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河口海岸环境变异和资源可持续利用

 

  2000年10月16日-18日在北京香山召开了以“河口海岸环境变异和资源可持续利用”为主题的香山科学会议第147次学术讨论会。陈吉余院士、丁德文院士、杨作升教授、吴超羽教授担任本次会议的执行主席。来自教育部9所大学、国家海洋局、中国科学院、国家自然科学基金委员会、水利部、国家环保局、胜利油田、部队、香港和台湾的37位有关学科的专家学者参加了这次学术讨论会。会上陈吉余院士做了“河口海岸环境变异和资源可持续利用”的主题评述报告,丁德文院士、杨作升教授、吴超羽教授分别做了“海岸带生态环境系统复杂性探析”、“河口海岸系统对自然变异和人类活动的响应”和“近海海洋立体监测系统研制及其与河口海岸学科发展的关系”的中心议题评述报告,十位专家教授做了专题评述报告。会议贯彻百家争鸣的原则,围绕主题报告展开了热烈的讨论。讨论的热点主要集中在以下几个方面:河口海岸带的特点及其重要性、河口海岸环境变异及其对资源可持续利用的影响、实现河口海岸生态环境资源协调有序发展的有效途径以及河口海岸学科面临的重大科学问题等。

  河口海岸的特点及其重要性

  对于河口海岸的特点,陈吉余院士指出:河口海岸是岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的交汇地带,四大圈层在河口海岸相互作用、相互渗透、相互影响,其中任何一个圈层的变异都将对其它圈层产生相应的影响和制约。河口海岸具有过程的复杂性、资源的多样性、对环境变化反应的敏感性、对灾害抵抗的脆弱性和国防上的神圣性。作为研究河口海岸过程及其自然和人类活动影响的河口海岸学是一门研究海岸带这一陆地和海洋过渡区的物理过程、化学过程、生物过程和地质过程其耦合作用的综合性科学。陈院士还认为:海岸带的内涵应予以拓展:向陆需包含流域,向海应包含海洋经济区以及大陆架。因为流域的一切自然和人类活动都将通过河流影响到海洋。陈述彭院士认为:河口海岸应从大系统的观点出发来考虑问题,其研究应立足于整个地球系统。基于这一系统观点,河口海岸的研究应从低级的复杂逐渐走向高级的简单。对于河口海岸这样一个开放的复杂的巨系统,丁德文院士认为必须采用复杂性科学进行研究。杨作升教授认为海岸带的涵义向陆和向海拓展是正确的,海岸带应该考虑向流域盆地和大陆架方向扩展,这样海岸带的研究才有系统性。王颖教授则认为海岸带问题应上升为河海体系而加以研究,并应尽快提上议事日程。

  河口海岸带是人类活动最频繁的地带,也是最重要的经济带。它在各国的国民经济中都具有举足轻重的地位。陈吉余院士指出:海岸带集中了地球上60%的人口和70%的大城市。大河河口地区更是人口密集,经济发达。改革开放20年来,我国海岸带经济实现了飞跃的发展。沿海省、市(区)以13%的土地养活了40%的人口,在国内生产总值中所占的比例由原来的40%增至60%。不仅如此,河口海岸带还蕴含着丰富的土地、生物、航运、矿产、旅游、海洋药物和海洋动力等资源,而对这些资源的无序开发和海岸带生态环境的严重破坏,已严重影响和制约着沿海地区国民经济的协调有序发展。陈述彭院士指出:河口三角洲是人类最早的发源地之一,未来的大城市将大都集中在从日本东京至新加坡一带的西太平洋海岸上,人口的压力是可想而知的,因而研究河口海岸问题就显得十分迫切和重要。对于河口海岸带的重要性,鹿守本教授补充指出,河口海岸带是与人类关系最为密切、价值最高的区域,无论是其资源种类、储量、区位还是环境条件都是最为优越的区域,海岸带对沿海国家的经济贡献率呈不断增大的趋势。据统计,世界海洋经济的产值1970年为1100亿美元,1980年为3400亿美元,到1990年则达6700亿美元。对此,丁德文院士强调指出,而对于居住着世界人口60%的海岸带,已经面临着重要的社会和经济发展问题,河口海岸带问题的研究必须引起高度的重视和关注。

  河口海岸环境变异及其对资源可持续利用的影响

  我国有世界著名的黄河、长江和珠江。这三大河流对海岸带的贡献不仅体现在其三角洲是沿海重要的经济区,而且它们对我国近海生态环境起着重要的调控作用。与会专家普遍认为,随着经济的发展,我国河口海岸生态环境发生了重大的变化。河口海岸环境的变异固然有其自然的原因,但更重要的是人类活动的影响。除直接作用于海岸带的人类活动外,流域的人类活动也通过河流影响到海岸带。诸如河流筑坝、跨流域调水、沿江水资源过量开发、排污等。

  对于黄河三角洲,陈吉余院士指出,黄河从1972年起出现断流现象,1997年黄河利津站断流达226天,河口长达330天;黄河入海水沙的大量减少,已对黄河三角洲的生态环境产生了深远的影响;除黄河断流外,正在兴建中的小浪底水库对河口及渤海湾的生态环境的影响又该如何,这也是必须面对的一个现实问题。杨作升教授补充指出,黄河入海水沙量的剧减特别是黄河断流使黄河三角洲及其邻近海域的生态环境遭到严重破坏。例如:黄河口海域及莱州湾因淡水的减少而使对虾产卵场消失;黄河入海营养盐及生源要素大量减少使河口及其相邻的渤海鱼、虾饵料场及仔鱼育肥场受到严重破坏;由于黄河入海泥沙量的锐减,三角洲新生滨海湿地资源迅速减少、海岸侵蚀加剧、海水入侵灾害加重、海洋风暴灾害威胁增大,对沿岸人民生命财产和胜利油田的安全构成了严重威胁;黄河断流期间沿河积累的污染物在黄河复流后将一次性集中下泻入海,从而导致灾难性污染加重。对于产生黄河断流及水沙量剧减的原因,杨作升教授依据多年的统计分析结果指出,黄河全流域修建的多个重大水利水电工程以及沿途工农业和生活用水的不断增加等人类活动是导致黄河断流及入海水沙量剧减的主要原因。何富荣、李泽刚等补充指出,由于黄河来水来沙剧减,现代黄河三角洲已进于全面蚀退时期,三角洲沿岸堤坝侵蚀严重,已威胁到胜利油田的安全,对此应引起政府的高度重视。恽才兴教授认为,海岸侵蚀问题以黄河三角洲最具代表性。张经教授提出了维持黄河三角洲冲淤动态平衡和生态环境协调有序发展的黄河最少来水来沙量和有效利用黄河水资源的问题,引起与会专家的热烈讨论。王颖教授强调指出,只有做到有计划地用水、有计划地发展,方可解决黄河断流问题并达到自然环境的动态平衡。

  长江三角洲因环境变异而引起的生态资源环境问题是会议讨论的焦点。陈吉余院士指出:正在建设中的三峡工程必将引起长江入海水沙的改变,从而对盐水入侵、拦门沙淤积部位、口外鱼类洄游路线及一系列生态环境问题产生影响,这已是世所关注的问题。跨流域调水是影响河口海岸来水来沙条件的另一个重要因素,而正准备实施的南水北调计划属一特大型工程,将来数百亿立方米的水将从长江调出,这势必对长江口及邻近海域的生态环境产生重要影响。如何尽可能的减少其负面影响是一个有待深入研究的问题,应引起有关部门的高度重视。海岸带超量开采地下水产生的负面影响也是一个值得重视的问题,它不仅引起地面的下沉,而且还会使海水入侵加剧。长江三角洲因超采地下水而引起的地面沉降范围甚广:苏、锡、常、沪漏斗几乎相连。另外,长江三角洲的围垦对于上海这样一个土地资源紧张的大都市是十分必要的,但如何做到围垦而不破坏生态环境(尤其是湿地功能)则是十分重要的。现正进行的长江口深水航道工程将使长江河口的治理方向逐渐向人工河口发展,这同样会对长江口周围的生态环境产生直接的影响。如何做到建设与保护的协调有序发展仍存在着一系列河口治理的基础问题。与会专家对大型工程对长江口的影响尤其关注,丁德文院士、杨作升教授、薛鸿超教授等特别强调:三峡工程、南水北调对海岸带生态环境的影响如何要格外引起重视。来自台湾的刘祖乾教授指出:三峡工程已引起世界各国的高度重视,尤其是我们的近邻日本。台湾对三峡工程也十分关注,现台湾“科学委员会”有一个东海观测计划,其目的就是为了监测三峡工程对东海生态环境的影响。

  珠江三角洲的治理问题也引起了与会专家的关注。吴超羽教授指出:珠江口属于一典型的网河河口,其八个口门的淤积、延伸与规划治理直接关系到珠江特大洪水的排泄,这是一个特别突出的问题。1994年以来,珠江连续发生了几场大洪水,尤其是珠江三角洲局部地区出现异常高水位,上游50年一遇的洪水至三角洲局部成为100年甚或200年一遇的洪水。珠江口门治理、滩涂围垦与特大洪水对珠江口生态环境的影响需引起足够的重视。

  与会专家议论的另一个焦点是海岸带水域的环境污染与治理问题。对此,陈吉余院士、丁德文院士、吴超羽教授、张经教授等许多专家对我国近海水域的现状及存在的问题进行了深刻地剖析。与会专家指出:随着沿海经济的快速发展,我国近海水域的环境污染严重,近岸海域近70%超过三类海水水质标准;由于水质的下降,赤潮频繁发生,且无论是渤海、东海还是南海都无一幸免,经济损失惨重,仅1998年9月18日-10月15日在渤海发生的一次大面积赤潮其经济损失就达5亿元;不仅如此,我国的滨海湿地、红树林和近岸珊瑚礁资源破坏严重,这进一步加剧了近海生态环境的恶化,也给滩涂养殖、海洋生态环境和生物多样性等构成了严重威胁。海洋的污染主要是由于排污和溢油等人类活动的影响,而排污又以陆源为主。对此,孟伟教授指出,渤海的N、P、COD和石油四种主要污染物有82%来源于陆地。对于我国海洋生态环境恶化的原因,与会专家认为主要是管理不严、力度不够,对此大家深表担忧并强烈呼吁要加强管理和治理的力度。

  对于全球性的气候变暖、海平面上升、地面下沉、海水入侵、风暴潮、洪涝灾害等自然环境变异对河口海岸带生态环境的影响和危害,与会专家也表示了极大的关注,认为有必要进一步加强这方面的研究。我国海岸带生态环境的恶化和资源的破坏已对我国沿海社会经济的持续发展构成了严重威胁,对此与会专家们疾呼:河口海岸带问题已到了非重视不可的程度。

  实现河口海岸生态环境协调有序发展的有效途径

  对于我国河口海岸带出现的一系列生态资源环境的恶化问题,与会专家普遍认为:除自然本身的影响之外,主要原因是人类活动的影响。或者说,人类的无序开发是产生这些河口海岸带生态资源环境问题的主因,尤其是黄河、长江、珠江这三大河口更是如此。另外,专家们还指出:我国普遍存在着先破坏后治理的现象,这给生态环境的恢复造成了极大的困难和不必要的麻烦。为避免这种现象的发生,防止河口海岸带生态资源环境的进一步恶化,实现经济和环境的协调有序发展,加强科学的管理和治理是关键所在。但要做到有效的管理和治理,前提是其对河口海岸变化规律的深入认识。因为只有认识了其内在规律,才能为管理和治理提供科学的依据。对于河口海岸内在变化规律问题,专家们普遍认为:河口海岸自然过程是其根本,它包括河口海岸的物理过程、化学过程、生物过程、地质过程及其耦合作用以及河口海岸生态环境对重大人类活动的响应过程等。我国的河口海岸具有自己明显的特点,像多沙的黄河、多汊的长江和网河状的珠江等,都是世界上独一无二的。这正如台湾中山大学的刘祖乾教授所说,中国河口海岸的环境多样性是属于世界级的研究题材。正由于我国河口海岸的独特性和复杂性,再加上研究经费不足,以致有许多关于我国河口海岸的关键性基础问题至今尚不十分清楚,仍有待于进一步地认识和探索。

  对于如何加深对河口海岸基本规律的认识,与会专家发表了许多中肯和建设性的意见。陈述彭院士认为:要想深入地研究和把握河口海岸的基本变化规律,数据的可靠性和准确性是最关键的。因为只有有了准确的数据,模型的研究才有意义。为此,需要加强河口海岸带的现场监测,这包括现在的观测和工程后的观测,需要有适应于河口海岸自身的监测系统。吴超羽教授和陈介中教授以珠江河口立体化监测示范系统为例,强调说明了在我国建立河口海岸立体化监测系统的必要性。陈吉余、丁平兴、恽才兴、林珲等专家也特别强调,建立星基、空基、台基、岸基和船基立体化监测系统对于河口海岸的规律性研究是极其重要的。另外,专家们还指出:影响河口海岸研究水平的另一个障碍是资料的垄断。为此,专家们呼吁:要尽快打破资料垄断的局面,实现资料和数据的共享。在研究方法上,与会专家一致认为:要加强多学科交叉,不仅要加强数模,还要加强物模。丁平兴教授特别强调,要发展综合性的水动力、泥沙运动、地形演变的数值模式。这得到了与会专家的赞同,专家们认为:发展多因子耦合技术对于提高河口海岸问题机理性的研究是十分必要的。另外,与会专家还强调,要加强预测研究。对此,陈述彭院士深有感触,并特别强调河口海岸问题一定要预测,因为没有预测的科学是无多大意义的。同时,不少专家还强调,只有加强河口海岸的数字化建设,才能更好地保证为国民经济建设服务。按照“有所为,有所不为”的方针,专家们指出:现在制约我国经济发展的河口海岸方面的问题很多,但必须要分清主次。对此,与会专家一致认为,黄河、长江、珠江三大河口是我国河口海岸最突出的问题,应首先得到重视。

  河口海岸科学面临的重大科学问题

  专家们普遍认为,近20年河口海岸环境的变异产生了很多新的科学问题,解决这些问题既是科学发展的需要,也是社会发展的需要。但要解决的问题很多,我们必须抓住重点,有所为而有所不为。长江、黄河和珠江都是世界级的大河,其河口影响范围大,自然过程各具特色,流域人类活动通过河流对近海的影响也各不相同。同时,这三大河流的三角洲是我国沿海极为重要的经济圈。因此,无论是从科学发展上还是从社会发展上看,三大河口都是我国海岸带研究的重点,必须作为“重中之重”而加以系统研究。

  黄河口三角洲由建设期向破坏期转化过程中生态环境的恶化和灾害

  近年来,黄河入海水沙大幅度减少。自1986年以来,黄河入海水沙的年均值仅为50年代的1/3,而90年代的后5年则又降为1/4,小浪底水库启用后黄河入海水沙量还将进一步下降。黄河入海水沙的锐减严重破坏了黄河河口和三角洲沿岸生态环境的平衡,使生态环境急剧恶化、资源破坏、灾害日益加重。当今的黄河三角洲已全面蚀退,由建设期转为破坏期,并引发了一系列生态资源环境的破坏和灾害问题,诸如:海岸侵蚀、地面沉降、河口及其邻近海域的生态环境恶化问题;湿地资源、水生生物资源的丧失问题;风暴潮灾、海水入侵、土地盐碱化等灾害问题等。这些问题已严重影响和制约着黄河三角洲生态环境和资源的可持续发展和利用。为了实现黄河三角洲的良性发展,急待解决的主要科学问题有:

  1、黄河三角洲由建设期向破坏期演变的过程、变化规律、机制和影响的定量评价和预测;

    2、黄河河口海岸系统实现生态环境平衡和可持续发展所必需的水沙条件和其他环境条件的研究;
    3、黄河河口海岸系统对小浪底水库建成及全流域统一调节水资源的响应及其评价和预测;
    4、黄河河口海岸生态环境变化观测、监测和预警系统的研制;
    5、黄河三角洲在新形势下实现可持续发展战略研究。

  长江口及其临近水域资源环境对流域人类活动和全球变化的响应
    长江是世界级大河,其丰富的入海水沙资源不仅对位于河口的上海的生存和发展具有至关重要作用、而且对临近的东黄海水域生态环境具有举足轻重的影响。正在建设中的三峡工程不仅对长江入海水沙有季节性调配功能,而且会使年入海泥沙量明显减少。即将上马的南水北调工程既能导致入海沙量减少,还能使入海水量明显减少。这些流域特大型工程对长江河口乃至东中国海生态环境的影响是国内外科学家及政府官员十分关注的问题。此外,长江口及其邻近海域有系列“百亿级”的重大工程,如何才能做到资源开发与环境保护协调发展。近年来,长江河口水质恶化,SSC严重超标,临近海域赤潮频频发生,2000年春夏之交,杭州湾临近海域发生赤潮达几千平方公里。还有,特大河口对全球变化反应特别敏感,海平面的持续上升、厄尔尼诺事件对长江河口的影响及对策亟需深入研究。所以为实现长江河口的资源、环境的可持续发展,急待研究以下主要科学问题:
    1. 流域特大型工程对长江三角洲岸滩冲淤趋势的影响机制、趋势预测及对策研究;
    2. 高强度开发下长江口及其邻近水域环境保护与生态修复重建技术;
    3. 流域和沿岸人类活动对长江口水资源水环境的影响及其对策;
    4. 全球变化对长江口资源环境可持续利用的影响和对策。
 

    珠江河口重大灾害相关自然机制
    ‘三江汇流,八口入海’。珠江河口区由网河区与河口湾区构成。这样一种‘网河-河口湾’的河口结构,在我国以至世界上都是非常独特的。广州、香港、澳门三城沿珠江河口而建,河口两岸更有珠海、深圳特区和众多的如中山、顺德、东莞等经济发达,工农业产值名列全国县市前茅的城镇。经济的迅速发展使得人类改造自然环境的能力与强度大大增强。近年珠江河口环境污染发展速度超过其它经济发达地区。河口生态环境恶化导致赤潮灾害发生频率远远超过全国其余海区之和。出现了无序人类活动助长的达到200年一遇特大洪水。海洋灾害损失由60年代的1亿元/年增加到90年代平均经济损失60亿元/年以上。珠江河口三角洲的独特的自然景观和人文景观,孕育了许多河口海岸学科的重大科学问题:
    1、珠江口门治理、滩涂围垦与特大洪水形成机制研究;
    2、珠江河口治理工程对河口与流域演变不同时间尺度的效应研究;
    3、人类活动特别是重大工程对珠江河口生态动力环境影响及对策研究;
    4、珠江河口海岸环境灾害(珠江网河特大洪水,赤潮、风暴潮冲淤灾害等)预测与对策研究。
    总之,我国三大河口及其邻近水域资源环境的可持续利用存在很多重大的科学问题,对这些问题的探讨是新世纪初河口海岸研究人员面临的重要任务。

    参会人员名单:
    丁德文 院士 国家海洋局环境保护所
    陈吉余 院士 华东师范大学
    杨作升 教授 青岛海洋大学
    吴超羽 教授 中山大学
    张 经 教授 华东师范大学河口海岸所
    王 颖 教授 南京大学
    丁平兴 教授 华东师范大学
    杨金森 研究员 国家海洋局海洋战略所
    薛建枫 教授 珠江水利委员会
    孟 伟 研究员 中国环境科学研究院
    恽才兴 教授 华东师范大学
    李 炎 研究员 国家海洋局第二海洋研究所
    陆健健 教授 华东师范大学
    胡敦欣 中科院海洋所
    郭亚曦 研究员 中科院资源环境科学技术局
    吴中鼎 高工 海军天津海洋测绘所
    韩曾萃 教授 浙江省河口海岸研究所
    高 抒 研究员 中科院海洋研究所
    夏东兴 研究员 国家海洋局第一海洋所
    王 辉 研究员 国家基金委地球科学部
    闾国年 教授 南京师范大学
    辛文杰 教高 南京水利科学院
    薛鸿超 教授 河海大学
    陈介中 教授 香港科技大学
    李从先 教授 同济大学
    张乔民 研究员 中科院南海海洋研究所
    林 珲 主任 中科院暨香港中文大学
    鹿守本 研究员 国家海洋局海域管理司
    时 钟 教授 上海交通大学
    李泽刚 研究员 水利部黄委会黄河水利科学院
    刘祖乾 教授 台湾中山大学
    何富荣 教授 胜利石油管理局
    杨世伦 教授 华东师范大学
    孙效功 教授 青岛海洋大学
    张珞平 副研 厦门大学
    陈述彭 院士 中科院地理科学与资源所
    郝毓昆 高工 总参系统所
    侯明明 教授 昆明理工大学
    李秉秋 高工 海洋海岸测绘所
    许经林 高工 航保部
    陈沈良 副教授 华东师范大学
    马福臣 副主任 国家自然科学基金委地学部
    刘燕华 科技部
    陈传宏 科技部
    李增惠 教授 香山科学会议
    杨炳忻 教授 香山科学会议

 

更多详情参见:香山会议

 

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