气候变化下美国海岸带地区韧性规划及其启示——以德克萨斯州为例

王江波 | Wang Jiangbo

许君君 | Xu Junjun

苟爱萍 | Gou Aiping

海岸带是以海岸线为基准向海、陆两个方向辐射扩散的广阔地带，同时也是自然生态环境与经济社会可持续发展的关键带[1]。海岸带韧性是指沿海资源和沿海基础设施抵御自然或人为干扰并迅速从沿海灾害中反弹的能力[2]。近几十年来，随着全球变暖引发的冰川融化、海平面上升、土地流失、海岸线后退以及极端气象灾害带来的飓风、暴雨、风暴潮等问题，严重威胁到沿海地区人民的生命安全和财产安全。因此，对海岸带韧性规划进行研究成为当今城市规划的重要议题[3]。

在国际上，大卫·米歇尔（David Michel）和阿米特·潘迪亚（Amit Pandya）通过对印度洋沿岸地区生态系统的研究，探讨出应对沿海地区的气候威胁的主要挑战是及时适应全球变暖；迈尼斯（McInnes）、乔肯尼迪（Grady）等人探索了气候变化对维多利亚沿海地区的极端影响；罗伯逊（Robinson）、萨其拉（Shakira Khan）通过建模预测气候变化对沿海地区的影响[4-6]。美国作为三面临海的国家，是世界上最早提出海岸带管理概念的，对于海岸带韧性规划的发展尤为重视。它鼓励和支持各州通过制订和执行相关政策和行动计划，有效地担负起其在海岸带开发和管理中的责任[7]。以德克萨斯州为例，2005年飓风“丽塔”以190km/h的风速在德州海岸带地区登陆[8]。时隔三年，飓风“艾克”席卷而来，最大风速达到230km/h。以及后来2017年飓风“哈维”的登陆，都对整个沿海地区造成严重的破坏[9]。为了加强和保护该州的自然资源，降低沿海地区居民的生命安全和财产损失，德克萨斯州先后出台了2次海岸带韧性总体规划。相比于2017年的韧性规划，2019年的规划提出了四个主要关注点，分别为沿海基础设施、多重防线法、沿海模型以及适应性管理政策。通过对四个关注点展开研究，构建沿海防灾框架来适应沿海不断变化的需求。

相比较而言，我国海岸带管理缺乏国家层面的法律法规[10]。但在地方层面的实践中，各沿海省份也在不断进行相对有益的摸索。此前，《辽宁海岸带保护和利用规划》作为首部与海岸带保护和利用的相关规划于2013年出台。其将辽宁沿海经济带国土空间划分为重点保护功能区和重点建设功能区，以资源环境承载力为基础，实施功能分类管制[11]。而后，全国首个省级关于海岸带综合保护与利用规划《广东省海岸带综合利用与保护规划》在2017年颁布[12]。2019年广东省率先建立“湾长制”，将其沿海地区的八个湾区进行统一管理规划，预计今年年底初步形成1570km的滨海生态公路。此外，《深圳市海岸带综合保护与利用规划（2018—2035）》针对陆海分割的规划管理模式问题建立了陆海统筹的体制机制平台，率先实现了规划、国土、海洋管理的三合一[13]。这些积极的探索在一定程度上促进了海陆统筹，防止海陆开发利用时产生冲突，在科学性与有效性方面，与发达国家还是有较大的差距。因此，通过对比国内外在海岸带韧性规划方面的差异对提升我国海岸带地区的防灾能力具有重要的现实意义。

1 规划编制背景与过程

1.1 区域概况及海岸带历史演变

德克萨斯州（Texas），简称德州，是全美第二大州（在加利福尼亚州之后）。占地面积仅次于阿拉斯加州，约为69.6万km2。据统计，截止2018年7月，约有2870万人口居住在此。德州位于美利坚合众国的南部，与路易斯安那州接壤，它的三个边界由河流界定。由于占地面积较广，德州各地区气候变化受地理区位影响存在较大差异。东部和北部夏季多暴雨，北部地区每年4—6月多龙卷风，东南墨西哥湾沿岸地区每年6—11月多飓风。在经济上，德州在美国经济中占有重要地位。截至2019年，德州生产总值到1.9万亿美元，是全美第二大经济体，仅次于加利福尼亚州[14]。

德州的海岸线生态多样，生物生产力强，为当地的植物和动物种群提供栖息地。公元前10000年，当时海岸线位于东部，距离现在的海岸线约50～100英里，海平面比今天低约200～300英尺。到公元前6500年，海平面迅速上升，淹没河谷，创造了早期的沿海海湾。在公元前2000年到公元前1000年间，海岸线占领面积急剧减少，海平面上升开始不稳定。一直到公元前1000年，海平面才稳定在目前的位置，而后仅有轻微的波动[15]。图2是德州海岸带环境发展的四个主要阶段的图形描绘。

图1 德克萨斯州区位图

图2 德州海岸带历史演变图

1.2 主要灾害类型及典型灾害事件

在德州的整个沿海地区，由飓风和热带风暴所造成的自然灾害频繁。飓风是一种伴随强风、暴雨等极端天气产生的自然灾害，极易对城市经济产业以及民生事业造成破坏，冲击力极大。当飓风和热带风暴袭击德州海岸时，房屋和基础设施都会遭到严重的破坏[16]。

1.3 编制目的及过程

2017年3月编制的韧性总体规划，首次提出了德州沿海地区的价值，资源以及危及沿海社区的关注问题。针对这些问题提出了韧性战略，并建议对以自然为基础的项目提供资金，以减轻威胁沿海地区活力和生产力的关注问题的影响。2017年秋季，GLO（德克萨斯州土地总局）开始研究2019年韧性总体规划，该规划具有更广泛的范围，可以解决与沿海社区防灾有关的自然环境和建筑环境问题。通过在州和地区层面采用“多重防线”的方法、恢复、加强和保护沿海栖息地，基础设施和社区，提高沿海地区的长期弹性，推动德州海岸向更大的复原力迈进。

德州的海岸带韧性总体规划的编制过程一般分为四个阶段，即组织资源、价值和脆弱性评估、制定行动计划、规划实施。GLO成立了规划团队，与相邻的行政区的政府部门、机构、组织以及大大小小的沿海社区合作。通过对德州海岸带价值和脆弱性的评估，GLO最终提出了11项适用于各个沿海治理项目的行动计划。

2 规划特色分析

2.1 规划制定的全面性

（1）关键议题

德州易受人为因素和自然因素变化的影响，这些变化由复杂的驱动、压力和关注问题所造成。驱动可以是社会的，经济的或自然的，并且主要来自于沿海系统的外部因素。压力一般是这些驱动因素造成的自然的和人力资源的压力。复杂的驱动和压力的积累确定了防灾计划需要关注的八大问题：①栖息地的改变、退化和消失；②海滩侵蚀和沙丘退化；③海岸线的侵蚀；④沿海风暴潮的损坏；⑤沿海洪灾的损失；⑥对水质水量的影响；⑦沿海资源的影响；⑧遗弃的船只、构筑物和碎片。这些问题是造成德州海岸带地区自然环境和建筑环境被破坏的关键性因素。

（2）行动计划

GLO和其他州合作制定了德州行动计划框架图，说明应该从哪些策略入手来减轻海岸带所关注问题的影响，以增强长期的海岸弹性。近年来海岸气候变化对岸边环境造成诸多不良影响，为解决德州海岸带存在的飓风、洪水、海平面上移以及高温热浪等安全隐患，研究提出了包括海滩沙丘可持续发展、海岸风暴潮风险管理等在内的11项针对性行动计划。这些计划是根据不同地方需要而制定的，适用于整个韧性计划区域，体现出德州防灾计划坚实的可操作性。

①功能区划。实施德州海岸带韧性总体规划需要多个层面的回应，从全州层面上可能发生的问题开始，并在地方层面上实施。德州沿海地区的社区，工业和环境资源异常多样化，每个地区的产业为当地带来了不同的生态和经济效益。因此德州的韧性规划将沿海地区划分为四个区域（图3，表2）。

表1 典型灾害事件

表2 功能区划一览表

图3 德州功能区划图

②对四个规划区域采取针对性的韧性建设。2019年韧性总体规划就四个行动区域的侧重点不同，将行动计划分为生态和管理两大类，以适应不同区域要求。生态类包括海滩和沙丘的可持续发展、栖息地的增强、湿地保护和海岸线稳定、牡蛎礁的强化以及区域和基础设施得到改进；管理类包括流域规划、三角洲管理、海岸风暴风险管理、风暴的准备和响应以及相互合作协调利益（表3，图4～7）。

表3 德州海岸带一级行动计划表

图4 1区行动计划图

图5 2区行动计划图

（3）韧性策略

德州海岸带韧性总体规划（图8）分别从生态韧性、社会韧性和行政韧性三大方面展开设计。生态韧性方面：通过研究海岸带最佳位置，在海滩和沙丘上重新积累沉积物，对湿地、高地和牡蛎礁进行规划、保护和检测，以解决侵蚀和有限的沉积物供应问题，恢复和重建栖息地。社会韧性方面：基于风暴潮抑制的研究结果来推进项目实施，增强海上运输设施建设，扩大疏散路，来稳定海湾沿岸。行政韧性方面：为沿海防灾的关键问题制定长期建议和指导文件，完善与沿海防灾相关的法律法规，同时创建持续，结构化和定期资助的课程，确定是否需要进行额外的研究或科学工程分析。

2.2 风险预测的科学性

为了更好地了解德克萨斯海岸风险的原因，需要利用数据和科学信息对海岸带进行管理。减轻相对海平面上升和不断增加的沿海风暴对洪水的影响是一项艰巨的任务，这不仅需要政府、行业、组织和个人的相互合作，更需要运用科学的手段来应对灾害的破坏。德克萨斯州通过数据和科学信息来更好地量化未来气候条件可能对该州的沿海环境、工业和社区产生的影响。该总体规划主要通过以下三种模型来对沿海地区未来的持续变化进行评估。

图6 3区行动计划图

图7 4区行动计划图

图8 海岸带生态策略图

（1）海岸土地覆盖模型

随着海平面上升，海岸线根据其现有条件以各种方式作出反应。淡水湿地向内陆迁移，以防止海水入侵，但如果内陆空间得到开发，湿地将无法迁移，将向河口和咸水湿地过渡。同样，河口和微咸水湿地要么向内陆迁移，要么侵蚀到滩涂，要么在没有其他地方可去的情况下过渡到开阔水域。海湾在开发区容易受到侵蚀，使现有的基础设施和栖息地面临更频繁的淹没风险，并可能中断农业、渔业、旅游业的发展。土地覆盖变化模型根据海平面上升的高度预测未来的海岸带生态趋势，为海岸带规划提供基线条件。同时，通过对模型的调整，以模拟几个大规模的沼泽恢复项目，预测项目是否可以改善未来景观状况。这些项目将模拟沉积物是如何沉积，从而逐渐增加海湾底部的高度以抵消沉降速。

（2）风暴潮模型

在德州，强度较低的风暴比主要风暴更常见，而且一般情况下受损最大的范围通常不利于计划，而较小的风暴则能更好地反映与洪水相关的重复性损失。因此，风暴潮模型模拟2级飓风轨迹进行研究。模型研究当前条件（土地覆盖类型，建筑物数量和位置，海平面）以确定基线损害估计值以及未来条件，以便在未采取措施解决海平面上升和湿地损失的情况下预测到2100年可能遭到的损害。然后，规划小组对用于预测土地变化的“有项目”情景进行了同样的风暴模拟，以确定这些项目对未来风暴的好处。初步结果表明，疏浚物的大规模有益使用可以减少直接项目附近的风暴潮损害，在某些情况下可以减少波浪高度的相邻效益。GLO规划小组将继续加强这些分析，以进一步为未来的沿海防灾决策提供信息。

（3）灾损影响模型

GLO规划小组使用Haz-Us软件分析了受风暴潮影响的区域，Haz-Us是联邦紧急事务管理局（FEMA）开发和使用的软件，用于量化自然灾害期间对基础设施的潜在损害。该模型确定了对住宅、商业建筑和学校等关键设施和基础设施的物理损坏。Haz-Us估计，在所研究的六大城市中，损害总价值平均增加92亿美元。2100年的损害从最低的54亿美元到最高的246亿美元不等。也就是说如果3级、4级或5级飓风对同一地点造成影响，预计这些估计将更大。

2.3 规划实施的灵活性

（1）适应性管理法

由于复杂的社会生态系统的动态和行为总是存在不确定性和不可预测性，但管理决策仍然必须做出，因此在制定海岸带韧性总体规划时，有必要将适应性管理技术纳入到规划开发中。适应性管理的核心是在学习附加信息时修改现有策略和实施新管理策略的迭代方法，通过“边做边学”来降低未来成功的不确定性。

该方法在计划层面上包括解释规划目标，确定管理目标和因果关系的假设，以及制定收集数据的程序，然后进行监测和评估。成功实施适应性管理法将有助于提高海岸复原力（包括脆弱的未开发地区），并随着时间的推移不断完善治理结构。

（2）项目评估的优先级

2.通过预习，可以对课堂上所学知识当堂消化和吸收，从而可以大大减少课下进行复习和作业时的难度，从而节省课后复习和做作业的时间。把节省的时间用在对下一节课的预习上，从而形成良好的循环，大大提高学习的效果。有的学生没有养成预习的习惯，一到做作业的时候，就会抓耳挠腮，因为课上教师讲得自己并没有真正搞懂，这时只能重新拿起书来再重新学习，事实上，这样的做法会浪费大量时间，而且会影响学习的效果，久而久之，成绩自然就会受到影响。

为了在整个德州沿海地区实施这些必要的行动，防灾计划列出了123个推荐的一级项目，这些项目是从一组约250个审查项目中选出的。该委员会根据其总体范围和优点对每个项目进行了单独评估，主要考虑了以下因素：拟定位置、对自然和建成环境的预期影响、规模、拟定方法、修复技术、施工或竣工的可行性以及与2019年恢复期的总体一致性。

技术报告中的项目评估表提供了与项目筛选相关的数据和其他值（例如：项目模型结果、TAC数值评估），用于在任何评估级别确定的所有项目。根据这些记录，将审查的项目分为三个等级，一级的TAC认证等级高，通常超过80%，二级、三级相对较低（表4）。这些分类的典型参数标注在相邻的图表中，与这些标准有关的变化标注在项目评估表中。

表4 项目评估层次表

（3）利益相关者参与

德州作为一个沿海州，自然灾害造成的后果将直接影响670万生活在沿海地区的人们，让这些利益相关者参与到决策和政策制定中，通过接纳各方意见，可以反映出当地知识和优先事项的重要信息和见解。该韧性总体规划以委员会为核心，由联邦和州机构，非营利组织，地方政府机构，学术机构和公民等利益相关者共同参与。

3 启示

新世纪以来，我国社会人口数量不断攀升，产业规模也在不断扩大。海岸带各类灾害事件频发，对沿海资源环境造成重大的破坏，提升韧性能力是当务之急。但是，我国关于海岸带韧性规划还处于摸索阶段，如何制定和实施具有针对性的规划是每一次规划编制需要不断突破的任务和目标。

参考德州在编制海岸带韧性总体规划的合理性，着重于全面性的关键议题导向，借以科学性的风险模型和灵活性的规划实施方案，有效地改善当地的灾害环境。除此以外，该规划始终围绕着加强海岸带基础设施建设，提升海岸带社会经济价值而展开，针对性地提出了有效的防灾措施，极大地提高了人们的生活质量。因此，对我国海岸带韧性总体规划的编制具有一定的启示作用。

3.1 提升海岸带生态修复能力

海岸带生态自我修复能力可以为已形成的海岸带环境提供有效的保护，以抵御沿海风暴和其他灾害事件。我国海岸带地区人口高度集聚，生态系统长期受到干扰，如近海富营养化、生物多样性降低、生活垃圾和固体废弃物污染、海岸工程建设、围海造田和海水入侵等，都对整个沿海生态环境造成严重的破坏。德州在编制海岸带韧性规划中，对生态服务系统展开研究，通过实行一系列旨在恢复海岸带生态系统的项目，如建立海岸带屏障系统、利用工程技术重建湿地来增强沿海韧性。总而言之，为了加强海岸带生态修复能力，必须建立在生态良性循环和资源有效输出的基础之上，同时也要将人类活动范围限制在海岸带生态系统的弹性区域。

3.2 保证规划的科学性和灵活性

其次，借鉴德州海岸带韧性总体规划中的适应性管理法对保证规划的灵活性具有重要的作用。复杂的社会生态系统的动态行为总是存在固有的不确定性和不可预测性，适应性管理在计划层面上，通过详细阐述规划目标、确定管理方案和因果关系、制定收集数据的程序，来对海岸带规划进行系统监测和评估。通过这样一个结构化的迭代过程来对监测结果进行定期评估，并根据相关研究调整针对沿海活动的管理框架，提出具有灵活性的规划决策，提高海岸带的复原力。

3.3 完善海岸带纵向体系管理体制

纵向体系是指在海岸带综合规划和管理的基础上，建立自上而下的多部门协调的分级管理体制。目前，在省级层面，山东、广东、辽宁等省市已经编制了海岸带综合保护和利用规划或海岸带应用管理条例。但在海岸带管理体系中，一旦涉及到多个部门的合作，则会出现部门各自为政，缺乏有效沟通和协作的问题。德州在制定海岸带韧性总体规划时，为更好地落实海岸带发展，提升海岸带弹性，与上位规划是相互包容的。GLO与各地方政府统一合作，在州和地区层面展开行动，以提高海岸带的长期韧性。我国在国家层面应及早制定与海岸带管理相关的法律法规，来引导各个沿海省、市根据当地社会经济发展情况，编制地方海岸带规划，并逐步设置专门的技术咨询委员会。

资料来源：

图1：https://en.m.wikipedia.org/wiki/Geography_of_Texas；

图2：https://texasbeyondhistory.net/coast/prehistory/images/intro.html；

图3，8：TEXA SCOA STAL RESILIENCY MASTER PLAN；

图4，6：FEMA，2012-2017（Inundation）48 GLO Coastal Resiliency Study；

图5，7：National Wetlands Inventory,2017（some classifications consolidated for simplicity）；

表1～4：作者自绘。