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景观格局视角下的海岸带空间韧性:关键要素与提升路径

2026-01-23 09:51

来源:中国网·中国发展门户网

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中国网/中国发展门户网讯  海岸带作为陆地与海洋生态系统的交汇地带,承担着气候调节、缓冲海浪冲击、维护生物多样性等功能,是维系沿海地区生态安全、支撑社会经济发展的关键安全屏障。近年来,全球气候变化引发海平面上升、极端天气事件频发,与沿海城市化扩张、围填海工程、过度养殖及陆源污染等人类活动形成叠加效应,导致海岸带生态系统面临前所未有的压力和不确定性风险,景观生态格局破碎、生态空间规模萎缩和功能退化等问题日益突出。这些问题的持续恶化不仅削弱了海岸带的生态调节功能,也加剧了沿海城市地区的生产安全隐患和社会经济发展风险。加之海岸带生态系统在空间结构和功能上的连通性、流动性、复杂性和相对独立性等特征,其空间管理上涉及跨尺度、跨部门的协调。当前问题不在于“是否退化”,而是要求海岸带生态系统的管理必须基于整体性和系统性思维,迫切需要提出新的理论框架和治理思路来应对这些复杂挑战。

空间韧性作为生态系统应对外部干扰、保持功能稳定和快速恢复能力的关键属性,是当前生态学、城乡规划和区域发展等领域的研究热点,其理论框架为理解社会生态复杂系统的动态适应机制提供了重要视角。现有研究多聚焦于城市、森林、草原、流域等系统,针对海岸带这一跨界面特殊生态系统的空间韧性研究仍显薄弱,尤其是从景观格局视角展开的系统性探讨仍鲜有发现。既有研究呈现从单一地貌的生态韧性拓展到复合系统韧性,开始关注格局、过程与功能的空间联动。有研究从“蓝碳”视角揭示湿地碳储量的时空动态及其气候韧性机制,提出了陆海统筹碳流网络;另有研究构建了红树林海岸带空间韧性评估框架,强调多界面、多层级的景观连接性对恢复策略的指导价值;另有研究从空间设计和案例解析的角度,提出海岸带韧性的空间优化策略。既有研究表明,海岸带空间韧性已成为当前生态学、地理学和城乡规划学的交叉前沿科学问题。

景观格局不仅是生态系统结构的空间表征,通过调控过程影响功能的稳定性,还是解析生态系统空间韧性的重要视角。本文所指海岸带景观格局,是指在一定空间尺度上,陆海交错地带由滨海湿地、滩涂、林地、农田、城镇建设用地等景观类型共同构成的空间镶嵌结构及其组合特征。学界研究指出,海岸带土地利用格局的破碎化与连通性下降削弱了生态系统的稳定性和恢复力,而通过优化斑块—廊道—基质景观格局,可有效增强系统的抵御与恢复能力。海岸带景观格局具有沿海—陆地方向上明显的梯度过渡、多界面叠置和高强度的人类活动干扰,使得海岸带景观格局成为表征海岸带生态过程、风险暴露状况及空间韧性水平的重要空间表达,为从景观格局视角理解和调控海岸带空间韧性提供了理论基础。本文以海岸带生态安全屏障情境为问题背景,以空间韧性理论为分析框架,从景观格局视角解析海岸带空间韧性的内涵特征、识别关键要素、构建评价框架并提出提升路径。文章强调景观格局在海岸带空间韧性形成机制与提升路径中的结构基础作用,形成从背景、理论到机制、路径的逻辑链条。该研究有助于弥补现有研究在景观格局与海岸带空间韧性耦合机制方面的不足,亦有助于回应国际景观生态学倡导的多目标统筹——通过格局优化、过程调控与功能维系,实现生态修复、空间规划与风险管理的协同,从而为我国滨海生态系统的适应性管理和生态屏障建设提供理论支撑。

海岸带空间韧性的理论基础

海岸带空间韧性研究需要相关理论框架和方法论作为支撑。本节从海岸带生态屏障、生态空间韧性及景观格局视角下相关研究3个方面进行综述,为后续海岸带空间韧性的内涵界定和路径探讨提供理论支撑。

海岸带生态屏障的概念与功能

海岸带生态屏障是指在海陆交互作用形成的特殊地理单元内,由红树林、盐沼湿地、珊瑚礁、砂质海岸等生态系统通过物质循环与能量流动耦合形成的复合型生态安全防护体系,其核心功能在于通过生态系统的自组织能力维系海陆界面的生态平衡。其功能还包括:物理防护功能。研究指出健康的滨海植被群落可削减波浪能量,降低风暴潮对沿海堤防的冲击强度。生物多样性维持功能。其复杂的生境梯度为鸟类、鱼类等提供了重要的摄食和繁育栖息地,构成海洋生物资源天然的保育场。气候调节功能。研究指出,海岸带仅占全球面积的0.2%,但其沉积物碳可占全球海洋沉积物碳储量的50%,且以盐沼、红树林和海草床3类生态系统为主,可捕获和储存大量的碳并将其埋藏在土壤和沉积物中,并可通过植被过滤、微生物降解等过程,降低近岸海域氮磷浓度,有效遏制富营养化蔓延,提升海岸带生态功能和气候韧性。

然而,随着沿海地区城市化进程加快,围填海工程、过度开发和污染排放等人类活动加剧,海岸带生态系统遭遇了空前的压力。全球气候变化导致极端天气事件增加、海平面上升等因素更使得海岸带生态系统面临前所未有的挑战,生态功能退化、生态连通性下降等问题日益突出。在此背景下,提升海岸带的空间韧性,增强其应对外界干扰和恢复功能的能力,成为破解上述问题挑战,加强海岸带生态屏障建设的关键路径。既有研究指出,景观格局的优化配置是维系生态系统空间韧性的核心载体,这为从景观生态学视角探索海岸带空间韧性机制提供了重要理论依据。

生态空间韧性理论溯源

韧性理论最初来自生态学领域,于20世纪70年代由加拿大生态学家Holling提出,经历生态韧性、工程韧性和演进韧性的发展,后扩展到社会科学和地理学等多个领域,并逐渐形成了包含“跨尺度适应性循环”“阈值效应”等理论框架和评估体系。空间韧性是其重要分支理论,强调空间要素及其相互间空间关系影响系统再扰动下的结构保持、功能恢复与适应性转型能力,近年来多应用于城市、流域、森林等多类生态系统。其中,生态空间韧性是指在一定的时间和空间范围内,与生态系统相关的空间变量及相互关系,使系统空间要素及功能过程在遭遇外部扰动时,通过自身结构重组、功能恢复等自组织机制和适度外部积极驱动下,维系系统核心属性稳定或实现适应性转型的能力。图1呈现了生态空间韧性的基本概念模型,强调系统通过空间结构、功能调整和跨尺度反馈机制维持核心属性稳定,可为理解海岸带这种跨界面复合生态系统的韧性机制提供方法论基础。

海岸带生态系统具有高度的复杂性和多样性,受自然和人为因素的共同影响,其结构功能具有明显的区域差异和时间变化。生态空间韧性理论有助于揭示海岸带生态系统的空间韧性作用机制和驱动规律,开展海岸带空间韧性研究,有助于丰富跨界面性生态空间韧性的理论体系。

景观格局与海岸带空间韧性研究进展

景观格局视角下的生态空间韧性研究,主要关注景观要素之间的空间关系如何影响生态系统的功能和韧性,强调空间格局和要素联系在生态系统适应中的作用,其理论基础源于景观生态学中“结构—功能—过程”的关联性原理。景观元素的分布、形态及其相互关系,直接或间接影响生态系统在遭遇外部干扰时的恢复能力和稳定性。景观格局分析方法已广泛应用于生态保护和城市规划中,尤其是在生态空间韧性评估方面,斑块密度、景观连通度等景观指数被广泛用于衡量生态系统对外界干扰的适应能力。然而,当前大部分景观格局分析仍存在静态评估的方法局限,难以全面揭示海岸带生态系统在多重扰动下的动态变化。通过景观格局与生态空间韧性的有机结合,能够为海岸带生态系统的长期适应性管理和韧性提升提供新的理论框架和应用路径,可为海岸带生态修复中的“斑块—廊道—基质”的优化配置提供定量依据,优化提升海岸带生态系统的抗干扰、自适应与快速恢复能力,维持和增强其生态屏障作用。

海岸带空间韧性的概念、内涵与特征

科学阐述海岸带空间韧性的内涵和特征,是识别其关键要素与讨论提升路径的前提。

海岸带空间韧性概念与内涵界定

结合生态空间韧性理论,本文提出海岸带空间韧性的概念,指海岸带复合生态系统在面临外部干扰(如气候变化、海平面上升、极端天气事件及人类活动等)时,通过其空间要素和空间作用关系调节,能够维持其核心生态功能、适应环境变化并迅速恢复至原有或新稳定状态的综合能力。海岸带作为陆地、海洋与大气界面交互作用形成的复合型生态系统,涵盖了潮汐湿地、河口、浅海等多样化景观单元,其内部物质循环、能量流动及生物交互等生态过程的复杂性,导致空间韧性呈现多维属性。海岸带空间韧性能力不仅包括生态系统在遭遇外部干扰后的抵御能力和稳定性,还包括其在长期扰动下的适应力,以及灾害发生后的快速恢复能力。参考“驱动因素—压力—状态—影响—响应”(DPSIR)框架与生态空间韧性理论,本文提出海岸带空间韧性的概念模型(图2)。

结合生态空间韧性理论,笔者进一步阐释海岸带空间韧性的内涵可包括结构韧性、过程韧性与功能韧性3个相互关联的维度,以系统揭示海岸带空间韧性的内涵。其中,结构韧性指的是生态系统在面对干扰时,能够维持关键组成部分(如优势物种、生境斑块)完整性的结构特征,其强弱直接关联生态网络的连通性与抗破碎化水平;过程韧性则关注物质循环、能量流动等生态过程的稳定性和持续性;功能韧性则侧重于生态系统在干扰后维持或恢复其原有或新的功能。3个维度在急性冲击或慢性压力不同扰动情境下呈现差异化响应特征,并通过反馈机制共同决定海岸带生态系统的整体韧性。

海岸带空间韧性的特征

在概念界定基础上,需进一步揭示其多维特征,以支撑关键要素的识别。海岸带空间韧性的特征体现了海岸带复合生态系统在扰动响应过程中的多维属性,不同属性独立表征系统某一维度能力,又通过协同作用支撑整体韧性水平。具体包括以下5个方面。

稳定性

稳定性是指海岸带生态系统在遭遇外部干扰后,能够维持其基本的结构和功能,维系核心结构完整性与功能基线的固有属性。其核心表现为系统对扰动强度的抵抗阈值,当扰动强度未超出生态承载上限时,系统可通过内部缓冲机制保持物种组成、营养级结构等要素的稳定,并持续提供基础生态服务。稳定性较强的海岸带系统能够在干扰发生后迅速恢复到原有或新的稳定状态。这种稳定性不仅表现为生态系统结构的完整性,还包括生态功能的持续性。例如,湿地和红树林在遭遇风暴潮等短期扰动时,能够迅速恢复其防灾减灾功能。稳定性是海岸带空间韧性的核心特征之一,是生态系统能够有效应对长期环境变化和短期干扰的基础。

持续性

持续性聚焦于生态系统在长期扰动压力下,将功能维持在阈值范围内的能力,其本质是系统对扰动频率和时长的耐受阈值。与稳定性的短期抗性不同,持续性更强调对周期性、累积性扰动的长期适应,即使在气候波动、季节性水文变化等反复扰动下,系统仍能通过功能冗余机制避免发生不可逆退化。例如,湿地生态系统能够维持其水质净化功能,即使面临周期性洪水和干旱等气候波动的影响。持续性反映了生态系统在干扰下维持正常功能和结构的能力,是连接稳定性、适应性与恢复性的桥梁,是衡量生态系统长期稳定运行的关键因素。

恢复性

恢复性指的是海岸带生态系统在遭遇扰动后,能够通过自我修复或外部干预恢复其功能稳态和核心结构的能力。与适应性的主动调整不同,恢复性更强调扰动后的被动修复过程,其效率取决于系统的生物库储备及其规模。例如,种子库、繁殖体数量及斑块面积。红树林相关研究指出,大部分斑块因破碎化而恢复性偏低,仅有不足0.1%的斑块表现出较高韧性,显示连片性与面积大小对恢复力具有决定作用。恢复性较强的生态系统能够在外部干扰后,快速恢复生态功能,保持生态服务的提供。例如,红树林在遭受风暴潮或其他极端天气事件的影响后,能够通过自然恢复过程,如植物重生、物种再生等,恢复其生态功能。恢复性是海岸带生态系统的核心特征之一,保障生态系统在长时间内保持其生态功能和服务,也是衡量系统抗逆能力的关键指标。

适应性

适应性是指海岸带生态系统在面对不断变化的环境时,能够通过结构重组与功能优化,主动调整其生态功能与结构,以维持其在新的环境条件下的生存与发展,其核心在于系统的自组织调节机制。当扰动强度接近但未突破抗性阈值时,适应性表现为组分间的协同调整,如物种替代、能量分配流动调整等;而当环境压力持续累积时,适应性则体现为系统结构或功能向更优状态的定向演化。例如,海岸带湿地通过沉积物积累和植物群落变化来提升其生态高度,适应新的水文条件。另有研究指出,不同类型湿地在碳库累积与不可恢复碳比例上存在差异,决定了其未来应对气候变化的适应性水平。适应性是韧性系统应对渐进式变化的关键机制,保证了生态系统在面对外部扰动时能够调整自身结构和功能,维持其稳定性。

动态演化性

海岸带空间韧性的动态演化性是指其在不同时间尺度和扰动情境下,能够不断调整并演化为新的状态,体现为韧性属性随扰动类型、强度及系统发育阶段的非线性变化。海岸带生态系统经历不断变化,特别是在气候变化和人类活动的背景下,其结构和功能不断调整。动态演化性表现为生态系统的自我修复、功能转型及物种多样性的演替等过程。随着环境条件的变化,海岸带可能会发生生态类型的转换,如湿地逐步过渡到红树林或草地等,这些过程展现了生态系统的适应性与恢复能力。同时,动态演化性还揭示了海岸带生态系统的时空异质性:在空间尺度上,不同生态单元的韧性特征存在差异;在时间尺度上,季节性水文波动与长期气候变化对系统韧性的影响也有所不同。与陆地生态系统相比,海岸带景观更强调开放性和跨尺度的流动性,其空间韧性依赖于不同尺度斑块之间的连通性与补充性。

值得指出的是,当海岸带生态系统遭遇极端干扰后,在现有状态不可持续,无法维持现有状态时,能够通过自我调整或外部干预下,实现结构与功能的根本性重构,进入一个新的、具有更强适应当下环境的稳定状态。随着海平面上升,部分海岸带可能由湿地转变为红树林或其他类型的生态系统,以适应新的环境条件。转变性反映了海岸带生态系统在面临长期重大干扰时的自我重塑和演化能力,是确保海岸带生态系统能够在长期扰动背景下持续适应的重要机制。

海岸带空间韧性的多维特征从不同角度体现了海岸带生态系统在面对扰动时的响应机制和自我调节能力。这些特征构成了海岸带生态系统应对外部干扰的核心表现,也为提升海岸带空间韧性、增强其生态屏障功能提供理论依据。

影响海岸带空间韧性的关键要素

从生态空间韧性理论来看,海岸带空间韧性不仅依赖于生物多样性水平与生态功能强度,还受到景观格局的深刻调控。景观格局作为生态斑块的空间组织形式,其空间特征(如斑块大小、形态、分布及连通性)通过影响物质循环、能量流动和物种迁移过程,直接作用于系统的稳定性维持与扰动响应能力。科学识别并优化景观格局要素,是提升海岸带应对多元复合扰动的关键。本节基于景观格局视角,从结构、过程与功能3个维度解析影响海岸带空间韧性的关键要素。

结构性要素

结构性要素主要涉及景观中生态斑块的大小、形状、空间分布及其相关的景观破碎性、连通性和形状的复杂性等。海岸带生态系统的稳定性与这些结构性特征密切相关,尤其是生态斑块的破碎性与连通性,它们在一定程度上决定了系统对扰动的适应性和恢复性。研究指出,盐城、海口等地区因城市扩展和围垦活动,耕地与湿地面积缩减、破碎度加剧,导致区域生态系统稳定性下降。海洋景观生态学认为,景观格局不仅影响生态流的路径和效率,还直接决定系统抵御外部干扰的阈值水平。景观要素之间的空间聚集性直接影响生态流的连续性和生境的完整性。红树林韧性研究中指出,大面积连片的斑块韧性显著高于破碎化斑块,连接度是提升恢复力的关键指标。另外,海岸带景观的边缘密度与形状复杂度会影响系统受扰的敏感性。深圳的案例研究表明,随着围海造地和港口开发推进,景观形状指数下降,格局趋于规则化和单一化,导致景观异质性降低、缓冲功能削弱。生态连通性是指生态斑块之间的联系程度,影响着物种的迁移、能量和物质的流动。优化海岸带景观的结构性要素,降低景观的破碎化,增强斑块之间的连通性和复杂性,构建“集中式大斑块+网络化小斑块”的韧性景观结构,是提升海岸带空间韧性的关键。

过程性要素

过程性要素指支撑生态系统稳定运行的动态交互过程,主要包括物质循环、能量流动、水文过程等,其稳定性和持续性是维持海岸带空间韧性的功能基础,直接影响到系统的适应性和恢复性。海岸带的水文过程对生态系统的影响尤为突出。潮汐作用、洪水调节和地下水流动等水文过程不仅影响着湿地、红树林等生态单元的水质和土壤结构,还决定了这些生态系统的生产力和生物多样性。例如,潮汐变化对海岸带湿地的水文条件和植被生长具有重要影响,而潮汐作用的持续性和规律性能够保证湿地生态系统的稳定性和物种栖息地的有效性,相关的可观测指标如潮位差、潮沟密度等。若这些水文过程受到人为活动或气候变化的扰动,将直接影响海岸带生态系统的功能和恢复能力。此外,物质循环与能量流动的协同性直接影响系统的抗干扰阈值。海岸带生态系统的生产力往往受到光照、温度等因素的影响,而这些因素在海岸带的能量传递链条中起着关键作用。稳定的能量流动过程能够保证生态系统的健康运行,有助于提升其适应环境变化和外部干扰的能力。维持过程性要素的完整性,需重点保护水文连通性与生物地球化学循环的自然节律。

功能性要素

功能性要素是生态系统服务功能的综合体现,指海岸带在扰动情境下提供核心生态系统服务的能力及其稳定性,其特征包括服务类型的多样性、功能强度的冗余性及扰动后的恢复效率。海岸带生态系统通过景观格局提供多类型生态服务,如水质净化、碳储存、防风固沙等,这些服务本身及人类对这些生态系统服务的需求偏好会间接影响到海岸带的空间韧性。研究指出,蓝碳湿地在碳汇储量上的空间分异,体现了不同景观类型在调节气候与抵御风险中的不均衡性。功能性要素的强弱和生态系统的整体健康密切相关,尤其是在面对风暴潮等突发环境事件时,系统的防灾减灾能力和生态调节功能发挥着至关重要的作用。包括缓解洪水、减轻海平面上升影响等防灾减灾功能作为海岸带关键的韧性支撑服务,其效能与景观结构密切相关。湿地的防护功能通过增加土壤的沉积层和提供生态缓冲带,减少了风暴潮等极端天气的破坏。红树林、珊瑚礁等海岸带生态单元同样具有类似的功能,它们通过根系的稳定作用,增加海岸的抗冲刷能力,减少海岸侵蚀和地质灾害的风险。此外,多功能协同性是功能性要素的另一重要维度。健康的海岸带生态系统可同时提供水质净化、碳汇、栖息地供给等多项服务,这些功能间的多样性和冗余性形成的互补效应。例如,碳封存与土壤稳定性提升的正反馈,有助于增强系统的整体韧性和系统应对多种扰动的能力。

我国海岸带在景观格局构成、动态过程与生态系统服务能力方面呈现显著的区域差异性,主要包括北方淤泥质海岸带、东部河口三角洲海岸带和南方红树林-珊瑚礁海岸带(表1),反映出景观格局在不同海岸类型中对空间韧性的支撑方式存在一定的差别,其关键生态功能均由特定的景观结构、生态过程和人类干扰共同驱动。不同景观格局不仅影响生态系统的风险暴露程度与响应能力,也决定了其在洪潮调蓄、生境维持、固碳增汇等韧性功能上的差异性表现。

海岸带空间韧性评价框架

上述论述主要聚焦结构、过程、功能等景观格局内生要素,实际上,海岸带空间韧性还受到自然灾害、人类干扰等外生情境要素约束。此类要素不直接构成韧性结构,却通过改变扰动强度、频度和范围等,影响韧性能力效果。为将上述理论探讨进一步转化为可观察比较和衔接管理的操作性工具,本文初步提出景观格局视角下海岸带空间韧性评价框架(表2)。该框架以景观格局“结构—过程—功能”为主线,融合DPSIR与生态空间韧性理论,将外部压力(敏感性)、景观格局(结构)与生态活力/服务(过程和功能)定义为可度量的指标集合,以期通过该框架输出可诊断的韧性评价结果,支撑海岸带韧性薄弱区域识别、分级分区管控和保护修复的决策。

提升海岸带空间韧性的路径建议

提升海岸带空间韧性是应对气候变化、海平面上升及人类活动带来的挑战的关键举措。海岸带空间韧性的形成与提升遵循景观格局—生态过程—生态系统功能之间的动态耦合。景观格局通过与潮汐动力、水文调节、沉积—侵蚀平衡、生境连通性等生态过程相互作用,进而影响海岸带生态系统风险暴露的脆弱性与敏感性、能量与物质循环效率,以及生境质量和系统恢复能力。例如,高连通度的湿地、滩涂体系增强潮水扩散与洪涝调蓄能力,多样化的生态斑块组合有助于提高系统对扰动的吸收强度与恢复速度。因此,空间韧性的提升不仅依赖景观格局本身的优化,还应通过格局改善驱动生态过程调控,实现生态系统综合服务能力的增强。基于前文对海岸带空间韧性内涵、特征及关键景观要素的分析,本文从景观格局优化、多维功能协同、基于自然的修复策略、生态服务管理及治理机制5个维度,提出系统性提升路径。

优化海岸带景观生态空间格局与连通性

优化景观生态空间格局是提升海岸带空间韧性的核心途径。通过调整海岸带区域内的生态空间分布与布局,构建“斑块—廊道—基质”多层次协同的生态空间网络,降低景观破碎化,增强斑块连通性和完整性,可有效提升系统的稳定性和对环境扰动的适应能力。斑块层面,针对不同生态类型设定临界面积阈值,通过退塘还湿、斑块整合等手段扩大核心斑块规模,减少景观的破碎化,同时保留一定的小型斑块作为“避难所”,提升生境异质性,强化生态连通性,促进物质与能量流动,从而提高生态系统的稳定性和自我修复能力。廊道层面,以潮汐水道、植被带为基础构建生态廊道,打通湿地—红树林—河口滩涂之间的迁徙通道,打破传统单一的生态保护模式,提升海岸带的生态连通性,使物种能够自由迁移,增强生态系统对灾害的缓冲能力,同时有助于改善潮滩水动力过程,提升洪潮调蓄与风险缓冲功能。潮汐湿地、红树林、盐沼等不同类型的生态斑块之间通过生态廊道连接,能够促进物种的迁移和基因交流,有效缓解干扰带来的负面影响。基质层面,控制海岸带开发强度,将自然生态基质控制在优势阈值之上,降低景观破碎化程度。此外,海岸带的结构优化也应注重生物多样性保护,通过合理的景观配置和栖息地保护,确保生态系统功能的多样性和冗余性,以增强系统的长远韧性。

优化生态空间的功能多样性与冗余性

面对气候变化与自然灾害叠加的挑战,海岸带需从传统单一工程防御转向综合适应性共生,提高生态空间的功能多样性成为提升海岸带空间韧性的另一重要路径。通过增加生态空间类型的多样性,不仅可以提供更多的生态服务,还能增强系统应对不同干扰的灵活性,通过底层生态支撑、复合防御体系与基础设施网络,形成分层递进的安全韧性格局。推动单一生态空间向“防护—净化—栖息”等复合功能空间转型,湿地、红树林等生态单元不仅能有效过滤污染物,还能为生物提供栖息地并发挥其防灾减灾功能。同时,功能冗余是提升生态系统韧性的必要条件。通过在不同生态单元间实现功能冗余,可以在某一单元受损时,依赖其他生态单元的功能来保持系统的稳定性。例如,滨海湿地和红树林作为防风消浪的生态屏障,两者功能的冗余设计能够确保即使一个单元受到严重干扰,另一个单元依然可以发挥相应的防护作用,可针对防灾减灾功能,以“灰色工程设施与绿色生态设施相结合”,构建“珊瑚礁—红树林—滩涂湿地—人工护岸”的多层防护体系,实现工程性与生态性措施的互补。

采用基于自然的生态修复和景观优化

推进海岸带环境整治、岸线岸滩修复、滨海湿地修复和海堤生态化建设等工作,可有效改善海岸带生态系统质量,提升其防灾减灾能力。其中,因地制宜地采用基于自然的解决方案(NbS)是提升海岸带空间韧性的重要方向。通过恢复生态系统的自然功能,如湿地恢复、植物群落重建和水体净化等,不仅可以增强海岸带的适应性,还能提高其自我修复能力。例如,纽约的生命防波堤项目通过采用多层次防护设计,将生态功能与防灾功能融合,不仅提高了对风暴潮的抵御能力,还恢复了生物栖息地。这一策略在海岸带的应用,能够以生态恢复为基础,提高系统的韧性,同时实现人与自然的和谐共生。基于自然的生态修复与景观优化的核心在于通过自然过程恢复生态功能,最大限度地减少人为干预的影响。在海岸带的修复过程中,应重点关注生态修复的多样性和系统性。在进行生态修复时,应综合考虑不同生态单元的功能需求和恢复目标,采用分阶段、多层次的修复方法,确保系统的恢复力与适应性。有研究指出,基于适应性循环模型的红树林分区恢复策略,强调在不同阶段采取差异化措施,以增强系统整体韧性。此外,在植被群落重建尤其建议采用乡土物种优先与先锋物种辅助的恢复模式,在盐沼退化区种植芦苇、海三棱藨草与互花米草的混交群落,提升植被覆盖度,增强土壤抗侵蚀能力,同时有助于控制互花米草群落,降低入侵物种种群的失控发展。

加强海岸带生态系统服务供需测度与优化配置

提升海岸带空间韧性还需要关注生态系统服务的供需匹配。通过科学的生态服务评估与规划,合理优化生态空间的功能布局,确保生态服务的可持续供给。建立基于海岸带分类分区的生态系统服务动态监测和评价技术,构建统一技术标准,动态量化评价各类生态空间在防灾减灾、水质净化、碳封存、生物多样性保护等方面的贡献,提高海岸带空间韧性相关数据组织、制图和生态特征描述的效率和质量,为决策提供数据和智能支持。同时优化生态空间配置,基于供需热点识别,在服务高需求区优先保留防护功能强的生态空间,在服务盈余区适度开展生态产品价值实现,形成“核心保护区—缓冲利用区”的差异化分区分级分类管控模式,通过加强生态空间管理与保护措施,利用遥感与物联网技术构建服务供给监测网络,当关键服务指标低于阈值时,启动应急修复措施,确保生态系统服务能够稳定提供并适应未来变化的需求,确保有限生态空间实现服务效益最大化,提升韧性管理的精准性。

强化跨尺度、跨部门的协同治理

提升海岸带空间韧性不仅仅是生态层面的优化,涉及多方利益相关者,还需跨区域、跨部门的协同提升。对环渤海城市群的研究指出,海岸带人地系统韧性存在显著的空间关联网络,但整体结构仍较松散,应推动区域间资源要素流动与优势互补,建立跨区域合作机制,实现多中心、多线程的韧性提升格局。另有研究指出,经济发展质量与生态韧性存在空间收敛特征,提升区域韧性需在一体化发展和区域差异化政策中寻求平衡。因此,整体性提升海岸带空间韧性,需准确把握陆海经济发展和区域性空间协同治理的整体性和联动性,需清晰界定各部门职责边界,建立政府部门之间的统筹协商机制、中央和地方之间的衔接落实机制、区域间的协调协作机制。跨尺度方面,建立“国家—区域—地方”3级联动机制,建议国家层面明确海岸带空间韧性评估标准,区域层面统筹流域与海域尺度的生态空间管控,地方层面落实具体管控措施和保护修复工程。跨部门层面,成立由生态环境、自然资源、水利、农业农村等部门组成的联合工作组,将韧性目标系统性纳入国土空间规划、生态环境分区管控和海岸带专项规划等制度工具,完善不同规划和管控机制之间的内容与过程有机衔接,为海岸带空间的分区管控和差异化管理提供科学支撑,实现保护与开发的决策一体化。此外,通过生态补偿、区域共管等创新模式,激励渔民、企业等多元主体参与海岸带空间韧性建设,整合多方资源,形成韧性提升的合力。

小结与展望

本文聚焦海岸带空间韧性,从景观格局视角系统阐释了其概念内涵、特征、要素及提升路径建议。本文认为,海岸带面临气候变化与人类活动叠加带来的多重风险,其空间韧性不仅体现在抵御外部冲击、快速恢复功能的能力,还表现为跨尺度适应与区域协同的综合属性,其内涵包括结构韧性、过程韧性与功能韧性等方面,强调生态系统对扰动的抵御、恢复、适应及转变能力。研究提出了空间格局优化、功能冗余配置、自然修复实施、服务供需测度和协同治理五维韧性提升路径建议。研究将景观格局理论与生态空间韧性研究相结合,构建了海岸空间韧性的概念内涵和评价框架,补充了该议题的理论研究不足,并提出了兼顾生态功能与空间治理的多维提升路径,可为相关实践提供了工具与思路。

鉴于海岸带系统跨界面、过渡性、强扰动等特殊性,下一步研究中,有3方面议题值得深入:理论框架对特定类型海岸带区域的适应性研究。例如,对热带红树林海岸、温带盐沼海岸不同气候环境下的海岸带系统的空间韧性驱动机制研究。海岸带空间韧性评价的量化指标体系尚未完善,需结合长期生态监测数据构建动态化、智能化和综合性的评估模型。探索韧性提升与生态产品价值实现、蓝碳市场和基于自然的修复工程等新型机制的耦合,为海岸带可持续管理提供创新工具。

海岸带空间韧性的研究与实践是支撑国家生态文明建设、国土空间治理和海洋强国战略的关键科学议题。本文的研究成果可为海岸带生态屏障建设、生态保护红线划定及适应气候变化的国土空间治理创新提供理论支撑,并可为国际海岸带韧性治理框架的比较研究和借鉴提供中国经验。

(作者:孟海星、王从春,上海大学上海城市更新与可持续发展研究院上海大学经济学院;叶属峰,自然资源部东海发展研究中心。《中国科学院院刊》供稿)

【责任编辑:殷晓霞】
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