海平面上升對我國重點沿海區域發展影響研究中期檢查報告

一、研究進展情況

1.研究計劃總體執行情況及各子課題進展情況

依據項目研究計劃，圍繞項目的核心科學問題，項目組進行了文獻、數據資料搜集與整理分析，集中完成期前調研分析。結合專題調研，深入開展子課題的專項研究工作，進行專家咨詢，并召開座談會對項目開展深入研討論證。

第一，基于觀測資料和模型模擬技術，深入研究了東中國海和南海海平面的變化趨勢及特征；并且初步探討了不同氣候情景下的海平面變化情況，及其對中國沿海區域自然環境潛在影響；

第二，分析、把握了諸多系統（經濟子系統、社會子系統、資源子系統和環境子系統等）與海平面上升的關系及內在機理，初步完成了“海平面上升對沿海發展影響專業化云數據庫指標篩選”研究，并且構建了“海平面上升對沿海發展影響評估框架”及“海平面上升影響下沿海發展脆弱性評估模型”；

第三，探究了海平面上升對我國重點沿海區域的可能影響，并以珠江三角洲區域和渤萊灣沿海區域為例，深入研究了海平面上升對上述區域的可能的淹沒情況、咸潮入侵等情況。

第四，初步構建了“海平面上升影響動態監測指標體系”及“海平面上升影響動態監測數據庫”，并開發了適用于海平面上升影響動態監測多源異構數據的融合和空間化改造方法實現海平面上升影響動態監測信息管理，為海平面上升影響動態評估及應對決策提供了重要的基礎信息支撐。

第五，初步完成“海平面上升影響應對決策及政策體系”國際進展研究，分析了海平面上升對不同類型區域影響，并對其進行空間特征分類研究，完成海平面上升對沿海城市（群）區域、離岸島嶼的影響對策階段研究，正開展基于陸海統籌治理思想的海平面上升對策體系建設。

子課題一：中國沿海相對海平面變化預估及其自然影響研究

子課題一圍繞該子課題的主要研究內容和研究目標，系統研究了“東中國海海平面變化趨勢”、“南海海平面變化趨勢”和“典型情景下海平面預測”等三部分研究內容，取得了以下三個方面的成果，為子課題一的后續進一步研究起到了重要的支撐作用

（1）完成東中國海海平面變化趨勢相關研究

對全球及區域海平面變化的影響因素的研究已經較為成熟，但對較長時間尺度的海平面變化及預測的空間分布特征的研究還比較少。根據POP模型的模擬結果顯示，到21世紀末東中國海海平面將上升約12-20cm。渤海海平面升高比較大，達17cm；黃東海東岸比西岸上升劇烈，朝鮮半島沿岸上升16cm以上，黃東海中國沿岸上升約13cm，硫球群島附近海區的上升值達20cm。整體上來看，到21世紀末東中國海海平面上升主要來自海洋動力因素變化導致的海水質量輸入，占總海平面升高的65%，剩下的為海水密度變化導致的比容海平面變化占35%。如果加上陸地冰川融化影響，到21世紀末東中國海海平面將上升22-40cm。并撰寫了論文《基于多源數據評估海平面上升對東中國海沿岸脆弱區的影響》，已投《河海大學學報》（自然科學版）。

（2）完成南海海平面變化趨勢相關研究

針對南海海平面，我們提取了1950~2001年52年間南海海平面具有的上升趨勢和年際信號，得到的總海平面的線性上升速率為1.8mm/a。根據分析結果，1993~2013年，南海海域普遍均呈線性上升的趨勢，主體海域的上升速率較大，約為3.5~7.5 mm/a。到21世紀末，在RCP4.5排放情景下，南海平均海平面將升高15~39cm，上升比較顯著的海域位于南海中部、南部海域和呂宋島東部海域。如果加上格陵蘭和南極等陸地冰川融化的影響，21世紀南海總海平面上升值將可能達到35~75cm。另外，南海海平面變化具有顯著的空間分布特征，具體表現為“西北低-東南高”。并撰寫了論文《基于RCPs情景及不同模型的21世紀南海海平面上升對比和預估分析》，已投《海洋通報》。

（3） 初步完成典型情景下海平面預測相關研究

在21世紀，動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5情景下分別表現出線性增加和加速上升的變化。到21世紀末，動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5情景下分別上升可達2cm、3.5cm、5cm和7cm。中等排放情景的RCP4.5和RCP6路徑下的動力海平面變化介于RCP2.6和RCP8.5之間。并撰寫了論文《基于RCPs情景及不同模型的21世紀南海海平面上升對比和預估分析》，已投《海洋通報》。

子課題二：海平面上升對沿海發展影響機理及評估研究

子課題二圍繞該子課題的主要研究內容和研究目標，基本理清了“海平面上升對沿海發展影響機理”、“搭建海平面上升對沿海發展影響專業化云數據庫”、“構建海平面上升影響下沿海發展脆弱性評估體系”和“劃分海岸帶脆弱性等級梯度標準”等四部分研究內容的內在邏輯關系，取得了以下五個方面的成果，為子課題二的后續進一步研究起到了重要的支撐作用。

（1） 初步完成構建了海平面上升對沿海發展影響機理及評估框架

2015年10月項目立項后，子課題二圍繞海平面上升對沿海發展影響機理及評估框架構建，開展了多次研討，結合已有研究文獻和前期調研成果，已初步構建了海平面上升評估框架，撰寫了《海平面上升對沿海發展影響評估研究框架構建》學術論文。

（2）初步把握了海平面上升對沿海發展影響機理

海平面上升對于沿海發展的影響是多方面的，其主要表現為對沿海地區經濟子系統、社會子系統、資源子系統和環境子系統的影響。由于沿海地區各個子系統間不是互相孤立的，因此影響也不是單一的，而呈現出了一定的復雜性和多樣性。為了能夠有效識別和分析海平面上升與這些子系統的內在聯系，研究借鑒SPRC模型的思路，分析了海平面上升對沿海地區各子系統的影響路徑及其結果，并在此基礎上提出了應對和預防海平面上升的工程措施和非工程措施。課題組撰寫了《海平面上升對我國沿海地區發展影響探究》論文。

（3）初步完成“海平面上升對沿海發展影響專業化云數據庫指標篩選”研究

構建專業化的云數據庫是分析和評價海平面上升對沿海地區發展影響的基礎。根據海平面上升對沿海發展影響機理的研究成果，目前課題組已經完成了資源子系統和環境子系統的指標篩選工作。其中：按照“暴露性—敏感性—適應性”的指標篩選思路，構建了包括“濱海濕地生態系統脆弱性指標”、“紅樹林生態系統脆弱性評價指標”、“河口紅樹林濕地生態系統健康評價指標體系”、“紅樹林濕地生態系統健康評價指標體系”等內容在內的生態環境脆弱性評價指標體系；按照“資源數量—資源質量—資源利用”的思路構建了“土地資源系統”、“水資源系統”、“森林資源系統”在內的資源系統指標體系。這些指標體系的構建為下一步系統收集數據、構建云數據庫奠定了基礎。

（4）初步完成“海平面上升對沿海發展影響機理”的關聯性研究。

由于海平面上升對于沿海地區發展的影響是多方面的，因此需要在推進主體內容研究的同時展開關聯性研究。比如：圍繞城市土地問題，通過對長三角城市群城市工業用地的生產效率進行研究，發現企業作為工業用地的使用者，對不同環境約束做出的響應會對工業用地效率產生影響，從可持續發展角度看，事前響應模式測算能真實的反映長三角城市群工業用地效率的變化。該項目研究成果也適應于海平面上升這一背景，研究中關于城市工業用地效率測算的內容以及相關主體采取不同措施對工業用地效率的影響分析，可以為進一步的海平面上升對沿海地區發展影響研究提供借鑒。撰寫了《差別環境響應下的城市工業用地效率研究》論文。

（5）初步完成海平面上升影響下沿海發展脆弱性評估模型群構建

基于模糊集理論的綜合評價方法的優勢在于評價指標體系在定量指標的基礎上可以融入定性指標。對具有模糊性和不確定的評價環境具有實用性，但難免會受到主觀因素的影響。基于隨機數學的方法可以避免“主觀任意性”，但模型相對復雜。海平面上升影響下沿海發展脆弱性評估是十分復雜的大系統問題，評價中不僅涉及到諸多因素，而且指標往往具有不同的層次。要找到一種理論上嚴謹且又實用的評價方法并非易事。本研究初步構建了包括：改進的ISODATA聚類分析方法、基于模糊集理論的混合型模型和基于信息熵的投影尋蹤模型、BP人工神經網絡算法、決策樹分析方法、圖層疊置法、空間多準則評估法等在內的沿海發展脆弱性評估模型群。實證分析時將運用不同的方法分別進行評價，相互驗證，盡可能獲得切合實際的評價結果，為決策咨詢提供支撐。

子課題三：海平面上升對重點沿海區域發展影響評估實證研究

子課題三圍繞該子課題的主要研究內容和研究目標，初步完成了 “海平面上升背景下咸潮入侵對珠江三角洲區域發展影響評估”、“海平面上升背景下海水入侵對渤萊灣沿海區域發展影響評估”和“海平面上升對中國沿海淹沒影響”等三部分研究內容，取得了以下三個方面的成果，為子課題三的后續進一步研究起到了重要的支撐作用。

（1）初步完成“海平面上升背景下咸潮入侵對珠江三角洲區域發展影響評估”的研究

利用三維無結構化三角網格海洋數值FVCOM模型建立了珠江口咸潮入侵數值模型FVCOM-PR，研究珠江口潮汐活動特性、南海北部灣環流的季節變化引起的海平面季節變化對珠江口潮差的影響以及氣候變化下的海平面季節變化對珠江口咸潮入侵的影響。結果顯示，高海平面下（10月份）咸潮上溯的距離比低海平面下（4月份）咸潮上溯的距離增大約5.5km。海平面上升50cm后，高海平面比低海平面下的入侵距離要增加約9.3km。海平面長期變化（海平面上升50cm后）將使咸潮入侵的距離將增加7.4-11.2km。徑流是咸潮上溯的最主要的壓制力，上游河道徑流量的大小直接影響咸潮上溯的強度。冬、春季表層咸水入侵嚴重。秋季咸水入侵距離有一個明顯增大過程。

（2）初步完成“海平面上升背景下海水入侵對渤萊灣沿海區域發展影響評估”的研究

課題組計算了2050年和2080年在海平面上升背景下出現百年一遇極值水位時，渤萊灣可能的淹沒面積，以此為根據完成了適應海平面上升所需增加的渤萊灣海堤高程的投入效益分析。評估在考慮氣候變化后加高、加固和新建海堤的投入與采取措施后所新增的保護區內的GDP之比值，從而判斷海岸帶對氣候變化的適應效益。對渤萊灣開展了適應海平面上升投入效益分析。淹沒損失分析顯示：在百年一遇高潮位上，上升50cm情景下，年均淹沒損失值占河北、天津和山東三省市GDP之和0.18%。因此，若從百年一遇高潮位起算海平面上升50cm，則加高加固費用為105億元，占河北、天津、山東三省市GDP之和的0.003%。

（3）初步完成了海平面上升對中國沿海淹沒影響

在以上研究的基礎上，首先開展對我國南海、東中國海及整個中國海海平面上升預測，以便進一步研究沿岸區域可能出現的淹沒范圍，為我國防災減災作出參考，已經發表《氣候變化背景下海平面上升對中國海岸帶的影響》，指出2080年當出現百年一遇水位時中國沿岸可能受影響的面積為104.94×103 km2，約占國土總面積的1.09%。淹沒區域主要集中在我國三大脆弱區：珠江三角洲、長江三角洲以及黃河三角洲與渤萊灣。這些研究結果將為我國政府應對海平面上升對脆弱區影響，岸線防護方面提供一定的參考。

子課題四：海平面上升影響動態監測與管理研究

為有效推進子課題4的研究進程，2015年10月項目立項后隨即成立了課題組，劉克修負責總體內容設計、任務分工、協調和組織工作，以及與其他子課題的對接工作。楊鷹負責收集分析與海平面上升影響監測相關的理論資料和數據；胡恩和、徐青負責篩選、分類、優化海平面上升影響監測的指標，構建體系海平面上升影響監測指標體系；韓玉婷海平面上升影響動態評估方法研究，評估區域沿海主要淹沒區的時空分布變化特征，分析區域沿海主要脆弱區的演變趨勢；張鑫負責對海平面上升影響監測指標體系進行優化選擇，設計構建海平面上升防御標準體系，確定海平面上升防御指標的權重；陳美榕負責整理海平面上升影響的綜合數據信息，構建海平面上升影響數據庫。并在多次研討的基礎上制定了具體的研究工作方案，圍繞子課題四的主要研究內容和研究目標，主要完成了以下三個方面的研究工作。

（1）初步構建了海平面上升影響動態監測指標體系

為了突出脆弱性評估的實用性和可操作性，以海平面業務化工作為基礎，依據《海平面觀測與影響評價》（HY/T 134-2010）標準，子課題四分析了全國海平面變化影響調查評估工作成果，對海平面變化影響信息進行甄別和篩選，結合本項目預期研究目標，初步構建了海平面上升影響動態監測指標體系。

（2）開發了適用于海平面上升影響動態監測多源異構數據的融合和空間化改造方法

海洋觀測預報數據信息是地方經濟建設和社會發展重要基礎數據之一，由于其數據源與信息源分布于多個不同網絡中，且存儲與展示形式各異，一直難以被統一集成和很好地應用。為此，子課題四研制了適用于海平面上升影響動態監測多源異構數據的融合和空間化改造方法，為海平面上升影響動態監測的實踐過程提供了方法支持。

（3）初步構建了海平面上升影響動態監測數據庫

初步構建了海平面上升影響動態監測數據庫，設計框架結構、元數據庫、基表、存儲空間、用戶角色與權限、數據管理維護流程等功能，實現海平面上升影響動態監測信息管理，為海平面上升影響動態評估提供了重要的基礎信息支撐。

子課題五：海平面上升影響應對決策及政策體系

子課題五圍繞該子課題的主要研究內容和研究目標，開展了 “海平面上升影響應對決策及政策體系國際進展研究”、“海平面上升對不同類型區域影響的分類空間特征研究”、“海平面上升對沿海城市（群）區域的影響對策階段研究”、“完成海平面上升對離岸島嶼影響對策的階段研究”和“基于陸海統籌治理思想的海平面上升對策體系建設”等五部分研究工作，取得了以下五個方面的成果，為子課題三的后續進一步研究起到了重要的支撐作用。

（1）初步完成“海平面上升影響應對決策及政策體系”國際進展研究

根據申請過程分工以及立項后項目時期專家提出的意見和建議，第五子課題“海平面上升影響應對決策及政策體系”開始正式啟動子課題研究的前期研究任務通過文獻搜集和整理工作，初步發現海平面上升對策決策過程存在科學研究與決策主體關系的矛盾，對策選擇存在改變環境到改變人類活動的適應對策演變過程，基于生態環境和公眾參與適應措施、市場工具和治理系統等也是應對海平面上升有效途徑。撰寫了《海平面上升問題對策研究國際進展》研究論文。

（2）初步完成海平面上升對不同類型區域影響的分類空間特征研究

在國際文獻梳理過程中發現，國際海平面上升問題對策研究首先受到不同類型沿海（海島）區域自然地理特征的影響，同時受不同類型國家、地區社會經濟發展以及開發歷史過程的影響，影響對策是人地（人海）復合系統長期作用的反映，為了便于深入研究區域影響對策，本課題組提出基于海洋生態文明建設的沿海開發與海平面上升對策的不同區域類型，包括海岸帶開發、海灣及邊緣海開發、遠洋海域開發、離岸海島開發等4種類型。在此基礎上，結合我國沿海區情提出河口三角洲區域及海灣區域、離岸海島區域、大城市群區等主要區域類型，進一步細化和規范化有關海平面上升影響區域類型和應對對策類型問題研究。撰寫了《面向海洋生態文明建設的海洋開發空間特征評價》研究論文。

（3）完成海平面上升對沿海城市（群）區域的影響對策階段研究

在以上分類基礎上，首先開展我國海岸帶城市群發展與布局特征及其與自然環境的關系實證研究，以便解決我國沿海聚落（城市、鄉村）與海洋環境變化的人海空間作用機理問題，為影響對策體系建設提供基礎研究文獻，通過分析20 世紀90 年代以來中國沿海城市群城鎮化效率特征及其障礙因子，指出我國沿海城市群城鎮化全要素生產率、技術效率、技術進步、純技術效率和規模效率指標變化的平均值均呈上升趨勢，影響沿海城市群城鎮化效率的前5 位障礙因子是城鎮化率、社會消費品零售額、地區生產總值、城市建成區面積、工業SO2 排放量，該我國城市應對海平面上升的對策體系建設提供城市群量級的政策切入視角。已發表《中國沿海城市群城鎮化效率測度及其障礙因子診斷》。

（4）完成海平面上升對離岸島嶼影響對策的階段研究

完成離岸海島（小島國）海平面上升問題對策的國際文獻梳理，從生態系統、產業發展和安全隱患三個方面闡述海平面上升對海島的空間影響，從適應性的增強、居住地的變遷和持續性的管理三個方面總結海島應對海平面上升的相關對策。已發表《海平面上升對海島影響及對策的國際研究進展》。

（5）開展基于陸海統籌治理思想的海平面上升對策體系建設

我們研究過程中體會到，海平面上升雖然表現為局域空間（海岸帶、海島等）影響，但是確是長期全球海陸相互作用（尤其是人海相互作用）導致氣候變化和岸線（海島）環境承載能力變化造成的結果，需要將更大范圍的內陸人類活動以及深遠海開發與保護活動同意考慮進來，以便形成國家乃至國際組織層次的共識以及應對策略。基于該方面考慮，課題組已經開展基于國內外調研的相關研究，指出海洋開發與保護問題應對需要全球政策協同和國際治理合作；同時，指出梳理陸海一體的資源配置和環境治理理念，強化陸海聯通互動的基礎設施建設一體化，建立陸海統籌的要素投入與產業組織體系，推動陸海統籌的空間規劃與管理機制建設，為研究出臺海平面上升對策體系建設進行鋪墊宣傳。以上成果發表了《淺析國家管轄外海域海洋治理》論文，撰寫了《陸海統籌視域下的海洋經濟發展解析》論文。

2.調查研究及學術交流情況

（1）學術文獻資料收集

按照基本概念和理論、基本問題、基本研究方法的思路，利用SSCI、SCI|、EI、Jstor，Springer，Proquest等國際學術文獻服務平臺，搜集近千篇國際領域海平面上升研究及其對策的研究文獻，并已經進行文獻數據分類整理編目,如：《地理科學》、《資源科學》、《經濟研究》、《社會學研究》、《中國人口、資源與環境》、《Environment & Urbanization》、《Ocean & Coastal Management》、《Nature》、《Science》，《海洋學報》、《熱帶海洋學報》、《海洋測繪》、《Geophysical Research》、《Deep-Sea Research》、《Water Science and Engineering》、《Advances in Atmospheric Sciences》、《Journal of Oceanography》、并根據相關性和被引頻率對文獻進行多次梳理，總結并撰寫了相關的文獻材料。

（2）數據資料收集

通過網站下載、實地考察等方式，獲取年鑒類數據、公報類數據以及其他統計數據。其中，年鑒類數據包括：相關年份的沿海各省、市統計年鑒、中國海洋年鑒、中國海洋統計年鑒；公報類數據主要包括：沿海各省、市相關年份的國民經濟社會統計公報、中國海平面公報及中國海洋災害公報；其他統計數據：政府相關機構統計數據、大口門的徑流數據、岸線數據、水深數據、風應力資料、溫鹽資料、開邊界調和常數等。

（3）實地調查

為切實掌握研究區域的基本狀況，課題組人員除了選擇選擇相應政府管理等部門進行調查，并安排有關人員參與海平面變化影響調查工作，已經完成到江蘇、浙江、福建、廣東、廣西和海南等實地調研和訪問，其中包括遼寧盤錦河口地區、秦皇島沿海地區、山東東營黃河三角洲地區、山東萊州灣地區、青島沿海地區、日照沿海地區、鹽城市大豐沿海地區、舟山群島、浙江莆田沿海地區、福建泉州石獅市沿海地區、廈門沿海地區、海南島海口沿海地區等多個地區。

（4）學術會議、學術交流、國際合作等

為推進項目研究，項目組成員多次參加國內外學術會議并作相關報告，與國內外相關專家學者進行學術交流活動。

2015年11月，課題組成員赴南京參加課題1的啟動會；

2016年5月；在青島的課題組例會上就“海平面上升對沿海發展影響評估指標體系的構建等問題”進行了深入的探討；

2016年7月，課題組成員于參加了“中澳災害管理國際學術研討會”并做了題為《The Impact of Sea Level Rise on The Development of Coastal Regions of China》的主題發言；

2016年7月，承辦由中國外交部、南非國際關系與合作部及環印度洋聯盟（簡稱“環印聯盟”）合作舉辦的“第二屆環印聯盟藍色經濟核心小組研討會”，調研環印度洋沿海國家一級小島國的海洋環境應對策略；

2016年7月，參加東亞海洋合作平臺黃島論壇，與東南亞、東北亞學者交流海岸帶發展與布局的地區對策問題；

2016年8月，到美國加州洛杉磯分校（UCLA）參加專業學習培訓，考查港口城市海岸線變換應對設施建設；

2016年11月，參加廈門召開的海洋預報減災國際論壇；

2016年11月參加了河海大學召開的“水與社會”學術論壇，并做了題為《海平面上升對我國沿海地區發展影響探究》的主題報告。

2016年11月，參加海洋預報減災國際論壇；

2016年11月，課題組成員參加海洋預報減災國際論壇；

2016年12月，進行了課題“海平面上升對重點沿海區域發展影響評估實證研究”的啟動會；

2016年12月課題組成員在河海大學參加了課題年會。

2016年12月，南京召開本年度課題總結年會；

2016年12月，參加了項目在南京召開的年度項目學術研究討會；

2016年12月，到南開大學參加第八屆空間經濟學年會，并就海洋空間開發與保護問題發表大會總結發言，提出海岸帶空間開發與保護的對策問題研究應該引起空間經濟學的關注；

2016年12月，到法國布雷斯特參加中國海洋大學-西布列塔尼大學海洋經濟聯合指導博士生答辯（項目組成員為中方指導教師），開展布列塔尼大區沿海海岸環境極其變遷調研；與讓-伯格（Jean Boncouer）教授交流法國本土以及海外領地（法屬波利尼西亞、法屬新克里多尼亞等）的海平面應對策略；

2017年3月，到北京參加“中俄海洋經濟走廊建設”研討會，提出圖們江出海口通道問題與海平面上升應對策略的融合問題；

2017年4月，參與東海分局的海平面變化及其影響論壇；

2017年4月，到美國波士頓參加北美地理學年會（AAG），考查波士頓港口以及查爾斯河流域治理的海陸統籌問題，并與美國本地學者就該問題開展合作交流，6月接待路易斯維爾大學地理系張海峰教授訪問中國海洋大學，就中國-美國城市型海岸帶開發與保護問題的國際合作達成共識；

2017年5月31日-6月2日，泰國清邁召開的“第九屆中國-泰國海洋科技合作研討會”，并做了《南海海平面變化及其影響評估示例》的學術報告

2017年6月，應美國進步中心（Center for American Progresss）邀請，到夏威夷參加“中美藍色未來合作”智庫對話會，考查火奴魯魯沿海海平面上升影響情況，到珍珠港內考查美國海洋與大氣局（NOAA）太平洋中心的海洋環境監控總部，與美國學者交流美國太平洋沿海以及海島應對海平面變化的對策。

2017年6月，到上海參加外交部組織、中國銀行承辦的““一帶一路”國際金融交流合作研修班(太平洋島國)”專題講座，與8個國家的財政、金融、外交領域的部長們進行交流，調研其對于海平面上升影響的意見和對策建議；

2017年7月，到天津中國天平洋學會海洋經濟分會學術年會發表主旨演講，闡釋我國以及國際應對海平面上升的策略；

2017年8月，在青島主持中國海洋學會海洋經濟分會學術年會，提出我國海洋經濟發展與海岸帶環境變化應對的理論機理。

3.成果宣傳推介情況

（1） 按照學術規范撰寫了多篇學術論文，目前有8篇論文已被CSSCI期刊錄用：《中國沿海城市群城鎮化效率測度及其障礙因子診斷》（《華東經濟管理》，CSSCI），《海平面上升對海島影響及對策的國際研究進展》（《資源開發撒與市場》CSSCI擴展版期刊）、《陸海統籌視域下的海洋經濟發展解析》（《中國海洋報》理論板）、《淺析國家管轄外海域海洋治理》（《中國社會科學報》）、《海平面上升對我國沿海地區發展影響探究》（已被《河海大學學報》（哲學社會版）錄用再修過程中）、《海平面上升對沿海發展影響評估的研究框架構建》（已被《河海大學學報》（哲學社會版）錄用再修過程中）、《差別環境響應下的城市工業用地效率評價—基于長三角城市群的實證分析》（已被《經濟與管理研究》錄用，待刊發）、《Evaluation of sea level rise in the Bohai Bay and the associated response》（《氣候變化研究進展》(英文版)，EI），其中前四篇已發表。

另外還有6篇論文已投：《基于RCPs情景及不同模型的21世紀南海海平面上升對比和預估分析》(已投《海洋通報》)、《基于多源數據評估海平面上升對東中國海沿岸脆弱區的影響》（已投《河海大學學報》（自然科學版））、《海平面上升背景下中國沿海百年一遇增水越堤與淹沒的精細化模擬》（已投《海洋工程》）、《海平面上升對渤萊灣沿岸地區海水入侵淹沒范圍的影響預測》（已投海洋預報）、《重點沿海區域適應適應海平面上升的成本效益分析》（已投海洋湖沼通報）、《海平面上升對珠江口風暴潮和工程水位的影響》（已投《河海大學學報》（自然科學版））。

（2）2017年4月-6月，參加國家海平面研討會議，在會議中將海平面上升背景下珠江口地區所面臨的淹沒風險、咸潮入侵情況預測等研究成果提出并與參會專家進行交流討論，并將其記錄于會議報告中。

（3）課題組成員于2015年至2017年間多次參加了“年度海平面變化影響調查評估工作技術培訓會議”，并做了《海平面變化影響調查信息采集》、《重點區域實地調查》和《海平面變化影響調查信息上報系統介紹與演示》等主題報告，同與會專家學者就海平面變化影響評估等研究內容進行了交流。

（4） 2017年1-3月以及4月，受國家海洋局大洋協會邀請，參加國家深海安全方面的報告（因報告涉密，不便透露全稱）撰寫和審定工作，將遠程離岸海島海平面應對問題有關建議寫入報告內容。

（5）2017年1月發布的《2016年中國海平面公報》中，采用了該項目的部分研究成果，產生了良好的社會效益。

二、研究成果情況

通過近2年的研究工作，該項目進行了在RCPs情景下中國沿海海平面變化預估、中國沿海重點區域相對海平面隨機動態預測、海平面上升對中國海岸帶自然影響預測，并建立了海平面上升對重點沿海區域海岸帶脆弱性影響基礎數據庫、云數據庫，取得了一批代表性成果。在核心期刊發表了4論文，此外還投稿11篇，其中已錄用8篇，項目報告1篇。

1.《基于RCPs情景及不同模型的21世紀南海海平面上升對比和預估分析》，已投《海洋通報》。

（1）21世紀南海海平面變化主要內容和結論

工作著手于對區域海洋數值模式的選擇和精細化設計，重點區域劃分南海與東海進行研究海平面上升的影響。再結合驗潮站數據與模式結果共同分析。

本課題在南海區域利用1993~2013年的衛星高度計資料和1950~2001年的海平面重構數據分析了南海海平面的年際、年代際和長期趨勢變化特征，并詳細分析了1950~2001年南海海平面低頻變化特征和主要模態；利用SODA溫鹽數據估算南海比容海平面，通過研究1950~2001年南海比容海平面的年際、年代際和長期趨勢變化特征及主要模態，對比分析比容海平面對南海平均海平面變化的影響，探討南海海平面長期趨勢變化的機制；基于CMIP5模式結果，分析21世紀四種不同溫室氣體排放情景假設下，南海動力海平面變化的時空演變特征；根據CCSM4模式在RCP4.5情景假設下的模擬結果，利用海洋環流三維模式POP，模擬探討了21世紀南海海平面長期趨勢變化的時空分布特征。

大量的研究結果表明，地球系統模式在溫室氣體、太陽輻射等強迫下能夠很好地模擬20世紀全球平均表面氣溫的變化過程，從已有觀測和模擬結果來看，20世紀的全球變暖趨勢將繼續下去，同時在21世紀溫室氣體的排放還將繼續增加，21世紀全球平均海平面也將會繼續上升。

（2）四類不同溫室氣體排放情景

IPCC原來開發的溫室氣體排放情景(SRES)，如常用的A1B、A1FI、A1T、A2、B1 和B2 等情景，受人口、經濟增長和能源結構的影響，并不能完全反映京都議定書等氣候公約中穩定大氣溫室氣體濃度的目標。SRES等情景沒有考慮這些人為減排因素，無法正確反映全球溫室氣體其它減排的真實情況，為此，IPCC 在 2007 年提出了溫室氣體的穩定情景。

表1 代表性濃度路徑RCPs的類型和預計升溫

名稱 輻射強迫 大氣溫室氣體濃度 路徑形狀 2100年預計升溫

RCP8.5 2100年高于

8.5 W/m2 2100年大于

1370×10－6CO2當量 上升 4.6－10.3℃/6.9℃

RCP6 2100年之后穩定在6 W/m2 2100年之后穩定在

850×10－6CO2當量 不超過目標水平達到穩定 3.2－7.2℃/4.8℃

RCP4.5 2100年之后穩定在4.5 W/m2 2100年之后穩定在

650×10－6CO2當量 不超過目標水平達到穩定 2.4－5.5℃/3.6℃

RCP3－PD 2100年之前穩定到3W/m2的峰值 2100年之前達到

490×10－6CO2當量峰值后下降 達到峰值后下降 1.6－3.6℃/2.4℃

為了全面系統的總結穩定濃度情景，產生新的氣候變化情景，用于未來氣候變化影響和對策研究，IPCC 專家組建議21世紀新情景用代表性濃度路徑(Representative Concentration Pathways，RCPs)來表示，代表性濃度路徑(RCPs)的名字比起原來的排放情景更強調氣候變暖的基本原理，有關代表性濃度路徑的詳細描述見參考文獻。IPCC(2014)第五次評估報告中分析了RCPs情景的內在優勢，并描述了4類代表性濃度RCPs (RCP8.5、RCP6、RCP4.5、RCP3-PD)的特征(表1和圖1)。其中，RCP3-PD有RCP2.6和RCP2.9兩種選擇，大多說研究者傾向于使用RCP2.6。RCP2.6為低排放路徑，它與實現2100年相對工業革命之前全球平均溫度升高低于2℃的目標一致，2000~2100年，溫室氣體濃度和輻射強迫則將在2040年左右跨過峰值，然后逐漸下降。RCP4.5和RCP6都為中間穩定路徑，且RCP4.5的優先性大于RCP6，在RCP4.5情景下，溫室氣體濃度和輻射強迫將在2070年趨于穩定。RCP8.5為高排放路徑，其輻射強度高于SRES中高排放(A2)情景和化石燃料密集型(A1FI)情景，溫室氣體排放量、濃度和輻射強迫將隨時間遞增。

（b）不同溫室氣體排放情景對南海海平面變化的影響

CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 )擁有大量的氣候模式的模擬結果，可以允許我們系統的研究熱比容海平面和動力海平面的變化。在低排放情景RCP2.6下，全球變暖的幅度維持在2℃以下，預測到2100年熱比容海平面上升大約為12cm，預測到2300年不也超過21cm。RCP2.6情景下全球動力海平面的變化幅度比較小，大部分海域的上升幅度僅是全球平均水平。由此可看出減排可以有效的降低未來海平面大幅度上升的危險。在高排放RCP8.5情景下，到2100年全球熱比容海平面上升可達30cm，全球動力海平面變化表現出較強區域特征，如北美的東北部沿岸海域動力海平面到21世紀末可上升15~20 cm，即使不考慮冰川融化的貢獻，這個海域的總海平面上升已經接近0.5m到 2100年。對于中等排放情景下，全球熱比容海平面到2100年可上升18 cm，動力海平面變化幅度介于RCP2.6 和 RCP8.5之間（Strauss，2012；潘家華等，2007）。

（c）不同排放情景下南海動力海平面的時間變化特征

圖2是21世紀在溫室氣體排放情景RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5下南海平均動力海平面變化特征曲線。由圖2可知，在21世紀，南海動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5情景下均表現出上升的趨勢，在低排放情景RCP2.6下，動力海平面上升的比較緩慢，2020~2030年之間存在一個較大的波動，2070年之后變化較小；在高排放情景RCP8.5下，南海平均動力海平面呈現出加速上升的趨勢，尤其是2040年之后；在中等排放情景RCP4.5和RCP6下，南海平均動力海平面的變化處于RCP2.6和RCP8.5之間。到21世紀末，動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5路徑下分別可達2 cm、3.5cm、5 cm和7cm。

（d）不同排放情景下南海動力海平面的空間變化特征

圖2中的A、B、C、D四幅圖分別是在新排放情景RCP2.6、RCP4.5、RCP6和RCP8.5下2091~2100年相對于2005~2014年的動力海平面變化空間分布。在RCP2.6排放情景下(圖3A)，動力海平面在整個南海都存在不同程度的上升，北部灣、廣東沿海和臺灣島以東的海域上升快，上升最快的海域位于臺灣島以東海域，到21世紀末，動力海平面相對于21世紀初最大上升約為3.8 cm；泰國灣和南海中東部海域上升的比較慢，在南海呈現一個西北高東南低的模態。隨著溫室氣體濃度的增加，南海動力海平面的變化發生了顛覆性的變化，在RCP4.5情景下(圖3B)，21世紀南海動力海平面表現出臺灣島附近海域和廣東沿海下降，其它海域呈現出不同程度上升的分布特征。與RCP2.6排放情景相比，在南海中部海域和菲律賓以東海域迅速上升，尤其是菲律賓以東海域上升的最快，與RCP2.6相比到21世紀末動力海平面上升高出了7cm，其次是南海部分海域動力海平面上升約高出4cm，而臺灣島周圍海域和廣東沿海呈現了下降了趨勢，到21世紀末與RCP2.6相比下降了約4 cm，泰國灣和南海南部海域與RCP2.6相比基本不變，這可能是由于隨著溫室氣體的排放不斷增加，太平洋海域風強迫異常引起的Sverdrup輸運和海洋環流的變異有關。

對比圖3C和圖3D可發現，RCP6情景和 RCP8.5情景下的動力海平面分布類似。隨著溫室氣體排放濃度的增加，南海東部海域的動力海平面急劇上升，相比于21世紀初海平面的上升幅度最大可達10 cm；另外隨著溫室氣體的增加泰國灣和南海南部的動力海平面太也表現出了快速上升的趨勢；廣東沿海和臺灣島附近海域的動力海平面在RCP8.5情景下比RCP6情景下也有所上升。

在21世紀末，RCP2.6情景下溫室氣體排放量開始減少，但是在RCP4.5和RCP8.5情景下還在繼續加強。到21世紀末 RCP2.6情景下的排放的溫室氣體濃度接近于零，代表了較大幅度的減緩和低排放情景。二氧化碳濃度在2100年達到頂峰，接著是下降，最終穩定在目前或低于目前的濃度水平。在外部強迫減緩的情況下，21世紀之后動力海平面趨于恢復到20世紀最初的結構。相比之下，RCP8.5是一個非減緩的而且是一個非常高的排放濃度下，二氧化碳濃度到2300會達到2000ppm。所以動力海平面表現出了最強的響應，例如南海東部海域和菲律賓以東海域到2100年時可增加15cm，會給這些沿岸區域帶來更大的威脅。

圖4給出了2005~2100年之間南海動力海平面線性趨勢項的空間分布。在低排放情景RCP2.6下，南海海域動力海平面稱呈現出不同程度的上升趨勢，上升最快的海域位于南海中部，隨著溫室氣體濃度的增加，臺灣島附近海域和廣東沿海動力海平面由上升轉為下降；而南海中部、泰國灣和北太平洋副熱帶海域的西部海平面上升趨勢進一步加強。在高排放情景RCP8.5下，臺灣島附近海域動力海平面的下降速率達到2100年約為4 mm/a，可能是該海域部分熱比容海平面位移到該海域，而該處動力海平面下降通過質量重組會加重其他海域的動力海平面上升；南海中東部海域在21世紀顯著上升，上升速率最大可達10 mm/a。

通過以上分析我們知道，在21世紀，動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5情景下分別表現出線性增加和加速上升的變化。到21世紀末，動力海平面在RCP2.6、RCP4.5、RCP6和 RCP8.5情景下分別上升可達2cm、3.5cm、5cm和7cm。中等排放情景的RCP4.5和RCP6路徑下的動力海平面變化介于RCP2.6和RCP8.5之間。

（e）RCP4.5情景下南海海平面預測

情景選擇和模型設置

由以上分析可知，中等排放情景RCP4.5和RCP6路徑下的動力海平面變化介于低排放情景RCP2.6和高排放情景RCP8.5之間，其中，RCP4.5 是中短期(2030 年)適應氣候變化的新情景，相對于其他三個代表性濃度路徑來說，RCP4.5是中間穩定路徑，且較為符合當今的減排措施及果效。因此，本文選擇RCP4.5代表性濃度路徑的情景進行模擬。在RCP4.5情景下，3類溫室氣體(CO2、CH4、N2O)排放量將在2040年達到峰值，溫室氣體濃度和輻射強迫將在2070年趨于穩定，到2100年，全球CO2的排放空間為4.3PgC，對應的CO2濃度為5.26×10－6，是一個比較穩定的情景。IPCC第5次評估報告指出，在RCP4.5代表性濃度路徑下，到2081~2100年全球平均海平面相對于1986~2005年將上升32~63cm。

在本文的數值試驗中，水平方向采用非均勻Mercator網格，緯度范圍為0°~25°N，經度范圍為100°E~125°E，網格大小為1/4°×1/4°，垂直方向共有40層。水平方向上的動量混合采用的是各向非同性的參數化方案，設定在垂直于流的方向上和沿著流的方向的混合系數是不同的。垂向混合采用的是KPP參數化方案，水平的痕量混合采用的是Gent-McWilliams方案。垂直混合以擴散形式實現，擴散系數表達式，其中兩個變量取值為，。

初始條件為海面無擾動，海水靜止。以1850~1870年的平均場為初始場，運行200年穩定后，模式加入月均熱通量、淡水通量和風應力等強迫場和溫鹽側邊界條件，強迫場和側邊界來自CCSM4模式1850~2005年的模擬結果，從1850年積分到2005年，21世紀預測的初始場為2005年12月份的狀態。

預測階段表面強迫場和側邊界條件是CCSM4.0在RCP4.5情景下21世紀的模式結果。表面強迫包括熱通量、淡水通量和風應力，強迫場均來自CMIP5中CCSM4在RCP4.5情景下的模式結果。熱通量、淡水通量和風應力等強迫場是逐時的月均場，其中表面熱通量和表面鹽通量分別以海表面溫度和海表面鹽度的形式給出。側邊界條件是在模式的東西南北四個側邊界設置緩沖區，緩沖區范圍為邊界以內3?。在緩沖區內各層水點采用溫鹽恢復邊界條件，恢復系數均取為30天。模式運行時間是2006~2100年，共積分95年。

圖5是模擬的南海海域春、夏、秋、冬四季多年平均氣候態流場。由于南海海區43.5米深以上的表層流主要受Ekman流的影響，選擇50米深處的海流進行分析。

由該氣候態流場可以看出，南海環流在冬季(12~2月)為氣旋式環流，西邊界流強化現象比較明顯，加里曼丹北側存在著向南的補償流，還有一個較為明顯的逆時針渦旋位于南海南部。夏季(6~8月)則與冬季大致相反，為反氣旋式環流，有一較強氣旋式環流位于越南沿岸附近。南海南部存在以高值中心為主的南沙上層反氣旋環流，在南海的北部，以低值中心為主的氣旋式環流，其影響強度和范圍都弱于冬季氣旋式環流，影響區域要略偏東北。春季(3~5月)氣旋式環流在逐漸衰減，雖然在北部海區的氣旋式環流幾乎沒有變化，但在南海中部出現了反氣旋式環流異常。秋季(9~11月)在南海中部出現氣旋式環流異常，越南沿岸的氣旋式環流范圍擴大。這充分說明了南海上層水平環流存在明顯的季節變化，受季風影響很大，夏季受西南季風控制，冬季受東北季風控制，而春、秋季節是季風過渡轉換的時期。

圖6是模擬和觀測的南海月均海平面變化曲線。模擬的總海平面是指由模式直接輸出的動力海平面疊加上南海海域平均比容海平面時間序列得到的。觀測數據來自于法國空間局的AVISO(Archiving, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic data)多衛星融合高度計資料，時序為2006年1月~2013年7月。為去除高頻的影響，對時間序列做了三個月的滑動平均。2006~2013年間，模擬的海平面上升速率為7.4mm/a，觀測的上升速率為9.0mm/a，二者大致相當。從圖中可以看出，模擬海平面略小于觀測值，一方面，可能是由模式的誤差造成的；另一方面，由于區域海平面變化的影響因素包括海水比容、環流和風應力等動力因素、降水（蒸發）和徑流等質量項、大氣壓強迫和地殼升降等，而模擬海平面只包括比容和動力因素，短期內大氣壓和地殼升降可以不考慮，因此，這里的差異也可能是因為包含降水（蒸發）和徑流等引起的質量項變化。總之，兩個時間序列曲線的變化特征、位相，以及上升趨勢都基本一致，模擬結果較為可信。

（2）學術價值

南海海平面變化與ENSO/PDO、比容等變化因子有很大的相關性。在后續工作中，可利用數值模式設計幾組數值試驗，對影響南海海平面變化的相關機制作為重點內容進行深入分析探討。根據現在開發的新的氣候變化情景其他代表性濃度路徑下，全面考慮不同的氣候情景下南海海平面不同的變化情況，豐富完善海平面上升對沿海發展影響的理論研究，提高海平面上升對沿海發展影響實證研究的水平。另外，區域海平面變化的影響因素比較復雜，除了動力因素和比容因素以外，還包括局地地殼升降、冰川融化、徑流、降水、蒸發等因素，準確分析和預報南海海平面變化需要全面綜合考慮以上因素。因此，發展較完整的中國近海海平面變化及預測評估體系也是一個非常艱巨而又有重要意義的工作。彌補我國海平面上升對海岸帶影響監測管理系統的研究空白，提供我國海洋領域應對氣候變化研究領域重大應用性研究成果。

（3）社會影響

沿海和島嶼居民再就業、醫療、生活設施等也會受到海平面上升的巨大影響；當沿海地區遭遇大暴雨導致洪澇，海平面上升也將致排澇困難。為了能夠有效預防即將發生的海洋災害，并且對人類活動日益加劇的現象做出必要的預警，海平面長期趨勢變化的研究就顯得非常必要。因此，作為物理海洋學研究中的核心科學問題之一，研究及預測海平面變化不僅具有重要的理論意義，也具有重大的現實意義。該預測結果的部分結論補充《中國海平面公報》采用。

2.《基于多源數據評估東中國海海平面上升及其自然社會影響》，已投《河海大學學報》（自然科學版）

（1）21世紀東中國海海平面變化

利用CCSM氣候系統模式在IPCC SERE A2情景假設下得到的結果為強迫，驅動大洋環流模式POP，模擬了21世紀東中國海海平面變化。

Boussinesq近似下海洋模式的海平面，需要進行一項隨時間變化，但空間均勻項的訂正。對整個模擬的海平洋海區(20?S-65?N,95?E-60?W)求比容SSH平均值得到該項的時間序列曲線(圖1)。到21世紀末，模擬海區比容SSH呈加速上升的趨勢。到2050年前后，比容SSH上升約6cm，而2050-2100，上升了約12cm。整個21世紀,比容SSH將上升18cm，這個值小于全球平均比容SSH上升值的30cm(圖2)，從圖2可以看出，太平洋比容SSH上升值小于全球平均值，可以判斷這里的模擬結果是合理的。

計算2090-2099年與2000-2009年總海平面的差，得到21世紀末東中國海海平面上升值(圖4)。這個變化是在熱鹽比容變化、環流變化造成的海水質量分布變化等因素造成的。可以看出，到21世紀末，東中國海海平面將升高約12-20cm。渤海海平面升高比較大，達17cm；整個黃東海東岸比西岸上升劇烈，朝鮮半島沿岸上升16cm以上，南黃海和東海的中國沿岸上升約13cm，硫球群島及附近海區的上升值達20cm。

分別計算東中國海的熱比容、鹽比容和總比容SSH變化，得到圖5。總比容SSH變化的空間分布與總海平面變化(圖4)非常相似。到21世紀末，東中國海總比容SSH升高約3-10cm，主要是熱比容變化(圖5)的貢獻。熱比容SSH上升約2-7cm，鹽比容SSH變化比熱比容SSH小，僅為2cm左右。硫球群島附近海區總比容SSH上升值大于20cm，是由熱比容和鹽比容共同作用下產生的。

影響區域海平面變化的因素很多，包括海水比容、海洋環流、風應力、大氣壓、地殼升降變化等等。這里主要探討A2情景溫室氣體排放下海平面變化，因此不討論地殼升降，模式也不包含大氣壓強迫。因此，這里可以將模擬的東中國海海平面變化原因分成兩種，一種是密度變化，一種是海洋動力因素導致的海水質量分布變化。

將總海平面變化減去比容SSH變化就能得到海水質量分布變化引起的海平面變化。可以看出，21世紀末相對于21世紀初，整個東中國海通過海洋動力因素獲得海水質量，導致海平面升高9-15cm。東海中部海區變化相對較小，為9cm左右，而朝鮮沿岸和中國沿岸海區，質量變化導致的海平面變化可達15cm，東中國海與太平洋連接的硫球群島附近海域海水質量幾乎沒有變化。

整體上來看，到21世紀末東中國海海平面上升主要來自海洋動力因素變化導致的海水質量輸入，它占總海平面升高約65%，剩下的為海水密度變化導致的比容SSH變化，占35%。而東中國與太平洋連接處的硫球群島海域，海平面上升的主要貢獻來自比容SSH變化，海水質量變化貢獻非常。

需要注意的是，我們這里討論的海平面變化是在IPCC SERE A2情景下，利用氣候系統模式和大洋環流模式進行的，主要是探討在氣候情景下海水密度變化和海洋動力因素變化導致的局地海平面變化。目前模式還沒有考慮陸地冰的變化(包括高山冰川，格陵蘭島和南極冰蓋)對海平面變化的影響，也沒有考慮對區域海平面變化有重要影響的地殼垂直升降運動等。

（2）學術價值

發展較完整的東中國海海平面變化及預測評估體系。區域海平面變化的影響因素比較復雜，除了質量變化和比容因素外，還包括大氣海洋動力環境變化和局地地殼升降。準確分析和預報東中國海海平面變化需要全面綜合考慮以上因素。研究中國近海海平面對氣候變化的響應，建立評估海平面變化影響體系是一個非常艱巨而又有重要意義的工作。

（3）社會影響

隨著中國經濟實力的強大、政治地位的提高，海洋發展戰略已開始倍受關注。我國東部沿海海岸線長達18000km，海域內油氣資源豐厚，是經濟發展重要區域，同時也是國防建設的重要門戶，由于它特殊的地理位置，海平面變化預測的研究也變得非常重要，對區域沿海發展具有重要意義。

3．《海平面上升對沿海發展影響評估的研究框架構建》（已被《河海大學學報》（哲學社會科學版）錄用，CSSCI期刊）

（1）海平面上升對沿海地區影響評估的研究框架構建

（a）研究內容的厘定

通過文獻梳理發現，現有關于海平面上升影響的研究存在影響機理分析不系統，對影響評估結構和評估方法認識不足等問題。這些問題正是構建海平面上升對沿海發展影響評估研究框架的出發點，為了能夠得到較為完善的影響評估研究框架，本部分研究結合對天津濱海新區、江蘇南通和鹽城、以及廣東湛江等沿海地區的實地調研，提出以下改進思路：

首先，采用交互耦合分析思路改進現有影響機理分析缺乏系統性的不足。從海平面上升對沿海發展的影響路徑來看，海平面上升是一種持續的、緩發性的氣候變化表現，不僅直接影響和威脅著我國沿海自然和社會經濟系統，而且由于系統間物質、能量和信息的交換和轉換，各系統所受影響還具有波及效應。因此，在分析和評估海平面上升對沿海發展的影響時，需要綜合考慮海平面上升影響的鏈式效應和波及效應，合理確定沿海地區資源、環境、經濟和社會各子系統的研究尺度，在分析海平面上升對各子系統影響的同時，突破當前學界“鮮有海平面上升對沿海‘資源—環境—社會—經濟’的耦合關系、協同影響和關聯效應研究”的既有框架局限。

其次，通過合理篩選評估指標、優選評估模型和科學劃分等級梯度的方式來完善現有研究對評估方法和結構認識不足的缺陷。影響機理剖析了海平面上升對我國沿海發展可能造成的損害，而海岸帶脆弱性評估則在定性剖析影響機理的基礎上能夠指導沿海各地區根據自身自然條件和社會經濟發展水平，更加精準地測量海平面上升影響的程度。因此，借鑒“脆弱性”的概念，定量評價海岸帶受海平面上升的影響具有重大的現實意義。

綜合以上分析，研究認為：海平面上升對沿海發展影響評估可以從“系統剖析海平面上升對沿海發展的影響機理；搭建海平面上升對沿海發展影響專業化云數據庫；構建沿海地區發展脆弱性評估指標體系及一般評價方法；劃分中國沿海海平面上升影響脆弱性等級梯度標準”等四個方面著手。

（b）研究框架構建

根據上文四方面主要內容的厘定，構建了海平面上升對沿海發展影響評估的研究框架（圖1）：

第一，從海平面上升對海岸帶的致壓途徑出發，采用系統動力學模型、元胞自動機模型和耦合關系模型，系統辨識海平面上升影響的路徑和時空分布特征，揭示海平面上升對沿海發展的影響機理；

第二，以海平面上升對沿海環境、資源、社會、經濟子系統的影響機理為基礎，結合海平面上升影響評估的要求，綜合運用PostgreSQL、Oracle等數據管理工具，搭建包括主數據庫系統，資源、環境、社會和經濟子數據庫系統，以及相關專題信息數據庫系統等在內的立體專業化云數據庫；

第三，界定海平面上升影響下沿海發展脆弱性暴露度、敏感度和適應度三個維度的內涵屬性；依托專業化云數據庫，篩選沿海資源、環境、社會和經濟子系統脆弱性三個維度的評估指標，并結合不同沿海區域發展的個性特征及脆弱性評估要求，進一步調整完善專業化云數據庫和沿海地區發展脆弱性評估指標體系；構建包括：改進的ISODATA聚類分析方法、基于模糊集理論的混合型模型和基于信息熵的投影尋蹤模型、BP人工神經網絡算法、決策樹分析方法、圖層疊置法、空間多準則評估法等在內的沿海發展脆弱性評估模型群，通過對這些評估模型的適用性分析，優選確定海平面上升影響下沿海地區發展脆弱性的一般評估模型；

第四，運用GIS地理空間分析技術評價沿海地區環境、資源、社會和經濟子系統的脆弱性空間分異特征，通過設計疊置指數，采用模糊聚類等技術，劃分我國海平面上升影響的綜合脆弱性等級梯度。

（c）結論與討論

從海平面上升對沿海發展影響機理和脆弱性評估兩方面對國內外的現有研究文獻進行了梳理，并指出現有海平面上升影響研究中存在影響機理分析不系統，脆弱性評估方法不精細，評估結果差異明顯等不足。基于此，結合對沿海地區的走訪與調研，在科學辨識海平面上升對沿海發展的影響機理、明確沿海發展的脆弱性內涵、優選測量方法以及科學劃分脆弱性等級的前提下，遵循“機理分析-數據庫搭建-評估體系選擇-等級梯度劃分”的思路，構建了海平面上升對沿海發展影響評估的研究框架。

海平面上升對沿海發展影響評估是一項復雜、龐大的系統性工程。目前國內對這一領域的研究尚處在探索發展階段，缺少科學的理論支撐和范式指導。研究雖針對海平面上升影響評估構建了研究框架，但仍需對以下幾方面作進一步探討：

第一，海平面上升影響動態評價。本研究中的影響評價是建立在未來海平面上升預測情境下的靜態評價，而海平面上升過程是動態的，這種動態性會引起沿海社會經濟部門的災害應對能力、措施等發生相應變化。因此，為更好地給沿海地區海平面上升防災減災、風險決策提供科學依據，后續研究中還要考慮海平面上升影響的動態評價。

第二，人為和自然因素的影響。人為因素主要包括地下水抽取、灘涂濕地圍墾（正貢獻）及海堤護岸修筑、水庫蓄水等（負貢獻）；自然因素則考慮厄爾尼諾及風暴潮、天文潮等現象的疊加(正貢獻)。這些復雜不確定因素對海平面上升影響的貢獻可能是巨大的，但從現有研究來看，這些因素的作用程度難以評估和剝離，因此本文構建的研究框架尚未體現。為使海平面上升影響評估更符合實際，未來研究中其他因素的影響也要作進一步討論。

（2）學術價值

研究框架構建是科學研究的基礎。在跨學科研究海平面上升對沿海發展影響時，理清了“海平面上升對沿海發展影響機理”、“海平面上升對沿海發展影響專業化云數據庫”、“海平面上升影響喜愛沿海區域發展脆弱性評估”、“中國沿海海平面上升影響脆弱性梯度劃分標準”等研究內容間的邏輯關系，修正了當前相關研究系統性不足的缺陷，對于保證課題研究的可持續性具有重要的意義。

（3）社會價值

海平面上升已經成為影響沿海發展的潛在因素。本文雖然是基于理論層面的探討，但是研究提供了一套兼具普遍性和可操作性的分析工具，可以為沿海地區政府、專業機構研究和分析海平面上升對本行政區影響研究提供理論支撐。

4．研究成果《海平面上升對我國沿海地區發展影響探究》（已被《河海大學學報》（哲學社會版）錄用，CSSCI期刊）

（1）海平面上升對我國沿海地區發展探究

（a）理論分析框架的構建

海平面上升對沿海地區發展影響分析的最終目標是通過預防性措施來緩解海平面上升給沿海地區發展造成的潛在影響。海平面上升在我國主要表現為全國性海平面上升，需要從大尺度層面分析海平面上升對沿海地區各大功能系統的影響。為此，在分析模型的選取上，選擇應用較為廣泛的SPRC模型。

SPRC模型是一種線性概念分析模型，包含4個基本要素：源、路徑、受體和結果。源主要指負面影響的主要來源，根據源性質的不同，可以分為自然源（氣象災害、海洋災害）和社會源（人為的干擾活動）；路徑主要指源發揮作用的方式（侵蝕、淹沒）；受體主要是負面影響的主要承擔者（經濟、人口、環境、資源）；結果通常是指在危害入侵的情況下，受體所呈現出的狀態，多數情況下體現為負面影響（數量的減少、質量的惡化）。SPRC模型可以體現源、路徑、受體和影響之間的鏈式因果關系，同時還可以反映復雜系統下系統內部和系統之間的相互作用與相互影響的關系，但是由于在運用SPRC模型解決實際問題時，缺乏對事后管理的思考。因此，本研究借鑒Narayan等人提出的社會感知、社會響應以及減緩措施等概念，構建了海平面上升對沿海地區發展影響分析框架（圖1）。

（b）海平面上升對沿海發展影響的SPRC分析

第一，海平面上升對沿海發展影響的源和受體分析。從SPRC概念模型的原理描述中可以發現，源和受體的分析界定是確定路徑和影響結果的前提。

在海平面上升對沿海發展影響的研究中，海平面上升是影響沿海地區社會經濟發展的主要來源，但是，由于海平面上升還存在著絕對海平面上升和相對海平面上升兩種分類，因而需要結合我國海平面上升情況對其內涵進行合理界定。絕對海平面相對于常年的平均海平面而言，主要是氣候變暖造成的；相對海平面是相對海洋基底而言的，成因除了氣候變暖的因素外，還包括地殼運動、地質構造、河流塑造活動等。相關研究表明，在海平面上升的過程中全球氣候變暖的影響率遠低于地殼運動、河流塑造活動以及人類近海活動的影響。我國沿海地區處于海陸板塊的交界地帶，容易受到地殼運動和河流塑造活動的影響，同時我國沿海地區也是社會經濟最發達的地區，人類活動最為活躍，在自然因素和人為因素的交替影響下，相對海平面上升對沿海地區的影響更為明顯。

因此，本研究將影響源界定為相對海平面上升。相對海平面上升會對沿海地區的可持續發展造成影響，社會、經濟、環境、資源的協調發展是區域可持續發展的主要標志。因此，將海平面上升產生影響的受體分為資源子系統、環境子系統、經濟子系統和社會子系統4類。

第二，海平面上升對沿海發展的影響路徑及影響結果分析。

首先，海平面上升會對沿海地區資源子系統造成影響。其影響包括：海平面上升會造成沿海地區土地資源數量的減少和質量的破壞；海平面上升會造成沿海城市生產、生活用水水質的下降，導致水質性缺水。

其次，海平面上升會對沿海地區環境子系統造成影響。其影響包括：海平面上升會導致濱海濕地生態系統的破壞；海平面上升會導致區域水生態系統進一步惡化。

同時，海平面上升還會對沿海地區經濟子系統產生影響。其影響包括：海平面上升所誘發的海洋災害會直接給沿海地區經濟發展造成損害；海平面上升引起的波浪作用增強、潮位抬高，會使得碼頭、港區道路及倉儲設施等受淹頻率增加，涵閘加速廢棄；為了應對海平面上升還會大幅增加用于海防的公共開支，給地區財政支出造成一定壓力。

此外，海平面上升對沿海地區社會子系統的影響也不容忽視。其影響主要包括：隨著海平面的上升，其誘發海洋災害發生時會威脅到人類生命安全；海平面上升對于基礎設施和重要生產資源的破壞會改變傳統近海產業發展模式，同時也會使勞動力在不同生產部門之間的配比發生變化，給當地居民穩定的就業結構和人口分布造成影響；海平面上升也會對沿海地區公共服務的功能產生影響；海平面上升還會影響到沿海地區的和諧發展。

（c）應對海平面上升影響的對策建議

海平面上升對沿海地區發展的影響是長期的。因此，需要在合理把握海平面上升對沿海地區發展影響的基礎上，提出積極的應對措施和手段。

從工程措施看，首先，提高海平面預測精度；其次，建立起完善的動態評估機制；再次，提升海防工程的建設標準，提升海防工程抵御災害的能力。

從非工程措施看，首先，需要建立健全海平面上升的預防政策體系；其次，重點提升民眾的防災減災意識，加大海平面上升信息的公開力度；此外，還要建立起良好的國際合作關系，吸收國外海平面預防的先進經驗為推進我國海平面上升應對策略研究提供智力支持。

（d）結論與討論

研究在借鑒SPRC分析模型的基礎上，按照“源—途徑—受體—影響”的研究思路構建了海平面上升對我國沿海地區發展影響的研究框架，采用文獻梳理、專家咨詢和實地調研的方式，重點梳理和分析海平面上升對沿海資源子系統、環境子系統、經濟子系統和社會子系統的影響。通過海平面上升對沿海地區的影響分析可以看出，海平面上升對沿海地區發展的影響并不是單線型影響，而是復雜的多線型影響，海平面上升不僅影響到水土資源的數量和質量，而且與之相關的濕地生態系統和水生態系統的功能也會隨著海平面的上升而減弱。此外，海平面上升還會通過連帶性海洋災害破壞生產設施，影響沿海經濟以及社會的可持續發展。針對不同影響的特點，從工程層面和非工程層面提出了緩解海平面上升造成災害的不同措施。

此次關于海平面上升對沿海地區的影響分析僅僅是理論層面的探究，研究視角較為宏觀。實際上，海平面上升對于區域產生的影響極其復雜，一方面，理論層面的探討雖然會有助于理清海平面上升對沿海地區發展造成的影響路徑，但是對于影響程度卻缺乏合理的評判；另一方面，我國沿海地區的自然環境和社會經濟發展存在較大差異，宏觀性層面的研究無法準確體現區域特征。因此，后續研究應該重點關注區域差異性分析和影響損失程度的定量測算

（2）學術價值

學界關于海平面上升對我國沿海發展影響多集中在自然科學領域，研究多以定量分析為基礎，并且側重于某一具體問題的研究。本研究的學術價值在于有效彌補了當前海平面上升研究領域中定性分析不足的缺陷，對于系統把握海平面上升對我國沿海發展影響起到了重要的支撐作用。

（3）社會價值

雖然海平面上升對沿海發展的影響已經初步顯現，但是政府和民眾對這一問題還未引起足夠的重視。本文系統描述了海平面上升如何影響沿海地區各子系統，同時還就如何應對海平面上升提出了工程性和非工程性兩類措施。由于研究中提供了一個較為直觀的認識視角，因此對于增進政府和民眾對這一問題的認識具有重要促進作用。

5．《海平面上升對珠江口風暴潮和工程水位的影響》已投《河海大學學報》（自然科學版）

珠江口的地形、地貌、邊界均較復雜，水動力條件多變且受多種因素影響和制約，使得珠江口咸潮入侵問題變得極為復雜。本課題組利用三維無結構化三角網格海洋數值FVCOM模型建立了珠江口咸潮入侵數值模型FVCOM-PR，研究珠江口潮汐活動特性、南海北部灣環流的季節變化引起的海平面季節變化對珠江口潮差的影響以及氣候變化下的海平面季節變化對珠江口咸潮入侵的影響。

（1）海平面上升對珠江口風暴潮和工程水位的影響的具體內容和結論

（a）海平面對潮波的影響

珠江口附近海域潮汐特征與規律分析

南海東北部珠江口附近海域的潮汐大多屬不規則半日潮（圖1），其中珠江口為弱潮河口，平均潮差在1米左右。

南海的半日潮和全日潮主要從呂宋海峽進入，向西南方向輸送時，部分進入南海北部陸架海域，形成南海東北部珠江口附近海域潮波。半日分潮波（M2和S2）的分布特征基本一致，前者的振幅大約是后者的兩倍（圖2-5）。

該海域內的半日潮波和全日潮波變化不同。南邊界附近，全日分潮振幅要比半日分潮振幅大，而在南海東北部陸架海域，兩者趨于一致，振幅相當。

在珠江口附近海域，M2分潮潮流較強（20～30cm/s），而其他分潮流在此區域則為弱流區。

海平面季節變化對珠江口附近海域潮波的影響

海平面的季節變化將對珠江口的潮波產生一定的影響，根據AVISO高度計融合的海平面異常資料進行分析發現，冬季海平面相對較低，夏季海平面相對較高（顏云峰，2010）。圖6給出了春季、夏季、冬季珠江口附近的潮波同潮圖，從同潮圖上可以看出半日分潮振幅的變化比全日分潮振幅的變化大，夏季比春季增幅可達2cm之多；春季比冬季的增幅也可達1-2cm，而全日分潮夏季比冬季的增幅相對較小，小于1cm。但從總體上來看，各個季節同朝族振幅變化分布規律基本相似。對于各個季節同朝族遲角變化分布規律基本是一致的。

（b）海平面對咸潮的影響

大潮過程對珠江口鹽度分布的影響

珠江有八大口門入海，每年10月~次年3月為珠江流域旱季，上、中游來水減少，咸潮入侵現象最為嚴重，其主要原因是徑流量銳減，也與海平面上升影響有關（游大偉，2009）。

近年來許多研究（陳金泉等，1982）都表明在東山至汕頭附近近岸海域夏季經常存在上升流，但是其強度和范圍隨季節和年份不同而不斷變化。有些學者通過對水文資料的分析，指出夏季粵東沿岸海域普遍存在風生上升流，由于受風和徑流等因素的影響，其中心位置的時空出現較大變異。由于受徑流影響，珠江口水平和垂直度梯度均較大，沿岸海域具有低鹽的特性。

珠江口附近海平面年較差近30cm，4月份為海平面較低月份，10月份為海平面較高月份，因此采用FVCOM模擬了4月和10月大、中、小潮期間，在徑流作用下珠江口表層和底層的鹽度分布（圖8、9）。珠江口由于徑流的作用，密度較小的淡水從表層泄入海中，而高鹽度的海水則位于底層并沿河底上溯形成“鹽水楔”，因此在河口處垂直方向存在鹽度梯度，表層鹽度小于底層鹽度。本節主要研究底層24‰鹽度等值線的上溯距離。

海平面的季節變化導致珠江口鹽度也存在明顯的季節變化，對比4月份和10月份珠江口鹽度分布圖可知，在海平面相對較低的4月咸潮上溯距離相對較小，而10月份海平面較高，咸潮上溯也較大。

珠江口鹽度的分布不僅與徑流和海平面的季節變化有關，而且與潮時也有密切關系。從4月和10月的鹽度分布圖中均可以看出，大潮期間口門處表層和底層的鹽度均較高，小潮期間較低。從圖中可以看出，底層，10月份咸潮的最高上溯距離（24‰鹽度等值線）要比4月份的最高上溯距離增加3.72km，10月份最低上溯距離比4月份最低上溯距離要增加1.61km；10月份最高上溯距離比最低上溯距離要遠26km，4月份最高上溯距離比最低上溯距離要遠24.1km。

潮汐是咸潮上溯的最主要的源動力和推動力，徑流是咸潮上溯的最主要的壓制力，上游河道徑流量的大小直接影響咸潮上溯的強度。珠江有八大口門入海，利用珠科院提供的徑流資料分析可知，珠江每年10月到次年4月徑流量較小（12月最小），處于珠江流域的枯水期，5月到9月珠江徑流下泄量明顯增大，其中9月份的下泄量占全年總下泄量的23.8%。

徑流量的季節變化導致珠江口附近海域表層鹽度也存在明顯的季節變化。圖10是利用FVCOM模型結合珠科院提供的徑流數據，模擬得到珠江口附近海域12個月的表層鹽度月均值。冬季（12-2月）處于珠江流域的枯水期，上、中游來水量很小，表層咸水入侵嚴重，12月徑流量最小，咸水入侵最為嚴重。春季（3-5月）大部分時間也處在珠江流域的枯水期，上、中游來水量增加不明顯，表層咸水入侵也較嚴重。夏季（6-8月）進入珠江流域的豐水期，上、中游來水量迅速增大，珠江口附近表層咸水入侵距離減小。秋季，9月份徑流下泄量達到全年最大，10月份開始，珠江上、中游的來水量銳減，導致秋季珠江口附近海域表層的咸水入侵距離有一個明顯增大過程（圖10）。

整個21世紀海平面將上升30cm，這只包括比容因素的貢獻，而沒有考慮水體輸入（陸地冰融化等）。北大西洋的大部分海區熱比容海平面上升較大，達40cm以上（陳長霖，2012）。根據模擬得到的南海2000-2080年海平面上升情況（圖11），本文選取50cm作為珠江口附近海域21世紀海平面上升值。

本次僅考慮海平面上升后珠江口附近海平面季節變化對鹽度分布（以下提及的鹽度為氣候態月均值）的影響，不考慮岸線自然改變和海平面上升后潮波變化對珠江口鹽度分布的影響。在此基礎上做了幾組理想化的試驗，假設徑流、潮汐、初始場等不變，21世紀海平面上升50cm情況下，模擬海平面季節變化對珠江口鹽度分布的影響，模擬四種海平面情況（圖12）：珠江口最低海平面（a），珠江口最高海平面（b），海平面上升后最低海平面（c），海平面上升后最高海平面（d）。

圖12、13為模擬得到的各海平面高度下的鹽度氣候態月均值，從圖12可以看出，河口外海域的鹽度受海平面上升影響很小，基本保持不變；而珠江口各口門及伶仃洋附近的鹽度受海平面上升的影響較大，而且鹽度增大明顯，海平面上升幅度越大，鹽度增大越顯著。圖13可以看出，海平面上升對底層鹽度的影響也很顯著，口門及伶仃洋附近影響較大，河口外海域則基本不受影響。下文討論的咸潮上溯均為7‰鹽度等值線的上溯距離。

圖12a、b中可以看出，高海平面下（10月份）咸潮上溯的距離（7‰鹽度等值線）要明顯大于低海平面下（4月份）咸潮上溯的距離，入侵距離增大約5.5km。從圖12c、d可以看出，當海平面上升50cm后，高海平面比低海平面下的入侵距離要增大更多，入侵距離增加約9.3km。

圖12a、c中可以看出，當海平面上升50cm后，4月份咸潮的上溯距離要增加7.4km。從圖12b、d中可以看出，當海平面上升50cm后，10月份咸潮上溯的距離將增大11.2km。

模擬結果顯示，海平面上升后珠江口海平面季節變化將加劇咸潮入侵，海平面上升50cm后，咸潮入侵的距離將增加7.4-11.2km，海平面季節變化引起的咸潮入侵距離將增加3.8km。這不僅對河口地區的供水產生嚴重危害，而且會影響整個河口區的生態環境，如河口水動力、水化學特性、化學元素的遷移沉積作用以及生物種類組成和數量變化等這種影響十分復雜，今后有待于在對河口各環境要素長期觀測的基礎上，進行更深人全面的研究。

（c）海平面對珠江沿海淹沒的影響

海平面上升可加劇出現極端水位時對沿岸低地的影響范圍。三角洲地區是中國低地的主要組成部分，也是主要的脆弱區。通過分析得出珠江三角洲（21°00′－24°00′N，112°00′－116°00′E）是中國沿主要脆弱區之一。5.02×103km2和5.18×103 km22080年珠江三角洲的可能影響面積比2050年多0.16×103 km2。

從上圖可以非常直觀地看出未來海平面的上升會導致沿岸低地大面積淹沒。珠江三角洲地區地勢低平，三江匯集，八口入海，海平面上升后當出現極端水位時海水可以順著各入海口上溯到內陸，可能導致沿河兩岸的大片土地被淹，由于珠江三角洲復雜的入海河口，其淹沒圖也相對復雜（圖14）。

（d）結論

珠江口區的地形、地貌、邊界均較復雜，水動力條件多變且受多種因素影響和制約，使得珠江口咸潮入侵問題變得極為復雜。對于珠江口的咸潮入侵，雖已有許多學者進行了不少研究，且研究的方法、結論各異，但仍存在不少的問題。本文的工作涉及建模前期資料的整理、模型的求解、參數的確定到具體實例的計算、模型的驗證，徑流、大小潮到海平面季節變化和海平面長期變化對河口鹽水入侵影響的分析等等。本文給出的模型與經驗為河口鹽水入侵的進一步研究提供了有益的參考。本研究的主要結論和成果體現在以下幾個方面：

初步建立了珠江口咸潮入侵數值模型FVCOM-PR，模擬結果與實測資料吻合良好，可用于模擬珠江口咸潮入侵期間的水動力環境。

南海東北部珠江口附近海域的潮汐大多屬不規則半日潮，其中珠江口為弱潮河口，平均潮差在1米左右。高海平面下的最大潮差比低海平面下的最大潮差要大7.3cm左右。當海平面上升50cm后，珠江河口的平均潮差將增大2.1cm，最大潮差將增大6.5cm。

海平面的季節變化導致珠江口鹽度也存在明顯的季節變化。底層，10月份咸潮的最高上溯距離要比4月份的最高上溯距離增加3.72km，10月份最低上溯距離比4月份最低上溯距離要增加1.61km；10月份最高上溯距離比最低上溯距離要遠26km，4月份最高上溯距離比最低上溯距離要遠24.1km。

高海平面下（10月份）咸潮上溯的距離比低海平面下（4月份）咸潮上溯的距離增大約5.5km。海平面上升50cm后，高海平面比低海平面下的入侵距離要增加約9.3km。海平面長期變化（海平面上升50cm后）將使咸潮入侵的距離將增加7.4-11.2km。

徑流是咸潮上溯的最主要的壓制力，上游河道徑流量的大小直接影響咸潮上溯的強度。冬、春季表層咸水入侵嚴重。秋季咸水入侵距離有一個明顯增大過程。

（2）學術價值

河口是上游河流淡水和河口外海域鹽水交匯的區域，由此產生的鹽水入侵是河口地區最基本的自然現象之一，它與河口環流、泥沙絮凝、生態環境等關系密切。珠江入海口門眾多、地形復雜，在潮汐、徑流、風應力和海平面變化等多種動力因子的綜合作用下，使得其鹽水入侵的物理過程十分復雜。研究珠江口各口門對鹽水入侵的影響，并探討其背后的物理機制，可以加深對珠江河口鹽水入侵規律的認識，具有重要的科學意義。

（3）社會影響

珠江三角洲地區是中國經濟發展最快的地區之一，人口眾多、工農業發達，雖然地表水豐富，但河道依然經常遭受周期性活動的咸潮的侵襲，特別是枯水年和特枯年，含氯度大幅度超過工業取水、農業灌溉和居民生活用水的標準而對經濟發展和人體健康帶來嚴重危害。隨著社會的發展，河口地區的經濟活動越來越豐富，河口的重要性也日益突出，因此咸潮的研究對指導珠江口生活、發展具有重要的現實意義。

6. 《海平面上升對渤萊灣沿岸地區海水入侵淹沒范圍的影響預測》（已投《海洋預報》）

（1）海平面上升對沿海低地淹沒影響的框架

（a）海平面上升對中國沿海淹沒影響

海平面上升對沿岸地區最直接的影響是高水位時淹沒范圍擴大。我國海岸帶海拔高度普遍較低，尤其是渤海灣沿岸、長江三角洲和珠江三角洲地區，海平面小幅度的上升將導致陸地大面積受淹，給人類社會帶來巨大影響。

利用精度為1/1200?×1/1200?SRTM高程數據，在百年一遇極值水位的背景下疊加上CCSM（Community Climate System Model）和POP（Parallel Ocean Program）模式在IPCC SRES A2（IPCC，2001）情景假設下預測的21世紀中國海海平面變化值（未包含冰川貢獻）、地面沉降以及冰川融化所引起的海平面上升值。海平面上升可加劇海岸低地的淹沒。三角洲地區是中國低地的主要組成部分，也是主要的脆弱區。淹沒土地面積計算應將海平面上升值分別疊加海區的平均高潮位、歷史最高潮位和百年一遇高潮位值，基于GIS技術和評價區地面高程數據，在考慮堤防設施下計算不同條件下的土地淹沒面積。

以2000年為基年，分別計算了2050年和2080年整個中國沿岸和黃河三角洲及渤海灣和萊州灣地區、長江三角洲及江蘇沿岸和浙北沿岸地區、珠江三角洲地區三大主要脆弱區的淹沒面積。得出整個中國沿岸2050年的淹沒面積為98.2988×103 km2，三大脆弱區的淹沒面積分別為15.337×103 km2， 64.141×103 km2，5.0203×103 km2，總淹沒面積為84.4983×103 km2，占該年中國沿岸總淹沒面積的85.96%；2080年整個中國沿岸的淹沒面積為104.9437×103 km2，三大脆弱區的淹沒面積分別為17.209×103 km2，67.802×103 km2，5.1755×103 km2，總淹沒面積為90.1865×103 km2，占該年中國沿岸總淹沒面積的85.94%。

從海平面上升對沿岸地區最直接的影響是出現極值高水位時淹沒范圍擴大。我國海岸帶海拔普遍較低，尤其是渤海灣和黃河三角洲、長江三角洲和珠江三角洲沿岸，海平面的小幅度上升當出現極值水位時將導致陸地大面積受淹。

以2000年為基年，以1985國家高程基準為起算面，本課題計算了中國沿岸2050年和2080年當出現百年一遇極值水位時的可能影響范圍，由于沒有考慮出現極值水位時實際漫堤水量的影響，因此并不是真實的要淹沒有面積。課題組重點分析了渤海灣和萊州灣、長江三角洲和江蘇沿岸，以及珠江三角洲三個主要脆弱區的情況。

對于海平面上升可能發生的淹沒情況已經有過相關研究，大部工作是假定海平面上升某個值來討論的，如杜碧蘭等（1997）在假設整個中國沿岸海平面上升30cm、65cm和100cm三種情況下可能的淹沒情況，而海平面變化存在很大的空間差異，同時由于地面垂直運動的影響也不相同，所得結果不能很好刻畫真實的情況。課題組計算了2050年和2080年在海平面上升背景下出現百年一遇極值水位時，中國沿岸可能的影響范圍（表1，圖1，圖2）。

表 1 2050年和2080年出現百年一遇水位時中國沿岸可能的影響總面積

2050年 2080年

中國沿岸可能影響總面積（km2） 98.30×103 104.94×103

2050年當出現百年一遇水位時中國沿岸可能受影響的面積為98.30×103 km2，約占大陸國土（以960萬平方米計）總面積的1.02%；2080年當出現百年一遇水位時中國沿岸可能受影響的面積為104.94×103 km2，約占國土總面積的1.09%。在相同的極端水位下，由于海平面的上升和地面的垂直運動，2080年中國沿岸可能受影響的面積比2050年多6.64×103 km2，這部分面積相當于在沒有疊加極端潮位下，直接由相對海平面的上升而引起的淹沒。中國沿岸海平面上升可能的淹沒主要發生在沿海三角洲地區，其中渤海灣沿岸和蘇北沿岸的可能影響范圍最大（圖1和圖2）。

海平面上升可加劇出現極端水位時對沿岸低地的影響范圍。三角洲地區是中國低地的主要組成部分，也是主要的脆弱區。通過上面分析得出中國沿岸有三個主要脆弱區，從北到南分別為渤海灣到萊州灣（36°30′－40°30′N，116°00′－120°30′E）、長江三角洲及江蘇和浙北沿岸（28°30′－35°20′N，118°00′－123°00′E）、珠江三角洲（21°00′－24°00′N，112°00′－116°00′E）。2050年和2080年當出現百年一遇水位時這三個主要脆弱區的可能影響范圍如表2和圖3、圖4、圖5。

表 2 未來海平面上升背景下出現百年一遇水位時三大主要脆弱區可能的淹沒面積

2050年可能影響面積（km2） 2080年可能影響面積（km2）

珠江三角洲 5.02×103 5.18×103

長江三角洲及江蘇和浙北沿岸 64.14×103 67.80×103

黃河三角洲及渤海灣和萊州灣 15.34×103 17.21×103

三大脆弱區影響總面積 84.50×103 90.19×103

表2中三大主要脆弱區所占的百分比是指占三大脆弱區總影響面積的百分比，而三大脆弱區總影響面積所占的百分比是指占整個中國沿岸總影響面積的百分比。2050年當出現百年一遇水位時三大主要脆弱區的可能總影響面積為84.50×103 km2，占該年中國沿岸都出現百年一遇水位時可能的總影響面積的85.96%；2080年當出現百年一遇水位時三大主要脆弱區的可能影響面積為90.19×103 km2，占該年中國沿岸可能的總影響面積的85.94%。由此可見未來海平面上升，中國沿岸的三大脆弱區是主要的受災地區。

2050年和2080年當出現百年一遇水位時珠江三角洲的可能影響面積分別為5.02×103 km2和5.18×103 km2，分別占三大主要脆弱區總淹沒面積的5.94%和5.74%。2080年珠江三角洲的可能影響面積比2050年多0.16×103 km2，但所占三大脆弱區總淹沒面積的百分比卻下降了，由5.94%降為5.74%，這是因為中國沿岸大致以杭州至溫州一帶為界，以北的海岸以下降為主，間有上升，南部沿岸則以上升為主。

長江三角洲及江蘇和浙北沿岸2050年當出現百年一遇水位時的可能影響面積為64.14×103 km2，占三大脆弱區出現百年一遇水位時總可能影響面積的75.91%；2080年的可能影響面積為67.80×103 km2，占三大脆弱區總影響面積的75.18%。長江三角洲及江蘇和浙北沿岸是三個脆弱區中可能受影響最大的一個。2080年相比2050年的可能影響面積增加了3.66×103 km2，所占百分比卻下降了0.92%。這是因為，所選取的長江三角洲及江蘇和浙北沿岸是三大脆弱區中面積最大的，從2050年到2080年各地區海平面并非呈線性上升，再加上有些地區地表呈上升趨勢所致。

渤海灣到萊州灣的渤萊灣沿岸2050年和2080年出現百年一遇水位時的可能影響面積分別為15.34×103 km2和17.21×103 km2，分別占三大脆弱區總的可能淹沒面積的18.15%和19.08%。盡管渤萊灣沿岸與前面兩在脆弱區相同2080年比2050年可能影響面積增加了1.87×103 km2，但百分比與前面兩大脆弱區不同是增加了0.95%，這是因為北部沿海地區的海岸地表以下降為主。

從三大脆弱區的可能影響圖可以非常直觀地看出未來海平面的上升會導致沿岸低地大面積淹沒，三個脆弱區2080年的可能影響面積都比2050年大。珠江三角洲地區地勢低平，三江匯集，八口入海，海平面上升后當出現極端水位時海水可以順著各入海口上溯到內陸，可能導致沿河兩岸的大片土地被淹，由于珠江三角洲復雜的入海河口，其淹沒圖也相對復雜（圖3）。長江三角洲及江蘇和浙北沿岸是三大脆弱區中可能影響范圍最大的，江蘇省共有灘涂面積65.3萬hm2，占全國灘涂總面積的1/4，使其成為中國沿岸受海平面上升可能影響最大的省份，蘇北在百年一遇極值水位下的可能影響面積2050年為3.14×104 km2，2080年為3.27×104 km2。渤萊灣沿岸也是主要的脆弱區，天津塘沽地區由于大量開采地下水，導致地面沉降加快，雖然課題組所采用的沉降速率是已經得到控制了的，能反映自然構造的沉降速率，但與鄰近區域相比其沉降速率相對較大，這也使得相對海平面上升值較大，從而當出現百年一遇極值水位時天津塘沽地區的可能影響范圍也較大（圖4）。

（b）適應海平面上升所需增加的海堤高程的投入效益分析

評估在考慮氣候變化后加高、加固和新建海堤的投入與采取措施后所新增的保護區內的GDP之比值，從而判斷海岸帶對氣候變化的適應效益。對中國最大的3個大江三角洲沿岸開展了適應海平面上升投入效益分析。

渤萊灣和黃河三角洲：

淹沒損失分析：在百年一遇高潮位上，上升50cm情景下，年均淹沒損失值占河北、天津和山東三省市GDP之和0.18%。

海堤加高加固成本估計：若從百年一遇高潮位起算海平面上升50cm，則加高加固費用為105億元，占河北、天津、山東三省市GDP之和的0.003%。

長江三角洲：

淹沒損失分析：長江三角洲及江蘇和浙北沿岸，百年一遇高潮位上上升50cm時，年均淹沒損失值占江蘇、上海和浙江三省市GDP之和達0.7%。

海堤加高加固成本估計：若從百年一遇高潮位起算上升50cm ，則海堤加固費用為296億元，占3省市GDP之和有0.006%。

珠江三角洲：

淹沒損失分析：海平面在百年一遇高潮位上升50cm時，損失值占廣東省GDP0.18%。

海堤加高加固成本估計：當海平面從百年一遇高潮位起算上升50cm，珠江三角洲沿岸海堤加高加固總費用為330億元，占廣東省GDP0.009%。

（2）學術價值

海平面在百年一遇高潮位上升50cm時，將給我國帶來巨大的經濟損失，而且海堤加高加固成本也是十分高昂的。本課題在計算海平面上升引起的沿海地區淹沒時，陸地高程數據選用的是精度為1/1200?×1/1200?SRTM高程數據，此數據的精度能夠使得淹沒面積的計算結果更加準確；本課題采用的百年一遇的極值水位是利用河口海岸海洋模式（ECOMSED）建立一個適用于天津濱海沿岸及鄰近海域的風暴潮數值模式，在考慮氣候變化背景下，對潮汐和風暴潮的響應過程進行數值模擬給出的；同時又考慮了CCSM（Community Climate System Model）和POP（Parallel Ocean Program）模式在IPCC SRES A2（IPCC，2001）情景假設下預測的21世紀中國海海平面變化值（未包含冰川貢獻）、地面沉降以及冰川融化所引起的海平面上升值。最終的淹沒土地面積計算是將海平面上升值分別疊加海區的平均高潮位、歷史最高潮位和百年一遇高潮位值，基于GIS技術和評價區地面高程數據，在考慮堤防設施下計算不同條件下的土地淹沒面積。此方法計算得到的土地淹沒面積精度高，具有比較高的可信度，由此計算得到的淹沒損失和海堤加高加固成本分析結果也較為可靠。因此，本課題采用的土地淹沒計算以及淹沒及成本效益分析方法是一個非常有代表性的方法。

（3）社會影響

我國處于海平面上升影響最為嚴重區域之一的西北太平洋沿岸，沿海發達地區，尤其是三大河的三角洲區域，又是海平面上升影響的典型脆弱性區域。雖然我國防、抗、救一體化的綜合防災減災體系初步形成，但是在應對海平面上升長期緩變災害的能力仍然嚴重不足，相關工作滯后，機制缺乏，不能滿足我國海洋領域應對氣候變化的現實需求。開展“海平面上升對我國重點沿海區域發展影響研究”工作，進行海平面上升背景下的土地淹沒損失和海堤加高加固成本分析，是對海平面上升對沿海發展脆弱性影響進行精細化評估的一個關鍵點，在實現應對海平面上升影響的精細化監測管理，進行海岸帶脆弱性區劃等方面具有重要的指導意義；同時又能夠為科學合理制定沿海發展規劃、優化產業布局、維護社會穩定、保障人民群眾生命財產安全、實現海洋強國戰略提供決策依據。

7.《海平面上升背景下中國沿海百年一遇增水越堤與淹沒的精細化模擬》（已投《海洋工程》）

海平面上升對沿岸地區最直接的影響是出現極值高水位時淹沒范圍擴大。我國海岸帶海拔普遍較低，尤其是渤海灣和黃河三角洲、長江三角洲和珠江三角洲沿岸，海平面的小幅度上升當出現極值水位時將導致陸地大面積受淹。

（1）中國沿岸可能淹沒

以2000年為基年，以1985國家高程基準為起算面，本課題計算了中國沿岸2050年和2080年當出現百年一遇極值水位時的可能影響范圍，由于沒有考慮出現極值水位時實際漫堤水量的影響，因此并不是真實的要淹沒有面積。課題組重點分析了渤海灣和萊州灣、長江三角洲和江蘇沿岸，以及珠江三角洲三個主要脆弱區的情況。

對于海平面上升可能發生的淹沒情況已經有過相關研究，大部工作是假定海平面上升某個值來討論的，如杜碧蘭等（1997）在假設整個中國沿岸海平面上升30cm、65cm和100cm三種情況下可能的淹沒情況，而海平面變化存在很大的空間差異，同時由于地面垂直運動的影響也不相同，所得結果不能很好刻畫真實的情況。課題組計算了2050年和2080年在海平面上升背景下出現百年一遇極值水位時，中國沿岸可能的影響范圍（表1，圖1，圖2）。

表 1 2050年和2080年出現百年一遇水位時中國沿岸可能的影響總面積

2050年 2080年

中國沿岸可能影響總面積（km2） 98.30×103 104.94×103

2050年當出現百年一遇水位時中國沿岸可能受影響的面積為98.30×103km2，約占大陸國土（以960萬平方米計）總面積的1.02%；2080年當出現百年一遇水位時中國沿岸可能受影響的面積為104.94×103km2，約占國土總面積的1.09%。在相同的極端水位下，由于海平面的上升和地面的垂直運動，2080年中國沿岸可能受影響的面積比2050年多6.64×103km2，這部分面積相當于在沒有疊加極端潮位下，直接由相對海平面的上升而引起的淹沒。中國沿岸海平面上升可能的淹沒主要發生在沿海三角洲地區，其中渤海灣沿岸和蘇北沿岸的可能影響范圍最大（圖1和圖2）。

(2)學術價值

全球氣候變暖導致陸地冰川和極地冰原融化，海水質量增加，海平面上升。包括格陵蘭和南極冰蓋的全球冰川和冰蓋的融化可能是21世紀中對全球海面變化貢獻最大的因子，地殼垂直運動和地面沉降對區域相對海平面上升有重要貢獻，尤其是河口三角州地區。我國沿海的一些大城市，如天津、上海和廣州等，因為位于河口沖積平原，地面壓實效應顯著，同時由于過量開采地下水和大型建筑群增加的地面負荷，加速了地面沉降，間接造成了海平面上升。相對海平面的上升會造成沿岸低地的淹沒。影響相對海平面變化的主要因素有絕對海平面的變化和地表的沉降變化，其中絕對海平面的變化包括由海水熱脹冷縮引起的海水體積變化、由陸地冰川融化引起的海水質量變化和由海洋環流輸送引起的區域海平面變化。因此，本課題組在得到海平面上升值的同時考慮了地殼垂直運動和地面沉降以及冰川融化的影響，相比前人對于海洋淹沒的研究是基于假定海平面上升某個值進行淹沒討論的結果更加符合實際情況。

(3)社會價值

隨著全球變暖，海平面呈逐漸上升趨勢，自然災害發生的頻率和強度日益加劇，正不斷地威脅著人類社會的生存安全。進入20世紀以來，人類面臨的自然災害總數在不斷增長，加之沿海地區城市化進程加速，人口和財富和高度集聚，自然災害給人類帶來的直接經濟損失也呈現上升趨勢。因此研究海平面上升所帶來的中國沿岸可能淹沒范圍及評估應對海平面上升所采取加高加固海堤措施的效益具有重要的科學意義和現實意義。

8.研究成果《Evaluation of sea level rise in the Bohai Bay and the associated response》（已被氣候變化研究進展(英文版)錄用，待刊發，EI）

利用1950-2015年的驗潮資料，分析了渤海灣沿海海平面變化、海平面上升對工程設計潮位的影響，以及未來海平面上升情景下極值潮位的影響范圍。結果表明：渤海灣沿海海平面自1950年以來呈上升趨勢，1950-2015年和1980-2015年海平面的上升速率分別為3.3mm/a和4.7mm/a，近35年來上升速率加快。在未來海平面上升和地面沉降影響下，渤海灣多年一遇極值高潮位重現期縮短，海堤防御能力降低，風暴潮災害影響范圍擴大，圍填海區面臨的海平面上升風險增加。

（2）學術價值

利用多年資料，研究渤海灣沿海海平面變化、海平面上升對工程設計潮位的影響，以及未來海平面上升情景下極值潮位的影響范圍，對研究其他區域提供的寶貴經驗。在全球海平面上升的大背景下，具有重要的科學意義。

（3）社會影響

天津是我國海拔最低的城市之一，地面沉降嚴重。地面沉降與海平面上升，使天津濱海新區成為我國海平面相對上升的嚴重區域，部分區域地面高程已經位于海平面之下。另外，濱海新區經濟建設的迅猛發展，帶來對土地資源需求量的增加等問題。為了解決土地資源供求矛盾，實現沿海經濟的可持續發展，實施人工吹填向海要地的工程措施成為解決土地需求的重要舉措。天津濱海新區已經規劃建成臨港工業區、天津港擴建、南港工業區、中心漁港和濱海旅游區等填海造陸區域。圍填海區往往為新興重點產業區，經濟占比高，利潤效益明顯，一旦遭遇海洋災害，會造成巨大的經濟損失。圍填海區土地松軟，易發生地面沉降；同時圍填海區又緊鄰大海，缺乏潮間帶緩沖，是最直接面對海洋災害的區域，受海平面上升的影響，風暴潮、災害性海浪、洪澇等各類災害影響和潛在風險不斷加大。本文利用驗潮資料，分析了渤海灣海平面、潮汐和極值潮位變化情況，評估了未來海平面上升情景下風暴潮災害影響范圍，并提出了應對海平面上升的策略和建議。

9.《海平面上升影響動態監測數據庫建設技術報告》

（1）海平面上升影響動態監測數據庫建設框架

根據海平面上升影響動態監測指標體系構成，開展海平面上升影響動態監測，整編海平面上升的綜合影響信息，針對海平面上升影響信息存在的要素種類多、存儲方式多樣等特點，對不同源的數據進行多源數據融合，對不同格式的數據進行統一整合，對數據信息進行空間化改造，構建海平面上升影響動態監測數據庫，設計框架結構、元數據庫、基表、存儲空間、用戶角色與權限、數據管理維護流程等功能，實現海平面上升影響動態監測信息管理，為海平面上升影響動態評估提供基礎信息。

（2）學術價值

海平面上升影響動態監測指標體系調查研究，分析自然過程和人類活動影響，確定因素，并結合“海平面上升影響動態監測指標體系”的研究成果，形成指標體系，建立數據庫，為開展海平面上升影響動態監測指標體系研究提供信息服務。

（3）社會效益

通過對“海平面上升對沿海發展影響動態監測管理和數據庫構建”的研究，海平面上升對沿海發展影響評估模型群精細化量化評估效果的時效性檢驗逐漸完善，考慮了不同區域受海平面上升影響的自然地理特征、承載體特征、社會經濟狀況等差異，設計構建了海平面上升影響的長期與短期、直接與間接、經濟與非經濟、區域與產業等方面的精細化動態監測管理體系；建立了海平面上升影響信息發布的規范化、科學化管理平臺，真正的實現了海平面上升影響監測管理體系服務于沿海開發的戰略規劃、決策咨詢。

10.《海平面上升問題對策研究國際進展》

（1）主要內容及主要觀點

（a）國際學術界對于海平面上升應對策略的主要趨勢

第一，由減排向適應的轉變

當某種災害威脅到或已經對人類造成傷害，人們最先想到的是如何避免或減輕這種傷害。包括碳排放在內的溫室氣體排放是全球氣候變化的主因，因此解決包括海平面上升在內氣候問題的最根本途徑是實施減少溫室氣體排放的措施，這種措施被稱為減排措施。適應的概念最早由Burton(1992)提出，IPCC第三次評估報告（TAR）(2001)將其定義為：在實際或預期的氣候刺激或影響下調整自然或人類系統，達到減少損害或利用有利機會的目的。無疑減排措施是減緩海平面上升問題的最終途徑，所以學者們很長一段時間非常注重減排、節能等措施，擔心人們將注意力從減排措施上移開或將其作為減排的替代措施而將類似適應措施等問題視作禁忌。如Al Gore(1989)認為適應措施（Adaptation）會阻礙政治的正確反應。然而，減排措施面臨著巨大的經濟社會阻力，且需要復雜的國家間博弈，至今亦未達成有效的國際監督機制。當IPCC和其他意識到這個問題的學者重點強調了適應措施與減排關系之后，適應措施才逐漸受到重視起來。如Pielke等(2007) 指出氣候變化已經發生，非氣候因素導致的人類風險也在增加，尤其對發展中國家而言，適應才是解決此類潛在威脅的實際方式。關于適應措施的研究文獻在2007-2010年間上升了增長了5倍。在實際操作領域，歐盟在2013年6月將適應措施用作為應對氣候變化對策的一個核心功能。類似的例子還有《聯合國氣候變化公約》（2009）和Stern報告（2006）等。

第二，改變環境與改變人類活動的適應

目前關于適應措施的分類尚未形成統一的劃分標準。從采取措施的對象可分為私人的適應和公眾的適應，從預期到與否可分為預期的適應和反應性的適應，從有計劃與否可分為自主的適應和計劃的適應等。一種非常能夠說明問題和有用的分類方法是根據針對對象不同，可將適應措施分為改變環境的適應措施和改變人類活動的適應措施。后者也被Cooper和Pile(2014)形象的稱為“對抗措施（Resistance）”。具體包括：（1）改變環境的適應措施，即通過改變自然環境來維護或減緩海平面上升所帶來的損害，以維護人類現有利益。然而，這種改變自然環境的措施一般在短期內能夠很好的維護人類的利益，但長期極易導致自然環境的鏈式反應變化，導致人類從中得到的利益和鏈式反應帶來的其他損害相互抵消；同時，人們無法從根源上解決海平面上升，修建抵御設施的投入會隨著海平面的上升而上升，甚至成為區域發展的包袱，最終造成更大的損失。改變環境的適應措施之所以受到人們的歡迎是因為適應措施的制定和實施都是在當地政治和管理框架下完成的，政治現實導致制定決策的時候往往會尋求最好最快的成本效益結果；技術修復的思維定式、工程解決方案和對資源進行控制的觀念的影響，導致人們忽視了對此種適應措施的長期影響評估。（2）改變人類活動的適應措施，即綜合考量人類的短期和長期利益，通過人類自身活動的改變來應對海平面上升威脅和危害的措施。一般適用于生態脆弱的沿海地區，人們有計劃的減少對當地自然生態系統的干預甚至撤出以利于當地生態環境的恢復，增強當地對海平面上升的抵御能力。在很多實際應對海平面上升的適應措施建議和研究中，學者們大都主張既包含改變環境的適應措施也包括變人類的活動的適應措施。

第三，推動基于生態系統的適應方案及其市場化運行

基于生態系統的適應方案：是指利用自然棲息地和自然過程來改善或避免自然災害影響。促進沿海生態恢復的策略、政策、工程和法令被認為是應對包括海平面上升和風暴等災害在內氣候變化的有效對策，不僅能提高沿海地區對海平面上升應對能力，在自然方面還會保護沿海生態系統減少地區生態脆弱性，進而在經濟方面增強食品安全、減少災害破壞和預防投入、增加當地居民謀生手段的多樣性以及在社會方面促進沿海周圍社區的恢復和健康發展。如印度洋紅樹林的恢復、美國切薩皮克地區的海草恢復和澳大利亞大堡礁珊瑚的保護和恢復。

市場化措施：市場化措施是指利用市場機制設計、產權賦予和市場機制的運行來達到有效利用資源以及人和自然協調發展的目的。市場化措施（如對生態服務的支付）可以在解決人類活動對生態系統服務造成的影響上發揮更大作用，在解決人類和自然資源關系上是一種非常有用的對策工具，在海洋管理和投資決策等領域的應用范圍也越來越大。雖然重要的市場和監管障礙依舊存在，但應對氣候變化的市場導向措施似乎只有在產權、管轄權和海洋提供者與受益者障礙較低情況下受到限制。

（b）國際學術界對于海平面上升應對體系及實施

第一，構建和完善治理系統

Dutra等(2015)通過對研究文獻的梳理，提出了一個比較完備的可行制度框架(Enabling institutional framework)和組織系統(Organization system)相互作用的治理系統結構：

第二，建立聯合管理框架

多數學者認為對海平面上升的管理具有更為廣泛的含義，聯合管理框架的提出是由于傳統的治理系統由于相關利益者和公眾沒有參與其中，在解決氣候問題的時候單方的效果并不好。氣候變化聯合管理框架需解決以下問題，即政策的制定、政策的實施和反饋。但目前尚未形成比較合意和高效的氣候變化聯合管理框架，這是由于：第一，從現有文獻看，解決氣候變化的知識和長期計劃仍較為缺乏，存在管理、組織和生態系統界限與程序不匹配等問題。第二，在政策制定階段面臨著諸如科學方法不完備、“邪惡問題”等困難。第三，許多框架的設計都忽視了科學共識與公共認識之間的巨大的脫節。

第三，倡導公眾參與

盡管目前科學研究已經基本達成氣候變化會對人類造成很大的影響的共識，但民眾似乎沒有達成類似共識。實際上，即使在受海平面上升影響的國家，這種科學共識與公共認識之間的脫節非常大。公眾對氣候變化的關注度和行動的意愿度影響著對策制定的效率和對策實施的效果。

國際進展評價：在海平面上升對策的決策、對策選擇與對策實施進展三方面來看，決策應對領域擁有較豐富的文獻，獻揭示了應對氣候變化的決策面臨著科學研究與實際決策的脫節以及氣候變化是“邪惡問題”等問題，決策一般靠界于以科學為基礎的理性政策制定方法和完全不參考科學結論的政治權宜政策制定方法之間的方法；在對策選擇方面，由于減排措施面臨著巨大的經濟社會阻力，適應措施得到了廣泛接受，很多適應措施是即主張改變環境也改變人類的活動；基于生態系統的適應措施、適應對策的公眾參與、應用市場工具和建立治理體系也是解決海平面上升問題的有效途徑；在對策實施進展方面，海平面上升對策實施進展文獻非常少，揭示了世界各國在面對海平面上升的對策實施上處于初級階段。

（2）學術價值

文章從海平面上升對策的決策、選擇與實施進展三方面對近期國際文獻進行梳理，研究結果發現，海平面上升對策決策過程存在科學研究與決策的矛盾關系；對策選擇存在改變環境到改變人類活動的適應對策演變過程，基于生態環境和公眾參與適應措施、市場工具和治理系統等也是應對海平面上升有效途徑；在對策實施進展方面，海平面上升對策實施進展研究文獻非常少，揭示世界各國在海平面上升對策實施上處于較低階段。我國面對海平面上升問題應當進行深入的對策預警性研究。

（3）社會效益

文章成果在國際、國內會議交流中得到專家認可，基于相關觀點的對策建議（尤其是強化沿海利益相關者組織的決策參與的觀點）應用到環渤海區域陸海統籌發展規劃中，得到政府部門采納。

11.《海平面上升對海島影響及對策的國際研究進展》（《資源開發撒與市場》CSSCI擴展版期刊，2017年8月）

（1）主要內容及主要觀點

（a）已有研究文獻可視化分析

運用Citespace對2006—2016年WOS中所刊文獻的關鍵詞和期刊來源進行分析，每1年作為一個時間切片，探索國外關于海平面上升對于海島影響及對策研究的知識基礎和前沿演進軌跡，發現：（1）國外關于海平面上升對海島影響及對策的研究重點在于氣候變化、海平面上升、海島、脆弱性、演化、侵蝕、模型、影響、保護以及不確定性等關鍵難題上，集中性0.41，各關鍵詞相互之前的聯系程度較高，可見學者們研究海平面上升對海島影響及對策問題的出發點和切入點較為相似，研究內容相對集中；（2）關于海平面上升對海島影響及對策的絕大多數研究成果來源于沿海研究(J Coastal Res)和地球物理研究(Geophys Res Lett)兩個期刊，集中性0.33，更多從自然科學的視角開展相關研究，涉及海平面波動情況的全新世分析和未來預測、海平面上升的自然環境影響等，另外也有部分成果發表于科學(Science)、氣候變化(Climate Change)、自然(Nature)、海洋地理(Mar Geol)等期刊上，期刊之間的聯系程度較為密切，可見這些期刊關于海平面上升對海島影響及對策的研究內容存在交叉、互引甚至是重復現象。

首先，海平面上升對海島產生的空間影響是多尺度和多層次的，主要體現在脆弱性評估上。Md. Ashraful Islam指出孟加拉國具有獨特的地理位置、低海拔、高人口密度、強資源依賴性特征，容易受到全球變暖等氣候變化的影響，以該國最大島嶼波拉島為例，通過建立沿海脆弱性指數(CVI)，運用遙感和GIS等地理空間技術評價海平面變化對于沿岸脆弱性的影響，根據脆弱性結果可知超高風險、高風險、中等風險和低風險面積比例分別為22%、29%、25%和24%。Colin D. Woodroffe以印度洋東部和太平洋西部地區為研究區域，分析海平面上升對于環狀珊瑚島邊緣地區脆弱性的影響，認為基于地勢和基質的海岸線脆弱性評估利于提高這種類型島嶼的自然恢復。James B. Shope定量分析代表性濃度4.5和8.5情境下極端海浪變化對于西熱帶太平洋島嶼脆弱性和可持續性的影響等。

其次，海平面上升破壞海島生態系統。海平面上升導致珊瑚生長所依賴的海藻減少，珊瑚與海藻之間的共存關系被打破，進而產生嚴重的珊瑚白化(coral bleaching)現象，珊瑚失去能量而死亡，這一問題在赤道及附近的熱帶、亞熱帶地區尤為突出。M.W. Miller以加勒比海地區無人居住的納瓦薩島為例，分析環礁溫度與珊瑚白化的關系，得出海水質量的變化情況影響珊瑚白化，海水深度在18-37米的白化程度高于深度小于10米的白化程度。Keivan Kabiri以波斯灣基什島為例，運用快鳥遙測影像數據提高珊瑚白化監測的準確性。作為海岸交錯帶的“海岸衛士”，紅樹林成為海平面變化最為敏感的生態系統之一。當潮灘淤積速率大于海平面上升速率時，紅樹林處于穩定或向海擴展狀態，當潮灘淤積速率小于海平面上升速率時，紅樹林受到侵害并向陸地遷移。Robin Pouteau以南太平洋新喀里多尼亞島為例，分析9種氣候變化情境下469種本土樹種的變化，到2070年87—96%的樹種發生減少、52—84%的樹種減少一半、0—15%的樹種將滅絕。Marlon C. Fran?a認為紅樹林受到海平面震蕩作用十分顯著，以巴西北部世界上最大的沖積島馬拉若島為例，分析相對海平面變化對于紅樹林的影響。Marcelo Cancela Lisboa Cohen通過對弗拉門戈瀉湖古環境的重建，分析全新世中晚期海平面上升對于波多黎各西南沿海瓜尼卡地區紅樹林的影響。海平面上升不斷吞噬多種生物的存活空間，加快海島珍稀物種的滅絕速度，降低海島生物多樣性。Katherina D. Gieder指出，海平面上升及其海岸保護工程的建設對于岸禽鳥類的棲息地尤其是障壁島(堰洲島)低洼地區的棲息地產生直接影響，以美國馬里蘭州阿薩蒂格島國家海濱區為例，運用貝葉斯網絡方法成功的預測海平面上升、人類活動與笛鸻巢穴選擇的關系。Marlin Medina指出，熱帶環境中的蜥蜴對于氣溫變化具有較低的忍耐力和較高的敏感度，以墨西哥東南部金塔納羅奧州欽喬羅淺灘為例，分析可知氣候變暖情境下紅樹林棲息地的阿氏安樂蜥具有脆弱性，多選擇移居到較為寒冷的地區。由此看來，海島生物多樣性的研究與管理必須充分考慮海平面上升問題。

第三，海平面上升阻滯海島產業發展

海平面上升導致沿海地勢較低的濱海養殖水域、林地、農田、園地等被淹沒，減少相關產業部門的就業崗位和就業機會，造成嚴重的經濟損失和社會不穩定性，阻滯海島經濟社會的可持續發展。海水入侵帶來的土地鹽漬化一定程度上影響農業生產，水源鹽化使許多經濟作物無法生長，這對土地面積原本就十分有限的海島表現的尤為突出，其中圖瓦盧由于低洼地帶被海平面上升淹沒，其主食種植完全成為不可能。海平面上升導致魚群比以往潛得更深，近海漁業資源減少，對于靠漁業收入為主的海島而言，海洋漁業和海水養殖業難以為繼。Madan Mohan Dey指出海面溫度升高、海水酸化和海平面上升是漁業資源減少和漁業產量減低的直接原因，以所羅門群島為例，運用局部均衡模型分析氣候變化和氣候變化適應性策略對于漁業部門尤其是食品安全的經濟影響。海平面上升對文化歷史遺產方面生不可估量的損失，Giuseppe Forino建立包括災害、暴露度和脆弱性分析在內的文化遺產風險指數(CHRI)，以此評價氣候變化相關風險如海平面上升、洪水和叢林大火等對于澳大利亞紐卡斯爾文化遺產保護的影響。

第四，海平面上升增加海島安全隱患

海平面上升加速海水向內陸地區流入并滲入地下，使河口段鹽度升高，水質變壞，地下淡水資源枯竭，居民飲水出現困難，直接影響海島水質量安全。Andrew C. Ross通過對1950年以來美國東北部特拉華河口分析得出，海平面的上升與河口鹽度的增加呈現正相關，海平面每上升1米，河口鹽度上升2.5至4.4。海平面上升直接影響著對氣溫升高敏感的中緯度地區，為病菌的繁殖和傳播提供更好的溫床，熱帶、亞熱帶各類傳染病如瘧疾、登革熱等向南北擴散，威脅更多人口的生命健康，降低生活水平與質量，人居環境逐漸惡化。海平面上升導致南太平洋島國圖瓦盧的經濟作物不能種植，蔬菜尤為稀缺和高昂，因此以肉食為主的飲食結構使得心臟病、脂肪肝等問題普遍存在。Anna Lyth以地處溫帶的澳大利亞塔斯馬尼亞島為例，闡述氣候變化背景下羅斯河病毒病的發生對于人類潛在脆弱性的影響，也就是氣候變化對于人類健康的間接影響。沿海地區公路、鐵路、航運等交通運輸設施面臨海平面上升帶來的威脅，交通基礎設施受到破壞，鐵路扭曲，橋梁和港口淹沒等，在降低交通運輸能力的同時，增加交通運輸安全隱患，甚至形成災害。Hande Demirel 指出，對于交通運輸體系而言，海平面上升及其風暴潮在所有氣候變化中是最具破壞性的，通過探尋歐洲交通網絡的暴露度、脆弱性和連通性概念，評價海平面上升和風暴潮對交通基礎設施的潛在敏感性。David Dawson以英國道利什沿海鐵路線為例，運用半經驗模型分析過去150年海平面變化與鐵路事故發生存在的正相關關系，并預測到2100年海平面上升0.55—0.81米時，鐵路運輸受限天數將達到每年84—120天，并產生更多的社會經濟費用。

（c）海島應對海平面上升對策

第一，尋求增強適應性的戰略對策

適應性戰略是針對海平面變化采取相應措施的行動計劃，通過修復海岸帶生態環境等主動適應，有效降低海平面上升對于海島產生的威脅。Marcello Sano以澳大利亞昆士蘭州東南部為例，通過建立“暴露度—敏感度—適應能力”脆弱性評價指標體系，指出面對氣候變化尤其是海平面上升的影響，適應能力的提升才是脆弱性增強的首要選擇，包括將海平面上升和海浪氣候數據納入沿海規劃或者沿岸侵蝕管理規劃中，建立適應氣候變化的動態緩沖區概念，逐漸改變氣候預測的不確定性問題等。Natasha Kuruppu針對最不發達小島嶼發展中國家面對氣候變化尤其是海平面變化情境下存在的管理、認知、文化、資金和技術等障礙，并且有針對性的提出減緩這些壁壘的適應性措施。Arthur P. Webb以太平洋中部27個環狀珊瑚島為例，借助歷史航拍圖片和遙感影像，通過定量分析年均海平面上升率與海島面積變化的關系，可知43%的海島面積保持穩定、43%的海島面積增加、14%的海島面積減小。以此指出地貌變化的風格和幅度隨著島嶼的不同而不同，未來海島國家必須優先解決這一變化風格與幅度問題，應該重新考慮適應性策略的調整。

第二，考慮居住地的搬遷與再造

人工居住地的建造是海島應對海平面上升的重要選擇。擁有1192個珊瑚礁島的馬爾代夫大部分國土僅高出海平面1.5米，面對海平面上升淹沒國土的危險，在首都馬累東北部1.3公里處填海建造人工島—胡魯馬累島，這比馬累高出海面一倍，可以安置約5萬名居民。由熱帶太平洋珊瑚環礁組成的基里巴斯同樣是一個地勢低洼的島國，面對海水變暖導致愈發嚴重且頻繁的珊瑚白化問題，海平面上升威脅越來越大，部分濱海居民被迫移至內陸，并考慮舉國遷至類似海上石油鉆井平臺的人造漂浮島。C.T. Overton以加利福尼亞長嘴秧雞為例，指出在海平面上升導致沼澤棲息環境發生變化的情況下，人工棲息地的修建能夠在短期內有效的保護這一鳥類物種。移居國外甚至舉國遷徙是海島國家應對海平面上升、力求生存的又一策略和長遠打算，如馬爾代夫通過建立“主權財富基金”，用于購買新國土，考慮舉國搬遷至印度、斯里蘭卡和澳大利亞，圖瓦盧由9個環形珊瑚島群組成、海拔最高處4.5米，打算遷至新西蘭和澳大利亞等。另外，Alex Arnall通過闡述馬爾代夫精英階層和非精英階層關于氣候變化尤其是海平面上升與移民進程的爭議，認為應該增加雙方在這一問題上的對話協商，從不同的視角更加有效的整合彼此意見，妥善解決海平面上升帶來的威脅。Carol Farbotko以圖瓦盧為例，闡釋氣候移民在未來很可能成為現實，但是不應該產生難民危機，應當充分考慮利益相關者尤其是海島居民的情感、價值觀念和動機，提高公眾的參與度等。

第三，推動可持續性的應對管理

一個完善與成功的管理系統是海島應對海平面上升問題的最有效舉措。通過引入時空決策框架體系，充分考慮海平面上升影響下的空間動態特征，提高獲取時空信息的能力，解決多個利益相關者多重決策標準的問題，制定更加有效和可持續的管理政策，為復雜沿海系統的治理注入新的見解，盡可能的做好海平面上升與過度擁擠、城市化、土地利用變化和文化規范轉換等非氣候因子的相互作用，逐漸降低多重壓力背景下的脆弱性。考慮到海島的地理隔離特性，在面對海平面上升危機時，必須引起全世界的廣泛關注。這就要求積極加強區域合作，尤其是與非政府組織的合作，建立跨區域合作治理網絡，整合不同利益相關者，進一步明確責任和義務問題，增強可持續性，另外，還要充分發揮小島嶼國家聯盟(AOSIS)、太平洋島國論壇(PIA)、環印度洋地區合作聯盟(IOR-ARC)等載體和平臺的作用，聯合應對海平面上升問題。

（d）結論與展望

通過梳理海平面上升對海島影響及對策的國際研究進展，初步得出以下結論：第一，2006年以來，國外關于海平面上升對海島影響及對策問題的研究重點在于氣候變化、海平面上升、海島、脆弱性等關鍵難題上，絕大多數研究成果來源于沿海研究和地球物理研究兩個期刊，研究內容相對集中，且存在交叉、互引甚至重復現象。第二，海平面上升對海島產生的空間影響是多尺度和多層次的，主要體現在脆弱性評估上，涉及敏感性、暴露度和適應能力等，具體包括破壞生態系統、阻滯產業發展和增加安全隱患三個方面。第三，海島應對海平面上升的對策既有沿海地區的一般性策略，又有根據自身特點制定的特殊性手段，主要包括適應性的增強、居住地的變遷以及持續性的管理三個方面。

聯合國政府間氣候變化專門委員會指出，全球氣候變暖是不可逆的，海平面上升已成為一個不爭的事實。雖然海平面上升具有緩變性、長周期性、容易受到多因素干擾等特征，但是對于沿海地區海洋災害的威脅程度起到推波助瀾的作用，加大海島的淹沒風險，這就需要我們居安思危，做好防范準備。世界主要海島國家和地區處于對抗氣候變化的前線，而且生態系統相對孤立且脆弱，自我恢復能力有限，海平面上升往往成為其致命損害因素，關乎到他們的命運、生存與發展，因此未來必須將應對海平面上升的政策體系整合進國家中長期生存安全與發展戰略中，提高適應海平面上升工作的戰略高度，這是實現海島經濟可續發展的重要保證。另外，世界上絕大多數小島嶼發展中國家經濟條件較差，有的甚至完全依賴富國援助，資金和技術問題是其海平面上升治理的約束條件，這就需要國際社會尤其是二氧化碳排放量較高的發達國家伸出援助之手，不能將經濟發展減緩作為忽視氣候變化的借口，在進一步加大溫室氣體減排力度的同時，應該更多的承擔相關責任，給小島嶼發展中國家提供盡可能的資金支持，以更加合理的方式加快環境無害技術的轉讓，并通過建立國際援助分配機制，將其落到實處。

眾所周知，海平面上升對海島的影響及對策研究屬于交叉范疇，涉及海洋科學、氣候學、經濟學、災害學、管理學等多個學科，海島脆弱性的全方位提升和生態系統的全面維護必將是一個漫長的過程。本文關于海平面上升對海島影響及對策的國際研究進展成果是較為初步的，今后將重點圍繞海平面上升對海島的脆弱性評估、海平面上升對不同類型海島的異質性影響、我國典型海島應對海平面上升實踐工作的推進等問題進行更為深入的探索。

（2）學術價值

本文利用Citespace軟件繪制海平面上升對海島影響及對策的國際研究知識圖譜，從生態系統、產業發展和安全隱患三個方面闡述海平面上升對海島的空間影響，從適應性的增強、居住地的變遷和持續性的管理三個方面總結海島應對海平面上升的相關對策，其主要學術價值在于為今后海島類型的區域應對海平面上升的國際研究理論研究和典型案例分析提供了進一步研究的專業研究脈絡。

（3）社會效益

基于該研究的初步結論，課題負責人在中國銀行上海研修院針對太平洋8個小島嶼國家的海平面上升問題的應對提出系統對策和國際合作建議，得到主要國家分管部門（財政、金融、外交）的高度認可，并答應推動與我國在該領域的合作。

課題組供稿