2009文章编号：1007-7588（2009）02-0265-06

围海造地的生态环境影响分析

于格1，张军岩2，鲁春霞3，谢高地3，于潇萌3

（1.中国海洋大学环境科学与工程学院，青岛266100；

2.中国气象局，北京100081；

3.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101）

围海造地是人类开发利用海洋的重要方式，也是人类拓展生存空间和生产空间的重要手段。世界上大部分沿海国家都有或长或短的围海造地历史，也因此积累了比较丰富的成功经验及失败教训。我国海岸线长、海湾多，特别是改革开放以来，东部沿海地区一直是我国经济增长最活跃、工业化和城市化进程最快的区域。随着人口增长和经济高速发展，这一地区非农建设用地扩张和耕地资源短缺、生态环境恶化与宜居环境需求之间的矛盾日益突出，因而充分利用海洋的空间资源属性，向海洋空间发展，缓解人地矛盾、优化生态环境以及保障人口食物安全、维持社会经济全面协调可持续发展，将是沿海城市发展的重要选择之一。

但是，由于围海造地是在短时间、小尺度范围内改变自然海岸格局，对整个自然系统会产生强烈的扰动，造成新的不平衡[1]，有时甚至会引发环境灾害，给沿海地区生态环境稳定性、生物多样性和可持续发展带来一定影响。为最大限度避免或减轻围海造地所导致的不良影响，需要对其可能产生的生态环境的影响效应进行分析评价，综合判断，以便寻找合理的解决途径。

本文在分析国外围海造地之经验教训的基础上，探讨了围海造地对生态环境效应，并建立了评

价指标体系，最后以胶州湾为例进行了分析评估。目的是为我国围海造地活动的健康进行提供生态环境领域的支持。

1国外实践活动的回顾分析

不同地域的国家，因不同的地理环境特征和不同的国情，其围海造地的原因及做法各不相同，其结果也各异。其中，欧洲的荷兰、北美洲的美国、亚洲的日本等国家的经验教训值得重视。

1.1生存安全需求主导型—荷兰

荷兰围海造地已有近800年历史，并因此而著名，其主要动因是生存安全的需求。为与洪水抗争，排除积水，防洪防潮，拓展生存空间，荷兰开展了大规模、长期持续地围海造地行动。通过修筑沿海岸线和河流堤岸修筑海（河）堤，在通航的入海（河）口修闸坝，同时在原海底开垦农地、兴建排灌水利、营造和谐生态、繁荣海洋运输等[2]。

长期的实践使荷兰建立了完善的技术体系和管理制度来支持围海造地工程的成功实施，包括规划和计划体系、综合评价技术体系（尤其是定量评价技术体系）、围海造地及海岸工程施工和营运综合损益分析及公众、和议会议事和审批制度等[3]。

荷兰的围海造地在创造巨大经济和社会效益的同时，也带来了一系列环境方面的负效应。主要

摘要:为最大限度避免或减轻围海造地所导致的不良影响，需要对其可能产生的生态环境的影响效应进行分析评价，综合判断，以便为寻找合理解决途径打下理论基础。本文首先分析了不同国家围海造地经验教训，从生态系统服务功能角度对围海造地带来的生态环境影响进行总结，并基于层次分析法和定性与定量相结合的方法，从围海造地对生态和环境两方面的影响选取9个指标，初步建立围海造地生态环境影响效应评价指标体系，最后以胶州湾为案例，初步估算围海造地对胶州湾区域生态环境的影响度。

关键词:围海造地；生态环境；影响效应；胶州湾

收稿日期：2008-11-27；修订日期：2008-12-27

基金项目：中国海洋发展研究中心青年项目（编号：AOCQN20070110）；国家科技支撑计划重点项目课题（编号:2006BAC18B01）。

作者简介：于格，女，山东人，博士，讲师，主要从事生态系统评价研究。

E-mail:yuge@ouc.edu.cn

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第31卷第2期

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反映在自然纳潮空间区域大大缩小、生物多样性下降、河床淤积以至影响泄洪安全、海滩和沙坝消失、地下水位明显下降、环境污染加剧等方面。为解决这些负影响，荷兰相继推出国家环境计划、回归大自然计划、还地为湖、退滩还水计划等，经过几年实践，这一系列举措已开始显示出积极成果。1.2工业化发展需求主导型—日本

日本是世界上海岸线最长的国家之一，约3.3×104km ，其曲折的海岸除了形成众多优良港湾有利于海运业和对外经济的联系外，更便于沿岸填海造地[4]。日本早在11世纪就有了围海造地的历史记录，特别是从20世纪50年代末起，其各类工厂和工业大量涌现，由于国土面积狭小，缺乏可供使用的土地，使得全国大规模围海造地愈演愈烈。日本在主要工业区的沿海地带，进行大规模的围海造地工程，大大改变了海岸的面貌，这些新陆地为日本工业腾飞提供了位置优越的建设用地。到了工业化后期，围海造地工程仍然具有吸引力，其主要原因一是地产的价格昂贵；二是旧城许多地区都缺乏改造发展所必需的基础结构设施，如道路及排污系统等，导致在内陆进行建设成本很高[5]。相比之下，围海造地造价低的特点使其更具吸引力。

在获得巨大收益的同时，大肆围海造地发展工业经济也给日本带来了巨大后遗症，包括沿海滩涂消失、海洋污染等。特别是以Isahaya 湾湿地为代表的大量湿地生态系统的消失，引起了日本国内有关潮滩保护和公共工程改造的争论[4]。1.3城市化发展需求主导型—美国

美国是一个海陆兼备的国家，人少地多，真正的围海造地现象并不突出，但是由于其沿海区域聚集了全国一半以上的人口，所以沿海城市发展迅速，海岸带开发趋势较为明显，可以称之为围海造地的前期阶段，对其中原因、问题及经验的分析总结也将为我国沿海城市发展提供有益借鉴。

20世纪70年代后，美国海岸带地区开始出现人口压力大、开发利用程度高以及海岸带地区污染和生态环境退化等问题。美国学者通过研究发现，土地用途的改变会对流域的生态环境质量、水温和污染物等方面产生严重影响，因而海岸带城市化的推进对生态环境的影响是显而易见的[6]。从全美国来看，海岸带水域的健康更多地受到海岸线附近人类活动的影响，这使得土地利用策略成为保护河口、防止营养盐污染的根本措施。1972年美国国会颁布的《海岸带管理法》，使海

岸带综合管理（Integrated Coastal Zone Manage-ment ，ICZM ）作为一种正式的活动首先得到实施，通过采取政治、经济、行政与联邦一致性的综合立法形式、分级与分散的管理下部门间的协调、广泛的公众参与等方面进行加强。这标志着美国“海岸带管理”掀开了新的一页[7]，这也对美国海岸带地区土地利用方式转变起到重要的引导作用。

2围海造地对生态环境的影响

各国围海造地的历史发展都证明，围海造地给生态环境带来了一系列的负面影响，从生态系统服务功能角度来看[8]，这些影响主要表现在以下4个方面：2.1对生境功能的影响

研究证明[6]，当不透水地表覆盖率（即水泥面或刚性表面在整个土地面积中所占的百分比或比率）达到10%的阈值时，环境会普遍发生退化。围海造地通常会导致生物多样性下降，天然湿地减少，不少栖息地动物和植物灭绝。生物物种迁徙，尤其在河口相当一段空间潮汐消失，河口至河道从海水到淡水不再有梯度变化，海洋植物和海洋动物生存环境受到严重影响。2.2对调节功能的影响

围海造地使自然纳潮空间区域大大缩小，滩涂消失，失去了波浪消能空间，加大了潮灾的隐患；河床淤积也会影响泄洪安全。同时，许多港湾外航道的水流明显减慢，海水自净能力减弱，加大赤潮发生的频率和强度；填海材料中的污染物质和围填海活动过程中产生大量悬浮泥沙也对海洋环境产生一定影响，导致水质恶化。此外，海滩和沙坝消失，海浪对沿海地区的冲击会进一步增大，海水倒灌现象会加剧[3]。围海造地造成海岸线的变化也影响着

现代沉积物的沉积[9，10]

。

2.3对生产功能的影响

大规模的围填海工程造成了海湾地形和水流的变化，影响了鱼群的栖息环境和鱼类的洄游规律，使渔业资源受到影响。与此同时，迅速发展的工业、海运业、养殖业及急剧增加的城市人口，不断将大量污染物质排入海中，严重影响了渔业资源的再生能力和海水养殖业的发展。2.4对信息功能的影响

海洋与海岸带生态系统具有很大的旅游娱乐价值，围海造地破坏了原有生态景观，对旅游、娱乐

266

等行业将产生较大影响，对沿海地区历史、文化等方面的价值也有影响[11]。

3围海造地生态环境影响效应评价围海造地对生态环境的影响研究经历了逐步深入的过程。围海造地对海域造成的最直观的影响是水动力条件和海洋冲淤条件的改变，最初人们对围海工程的影响进行论证多从这两方面的影响来考虑，包括引起的潮量变化、各水道流速变化及长时期的底床变形[1、12~14]。随着海洋环境问题不断引起人们的关注，越来越多的学者开始对围海带来的环境问题进行深入的探讨，包括以COD为指标因子，对COD浓度场的改变及污染物通量的变化进行计算分析，并从水环境质量、海洋生物种类和群落结构等方面进行分析，以纳潮量的减小定性的判断海域环境容量的减小[14~17]；更多的学者从生态价值角度对填海造成的影响进行了评估、预测[18~21]。应当说，目前已有研究已形成对围海造地生态环境影响评价的框架，但尚未形成系统的评价指标体系。

3.1指标体系构建

综合考虑围海造地对生态环境的影响面以及指标的可获得性，遵照科学性和综合性原则、可行性和代表性原则、层次性和系统性原则，基于层次分析法以及定性与定量相结合的评估方法，从围海造地对生态和环境两方面的影响选取9个指标，建立围海造地生态环境影响效应评价指标体系，见表1。3.2指标选择解释

（1）对生境的影响。围海造地对湿地的破坏导致海域生物多样性受损，生物种类减少，因此选择该项指标来反映围海造地对生境功能的影响效应。

（2）对渔业资源的影响。渔业是沿海地区最重要的产业之一。围海造地破坏了生态

环境，必然会进一步波及到渔业，所以

选取代表鱼种数量来衡量这一影响，

这也是对生态系统生产功能影响的重

要表征。

（3）对水动力条件的影响。海域

水动力条件对近海环境质量的影响

是比较大的，而海域水动力状况与海

域岸形岸线的变化又是密切相关

的。不同深度水域面积的变化和岸

线长度是反映岸线变化的基础指

标。围海造地对岸形变化有必然影响，从而造成水动力环境的改变，而所以选择水域面积和岸线长度来表征这方面的影响，其中以潮间带面积变化最具代表性。潮间带是指最低潮时暴露、最高潮时淹没的海滩。只要知道一个潮周期内的最高潮位和最低潮位，根据地形数据就能计算出该地区的潮间带面积[20]。

（4）对海洋冲淤条件的影响。围海造地会对海洋冲淤形成影响，纳潮量、水深以及流速的变化可以反映这种影响，其中纳潮量需要通过计算获得。港湾的纳潮量是反映湾内水体与外海海水交换的一个重要参数。纳潮量和潮汐周期水体交换量的减少将直接影响到海水水位、流速、海湾污染物的迁移扩散。纳潮量的计算公式为：

Q=（S1+S2/2）·ΔH（1）式中Q为纳潮量；S1为海域面积；S2为滩涂面积；ΔH为潮差。该式表明了纳潮量与纳潮水域面积直接相关，随着围海造地，减少纳潮水域面积，会相应减少纳潮量及潮流的流速[14]。

（5）对环境质量的影响。围海造地会对海洋纳污能力产生影响，所以需要通过考察海水中无机N 含量、无机P含量和COD浓度变化来研究这种影响。

3.3生态环境效应影响案例分析—以胶州湾为例

根据已构建的指标体系，以胶州湾为例，初步估测围海造地对海岸带生态环境的影响程度。

胶州湾位于35°58′N～36°18′N、120°03′E～20°23′E之间，是山东半岛西南部黄海伸入内陆的略呈扇形的天然海湾，平均水深约7m，最大水深m，总面积388km2，被誉为青岛市的“母亲湾”。青岛市的7个区和5个县级市环湾而建，依湾而兴。胶州湾孕育了一个优良的亿吨大港，形成了环胶州湾产业集聚带，从而拉动着青岛经济、社会、

目标层A 围海造地生态环境影响效应评价效应指标层B

生态效应B1

环境效应B2

分析指标层C

对生境的影响C1

对渔业资源的影响C2

对水动力条件的影响C3

对海洋冲淤条件的影响C4

对环境质量的影响C5

具体指标要素D

生物种类数量D1

代表鱼种数量D2

水域面积D3

岸线长度D4

纳潮量D5

水体积D6

无机N含量D7

无机P含量D8

COD浓度D9

指标解释

主要指潮间

带生物种类

以潮间带面

积为主要参

考代表性断

面潮通量表1围海造地的生态环境影响效应指标体系

Table1Indicators System of Reclamation Impacts to Ecosystem and Environment

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文化等各项事业的发展。从这个意义上，胶州湾又可称为青岛市的“财富之湾”。

根据历史文献和近年来研究[22]，胶州湾在不同时期的最大水域面积分别是：1928年560km 2；1958年535km 2；1977年423km 2；1988年390km 2；2001年367km 2，2003年362km 2。不难看出，1958年~2003年胶州湾面积减少了173km 2，缩小了近1/3。由于20世纪50年代以后工、农、渔、盐等行业纷纷向胶

州湾“进军”，对胶州湾的开发和利用程度加大，围海造地和各种海洋工程开发致使胶州湾水域面积急剧缩小。由此带来的后果是，胶州湾的纳潮量不断减少，自净能力在削弱，而海水的污染却一年比一年加重。专家指出[22]

，如果任由胶州湾海域面积继续缩小，不远的将来，青岛港将因为泥沙淤积而成为死港，青岛的经济优势将随之不复存在。在一定程度上，污染可以治理，但是一旦围海造地，其造成的生态影响是无法还原的。因此，有效评价围海造地对胶州湾地区生态环境的影响具有十分重要的现实意义。

针对已有胶州湾生态环境数据，利用Mathpro 小型专家决策系统进行层次分析法运算，构造胶州湾地区围海造地的生态环境影响评价的判断矩阵。

根据影响指标体系和指标可获得情况，收集研究区域1960s~1990s 三个时段9个类别的数据。为反映影响效应，求得每项指标的区间年变化率，并利用极差标准化公式对数据进行标准化，以消除不同指标的取值范围和单位不同所产生的量纲影

响。对正指标有：

（2）

对逆指标：

（3）

经过这种标准化所得的新数据，各要素的极大值标准化为1，极小值为0，其余的数值在0和1之间。

将相应的标准化数值与上述权重结果乘积求和，可以得到1960s ～1980s 胶州湾区域围海造地的生态环境影响度为0.446，1980s ～1990s 为0.557。可以看出，后期围海造地对生态环境的影响程度大于前期，一定程度上说明了胶州湾地区围海造地强度逐渐增大的同时，其对生态环境的影响程度也呈现出逐渐增大的态势。

其中，围海造地对胶州湾地区海岸带的生境动能和生产功能影响最为显著，围海造地改变了胶州湾地区海岸带生态环境的自然属性，使得沿岸生物栖息地破坏严重，这对生物资源影响巨大，生物种类数量和代表鱼类数量急剧下降。这种变化主要表现在岸滩潮间带地区，20世纪60年代胶州湾河

口附近潮间带生物种类多达54种，70年代减到33种，80年代只剩下17种，原有的14种优势种仅剩下一种，东岸的贝类养殖已不复存在[22]。此外，作为主要纳潮区域，胶州湾面积缩小造成的直接结果是纳潮量减小，并影响到对污染物的输送以及对海域的流通量、水位、流速等水动力条件[15]，使物理自净能力削弱，这大大的降低了海湾的调节功能。

对于整个胶州湾地区而言，围海造地所造成的生态环境影响已经明显显现并在某种程度上造成不可逆转的局面。因此，如何在有效利用海洋空间资源基础上，以最小的生态环境影响为代价，科学规划、合理控制围海造地，这是一个需要摆在战略高度上的问题。

C 1C 2C 3C 4C 5

B 1

0.5000.5000.500

B 2

0.5000.3330.3330.333

W 0.2500.2500.1670.1670.167

排序11333

表2B-C 判断矩阵及层次排序

Table 2B-C judging matrix and hierarchy sorting

D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 9

C 1

0.2501C 2

0.2501C 3

0.1670.5000.500

C 4

0.1670.6670.333

C 5

0.1670.3330.3330.333

W 0.2500.2500.084

0.0840.1110.0560.0560.0560.056

排序114436666

表3C-D 判断矩阵及层次排序

Table 3C-D judging matrix and hierarchy sorting 268

4结论与讨论

通过对围海造地的国际经验与教训的总结，提炼出围海造地对生态环境的影响面，据此构建围海造地生态环境影响效应指标体系，并通过胶州湾实证分析进行了初步应用研讨。主要研究结论为：（1）根据成因，围海造地可以分为生存安全需求主导型、工业化发展需求主导型、城市化发展需求主导型3种主要模式，其主要代表分别为荷兰、日本和美国。

（2）各国围海造地的历史发展证明，围海造地给生态环境带来了一系列的负面影响，并表现出共同性。根据这些影响，可以初步构建围海造地生态环境影响效应指标体系。具体分为生态效应与环境效应两个方面，分别包括对生境的影响、对渔业资源的影响、对水动力条件的影响、对海洋冲淤条件的影响、对环境质量的影响等多项指标。

（3）以胶州湾为研究区域，通过收集该地区1960s~1990s3个时段9个类别的生态环境数据，利用Mathpro小型专家决策系统进行层次分析法运算，得到1960s~1980s胶州湾区域围海造地的生态环境影响度为0.446，1980s~1990s围海造地的生态环境影响度为0.557，一定程度上说明了胶州湾地区围海造地强度逐渐增大的同时，其对生态环境的影响程度也呈现出逐渐增大的态势。

研究表明，数据的可获得性和各指标权重的确定是决定运算结果准确度的两个关键因素。数据因素直接决定了指标体系的构成，权重因素与最终结果密切相关。这些有待在下一步研究中继续探讨与完善。

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Studyon the Impacts of M arine R eclamation

on E co-env ironment

YU Ge 1,ZHANG Junyan 2,LU Chunxia 3,XIE Gaodi 3，YU Xiaomeng 3

（1.College of Environmental Sciences and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China ；

2.Chinese Meteorological Administration,Beijing 100081,China ；

3.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,CAS,Beijing 100101,China ）

Abstract:Reclamation is an important manner mankind takes to exploit the ocean and expand producing and living space.Yet as natural bank shape is changed in a short term and on a small scale,the whole natural system is violently disturbed and further misbalances are incurred,which affect the stability,diversity and sustainability of the seashore.In order to best avoid and weaken the negative impact of reclamation,analysis and evaluation of possible effects should be done as,theoretical preparations for settling the problem.In the first place,this article analyzes the experiences of reclamations in various countries and summarizes its impact on eco-environment from the perspective of the serving function of ecosystem.The experience of Holland,Japan and U.S.A.reflects that reclamation can result in considerable influences on eco-environment 1)Reclamation destroys the habitat ；2)Reclamation affects the adjusting ability of costal area ；3)Reclamation reduces the production of costal area ；4)Reclamation changes the original landscape,which will greatly influence local tourism and recreation industry.How to discuss the effects brought by reclamation is a step by step process,which are developed by many scholars.Sticking to the principles of being scientific,comprehensive,practical,typical,progressive and systematic,we apply the analytic hierarchy process (AHP)and consider both qualitative and quantitative attributes at the same time to integrate the effecting aspects and indicators available,selecting 9indicators as the base of the system.In the last part the degree of effect in the Jiaozhou Bay case study is calculated.Jiaozhou Bay is a typical bay in Shandong peninsula and it is also an important bay to the city of Qingdao.According to judging matrix and hierarchy sorting and different indicators,the calculated degree of reclamation effect to environment and ecosystem in Jiaozhou Bay is an increasing process.From this point of view,we can conclude that the effect degree of reclamation to eco-environment is aggravating as the reclamation scale enlarges.Key words:Marine reclamation ；Eco-environment ；Impact ；Jiaozhou Bay

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