì)海平面上升研究的一個(gè)重要組成部分.需把中國(guó)沿海地區(qū)作為一個(gè)海-陸-人類(lèi)相互作用的整體系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展研究,海岸帶社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究成為相對(duì)海平面上升的前沿領(lǐng)域.
2.2研究方法由定性轉(zhuǎn)向定量相對(duì)海平面上升研究將逐漸由定性經(jīng)驗(yàn)評(píng)述轉(zhuǎn)向定量化、模型化、動(dòng)態(tài)化.從定量角度,加強(qiáng)全球氣候變化機(jī)理及相對(duì)海平面上升變化影響機(jī)制的研究;應(yīng)用新的科技手段和方法,開(kāi)展災(zāi)害、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各類(lèi)要素的定量分析和綜合評(píng)價(jià),建立更具物理意義和準(zhǔn)確的氣-海-陸-人類(lèi)活動(dòng)數(shù)學(xué)模型,開(kāi)展多災(zāi)種疊加和非線(xiàn)性效應(yīng)研究,對(duì)中國(guó)沿海地區(qū)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)進(jìn)行高精度動(dòng)態(tài)模擬、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和有序管理.
2.3研究尺度從全球轉(zhuǎn)向區(qū)域相對(duì)海平面上升時(shí)空性強(qiáng),區(qū)域性特征十分明顯.在全球氣候變化背景下,結(jié)合區(qū)域或地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式,從區(qū)域尺度和地區(qū)性尺度,系統(tǒng)研究、綜合分析全球性海平面變化趨勢(shì),地區(qū)性地面沉降動(dòng)態(tài)防治及區(qū)域性社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控,提出適合中國(guó)沿海地區(qū)特點(diǎn)的相對(duì)海平面上升預(yù)測(cè)模型及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,這對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更具現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義.
2.4研究領(lǐng)域從分割轉(zhuǎn)向一體海岸帶是陸、海相互作用的交錯(cuò)地帶,是相對(duì)海平面上升研究的共同區(qū)域,但目前我國(guó)的研究及管理存在:陸、海二元分割,陸地與海洋缺乏統(tǒng)一管理;部門(mén)管理沖突,海洋帶的管理尤其潮間帶分屬多個(gè)部門(mén);區(qū)域缺乏協(xié)調(diào),中國(guó)海岸帶11個(gè)省、自治區(qū)、直轄市沖突嚴(yán)重.陸-海一體、跨部門(mén)合作、跨區(qū)域整體協(xié)調(diào)及系統(tǒng)化、一體化、生態(tài)化、精細(xì)化研究和管控相對(duì)海平面上升問(wèn)題,成為必然趨勢(shì)[59].
2.5研究重點(diǎn)從理論轉(zhuǎn)向管理從可持續(xù)利用和發(fā)展的角度來(lái)認(rèn)識(shí)并管理人類(lèi)活動(dòng)和行為是必然趨勢(shì).中國(guó)沿海地區(qū)發(fā)展需要樹(shù)立“適應(yīng)”的理念,需要調(diào)整和控制人類(lèi)活動(dòng)的行為,適應(yīng)資源和生態(tài)環(huán)境的變化,緩解城市化發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)[60].將相對(duì)海平面上升研究重點(diǎn)放在應(yīng)對(duì)海平面適應(yīng)措施上[61],有序管理不合理、不科學(xué)人為工程活動(dòng)的研究上;強(qiáng)化基于生態(tài)系統(tǒng)的海防工程研究[62];結(jié)合中國(guó)國(guó)情和沿海區(qū)情,構(gòu)建融入國(guó)土可持續(xù)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略框架下的相對(duì)海平面上升適應(yīng)性對(duì)策治理和管理體系.
2.6研究目標(biāo)從災(zāi)害轉(zhuǎn)向發(fā)展
在災(zāi)害研究的基礎(chǔ)上,尋找中國(guó)沿海地區(qū)資源及環(huán)境可持續(xù)利用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展模式,觀(guān)測(cè)和預(yù)測(cè)沿海社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)、驅(qū)動(dòng)因素及其相互作用,系統(tǒng)研究中國(guó)沿海地區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范及彈性恢復(fù)措施,實(shí)現(xiàn)“災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)共存”“風(fēng)險(xiǎn)與發(fā)展共存”的可持續(xù)發(fā)展模式,以預(yù)防、應(yīng)對(duì)或減緩相對(duì)海平面上升災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)[63-64];優(yōu)先研究沿海地區(qū)循環(huán)“綠色經(jīng)濟(jì)”、可持續(xù)“藍(lán)色社會(huì)”,為中國(guó)沿海地區(qū)“社會(huì)-生態(tài)”系統(tǒng)適應(yīng)全球變化及與“風(fēng)險(xiǎn)與發(fā)展共存”的經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐.
3結(jié)語(yǔ)
地球已進(jìn)入了人類(lèi)世的新紀(jì)元.隨著氣候變化及“一帶一路”戰(zhàn)略和城市化進(jìn)程的加快推進(jìn), 地面沉降對(duì)中國(guó)沿海地區(qū)相對(duì)海平面上升的影響加大,相對(duì)海平面上升幅度加快,增加了21世紀(jì)中國(guó)沿海地區(qū)城市化發(fā)展風(fēng)險(xiǎn).2019年IPCC第六次報(bào)告指出:重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)考慮海平面上升可能上限;建議采取“降低海岸帶城市化程度,控制人為因素造成的地面沉降”等措施,以降低沿海地區(qū)暴露度和脆弱性.
從戰(zhàn)略角度深入研究,提出積極有效、可持續(xù)和具有彈性的綜合應(yīng)對(duì)方案[16].當(dāng)前,我國(guó)相對(duì)海平面上升監(jiān)測(cè)手段和設(shè)施需要更新,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、挖掘研究不足;地面沉降等人為因素考慮有限,缺乏絕對(duì)海平面上升和地面沉降有機(jī)融合分析和研究;大量的研究尚處于定性分析層面,缺乏多學(xué)科融合研究、成因機(jī)理綜合分析及定量化、系統(tǒng)化動(dòng)態(tài)模擬;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估多為大尺度論述,缺乏多災(zāi)種疊加和非線(xiàn)性效應(yīng)研究;研究成果與沿海地區(qū)城市化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展結(jié)合不密切,實(shí)用性不強(qiáng);多數(shù)研究側(cè)重技術(shù)理論,缺乏政策管理及城市安全和發(fā)展戰(zhàn)略研究.
今后,相對(duì)海平面上升研究需要強(qiáng)化系統(tǒng)性、綜合性和動(dòng)態(tài)性,應(yīng)融合手段、集成技術(shù)、多學(xué)科攻關(guān).需面向生態(tài)文明,針對(duì)我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略及城市化發(fā)展的需求,基于多層次、多尺度、多視角、多情景,有機(jī)集成復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真、地理空間、大數(shù)據(jù)、“3S”等技術(shù),構(gòu)建適合中國(guó)沿海特點(diǎn)的相對(duì)海平面上升耦合預(yù)測(cè)模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系、風(fēng)險(xiǎn)決策平臺(tái)、災(zāi)害管理系統(tǒng),多目標(biāo)動(dòng)態(tài)模擬,時(shí)空信息集成分析,動(dòng)態(tài)化致災(zāi)研究和災(zāi)害預(yù)警,多層次決策分析,科學(xué)地提出應(yīng)對(duì)和適應(yīng)氣候變化、建設(shè)工程性地面沉降、相對(duì)海平面上升和城市化發(fā)展的技術(shù)對(duì)策、管理策略、發(fā)展戰(zhàn)略及經(jīng)濟(jì)政策建議,實(shí)現(xiàn)中國(guó)沿海地區(qū)治理現(xiàn)代化和發(fā)展生態(tài)化.
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