氣候變化下美國海岸帶地區韌性規劃及其啟示
——以德克薩斯州為例

王江波 | Wang Jiangbo

許君君 | Xu Junjun

茍愛萍 | Gou Aiping

海岸帶是以海岸線為基準向海、陸兩個方向輻射擴散的廣闊地帶，同時也是自然生態環境與經濟社會可持續發展的關鍵帶[1]。海岸帶韌性是指沿海資源和沿海基礎設施抵御自然或人為干擾并迅速從沿海災害中反彈的能力[2]。近幾十年來，隨著全球變暖引發的冰川融化、海平面上升、土地流失、海岸線后退以及極端氣象災害帶來的颶風、暴雨、風暴潮等問題，嚴重威脅到沿海地區人民的生命安全和財產安全。因此，對海岸帶韌性規劃進行研究成為當今城市規劃的重要議題[3]。

在國際上，大衛·米歇爾（David Michel）和阿米特·潘迪亞（Amit Pandya）通過對印度洋沿岸地區生態系統的研究，探討出應對沿海地區的氣候威脅的主要挑戰是及時適應全球變暖；邁尼斯（McInnes）、喬肯尼迪（Grady）等人探索了氣候變化對維多利亞沿海地區的極端影響；羅伯遜（Robinson）、薩其拉（Shakira Khan）通過建模預測氣候變化對沿海地區的影響[4-6]。美國作為三面臨海的國家，是世界上最早提出海岸帶管理概念的，對于海岸帶韌性規劃的發展尤為重視。它鼓勵和支持各州通過制訂和執行相關政策和行動計劃，有效地擔負起其在海岸帶開發和管理中的責任[7]。以德克薩斯州為例，2005年颶風“麗塔”以190km/h的風速在德州海岸帶地區登陸[8]。時隔三年，颶風“艾克”席卷而來，最大風速達到230km/h。以及后來2017年颶風“哈維”的登陸，都對整個沿海地區造成嚴重的破壞[9]。為了加強和保護該州的自然資源，降低沿海地區居民的生命安全和財產損失，德克薩斯州先后出臺了2次海岸帶韌性總體規劃。相比于2017年的韌性規劃，2019年的規劃提出了四個主要關注點，分別為沿海基礎設施、多重防線法、沿海模型以及適應性管理政策。通過對四個關注點展開研究，構建沿海防災框架來適應沿海不斷變化的需求。

相比較而言，我國海岸帶管理缺乏國家層面的法律法規[10]。但在地方層面的實踐中，各沿海省份也在不斷進行相對有益的摸索。此前，《遼寧海岸帶保護和利用規劃》作為首部與海岸帶保護和利用的相關規劃于2013年出臺。其將遼寧沿海經濟帶國土空間劃分為重點保護功能區和重點建設功能區，以資源環境承載力為基礎，實施功能分類管制[11]。而后，全國首個省級關于海岸帶綜合保護與利用規劃《廣東省海岸帶綜合利用與保護規劃》在2017年頒布[12]。2019年廣東省率先建立“灣長制”，將其沿海地區的八個灣區進行統一管理規劃，預計今年年底初步形成1570km的濱海生態公路。此外，《深圳市海岸帶綜合保護與利用規劃（2018—2035）》針對陸海分割的規劃管理模式問題建立了陸海統籌的體制機制平臺，率先實現了規劃、國土、海洋管理的三合一[13]。這些積極的探索在一定程度上促進了海陸統籌，防止海陸開發利用時產生沖突，在科學性與有效性方面，與發達國家還是有較大的差距。因此，通過對比國內外在海岸帶韌性規劃方面的差異對提升我國海岸帶地區的防災能力具有重要的現實意義。

1 規劃編制背景與過程

1.1 區域概況及海岸帶歷史演變

德克薩斯州（Texas），簡稱德州，是全美第二大州（在加利福尼亞州之后）。占地面積僅次于阿拉斯加州，約為69.6萬km2。據統計，截止2018年7月，約有2870萬人口居住在此。德州位于美利堅合眾國的南部，與路易斯安那州接壤，它的三個邊界由河流界定。由于占地面積較廣，德州各地區氣候變化受地理區位影響存在較大差異。東部和北部夏季多暴雨，北部地區每年4—6月多龍卷風，東南墨西哥灣沿岸地區每年6—11月多颶風。在經濟上，德州在美國經濟中占有重要地位。截至2019年，德州生產總值到1.9萬億美元，是全美第二大經濟體，僅次于加利福尼亞州[14]。

德州的海岸線生態多樣，生物生產力強，為當地的植物和動物種群提供棲息地。公元前10000年，當時海岸線位于東部，距離現在的海岸線約50～100英里，海平面比今天低約200～300英尺。到公元前6500年，海平面迅速上升，淹沒河谷，創造了早期的沿海海灣。在公元前2000年到公元前1000年間，海岸線占領面積急劇減少，海平面上升開始不穩定。一直到公元前1000年，海平面才穩定在目前的位置，而后僅有輕微的波動[15]。圖2是德州海岸帶環境發展的四個主要階段的圖形描繪。

圖1 德克薩斯州區位圖

圖2 德州海岸帶歷史演變圖

1.2 主要災害類型及典型災害事件

在德州的整個沿海地區，由颶風和熱帶風暴所造成的自然災害頻繁。颶風是一種伴隨強風、暴雨等極端天氣產生的自然災害，極易對城市經濟產業以及民生事業造成破壞，沖擊力極大。當颶風和熱帶風暴襲擊德州海岸時，房屋和基礎設施都會遭到嚴重的破壞[16]。

1.3 編制目的及過程

2017年3月編制的韌性總體規劃，首次提出了德州沿海地區的價值，資源以及危及沿海社區的關注問題。針對這些問題提出了韌性戰略，并建議對以自然為基礎的項目提供資金，以減輕威脅沿海地區活力和生產力的關注問題的影響。2017年秋季，GLO（德克薩斯州土地總局）開始研究2019年韌性總體規劃，該規劃具有更廣泛的范圍，可以解決與沿海社區防災有關的自然環境和建筑環境問題。通過在州和地區層面采用“多重防線”的方法、恢復、加強和保護沿海棲息地，基礎設施和社區，提高沿海地區的長期彈性，推動德州海岸向更大的復原力邁進。

德州的海岸帶韌性總體規劃的編制過程一般分為四個階段，即組織資源、價值和脆弱性評估、制定行動計劃、規劃實施。GLO成立了規劃團隊，與相鄰的行政區的政府部門、機構、組織以及大大小小的沿海社區合作。通過對德州海岸帶價值和脆弱性的評估，GLO最終提出了11項適用于各個沿海治理項目的行動計劃。

2 規劃特色分析

2.1 規劃制定的全面性

（1）關鍵議題

德州易受人為因素和自然因素變化的影響，這些變化由復雜的驅動、壓力和關注問題所造成。驅動可以是社會的，經濟的或自然的，并且主要來自于沿海系統的外部因素。壓力一般是這些驅動因素造成的自然的和人力資源的壓力。復雜的驅動和壓力的積累確定了防災計劃需要關注的八大問題：①棲息地的改變、退化和消失；②海灘侵蝕和沙丘退化；③海岸線的侵蝕；④沿海風暴潮的損壞；⑤沿海洪災的損失；⑥對水質水量的影響；⑦沿海資源的影響；⑧遺棄的船只、構筑物和碎片。這些問題是造成德州海岸帶地區自然環境和建筑環境被破壞的關鍵性因素。

（2）行動計劃

GLO和其他州合作制定了德州行動計劃框架圖，說明應該從哪些策略入手來減輕海岸帶所關注問題的影響，以增強長期的海岸彈性。近年來海岸氣候變化對岸邊環境造成諸多不良影響，為解決德州海岸帶存在的颶風、洪水、海平面上移以及高溫熱浪等安全隱患，研究提出了包括海灘沙丘可持續發展、海岸風暴潮風險管理等在內的11項針對性行動計劃。這些計劃是根據不同地方需要而制定的，適用于整個韌性計劃區域，體現出德州防災計劃堅實的可操作性。

①功能區劃。實施德州海岸帶韌性總體規劃需要多個層面的回應，從全州層面上可能發生的問題開始，并在地方層面上實施。德州沿海地區的社區，工業和環境資源異常多樣化，每個地區的產業為當地帶來了不同的生態和經濟效益。因此德州的韌性規劃將沿海地區劃分為四個區域（圖3，表2）。

表1 典型災害事件

表2 功能區劃一覽表

圖3 德州功能區劃圖

②對四個規劃區域采取針對性的韌性建設。2019年韌性總體規劃就四個行動區域的側重點不同，將行動計劃分為生態和管理兩大類，以適應不同區域要求。生態類包括海灘和沙丘的可持續發展、棲息地的增強、濕地保護和海岸線穩定、牡蠣礁的強化以及區域和基礎設施得到改進；管理類包括流域規劃、三角洲管理、海岸風暴風險管理、風暴的準備和響應以及相互合作協調利益（表3，圖4～7）。

表3 德州海岸帶一級行動計劃表

圖4 1區行動計劃圖

圖5 2區行動計劃圖

（3）韌性策略

德州海岸帶韌性總體規劃（圖8）分別從生態韌性、社會韌性和行政韌性三大方面展開設計。生態韌性方面：通過研究海岸帶最佳位置，在海灘和沙丘上重新積累沉積物，對濕地、高地和牡蠣礁進行規劃、保護和檢測，以解決侵蝕和有限的沉積物供應問題，恢復和重建棲息地。社會韌性方面：基于風暴潮抑制的研究結果來推進項目實施，增強海上運輸設施建設，擴大疏散路，來穩定海灣沿岸。行政韌性方面：為沿海防災的關鍵問題制定長期建議和指導文件，完善與沿海防災相關的法律法規，同時創建持續，結構化和定期資助的課程，確定是否需要進行額外的研究或科學工程分析。

2.2 風險預測的科學性

為了更好地了解德克薩斯海岸風險的原因，需要利用數據和科學信息對海岸帶進行管理。減輕相對海平面上升和不斷增加的沿海風暴對洪水的影響是一項艱巨的任務，這不僅需要政府、行業、組織和個人的相互合作，更需要運用科學的手段來應對災害的破壞。德克薩斯州通過數據和科學信息來更好地量化未來氣候條件可能對該州的沿海環境、工業和社區產生的影響。該總體規劃主要通過以下三種模型來對沿海地區未來的持續變化進行評估。

圖6 3區行動計劃圖

圖7 4區行動計劃圖

圖8 海岸帶生態策略圖

（1）海岸土地覆蓋模型

隨著海平面上升，海岸線根據其現有條件以各種方式作出反應。淡水濕地向內陸遷移，以防止海水入侵，但如果內陸空間得到開發，濕地將無法遷移，將向河口和咸水濕地過渡。同樣，河口和微咸水濕地要么向內陸遷移，要么侵蝕到灘涂，要么在沒有其他地方可去的情況下過渡到開闊水域。海灣在開發區容易受到侵蝕，使現有的基礎設施和棲息地面臨更頻繁的淹沒風險，并可能中斷農業、漁業、旅游業的發展。土地覆蓋變化模型根據海平面上升的高度預測未來的海岸帶生態趨勢，為海岸帶規劃提供基線條件。同時，通過對模型的調整，以模擬幾個大規模的沼澤恢復項目，預測項目是否可以改善未來景觀狀況。這些項目將模擬沉積物是如何沉積，從而逐漸增加海灣底部的高度以抵消沉降速。

（2）風暴潮模型

在德州，強度較低的風暴比主要風暴更常見，而且一般情況下受損最大的范圍通常不利于計劃，而較小的風暴則能更好地反映與洪水相關的重復性損失。因此，風暴潮模型模擬2級颶風軌跡進行研究。模型研究當前條件（土地覆蓋類型，建筑物數量和位置，海平面）以確定基線損害估計值以及未來條件，以便在未采取措施解決海平面上升和濕地損失的情況下預測到2100年可能遭到的損害。然后，規劃小組對用于預測土地變化的“有項目”情景進行了同樣的風暴模擬，以確定這些項目對未來風暴的好處。初步結果表明，疏浚物的大規模有益使用可以減少直接項目附近的風暴潮損害，在某些情況下可以減少波浪高度的相鄰效益。GLO規劃小組將繼續加強這些分析，以進一步為未來的沿海防災決策提供信息。

（3）災損影響模型

GLO規劃小組使用Haz-Us軟件分析了受風暴潮影響的區域，Haz-Us是聯邦緊急事務管理局（FEMA）開發和使用的軟件，用于量化自然災害期間對基礎設施的潛在損害。該模型確定了對住宅、商業建筑和學校等關鍵設施和基礎設施的物理損壞。Haz-Us估計，在所研究的六大城市中，損害總價值平均增加92億美元。2100年的損害從最低的54億美元到最高的246億美元不等。也就是說如果3級、4級或5級颶風對同一地點造成影響，預計這些估計將更大。

2.3 規劃實施的靈活性

（1）適應性管理法

由于復雜的社會生態系統的動態和行為總是存在不確定性和不可預測性，但管理決策仍然必須做出，因此在制定海岸帶韌性總體規劃時，有必要將適應性管理技術納入到規劃開發中。適應性管理的核心是在學習附加信息時修改現有策略和實施新管理策略的迭代方法，通過“邊做邊學”來降低未來成功的不確定性。

該方法在計劃層面上包括解釋規劃目標，確定管理目標和因果關系的假設，以及制定收集數據的程序，然后進行監測和評估。成功實施適應性管理法將有助于提高海岸復原力（包括脆弱的未開發地區），并隨著時間的推移不斷完善治理結構。

（2）項目評估的優先級

2.通過預習，可以對課堂上所學知識當堂消化和吸收，從而可以大大減少課下進行復習和作業時的難度，從而節省課后復習和做作業的時間。把節省的時間用在對下一節課的預習上，從而形成良好的循環，大大提高學習的效果。有的學生沒有養成預習的習慣，一到做作業的時候，就會抓耳撓腮，因為課上教師講得自己并沒有真正搞懂，這時只能重新拿起書來再重新學習，事實上，這樣的做法會浪費大量時間，而且會影響學習的效果，久而久之，成績自然就會受到影響。

為了在整個德州沿海地區實施這些必要的行動，防災計劃列出了123個推薦的一級項目，這些項目是從一組約250個審查項目中選出的。該委員會根據其總體范圍和優點對每個項目進行了單獨評估，主要考慮了以下因素：擬定位置、對自然和建成環境的預期影響、規模、擬定方法、修復技術、施工或竣工的可行性以及與2019年恢復期的總體一致性。

技術報告中的項目評估表提供了與項目篩選相關的數據和其他值（例如：項目模型結果、TAC數值評估），用于在任何評估級別確定的所有項目。根據這些記錄，將審查的項目分為三個等級，一級的TAC認證等級高，通常超過80%，二級、三級相對較低（表4）。這些分類的典型參數標注在相鄰的圖表中，與這些標準有關的變化標注在項目評估表中。

表4 項目評估層次表

（3）利益相關者參與

德州作為一個沿海州，自然災害造成的后果將直接影響670萬生活在沿海地區的人們，讓這些利益相關者參與到決策和政策制定中，通過接納各方意見，可以反映出當地知識和優先事項的重要信息和見解。該韌性總體規劃以委員會為核心，由聯邦和州機構，非營利組織，地方政府機構，學術機構和公民等利益相關者共同參與。

3 啟示

新世紀以來，我國社會人口數量不斷攀升，產業規模也在不斷擴大。海岸帶各類災害事件頻發，對沿海資源環境造成重大的破壞，提升韌性能力是當務之急。但是，我國關于海岸帶韌性規劃還處于摸索階段，如何制定和實施具有針對性的規劃是每一次規劃編制需要不斷突破的任務和目標。

參考德州在編制海岸帶韌性總體規劃的合理性，著重于全面性的關鍵議題導向，借以科學性的風險模型和靈活性的規劃實施方案，有效地改善當地的災害環境。除此以外，該規劃始終圍繞著加強海岸帶基礎設施建設，提升海岸帶社會經濟價值而展開，針對性地提出了有效的防災措施，極大地提高了人們的生活質量。因此，對我國海岸帶韌性總體規劃的編制具有一定的啟示作用。

3.1 提升海岸帶生態修復能力

海岸帶生態自我修復能力可以為已形成的海岸帶環境提供有效的保護，以抵御沿海風暴和其他災害事件。我國海岸帶地區人口高度集聚，生態系統長期受到干擾，如近海富營養化、生物多樣性降低、生活垃圾和固體廢棄物污染、海岸工程建設、圍海造田和海水入侵等，都對整個沿海生態環境造成嚴重的破壞。德州在編制海岸帶韌性規劃中，對生態服務系統展開研究，通過實行一系列旨在恢復海岸帶生態系統的項目，如建立海岸帶屏障系統、利用工程技術重建濕地來增強沿海韌性。總而言之，為了加強海岸帶生態修復能力，必須建立在生態良性循環和資源有效輸出的基礎之上，同時也要將人類活動范圍限制在海岸帶生態系統的彈性區域。

3.2 保證規劃的科學性和靈活性

其次，借鑒德州海岸帶韌性總體規劃中的適應性管理法對保證規劃的靈活性具有重要的作用。復雜的社會生態系統的動態行為總是存在固有的不確定性和不可預測性，適應性管理在計劃層面上，通過詳細闡述規劃目標、確定管理方案和因果關系、制定收集數據的程序，來對海岸帶規劃進行系統監測和評估。通過這樣一個結構化的迭代過程來對監測結果進行定期評估，并根據相關研究調整針對沿海活動的管理框架，提出具有靈活性的規劃決策，提高海岸帶的復原力。

3.3 完善海岸帶縱向體系管理體制

縱向體系是指在海岸帶綜合規劃和管理的基礎上，建立自上而下的多部門協調的分級管理體制。目前，在省級層面，山東、廣東、遼寧等省市已經編制了海岸帶綜合保護和利用規劃或海岸帶應用管理條例。但在海岸帶管理體系中，一旦涉及到多個部門的合作，則會出現部門各自為政，缺乏有效溝通和協作的問題。德州在制定海岸帶韌性總體規劃時，為更好地落實海岸帶發展，提升海岸帶彈性，與上位規劃是相互包容的。GLO與各地方政府統一合作，在州和地區層面展開行動，以提高海岸帶的長期韌性。我國在國家層面應及早制定與海岸帶管理相關的法律法規，來引導各個沿海省、市根據當地社會經濟發展情況，編制地方海岸帶規劃，并逐步設置專門的技術咨詢委員會。

資料來源：

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

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

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

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

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

表1～4：作者自繪。