日本東京灣環(huán)境再生計劃(一期)對中國渤海灣環(huán)境保護與修復的啟示

熊紅霞，戴明新，彭士濤，胡健波

(交通運輸部天津水運工程科學研究所 水路交通環(huán)境保護技術交通行業(yè)重點實驗室，天津 300456)

灣區(qū)經濟作為一種重要的濱海經濟形態(tài)，成為世界眾多一流城市發(fā)展的共同體，目前世界上最發(fā)達的區(qū)域往往集中在灣區(qū)周邊，如紐約灣區(qū)、舊金山灣區(qū)、東京灣區(qū)等[1]，而這些經濟發(fā)達的灣區(qū)都擁有良好的生態(tài)環(huán)境，而這些灣區(qū)也都經歷了先污染后治理的過程[2]，研究其經驗和教訓對渤海灣經濟的發(fā)展和環(huán)境改善具有重要的借鑒意義。

“十一五”、“十二五”期間，渤海灣地區(qū)的產業(yè)快速發(fā)展，掀起了開發(fā)海洋和利用海洋的熱潮，上馬了一系列的大型項目和工程，對渤海灣生態(tài)環(huán)境帶來了極大的影響。“十三五”期間，渤海灣成為全國創(chuàng)新驅動經濟增長新引擎，這對渤海灣地區(qū)的資源環(huán)境提出了更高的要求，因此，在分析渤海灣環(huán)境問題的基礎上，總結借鑒東京灣環(huán)境恢復和建設經驗，為今后渤海灣經濟建設的環(huán)境保護提供技術支撐。

1 日本東京灣的產業(yè)特點及對環(huán)境的影響

1.1 東京灣的自然及產業(yè)概況

東京灣是位于日本本州島關東平原南端的半封閉海灣，像一個布袋，內寬口窄，深入內陸80 km，東西兩側被房總半島(千葉縣)和三浦半島(神奈川縣)所環(huán)抱，通過兩個半島之間狹窄的浦賀水道與西鄰的相模灣會合后，與太平洋相連，岸線總長約1 650 km，海域面積1 320 km2，陸域面積7 881 km2。東京灣是日本的政治、經濟和產業(yè)中心，人口約2 900萬，區(qū)內有東京、橫濱、川崎、船橋、千葉等5個大城市，以及市原、木更津、君津等工業(yè)重鎮(zhèn)；東京灣臨海地帶的填海造地主要用于大型產業(yè)基地開發(fā)、港口開發(fā)和工業(yè)用地，工業(yè)主要包括鋼鐵、有色冶金、煉油、石化、機械、電子、汽車、造船等。東京港貨物年吞吐量4 000×104t，是日本第6大港。

良好的岸灣條件和20世紀下半期后不斷的填海造陸，特別是二戰(zhàn)以后城市化加速，環(huán)繞東京灣的海濱90%都被開發(fā)成人工海岸線，出現了很多人工島嶼。東京灣填海面積已達252.9 km2。東京灣的地形由于填海和疏浚的原因，造成淺灘喪失，另外填海造地使周邊區(qū)域的水深有所增加。由于人口高度集中和產業(yè)密集，大批工廠排放的“三廢”，嚴重污染了當地的環(huán)境，產生了諸多的生態(tài)環(huán)境問題，如大氣遭受污染，海水水質變壞，赤潮頻繁發(fā)生，海洋生物資源退化，天然岸線被人工岸線替代，沿海濕地幾乎喪失殆盡[3]。

1.2 東京灣發(fā)展對環(huán)境的影響

(1)對水環(huán)境的影響。東京灣海水交換時間具有夏季短、冬季長的特點，年平均交換時間約28 d。這種水交換特性，造成了從下水道經由河流排海的陸源污染物容易在東京灣累積。東京灣水質惡化主要來自生活污水和工業(yè)廢水。依托東京灣發(fā)展起來的東京大都市圈，包括東京都、琦玉縣、千葉縣、神奈川縣等一都三縣，面積13 562萬km2，占全國總面積的3.5%，常住人口為3 850萬人。流入東京灣的主要河流有江戶河、荒河、多摩合、鶴見河等，帶來大量的陸源污染物[4-5]。據調查，東京灣水中污染物69%來自富含氮、磷等營養(yǎng)物質的生活污水。東京灣因開發(fā)活動所進行的圍海造地，形成了臨時工業(yè)基地，區(qū)域內有東京、橫浜、川崎、千葉、船橋、琦玉等大城市，以及市原、木更津、君津等工業(yè)重鎮(zhèn)，工廠排污造成了水質污染，東京灣水環(huán)境污染21%來自工業(yè)廢水[4-5]。

(2)對生態(tài)環(huán)境的影響。1965～1975年間的大規(guī)模圍海造地，填埋了25 000 hm2海面，相當于東京灣兩成的海域面積。大規(guī)模的填海造地，嚴重破壞了東京灣的生態(tài)環(huán)境，使得納潮量減少、海水的自凈能力減弱，最終導致海水水質惡化、海洋生物資源退化。圍海造地還嚴重破壞了東京灣的濕地，明治時代的濕地90%以上已經喪失，造成潮間帶生物生存環(huán)境退化，極大地降低了自然海岸和灘涂具有的水質凈化和生物生存的功能，東京灣大部分自然岸線已經被混凝土直立護岸取代[6-7]。

而圍海造地在灣內形成的較大規(guī)模的疏浚洼地，成為貧氧水團容易發(fā)生的海區(qū)，也是青潮的多發(fā)區(qū)。每當水質惡化，出現貧氧水團，或者發(fā)生赤潮時，就會造成大量生物死亡或者遷移。多年來，由于海底沉積了相當厚的污染物，90年代以來，赤潮頻發(fā)，給近海養(yǎng)殖業(yè)帶來災難性后果。據東京灣環(huán)境情報中心公布的數據顯示，自1979年起，東京灣赤潮的高峰期出現在1982年左右，當年出現了69次赤潮[8]。

2 東京灣環(huán)境再生計劃第一期(2003～2012)

為了恢復人與海洋的自然接觸，再現“美麗富饒的東京灣”，日本政府先后制定了《東京灣環(huán)境再生計劃》一期和二期。其中一期計劃于2001年12月4日制定，2003年開始實施，由日本國土交通省、海上保安廳、農林水產省、林野廳、水產廳、環(huán)境省等相關部門參與，涉及埼玉縣、千葉縣、東京都、神奈川縣、橫濱市、川崎市、千葉市。該計劃的目標是快速恢復灣內海水環(huán)境，增加生物量，再現美麗富饒的東京灣，第一期的主要任務是削減陸域污染負荷、改善海域環(huán)境質量、實施環(huán)境監(jiān)測[9]。2012年相關部門對第一期的實施效果進行了評估[10]，并制定了第二期的實施方案。

2.1 削減陸域污染負荷

(1)采取的對策。為了減少排入海灣的污染物，該計劃提出通過控制污水排放量，進行污染物總量控制；普及和提升改造下水道、農村排水設施，合并處理凈化槽等各種生活排水處理設施；建立河流直接凈化設施，以減少有機污染物的排放；通過建立多種多樣的管理制度和措施，減少面源污染源的排放量，并號召市民參與到計劃中來，回收水體中的浮游垃圾等，通過削減陸域污染負荷達到改善港灣水質的目的。

(2)實施效果。

①污染負荷總量。2013年對計劃的實施效果進行了評估，通過調查發(fā)現，東京灣流域COD、TN和TP的污染負荷總量分別為193、199、12.9 t/d，與2006年的水質污染物總量控制目標值相比，分別降低了5.2%、7.0%、7.2%，東京灣的污染負荷正在穩(wěn)步減少。

②水質改善情況。選取COD、TN和TP作為評價水質的指標，調查發(fā)現，東京灣海域海水上層、下層的COD大體上持平，雖然沒有明顯的改善，但是看不出惡化的傾向。水體中下層TN在慢慢好轉，而TP變化極為緩慢，但是可以看出有好轉的趨勢。

③DO改善情況。日本將水體中DO含量低于3 ml/L(4.3 mg/L)的水定義為貧氧水團。每年夏季對東京灣底層DO情況進行監(jiān)測，監(jiān)測結果表明，通過實施一系列水質改善措施，取得了一定的成效。但作為最大目標的底層DO改善并不顯著，海灣內部夏季會產生貧氧水團，導致青潮爆發(fā)進而導致大量生物死亡。因此，底層貧氧水團對底棲生物的生存帶來影響。

2.2 改善海域環(huán)境

(1)采取的對策。海域污染負荷削減措施：對污染嚴重的河流進行底泥疏浚，同時開發(fā)底泥中有機污染物去除技術，最終將疏浚底泥用于淺灘的底質改善；另外，利用清掃船回收并清除漂浮在海面上的浮游垃圾，還進行赤潮回收技術的開發(fā)；同時進行積極的宣傳，提升民眾的環(huán)保意識，推進NPO(Non-profit Organization)和漁業(yè)者等的海底垃圾回收和海灘清掃活動。

提高海域凈化能力：盡可能地保護現存寶貴的濕地、海涂等資源，在政府記錄備案。以恰當的管理手法再生、創(chuàng)造海灘、淺場及海濱藻場，放置利于生物附著的港灣構造物，結合地域特性，將垂直護岸改造為利于底棲生物棲息的斜坡護岸，另外，對臨海地區(qū)用地掘砂造成深坑洞進行回填。再者，恢復區(qū)域不局限于海涂、藻場等大規(guī)模區(qū)域，同時對一些民眾比較關心的重點區(qū)域進行恢復。

(2)實施效果。經過10 a的努力，減緩了東京灣的海域污染負荷，在此期間，共進行了約308 300 m3的污泥疏浚，覆砂約460 700 m3，覆蓋面積約47.1 hm2。通過消除、覆蓋營養(yǎng)鹽等內部負荷源來改善底質(削減營養(yǎng)鹽等溶出量、削減DO消耗量)、改善水質，一定程度上增加了生物的多樣性及生物量。在東京灣環(huán)境再生計劃實施期間，通過清掃船回收了大約7 486 m3浮游垃圾，由NPO和漁業(yè)者等開展的海底垃圾回收和清掃活動共進行了41次，11 882人的參加，回收約44.3 t垃圾。

在東京港羽田海域有效利用疏浚泥沙修復了4.1 hm2灘涂，在川崎港東扇島地區(qū)修建了1.4 hm2人工海濱濕地，增加了親水空間，在東京港中央防波堤實施了海濱建設，約3.0 hm2，在東京灣內開展了3處灘涂、濱海濕地修復工程，恢復了約30%的藻場面積；在千葉港葛南中央地區(qū)、東京港運河等4處修建了長約2 215 m具有生物附著功能的港灣構造物和13.9 hm2的灘涂藻場，通過監(jiān)測調查發(fā)現，構造物具有棲息地的功能，底棲生物和魚類等多種性有明顯的提高，實現了自然環(huán)境的再生。

從東京都、千葉縣及神奈川縣赤潮的調查數據來看，再生計劃實施后，無論是都縣，還是整個東京灣，赤潮發(fā)生次數都有隨著時間減少的傾向。

在千葉港及灣內部發(fā)現還存在有大量的貧氧水團，并且發(fā)現貧氧水團所在區(qū)域水質惡化嚴重、底棲生物幾乎不存在。因此，對千葉港及灣內部存在的深坑進行了填埋，泥沙回填量約1 500萬m3，并在千葉港千葉中央地區(qū)，安裝了高濃度氧水發(fā)生裝置，以改善底質環(huán)境。

2.3 建立東京灣監(jiān)測系統

監(jiān)測對象主要包括海底DO及底棲生物，通過船舶等加強海潮流及水質監(jiān)測、依靠人造衛(wèi)星實時監(jiān)視赤潮等的發(fā)生，并將監(jiān)測數據進行共享，同時還發(fā)動民眾參與監(jiān)測活動。

對東京灣區(qū)域定期開展包括底層DO在內的環(huán)境基準項目的水質調查，千葉縣水產綜合研究中心公布了根據國家測量值制作的貧氧水團速報，從2008年度開始國家及九都縣市等聯合開展每年夏季的東京灣水質調查。在東京灣設置了浦安沖、千葉港波浪觀測塔、千葉港口第一號燈標、川崎人工島四處定點觀測點，并安裝了水質連續(xù)測量的裝置，其中千葉港海岸的千葉燈標上的水質連續(xù)測量的裝置每隔1 h對DO、水溫、鹽分、濁度、葉綠素A濃度以及每隔水深1 m的海水的流向、流速進行觀測，并在網站上公開監(jiān)測數據。另外，九都縣市還定期對各自負責的區(qū)域進行底棲生物調查。千葉縣，東京都，神奈川縣分別記錄了各自海域赤潮發(fā)生次數，發(fā)生期優(yōu)勢浮游生物、水質等。海上保安廳利用人造衛(wèi)星的觀測數據，記錄赤潮等的發(fā)生、變化過程及消失等情況，并在網站公布觀測成果，相關監(jiān)測結果在網站上可以進行查詢。

2.4 東京灣環(huán)境再生計劃第一期總體效果評估

通過東京灣環(huán)境再生計劃第一期(2003～2012)的實施，使流入港灣的污染負荷減少，由于沙灘和藻場的修復和建造，生物的種類和數量都明顯增加，具有顯著的效果，但是，作為行動計劃(第一期)評價指標的灣內底層的DO沒被改善。東京灣的環(huán)境再生，不是短期能達成的，是通過在不同地方實施小規(guī)模的環(huán)境改善，一個一個修復工程的積累，是一個長期的過程，同時還要制定更加靈活的管理體制。

3 中國渤海灣現狀

中國渤海灣位于渤海西部，三面環(huán)陸，北起河北省樂亭縣大清河口，南到山東省利津縣新黃河口，面積約14 700 km2，是一個半封閉性內灣。沿岸主要行政區(qū)包括天津、河北省的滄州、唐山以及山東省的濱州、東營五市。渤海灣沿岸港口眾多，其中天津港、黃驊港和曹妃甸港是三個最大的港口，天津港是我國最大的人工海港，也是我國北方最大的綜合性港口。渤海灣優(yōu)越的地理位置、特殊的地質地貌、良好的氣候條件、豐富的自然資源使其成為環(huán)渤海經濟圈的重點開發(fā)岸段。

近年來，由于多個國家級發(fā)展戰(zhàn)略和總體規(guī)劃的實施，渤海灣沿岸經濟發(fā)展迅猛，集中了化工、港口、養(yǎng)殖、油氣、礦產、旅游、鹽業(yè)等多種工業(yè)活動，為了適應經濟的迅速發(fā)展，彌補土地資源的不足，該區(qū)域進行了大規(guī)模的圍海造地工程[11]。特別是唐山曹妃甸和天津濱海新區(qū)，至2014年1月，人工填海造地面積210 km2。將2016年渤海灣海岸線與1984年進行比較，發(fā)現灘涂面積從2 244 km2減少至約746 km2，減少了三分之二；植被面積從375 km2減少至約28 km2，面積減少超過九成；海洋面積減少296 km2，其中超過一半被鹽田侵占，三分之一被港口及臨港工業(yè)侵占，海水養(yǎng)殖和城市開發(fā)侵占面積也較為可觀，但均不超過一成。

渤海灣入海河流眾多，有海河、薊運河、獨流減河、永定新河、潮白新河、子牙新河等12條河流注入，并有大沽排污河和北塘排污河等多條排污河排入。渤海灣每年接納天津、北京和河北省的污水約10億t，有些污水直接在岸邊排放而未有任何污水處置工程，渤海是中國的半封閉型內海，由于封閉性強，水交換周期長，陸源排污導致渤海灣成為我國近岸海域海水污染嚴重區(qū)域之一，特別是無機氮污染比較嚴重，無機氮質量濃度在0.321～1.010 mg/L之間，平均為0.575 mg/L，劣于第四類海水水質標準，但自2013年有所好轉，無機氮質量濃度符合第三類海水水質標準[12]。張文亮等研究結果表明，渤海灣溶解性無機氮的極小剩余海洋環(huán)境容量在I類和Ⅱ類水質標準下均為負值，渤海灣的DIN已經超標[13]。

渤海灣一系列的開發(fā)建設活動，對渤海灣灘涂、近岸海域生態(tài)環(huán)境產生了深刻的影響。填海造地和陸源排污使近岸海域水環(huán)境容量下降，破壞海域潮流系統[14-15]，降低沿海灘涂對污染的隔離處理功能，削弱了海水自凈能力，導致水質惡化加劇，造成近岸水域污染。灘涂圍墾改變自然海岸格局，對生態(tài)系統產生強烈擾動，侵占了生物棲息環(huán)境，打破了近海生物鏈，導致物種減少、漁業(yè)資源衰退。

4 對中國渤海灣環(huán)境保護與修復的啟示

4.1 渤海灣與東京灣的相似之處

渤海灣與東京灣都是半封閉型海灣，環(huán)灣地區(qū)經濟發(fā)達，城市眾多，人口密集。東京灣沿岸城市主要有東京、橫濱、川崎、千葉等，人口達3 850萬人。渤海灣面積1.59萬km2，沿岸城市主要有天津、滄州、唐山、濱州、東營等，渤海灣沿岸常住人口總量為3 676.05萬人。兩灣氣候帶較近，均受季風影響。兩灣地區(qū)都聚集了多個港口，渤海灣主要有天津港、黃驊港、曹妃甸港、秦皇島港、京唐港等港口，東京灣有橫濱港、東京港、千葉港、川崎港、橫須賀港和木更津港等。兩地工業(yè)基礎相似，都建有臨港工業(yè)區(qū)，工業(yè)密集。

兩地的發(fā)展都依托港灣資源，由于工業(yè)污染、無序開發(fā)、圍海造地及上游人類活動影響，對港灣生態(tài)環(huán)境產生破壞性的影響。

4.2 渤海灣與東京灣的不同之處

港口條件不同，渤海灣有幾條較大河流的注入，河流含沙量大，灘涂廣闊，淤積嚴重，為典型的淤泥質海岸，而東京灣只有幾條小河注入，海灣淤積較小；兩灣產業(yè)發(fā)展過程不同，東京灣的現代經濟整體開發(fā)已有100多年的歷史，已經形成了高密度、大規(guī)模產業(yè)群和人口密集的東京都市圈；渤海灣地區(qū)的開發(fā)自改革開放開始，僅有40余年，工業(yè)化和城市化進程正在大步推進，信息化也剛剛起步。

兩地工業(yè)發(fā)展成熟度不同，東京灣內京濱、京葉兩大臨海工業(yè)帶是日本發(fā)展最為成熟的臨海工業(yè)帶，其工業(yè)產值及人均產值在日本眾多臨海工業(yè)帶中位居首位。東京灣擁有較為龐大和堅強的制造業(yè)，其企業(yè)是內生的，根植性強，工業(yè)化是在自身技術革命或引進消化吸收先進技術之后，主動地實現的，并正在集中精力發(fā)展服務業(yè)和高科技產業(yè)以實現產業(yè)升級[10]；渤海灣地區(qū)重化工業(yè)密集，鋼鐵、石油、化工、裝備制造產業(yè)是渤海灣地區(qū)的支柱產業(yè)，臨海經濟還不成熟，產業(yè)結構正在不斷優(yōu)化調整和換代升級。

4.3 對渤海灣環(huán)境保護與修復的啟示

東京灣在發(fā)展經濟的過程中忽視了環(huán)境保護，經歷了先污染后治理的過程，給社會和環(huán)境帶來了災難性的后果，中國渤海灣正處在經濟高速發(fā)展的過程中，要吸取日本的經驗教訓和當今先進的環(huán)保理念，讓經濟建設和環(huán)境保護和諧發(fā)展，探索出適合渤海灣環(huán)境保護與經濟增長相協調的發(fā)展之路。日本東京灣的發(fā)展歷程及環(huán)境保護經驗和教訓對中國渤海灣的產業(yè)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護有如下啟示：

(1)制定科學合理的發(fā)展規(guī)劃，促進經濟和環(huán)境協調發(fā)展。對灣區(qū)內的產業(yè)進行合理的空間布局和規(guī)劃，分工合作，使其與區(qū)域生態(tài)環(huán)境相協調；東京灣土地資源稀缺、區(qū)域經濟發(fā)展不平衡，日本政府多次對東京灣的規(guī)劃和開發(fā)方針進行修改。在渤海灣開發(fā)建設中，各種規(guī)劃應遵循生態(tài)優(yōu)先的原則，根據渤海灣的環(huán)境特點進行產業(yè)布局規(guī)劃，重點保護好自然岸線和灘涂，盡可能維持自然淺灘原貌等原生態(tài)資源，減少人為干擾；制定渤海灣生態(tài)保護與發(fā)展規(guī)劃，對退化的岸灘實施生態(tài)恢復和修復工程，建設濕地公園、自然保護區(qū)，加強沿海灘涂資源、生物資源的保護和利用，促進人與自然的和諧相處。

(2)以政府為主導，推動環(huán)保事業(yè)發(fā)展。充分發(fā)揮政府和各職能部門指揮和宏觀調控的作用，建立健全從中央到地方政府的環(huán)境保護體制，并不斷制定與完善有關環(huán)境保護的法律、標準和制度，依法促進環(huán)保工作的實施；通過實施一系列有效的政策措施對企業(yè)予以引導，增強其環(huán)保意識，鼓勵其對環(huán)境保護進行投資，同時，政府利用市場機制，聯合科研部門和第三方機構共同開展污染防治研究，制定和不斷完善環(huán)境綜合治理措施；政府帶頭購買帶有環(huán)保標志的環(huán)保產品，不斷推動環(huán)保產業(yè)的發(fā)展。

(3)引進先進的環(huán)保技術，增強自主創(chuàng)新的能力。隨著渤海灣戰(zhàn)略地位的不斷提升，沿岸工業(yè)發(fā)展迅猛，重化工仍將是渤海灣地區(qū)的支柱產業(yè)，同時渤海灣還將成為國家重要石化產業(yè)基地，另外，裝備制造業(yè)也將成為渤海灣的新興支柱產業(yè)，這些產業(yè)的發(fā)展不可避免對周圍生態(tài)環(huán)境帶來影響。因此，渤海灣在今后的發(fā)展過程中，應借鑒東京灣的經驗教訓，引進先進的環(huán)保理念，采用先進的清潔生產技術和環(huán)保措施，將環(huán)境污染降至最低。同時，在引進消化外來技術的過程中，形成具有自主知識產權的新技術，促進我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

(4)建立完善的渤海灣生態(tài)環(huán)境調查監(jiān)測體系。針對渤海灣，建立系統的監(jiān)測和觀測站位，國家設立海域環(huán)境保護基礎調查站位，各個涉海高校以及研究機構建立不同側重方向的監(jiān)測站位，并引進先進的監(jiān)測設備與技術手段，對渤海灣的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境變化進行長期觀測，并且通過互聯網進行環(huán)境數據與信息的資源共享，為渤海灣的開發(fā)與環(huán)境保護提供基礎數據。

(5)加強民眾的環(huán)保意識，推動全民環(huán)保。日本十分注意培養(yǎng)民眾的環(huán)保節(jié)約和節(jié)能意識，積極倡導全民參與環(huán)境保護。將環(huán)境保護教育納入義務教育內容，通過學校教育、傳媒宣傳等，使保護環(huán)境、維護生態(tài)平衡成為人們一切活動的基本準則。同時，利用市場機制，通過制定相關制度引導企業(yè)開展環(huán)保及減排工作，如誰污染誰負責的原則，并建立完善的稅收制度，利用能源價格和提高環(huán)境稅稅率等手段調控企業(yè)的環(huán)保行為，以減少環(huán)境污染。中國渤海灣在今后的發(fā)展過程中，應該讓民眾積極的參與到環(huán)保工作中來，提高他們的環(huán)保意識，充分發(fā)揮全社會的監(jiān)督作用，推動全民環(huán)保。

5 結語

通過對比日本東京灣和中國渤海灣的異同，對中國渤海灣的生態(tài)環(huán)境保護提出重視規(guī)劃引導作用、加強政府的推動作用、發(fā)展創(chuàng)新驅動的環(huán)保技術及產業(yè)、建立完善的監(jiān)測體系及推動全民環(huán)保等五點建議，對進一步加強中國渤海灣生態(tài)環(huán)境保護、打贏渤海綜合治理攻堅戰(zhàn)具有重要意義。