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专家视点 | 大规模围填海对环境、生态和经济社会发展的影响
大规模围填海造陆是工业化和城市化过程中土地资源紧缺矛盾日益加剧背景下向海洋拓展空间的基本途径，短期内提供了大量新增土地资源和发展空间，但是，大量事实和研究证明围填海对海岸带环境和生态的负面影响是长期的和难以估量的; 渤海是半封闭型内海，大规模围填海造成的危害将更为突出。总结渤海等区域围填海的环境与生态效应，如下:
大规模围填海直接改变海岸结构和潮流运动，影响潮差、水流和波浪等水动力条件; 就河口而言，河口围垦后河槽束窄，潮波变形加剧，落潮最大流速和落潮断面潮量减少。大规模围填海活动直接改变港湾的水动力条件，使得水体携沙能力降低、海湾淤积加速，进而导致岸滩的变迁。
研究表明，韩国灵山河口术浦沿海的围垦活动导致潮汐壅水减小、潮差扩大，并加重台风时的洪水灾害。利用海浪数值模式分析渤海湾内曹妃甸、天津港及黄骅港附近海域的波浪要素变化，结果表明，工程建筑物建成后有效波高减小，港池和潮汐通道内减小的幅度尤其显著。基于渤海水动力模型模拟集约用海对潮汐的影响，发现岸线变化导致黄河海港附近海域半日潮无潮点逐渐向东南方向偏移，莱州湾内半日潮振幅减小，三大湾的振幅均有所增强。模拟渤海湾围填海工程前后潮汐潮流及风浪特性的变化，结果表明，渤海湾含沙量分布呈现常动力条件下减小、强动力条件下近岸海域减小及建筑物前海域增大的趋势。采用数值模拟的方法从潮位、潮流、波浪和悬沙浓度四个方面预测黄河口、莱州湾海域的围填海工程对周边海域的影响，结果显示，在有工程遮挡的海域，波浪的有效波高减小、掀沙能力降低，工程附近海域悬沙浓度也有所降低。
围填海直接改变邻近海域的沉积物类型和沉积特征，原来以潮流作用为主细颗粒沉积区单一的细颗粒沉积物变为粗细混合沉积物，沉积物分选变差、频率曲线呈现无规律的多峰型，有的甚至将细颗粒沉积物全部覆盖，变成局部粗颗粒沉积物。吹填区域严重改变海底地貌，破坏海底环境，引起新的海底、海岸侵蚀或淤积。1984 年韩国西海岸瑞山湾围垦工程在湾口修建长达8km 海堤，使得低潮滩沉积过程发生显著变化。
对辽东湾北部沉积作用的研究表明，人类活动是改变和再塑辽东湾北部现代沉积格局的重要影响因素，围填海重塑了海岸形态和空间分布格局，限制了沿岸浅水区物质参与现代沉积的能力并间接影响沉积速率变化、碎屑矿物的动力分异、重金属元素的富集和扩散。龙口大规模离岸人工岛建设对表层沉积物的影响特征表现为，大规模围填海工程的长期实施对粒径小于63μm 的沉积物存在明显的搬运作用，而对粒径大于63μm沉积物搬运作用的影响较小。对曹妃甸近岸海区表层沉积物粒度和粘土矿物组成和分布特征的分析表明，围填海工程的长期实施对表层沉积物中较细颗粒的分布影响较为明显，伊利石、高岭石和绿泥石分布特征与围填海导致的水动力改变密切相关。
围填海工程降低海域的水交换能力和污染物自净能力，围填海形成的水产养殖、港口码头和临港工业等活动增大了海域内污染物的排放量，两种作用叠加致使近岸水环境和底泥环境污染持续恶化。
对渤海底层低氧区分布特征和形成机制的研究表明，低氧区具有南北“双核”结构，与双中心冷水结构基本一致，渤海中部海水季节性层化及其对溶氧的阻滞作用是低氧区产生的关键物理机制，低氧区产生是渤海生态系统剧变的结果和集中体现。
辽东湾北部浅海区底泥中砷元素含量较高，高值区分布在锦州湾及附近，锦州湾的底泥污染主要是由频繁的围填海活动和陆源污染物排海引起。对渤海湾围填海造成的重金属污染的研究表明，2011 年沉积物中Cu、Cd、Pb 的含量均比2003 年偏高，重金属污染形势趋于严峻，Cu、Zn、Cd 高值区集中在渤海湾的中部海域，Pb 高值区主要集中在近岸河口和渤海湾中部及南部。对集约用海的生态影响进行评价，发现莱州湾西部和南部近岸海域生境质量综合指数低于中部和东部，水质的主要污染因子是无机氮、活性磷酸盐和COD，其中无机氮的含量已超过海洋水质一类标准。对曹妃甸围填海区重金属污染及潜在生态危害进行评价，结果表明，围填海区附近海域表层沉积物中5 种重金属的平均含量均高于渤海湾沉积物重金属背景值，表层沉积物中Hg 为主要污染元素，具有较强的生态危害。
围填海工程占用大量沿海滩涂湿地，彻底改变湿地的自然属性，导致其生态服务功能基本消失。沿海滩涂和河口是各种鱼类产卵洄游、迁徙鸟类栖息觅食、珍稀动植物生长的关键栖息地，围填海导致湿地生物种群数量大量减少甚至濒临灭绝，完全改变生态系统的结构，生态服务功能严重下降。
研究表明: 大连市大规模围填海致使近海湿地减损、生态系统退化、生物多样性降低; 曹妃甸围填海工程占用滩涂湿地每年造成的生态多样性、气候调节功能、空气与水质量调节等生态服务功能损失达4736 万元; 潍坊北部沿海地区围填海造成的湿地生态系统服务功能价值损失为1．02×104万元/a，单位面积损失为1．06 万元hm－2a－1。针对黄河三角洲围填海活动对滨海湿地植被有机碳含量的影响的研究发现，东营港和五号桩等围填海活动强烈的地区植被类型比较单一，围填海活动改变了植被生长的关键环境因子，并导致植被元素配比的变化。20 世纪70—80 年代、90 年代和2000—2010 年的围填海活动强度都超出了黄河三角洲湿地生态系统的承受能力，而且呈现为不断增加的趋势。
围填海工程海洋取土、吹填、掩埋等过程带来近海底质条件和海域底栖生存条件剧变，导致底栖栖息地损失和破碎化，底栖环境恶化，底栖生物数量减少，群落结构改变，生物多样性降低。对大连凌水湾围填海产生的悬浮物的环境生态影响进行分析，发现海底沉积物和海水水质变化使海域生态系统受到影响，众多的底栖生物、浮游生物因栖息和繁殖环境的变换而出现迁移、死亡甚至灭绝。岸线、滩涂、近岸浅海等栖息要素变化对渤海湾近岸海域大型底栖动物群落结构具有显著的影响，围填海工程引起的环境变化不利于软体和甲壳动物生存，导致物种数量减少和多样性的降低。围填海工程对底栖生物、浮游生物、鱼卵和仔稚鱼、游泳动物等海洋生物资源均有突出的影响，例如，毛蚶、四角蛤蜊被掩埋后表现出垂直迁移行为，随着掩埋深度增加，死亡率逐渐增加，随着悬浮物暴露时间的延长，幼鱼对悬浮物的敏感性逐渐增强。围填海加剧黄渤海底栖生物栖息地的减损、生物物种多样性的降低以及平均生物量和丰度的减少，而近海底栖生物栖息地减损和破碎化致使底栖动物分布格局也发生显著的变化。
海洋渔业资源是我国海洋经济持续发展的重要基础，但是，大规模围填海占用和破坏“三场一通”，与水环境污染、过度捕捞、气候变化等并列为渔业资源退化的主要原因。规模化围填海对海洋渔业资源的影响非常严重，主要表现在: 工程建设引起海洋属性永久性改变，导致水质下降、底栖生境丧失、生物多样性和生物量下降，影响整个食物链，导致海岸生态系统退化; 导致纳潮量减小，水交换能力变差，海岸带水动力、泥沙和盐分等物理场条件的显著变化，进而造成渔业资源产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道( 即“三场一通道”)等基本条件的萎缩甚至完全消失，高浓度悬浮颗粒扩散场对鱼卵、仔稚鱼造成伤害，对鱼类资源造成毁灭性的破坏; 水动力和沉积环境变化导致物质循环过程改变，间接导致周边海域环境质量恶化、生态退化和生物资源损害。
曹妃甸填海工程对沿岸潮流与海流的影响巨大，特别是阻断浅滩潮沟，大幅度改变周围地形地貌和沉积物冲蚀淤积，造成海岸环境、生态和资源损害，甚至对整个渤海的物质输移和鱼类洄游也产生显著的影响。围填海使近岸水域中悬浮物质含量增加，水环境质量下降，导致近岸渔业资源退化，同时，由于对捕捞的限制，使得一些捕捞作业和增养殖产业被迫停止，这在一定程度上严重影响了当地渔民的经济和生活，使当地的渔业发展空间面临前所未有的转移压力。
科学合理的围填海活动可以为沿海经济社会发展提供大量土地资源，满足港口码头和临港工业的发展，提供养殖和盐田生产空间，等，从而为当地带来新的经济增长点，促进区域经济的健康、多样化、可持续发展，提升地区的经济实力和社会发展水平。但盲目的、过度的、无序的围填海存在很多弊端，给传统产业、低碳型经济的发展带来巨大冲击，尤其是海洋养殖业、海洋制盐业、海洋运输业、海洋旅游业等。
例如，围填海占用养殖业和制盐业发展空间，并由于水动力条件改变和排放废弃物、污染物而导致海水中悬浮物浓度升高，水环境和底栖环境质量下降，浮游动植物数量锐减，严重影响养殖业产量和制盐业取水环境; 围填海一般分布在近岸水域和河口入海处等浅海水域，而这些区域往往是航运功能非常突出的区域，围填海使海洋水动力条件改变，纳潮量明显减少，造成海湾和河口入海口泥沙淤积、港口淤积等，影响海运船舶的航行，造成航道功能下降，港口功能和经济效益受损，甚至不得不另择新港。
围填海导致海岸带和海洋自然灾害风险加剧以及生态环境脆弱性增强，资源环境承载力下降，经济社会系统与自然环境系统之间矛盾加剧等。围填海改变海洋水动力条件，造成泥沙淤积，近海浅水区消波能力减弱，加剧风暴潮等海洋灾害的破坏作用，并直接对近海防护工程造成较大的影响; 水中悬浮物和富营养化物质浓度升高，周边海域水环境变差，赤潮、水母等生态灾害频发，海洋生物多样性和生态系统健康遭受巨大威胁。围填海打破了海陆依存关系的平衡，给海陆之间的协调发展带来阻碍，曲折的自然岸线变为平直的人工岸线，海湾及河口海域面积缩小，阻塞入海河道，影响洪水下泻，改变地表-地下间的水循环特征。
围填海侵占和破坏沿海的自然湿地，破坏动物的觅食地，导致许多珍稀物种濒临灭绝，很多有价值的滨海旅游资源被破坏; 高污染、高重金属含量等有毒物质富集于贝类、鱼类当中，通过食物链富集，对人类的身体健康有很大的威胁。围填海导致海洋资源价值流失、不同利益相关方的矛盾加剧，容易造成社会不稳定因素: 填海造地造成沙滩、滩涂等资源消失，许多渔民无法继续从事海洋渔业生产而收入明显减少，在剩余劳动力没有被妥善安置和转移的情况下，容易激化一定层面的社会矛盾; 海洋资源管理涉及多个政府部门，在部门利益与管辖权方面往往存在分歧，容易引发部门与地区之间的矛盾与冲突。
文章来源：本文节选自《渤海围填海发展趋势、环境与生态影响及政策建议》一文，原刊于《生态学报》2018年5月
作者：侯西勇，中国科学院烟台海岸带研究所研究员；张华，中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室；李东，侯婉，宋洋，中国科学院大学