理性回归:让滨海湿地抗击风暴与洪水

相比工程手段,用滨海湿地抵御风暴潮更便宜,更有效,也更长久,问题是该如何保护它们。

Fiddler Crab on a mangrove beach in Malaysia, Borneo.

马来西亚婆罗洲的红树林海滩上的一只雌性招潮蟹。图片来源:Sam Rollinson / Alamy

2019年底,美国陆军工程兵团(U.S. Army Corps of Engineers)发布报告,提议再投入32亿美元来加固新奥尔良防护堤,因为这个已经耗费了140多亿美元巨资改造加固的防护堤正在下沉!

时光倒流至2005年8月29日,这天五级飓风卡特里娜登陆美国密西西比河口,对墨西哥湾北部地区的人民生命和财产造成了巨大的破坏。据统计,飓风导致1800余人丧生,上百万的民众流离失所,造成的直接经济损失高达1080亿美元,成为了美国历史上损失最大的自然灾害之一。

随后,美国国会批准拨款140亿美元,用于重建新奥尔良地区的防洪系统,加固防护堤,以防御未来百年一遇的洪水。

2018年5月,这个耗时10余年、花费140多亿美元的防洪工程终于竣工。但仅过了11个月,陆军工程兵团就不得不发出警告:由于海平面加速上升和防护堤因为地基松软而持续下沉,这个防洪系统的寿命可能只能维持短短的四年。仅8个月后,它又不得不提出文章开头的建议。

加固防洪系统固然重要,但当地的一些环保组织认为,无论堤坝增加到多高,它们仍将处于持久的威胁中,应该在强化堤坝的同时,找出其它的解决方法,包括修复海岸带的天然屏障、提升海岸带的自然韧性(resilience)及抵御自然灾害的能力。

天然的海岸防线

其实,早在上世纪70年代,人们就已经开始察觉到路易斯安那州的滨海湿地以每年超过100平方公里的速率在急剧地减少,但是直到90年代末才开始实施湿地修复措施。1998年底,当地政府机构启动了名为“海岸2050 (Coast 2050)”的湿地恢复规划,计划在之后30年内投入140亿美元修复滨海湿地生态系统,以保护路易斯安那州南部的环境、经济和文化。然而,由于资金不足及不断被其它新的计划所替代,全面的湿地管理和恢复计划在随后的数年仍没能得到很好落实,“海岸2050”规划既没有很好地修复当地的滨海湿地生态系统,也未能遏制住湿地不断减少的趋势。而与此同时,来自于联邦政府的海岸带防御专项资金却主要还是被用于不断地加固维修那些灰色的人工防御设施,如海堤、护岸板、防波堤、抛石护坡等。

那么,绿色的天然滨海湿地在抵御类似卡特里娜飓风这样的自然灾害方面是否具有与灰色的人工堤坝相媲美的作用呢?为了回答这个问题,来自北卡罗来纳大学的雷切尔·K·吉特曼(Rachel K. Gittman)博士团队沿着2011年艾琳飓风(Hurricane Irene)肆虐过后的海岸线调查了社区的受灾情况。他们发现,沿海居民常用的护岸板(bulkhead)在此次飓风中的受损率超过了70%,而当地天然盐沼湿地(natural marsh)上的植被只有部分被破坏,并且来年就恢复了,有些地点的植被甚至更加茂密。随后,吉特曼等人还调查了689栋临岸住宅的受灾情况,发现尽管防洪护岸板的使用率仅占41%,但是93%岸线受损案例都与它的使用有关,同时,使用防洪护岸板的房屋中受损房屋所占比例,要高于拥有自然岸线的房屋的该比例。而每年用于维护使用护岸板的房屋的费用是那些位于天然盐沼湿地后方而不使用此类设施的房屋的4倍。盐沼植被会被飓风吹倒,盐沼湿地会变形,但是不会崩溃。

20亿美元

修复一块盐沼湿地,可以防止182亿美元的经济损失。

事实上,越来越多的科学证据表明,由盐沼、红树林、牡蛎礁、浅海珊瑚礁等组成的“有生命的海岸线”能更有效地抵御飓风和洪水等自然灾害所带来的危害。牡蛎礁和珊瑚礁就是天然的防波堤,它们崎岖不平的表面能消解海浪的能量、缓解洪水的威力、减少海岸带侵蚀;而盐沼和红树林群落可以利用它们茂密的根茎系统消解掉风暴潮的能量。通过调查2012年桑迪飓风过后的美国东部十二个州的受灾情况,科学家们估算,尽管该区域的天然湿地仅存10-40%,但它们将飓风及洪水造成的经济损失减少了6.25亿美元。

修复天然湿地可能需要巨资,但其性价比要比建造人工防洪系统高得多。例如,在路易斯安那州修筑6米高的海堤的单位价格是3.3万美元/米,而它所保护的社区财产价值仅是它造价的四分之一。相比之下,修复天然湿地的成本就相对低得多——据测算,如果花13亿美元修复一块牡蛎礁,可以防止97亿美元的经济损失,投入回报比为1:7.5;如果花20亿美元修复一块盐沼湿地,可以防止182亿美元的经济损失,投入回报比达到1:9.1。

并且,随着自然海岸线修复技术的发展,修复成本逐渐降低。科学家发现,如果将盐沼植物成堆种植,其生长速度是单株种植法的三倍。另外,还可以引入蓝蟹等食草甲壳动物的天敌,以促进植被生长。如果在盐沼的前沿修复一些牡蛎礁,则可以更好地保护盐沼。

珊瑚礁也是降低洪水风险的最有效的生态系统之一,消浪率高达97%,而且修复成本相对较低——重建一米长的珊瑚礁平均只需1300美元,而建造同样长度的防波堤则需要近2万美元。珊瑚礁每年帮美国减少了1亿美元的损失,帮墨西哥、马来西亚、印度尼西亚和菲律宾减少了超过4亿美元的损失。连有些保险公司都意识到恢复珊瑚礁和红树林湿地要比修建人工海堤的性价比高得多。例如,瑞士再保险(Swiss Re)与大自然保护协会(The Nature Conservancy)合作,帮助墨西哥金塔那罗奥州建立了“海岸带管理信托基金”,用当地旅游业税收支持中美洲珊瑚礁日常保护工作,并为珊瑚礁投保。飓风后,保险赔款也用于珊瑚礁的保护和修复。

Hurricane Katrina 2005
美国空军在卡特里娜飓风后搜寻幸存者。图片来源:Master Sgt. Bill Huntington/U.S. Air Force

亡羊补牢

受全球气候变化影响,包括美国在内的北大西洋地区近年来所受飓风灾害日益加剧,而在地球另一侧太平洋西岸的中国,情况更不容乐观。中国是全球气候变化的敏感区和受影响显著区,近30年中国沿海海平面上升高于同期全球平均水平,20世纪90年代中期以来登陆中国台风的平均强度明显增强。中国沿海地区人口密集、经济集中,超级台风的频繁登陆对人民生命和经济构成重大威胁。回想起2018年的强台风“山竹”,人们仍心有余悸。这场台风造成广东、广西、海南、湖南、贵州5省(区)近300万人受灾,160.1万人紧急避险转移和安置,1200余间房屋倒塌,农作物受灾面积174.4千公顷,绝收3.3千公顷。“山竹”在整个亚洲地区造成的经济损失可能高达1200亿美元。

过往的创伤仍未抚平,就有专家预测未来登陆中国台风的频率和强度要高于往年。预计2020年西北太平洋和南海将有25~28个热带气旋生成,其中6~8个在中国沿海登陆。就在刚刚过去的8月,大陆地区已有3个台风登陆,在浙江、福建和广东三省造成直接经济损失124.4亿元

Typhoon Mangkhut flooded in Shenzhen
台风山竹淹没了深圳的人行道,在华南地区造成300万人受灾。图片来源: Mao Siqian/Alamy

自古以来,生活在沿海地区的劳动人民都知道修建海堤工程来防止海潮和风浪的袭击。直到今日,修建海堤和护岸工程仍然是沿海各地防灾减灾和保障生产的重要手段和措施。但是,人工海堤和护岸工程的作用有限,并且每年都要花巨资重修和维护它们,反反复复,没完没了。

这些都让滨海湿地作为“海岸卫士”的作用愈加受到重视。但根据有关研究,仅在过去的半个多世纪里,中国就已经损失了53%的温带滨海生态系统、73%的红树林和80%的珊瑚礁。来自太平洋的台风和风暴潮等自然灾害越来越凶猛,而中国的海岸带在很大程度上已经失去了抵御这些自然灾害的韧性和能力。

30米宽(纵深)的盐沼草本植被带消浪率达70%以上,100米宽的草本湿地消浪率即可达90%以上

亡羊补牢,犹未晚矣。中国滨海湿地的重要生态系统服务价值正被越来越清晰地意识到,保护与恢复工作也提上了决策者们的重要日程。习近平总书记于2017年4月19日实地考察广西北海金山湾红树林的生长和保护情况时,指示“一定要尊重科学,落实责任,把红树林保护好”。2018年7月,中国国务院发布了《关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》,给激进的沿海开发和围填海有力地踩下了刹车,对遏制无序、非法的围填海趋势起到了极其重要的作用。2020年6月,未来十五年全国重要生态系统保护和修复重大工程规划对外公布,海岸带作为重点治理区域被列入重大工程重点布局的“三区四带”,未来工作的重点就包括红树林、海草床等海岸植被及珊瑚礁生态系统的保护和修复。同年8月,自然资源部和国家林草局印发了《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025年)》,全面部署了红树林保护和修复的路线图。

值得一提的是,自然资源部海洋减灾中心已经率先牵头开展中国滨海湿地“海洋卫士”防灾减灾功能评价及其标准体系构建,定量评估了红树林、盐沼植被等滨海湿地的减灾功能。试点结果表明,150米林宽(纵深)的红树林对风暴潮的波高消减率为80%以上;而仅30米宽(纵深)的盐沼草本植被带消浪率达70%以上,100米宽的草本湿地消浪率即可达90%以上,滨海湿地可以有效降低海浪强度。基于此,自然资源部牵头编制并在最近以团体标准形式发布了一系列针对红树林、盐沼、珊瑚礁、海草床、牡蛎礁、砂质海岸等海岸带典型生态系统的现状调查与评估、修复和项目监管的技术标准,为沿海地区实施海岸带保护修复提供科学指导。虽然团体标准不具约束力,却是积极的一步。

我们有理由相信,中国政府在即将开启的“十四五”(2021-2025)阶段,将加大保护和修复滨海湿地的力度。

顺应自然规律,保护和维持更多的滨海湿地,修筑一道天然屏障,发挥这些“绿色基础设施”的作用来缓解人类面临的诸多威胁,也算是人类的一种理性回归吧。