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海平面上升范文1
2009年12月,在丹麦哥本哈根举行的世界气候大会上,来自斐济的女孩拉维塔哽咽着诉说:“我有一个希望,15年后我的孩子们还会有一个家,我们还会有一个美丽的岛屿。我不明白的是,我们什么也没有做,可是气候变化对我们的影响却最大。”因海平面上升,这个美丽的太平洋岛国面临消失的危险。
教师:同学们,拉维塔的哭泣,令你有什么感想?
同学:拉维塔的诉说,给人们警示,海平面的上升会给人类带来巨大灾难。
探究海平面上升的现状
一个多世纪以来,海平面持续上升,而近30年来,海平面上升的速度明显加快,冰川和冰盖不断融化……
・在距今18000年至6000年间,海平面一共只升高了120米。而在过去的6000年中,海平面平均每100年才上升5厘米。海浪冲击着海岸线上的岩石,用冲击得到的碎片制造海滩,海岸线就这样一步一步周而复始地上升着。然而人类却加速了海平面上升的步伐。相关报告表明,在20世纪,海平面平均每年上升1.7毫米,而根据最近的卫星观测结果显示,自从1993年以来,海平面每年上升3.1毫米,增长趋势十分显著。
・中国国家海洋局资料显示:近30年来,中国沿海海平面总体呈波动上升趋势,平均上升速率为每年2.6毫米。其中,东海的上升速率为每年2.9毫米。
教师:同学们,看到这些数字,你有什么感受呢?你也搜集一下资料,也许会有更多发现。
探究海平面上升的危害
海平面每年仅上升几毫米而已,能有多大影响?会带来什么危害呢?请听“小小联合国世界峰会”中各国代表怎么说,欢迎各国代表入场:
中国代表:全世界很多特大城市分布在平均海拔不超过10米的沿海地区。
美国代表:海平面的上升加大了风暴潮等海洋灾害带来的损失。
马尔代夫代表:海平面的上升使我们低地岛国面临放弃家园、举国移民的悲惨命运。
澳大利亚代表:全球著名的度假天堂大堡礁有可能因为海平面的上升而消失。
峰会主席:海平面持续上升,人类将可能面临生态灾难。
探究海平面上升的原因
教师:海平面每年这样持续地上升、上升,为什么会这样呢?
学生:
・地球有变化周期,现在地球正处于温暖期。
・全球变暖是造成海平面上升的主要原因。人类燃烧煤、石油等,向大气中排放二氧化碳,仿佛把地球捂在一口锅里,导致地球温度逐渐升高,环境污染加剧了气候变暖。海水受热膨胀后,导致海平面上升。
地壳运动也会引起局部地区海平面上升。
探究应对海平面上升的办法
教师:我们应该怎样做,才能减缓海平面上升?
学生:随手关灯,减少使用空调,乘坐公共交通工具,使用绿色环保物品。
教师:世界各国都颁布保护环境的法规;中国与约100个国家签署了环保方面的协议;“低地之国”荷兰建造庞大的三角洲工程以保护内陆;各国建立海平面监测站。
海平面上升范文2
“由于海水上涨,土地下沉,埃及尼罗河三角洲正慢慢消失在地中海里,一些城镇将从版图中消失。预计20年后,现在的赛得港等地将沦为一片。”
“南亚岛国马尔代夫的一些小岛,因为海洋水位不断上涨,已经淹没。”
……
世界各沿海国家频频告急,联合国环保局的科学家们则经常在这些令人不安的消息中忙碌着。他们发出警告,人类正面临着海水持续上升的危险,与海岸紧紧“接吻”的沿海城市将成为首当其冲的“重灾区”。
根据碳同位素测得的资料,在近三四千年中,平均海平面升高的速度大约是每100年为7~8厘米。而根据世界各地验潮资料的统计分析,全球平均海平面在最近100年中上升了10~15厘米,比过去海平面上升的速度加快了一倍以上。现在,通过空中卫星,可以测定海洋任何一处水面的高度,结果发现,虽然各处海面上升的高度与速度不一,但却是令人紧张不已的继续上升。至于百年后海面上升的准确速度和幅度专家们今日尚有分歧,计算上也十分复杂,但最保守的预测也是50厘米,激进的预测则是1米以上。
海平面上升是怎么回事?导致世界海平面上升的主要因素又是什么呢?
众所周知,海水时刻都在运动,海平面也在不断变化之中。这种变化短的有日变化,季节性变化,主要与波浪、潮汐、气压、水温、密度、风暴有关,其升降幅度小,且常是局部性的。而长期的变化,不仅变化幅度大,波及范围亦广,往往是全球性的。这种长期的海面变化往往会受到多种因素的控制和影响,其中重要的是南极浩瀚的冰川。据资料,全世界冰储量95%左右位于南极地带,总体积为3400万立方公里,冰层的含水量竟和大西洋的海水相等。国际海洋学界认为,由于人类活动所造成的地球储存能量的大量释放,特别是近代人类对各种能源的大量开采和利用,化学工业的迅速崛起,连绵不绝的战争,加速了地球逐年变暖的过程,产生温室效应,从而导致南极的广袤冰原大量消融和海面升高。据联合国汇入的一系列统计,受温室效应的影响,下个世纪前半叶全球的气温将以前所未有的速度升高,幅度在1.5~4.5~9度之间摆动。有人计算,当全球气温平均升高1度,就有可能使极地冰融化5%左右,从而使海平面上升1米左右。由此看来,不要说未来全球气温上升9度,只要升高5度,其后果也是可怕的。
海平面的上升绝不仅是一个自然现象,更为重要的这是一个具有战略威胁的问题。目前,世界三分之一的人口和多数城市都分布在海岸地带及大河口地区,世界35个最大的城市中有20个地处沿海,如果世界出现5米左右的海平面上升,不仅世界上的沿海城市、最主要的工业区和最富庶的郊区农业基地会遭到灾难性损失,大面积的土地亦将没入海下,还会导致海岸线移动,陆海变迁,对大陆架和海岸地貌浅海近岸沉积产生难以预料的影响。比如会使苦心经营的海岸工程、港湾建筑遭受侵袭或全部废弃,并使入海的河流改道或淤积。海水的入侵,还将造成大面积土壤碱化、沼泽化,由此并导致农作物品种退化,粮食减产以及饮用水碱化等一系列灾害。随着海平面上升,旋风活动也将加剧,这意味着沿海将要更频繁地遭受台风与风暴的袭击,加重沿海城市和地区的自然灾害。
从全球来看,海面上升后最危险的地区在哪里?科学家的回答是肯定的,在北半球,约有70%的陆地将受到威胁。重灾区有美国东海岸的大部、前苏联黑海沿岸、丹麦、荷兰和恒河、湄公河、密西西比河三角洲。美国环保专家在众议院的一次发言中说:“……再过50至70年,太平洋上星罗棋布的珊瑚礁,巴基斯坦的1/5,尼罗河三角洲的1/3,印度洋上的整个马尔代夫共和国,都将因海面上升而被淹没。曼谷与威尼斯、列宁格勒、新奥尔良及阿姆斯特丹,将完全或局部披淹没……”认为海岸线即将淹没的荷兰、德国,竟想到要重新绘制地图。在世界性的海平面上升的威胁面前,有着1.8万公里海岸线的我国自然也不排除在外。有人计算,如果海面上升一米左右,就足以破坏天津市、天津平原和江苏省的里下河地区。如果再升高些,江苏会有一些海滨城市和更多的地区变成海洋,长江口有可能退至现在的镇江段,真的出现“水漫金山”。专家们指出,我国沿海地区人口稠密,开放城市和新兴的工业城市大多集中在海岸线上,城市工业基础和高技术开发区又大都处在低洼地带。近年来,上海、天津等沿海城市已相继发生了严重的地面沉降,今后海平面上升幅度较大的地区,又基本上属于沿海开放城市和三大经济区(长江三角洲、珠江三角洲和天津塘沽)附近,因此不少城市是“岌岌可危”的,很可能在下一个世纪被“水淹七军”,遭受“灭顶之灾”。
海平面上升范文3
【关键词】 咸潮 地形 海平面抬升 风况 径流 珠江口
1 概况
珠江三角洲大小河道324条,河道总长度约1600km,网河密度为0.81~0.88km/km2,是世界上网河密度最大最复杂的三角洲之一。[2]珠江口是弱潮河口,潮差较小,但由于河宽、水深较大,纳潮容积较大。
咸潮是严重危害城市供水安全的自然灾害。每年到了枯水期以后,咸潮就开始入侵珠江三角洲网河地区。未来因环境污染、气候恶化、全球变暖致使海平面上升等不利因子的发展趋势无法在短时间内产生根本好转,咸潮情势将愈加严峻。[3]
2 历次咸潮基本资料
1995年以来珠江口总共发生过7次灾害性咸潮,并且均发生在头年10月到次年3月的枯水期。一般从9月份开始,次年3~4月退出珠江三角洲地区,12月至次年2月是咸潮活动最活跃的时期。[4]结合前人研究的成果和查阅资料整理得到1995年以来历次咸潮情况,见表1。
3 影响因素分析
3.1 河口及河道地形变化对咸潮的影响
20世纪90年代以来,河道掘沙、河道整治等人类活动不断加强,致使珠江三角洲和河口地区的河床普遍下切,而主潮汐通道的深槽加深。将2005年与1999年河道地形进行对比,得到西江干流平均下切2.0m,而北江干流平均下切1.5m。[2]珠江三角洲网河水道下切、河口和口外浅海区深槽加深,致使珠江河口与三角洲地区的潮汐通道更加通畅,有利于咸水的上溯,加重了咸潮的影响。
3.2 海平面抬升对咸潮的影响
全球气候正在变暖,海平面逐年上升。从珠江口外的三灶站资料得到,自20世纪80年代以来,珠江口海平面约以每年0.14cm/a的速度上升,本区域海平面近20年来大约上升了0.02m。有关研究显示,近年来海平面上升速度有加快的趋势。作为背景因子,海平面上升会增大河口潮汐动力;而当上游径流量一定时,三角洲河道水体含氯度比较容易受河口外潮位影响。[5]因此,我们得出结论:海平面上升会增大咸潮发生的几率,扩大咸潮影响的范围。
3.3 风对咸潮的影响
闻平等人对2004年12月5日至2005年12月16日于磨刀门观测的逐时风力风向数据以及平岗站逐时含氯度资料做了统计分析,判断哪种风向会显著影响磨刀门水道咸潮入侵。将北、北北东、东北、东北东分为一组,东、东南东、东南、南南东分为一组,南、南南西、西南、西南西分为一组,分别分析其与相应逐时含氯度的关系。[1]结果显示,北风~东北风对磨刀门水道咸潮入侵起到显著的增强作用。不同的风向与风力直接影响咸潮的上溯速度,如果风向与海潮的方向一致则能够加快其上溯速度,增大其影响范围。[2]
3.4 上游流量分配对咸潮的影响
径流是影响咸潮上溯距离最直接的因素。在上游来水较少的枯水年份,枯水季节(10月至次年的3月)咸潮入侵相对严重。实测资料显示,流入伶仃洋的径流有显著的季节性,即上游径流量减小,盐度增大。[2]
近十年来,西北江1996年2月、1998年12月~1999年3月、2000年2月、2001年1月、2003年12月~2004年3月咸潮活动期间,上游来水量(马口+三水)少于2000m3/s,尤其以1999、2004年春季最为显著,最枯流量位于1500~1600m3/s之间,1999年(1、2、3月),梧州和石角各月来水均为枯或特枯,梧州来水仅为983m3/s,2003~2004年的枯季,石角各月的来水均为较枯或特枯,梧州来水也仅为1194m3/s。[5]而在咸潮影响较小(未成灾)的2002~2003年枯水期,梧州和石角各月份均为丰或平水偏丰。
4 结语
随着河床的下切,河道纳潮量增大,潮界上移,于是咸界上移,同时可以导致河道分流比发生改变,从而部分河道潮界和咸界下移。海平面上升会增加咸潮发生的几率,扩大咸潮的影响范围。不同的风向和风力直接作用于咸潮的推进速度,风向与海潮的方向一致时可以加快其推进速度,扩大其影响范围。上游不同典型年流量的分配方式,年内流量的均化致使珠江水道相对于平水年枯季涨潮量减少,净泄量增大,咸界均下移。这4种因素综合作用,相互制约,影响着珠江口的咸潮变化。
参考文献:
[1]闻平,陈晓宏,刘斌,杨晓灵.磨刀门水道咸潮入侵及其变异分析[J].水文,2007,03:65-67.
[2]莫思平,李越,卢素兰.广州水道咸潮影响因素分析[J].水利水运工程学报,2007,04:36-42.
[3]廖冬阳,潘铁军,董玉莲.近年广州咸潮情况及影响因素分析[J].环境,2008,S1:4-5.
海平面上升范文4
关键词:海洋环境科学;生物多样性;海洋生态系统;气候变化
由于人类活动的范围日益扩大,一定程度上引起了全球气候的变化。例如向大气排放过多的二氧化碳会引起海平面上升、海水酸化。该问题已经成为了全球变化研究的焦点问题,并引起了科学界的广泛关注,本文将立足于气候变化生态因子,深入研究气候变化对海洋生物性产生的影响。
一、温度升高对海洋生物多样性的影响
根据IPCC的报告显示,相比1860年,地球表面的平均温度已经升高了0.6℃左右。到了2100年,地球表面的平均温度要比2000年升高3到4℃左右,同时,随着温度的持续升高,地球上会有百分之二十左右的动植物濒临灭绝。目前全球仍然处于上升时期,如果温度过高,会引起整个地球系统的紊乱,从而引起大批动植物的死亡,因此随着海洋表层温度的上升,对海洋生物也会产生深远的影响。
1.温度上升对海洋生物物种分布的影响
一般来说,影响海洋生物物种分布的因素是水温、海流以及盐度,与陆生生物不同,海洋生物的迁徙非常频繁,随着温度的升高,物种分布会呈现纬度变化,例如当海洋表层温度上升时,英吉利海峡附近的生物数量会发生明显的改变,为了需求物种的延续,海洋生物会离开原本的栖息地,迁徙到更适合生存的地方。因此,自从1860年以来,暖水性生物已经向北移动了3100km左右,因此英吉海峡附近的冷水性生物的比例下降,大量的暖水性生物选择到英吉利海峡来栖息,可以说水温变化会改变海洋生物的栖息范围。
2.温度上升引起物种组成发生变化
温度上升时引起珊瑚礁死亡的主要原因,随着温度的持续上升,大西洋的珊瑚礁出现了大范围的珊瑚白化的现象,而在1860年以前,珊瑚礁白化的出现频率在十年到二十年间出现一次。因此温度上升对热带海域的物种组成造成了巨大的影响,研究表明,如果在海域在短时间内急剧上升,还会引起海洋生物的大批死亡。例如在1980年到1981年之间,大西洋的表层海面突然上升了2度,这不仅造成大量原生生物的迁徙,还使珊瑚礁鱼类的物种数量减少了百分之二十左右,给该海洋的生物组成造成大量影响。除此之外,温度上升还会海洋生物的性别产生一定的影响,研究发现,温度上升会导致还会繁殖后代雌性比例远远高于雄性,这会给族群的繁衍产生不利影响。
根据上述研究表明,自20世纪80年代以来,全球增暖越发明显,而且我国的近海洋表层温度也不断上升,根据国家海洋中心提供的数据显示,我国厦门海域的水温,在1965-1990年间,上升了0.2℃,1960年-2003年间,华南近海海洋的表层温度增长率为0.012-0.019℃/a。
二、CO2浓度上升对海洋生物多样性的影响
随着现代化的进程不断深入,大气中CO2的含量越来越高,相比上世纪九十年代,如今大气中CO2的含量增长了近一倍,CO2浓度升高会引起海水PH值降低,从而影响海洋中的碳酸盐系统的化学平衡,对海洋的生态系统造成不良的影响。CO2浓度上升对海洋生物的多样性的影响,最直接的表现在于海洋钙化生物的钙化速率下降,从而导致贝类生物的骨骼脆弱化,可以说,贝类生物和珊瑚礁受CO2影响尤为剧烈,造成大批贝类生物死亡,降低珊瑚礁的分布范围,因此可以说CO2浓度上升对海洋生物的物种组成和群落结构具有一定的影响。此外,CO2浓度的增加还影响藻类生物的光合作用能力,CO2浓度增加,藻类生物的光合作用能力就会随之下降,而以藻类为食的非钙化鱼类也会受到一定的影响,形成恶性循环。
三、海平面上升对海洋生物多样性的影响
据IPCC报告显示,20世纪时,温度上升导致全球的海平面平均上升10-20cm,预计2100年,全球海平面的将比1990年平均升高9-88cm,在这期间,海平面的上升速率为0.09-0.88cm/a。在我,各海域海平面上升最快的地方为南海,研究认为,海平面上升与海水变暖有着直接的关系,随着CO2排放的增加,海平面的上升速率还在持续的提高,已经威胁到海洋生物的生存。海平面上升对海洋生态系统会产生较大的影响,最直接的表现在于河口、湿地生态系统将会遭到破坏,而大部分生物会向内陆迁徙,这种迁徙带来的最直接的后果是海岸生态系统遭到破坏,受人类的活动影响,海岸附近的生物会消亡或遭受损失,在一定程度上对海洋生物多样性的保持造成了不利的影响。
四、气候变化对海洋生物多样性的影响
1.影响海洋病原生物的传播
研究认为,温度上升,会造成还会变暖,一些细菌和寄生虫的生长速度会加快,传染期延长,从而导致了海洋病原虫的快速传播。此外,温度上升还会增加海洋原生物疾病的传播率,使节肢生物受到一定的影响。据一份调查表明,冬季变短则会加快霍乱、牡蛎病原体的传播速度,导致海洋病原生物的扩展,从而引发海洋物种疾病的爆发,甚至危及到人类的生存空间,造成大量海洋生物的死亡。
2.影响海洋浮游生物的群落结构
气候变化还会对浮游生物的群落结构产生一定的影响,海洋生物的多样性对气候变化存在反馈机制,例如随着冬季暖流的加强,暖水种的浮游生物的种类和组成会有所改变,但也会造成营养类群和功能类群不匹配。
五、结语
综上所述,气候变化对生物多样性的影响是非常明显的,但由于缺乏科学的监测手段,人类对海洋物种的认知还不够全面,相关研究人员需要加强对自然规律的认识,促进基于全球气候变化的海洋生物多样性的研究。
参考文献:
[1]杜建国,WilliamW.L.Cheung,陈彬,周秋麟,杨圣云,GuanqiongYe.气候变化与海洋生物多样性关系研究进展[J].生物多样性,2012,06:745-754.
海平面上升范文5
【关键词】上海;水灾;风险识别;致灾因子;孕灾环境;承灾体
上海北濒长江,东临东海,南依杭州湾,是长江流域出海的门户,位于太湖流域的尾闾。上海在尽享水资源带来的水土膏腴和舟楫之利的同时,临江濒海的特殊地理位置和低洼的平原地形使得水灾成为该市的心腹之患。
一、上海市水灾概况
上海水灾根据形成原因不同,分为洪灾、涝灾与潮灾三类。洪灾是指主要由于黄浦江上游地区受太湖流域洪水下泄引起的水灾,涝灾主要是因为本地暴雨径流不能及时排除而积水形成的灾害,潮灾主要发生在沿海沿江地区,是受风暴潮影响而造成的水灾[1]。历史上,洪、涝经常同时出现,如果正赶上台风引起的风暴潮,陆地大面积强降水,上游来水、本地暴雨积水与风暴潮袭击同时出现、发生“三碰头”现象,就会出现严重的水灾。汛期台风、暴雨、风暴潮和上游下泄洪水如发生“四碰头”情况,灾情后果将会呈现倍增效应,给这座城市造成重大经济损失。自60年代后,因防汛墙的建设逐步提高了防潮能力,潮灾和洪灾发生频率明显减少,造成损失日趋减轻。但是,近年来,由于中心城区地面下沉、河道填塞以及排水设施老化等,暴雨积水成为市区的主要水患。
二、上海市水灾致灾因子辨析
1、台风
台风是造成上海暴雨的主要原因,同时也会引起内河水位骤涨,加大洪涝发生的可能性,还往往导致风暴潮。上海地区受台风影响较多,平均每年有2~3次,最多的一年可出现6次,台风是每年都要严加防范的重大灾害,上海抗台防风(灾)任务艰巨。上海地区在历史上曾发生多起非常严重的特大风暴潮,目前还几乎每年都会遭遇风暴潮,强烈的风暴潮能量虽不及海啸,但影响和破坏力巨大。历史上,潮灾因危害最大、突发性强,是诸害之首,也是上海地区防御水灾的重点。
2、暴雨
上海位于亚热带季风气候区、海陆交汇的沿海地带,受冷暖空气交替影响,汛期降水集中,四月到九月,集中了全年70%的降水,时空分布不均匀。由于台风、梅雨和强对流的影响,上海地区的暴雨发生频繁。近年来,随着海平面上升、全球气候变暖的加剧,市区暴雨强度加大、极端暴雨出现的几率越来越大,近几年局部地区小时降雨量100mm左右的雨屡见不鲜,仅2008年上海市就遭受两次百年一遇暴雨袭击,由此而导致内涝灾害加剧。
暴雨是造成城区内涝的主要原因,上海地区形成暴雨的地理条件包括以下三个方面:①海陆温差效应;②海陆摩擦差异;③城市的“热岛效应”。根据上海市水文总站暴雨普查资料,上海市暴雨类型有静止锋、静止切变、热带气旋、冷锋、暖锋、冷区、暖区、低压、东风波扰动、辐合线等等。各种天气型出现的季节不同,不同季节出现暴雨原因有很大差异[1]。
3、过境洪水
历史上,风暴潮和源自太湖的洪水过境往往是引起上海市水灾的主因。上海是一个洪积型的冲积平原,地势低平易积水,感潮河网密集,属典型的平原感潮河网地区。该市又位于太湖尾闾,黄浦江、苏州河贯穿市区,加之上游太湖流域洪水下泄过境,若上游洪水发生时赶上位,则排水历时加长,灾情加剧。由于海平面上升、地面沉降和中、上游工情、水情的变化,水位呈逐年上升趋势[2]。
三、上海市水灾孕灾环境分析
1、地形因素
上海地区处于太湖为中心碟形洼地的东缘,地势低洼,大部分地区处在位以下,河流泄洪能力有限,受水涝威胁甚大。上海虽处冲积平原,但地势高低不平,最高处与最低处相差3m左右,总趋势逆流而由东向西微倾,地理特征也决定其易受洪涝灾害的侵袭。
2、全球变暖
全球变暖对许多地区的灾害发生有很重要的影响,其突出的表现就是:由于海平面上升,沿海城市被淹的可能性越来越大;全球变暖导致天气和气候极端事件增多,城市遭受暴雨袭击的频率也大大增加。
3、海平面上升与地面沉降
海平面上升和地面下沉是上海水灾频繁发生的背景,地面沉降,加之外河或出海口水位抬高,增加排涝困难,两者共同作用,不仅会引发洪涝灾害,而且会因海水入侵导致地层盐渍化,恶化城市生存环境。
地面下沉对洪涝灾害发生造成的影响主要包括:严重降低市区地面标高,区域地貌形态发生显著变化;直接降低防汛(洪)设施的防御能力,防汛工程建设投入增加;内河水位相对抬高,增加排水的难度,造成内河漫溢、倒灌;内河水位相对抬高,增加引发管涌隐患;地面沉降对防汛(涝)的影响在相当长时期内不会改变,市区内大范围地面沉降,形成更多排水困难的洼地,也增大了内涝发生的可能性[3]。
4、不透水面积增加、“热岛效应”和“雨岛效应”越加明显
高速的城市化进程改变了地表形态、引起了城市水文特性的显著变化,市区面积逐年扩大,混凝土覆盖面积大增,市区不透水面积比例迅速提高,从而减少雨水渗透和滞留,降低了土壤的调蓄功能,使得下渗量减小,产流大、汇流快,而城市的排水能力有限,暴雨易引起城市积水,造成浸水灾害最为突出。
上海高速城市化的发展,使得“热岛效应”日益明显,白天市区温度比郊县升高得快,城市周围气流汇向市区辐合上升,在大气不稳定的条件下,常易形成暴雨。在特定的天气背景条件下,多种因素的综合结果可能使市中心或下风方向雨量增加,即形成所谓的“雨岛”现象[4]。“热岛效应”和“雨岛效应”造成市区降水频率增大、雨时延长,容易导致内涝。
海平面上升范文6
Abstract: Taking Dongzhaigang Mangrove Nature Reserve of Hainan Province for example, this paper selected seven indicators as the major ecological risk natural disturbance of the study area, proposed indicators and formulas for measuring the natural disturbance, established a comprehensive disturbance evaluation model, and completed the analysis and evaluation of natural disturbance source of ecological risk of the study area. The influence strength of various types of natural disturbances from big to small was flooded> wind damage> biological disasters> chilling; storm surges> tropical cyclones> pest> sea level rise> extreme cold temperature> tidal> natural biological invasion. On this basis, this paper proposed ecological risk management and countermeasures of Dongzhaigang Mangrove Nature Reserve.
关键词: 东寨港;红树林;生态风险;自然干扰源
Key words: Dongzhaigang;mangroves;ecological risk;source of natural disturbances
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)12-0220-05
0 引言
红树林是一类特殊湿地生态系统,展布于海南岛东北部滨海区的东寨港红树林自然保护区是我国最早建立的红树林自然保护区,1992年被列入《国际重要湿地名录》。近年来,由于水产养殖、旅游开发和热带风暴等各种生态风险源的干扰,东寨港红树林生态系统的结构和功能受到了一定影响。党的十将“生态文明”纳入国家总体战略,作为“生态文明”重要内容之一的生态风险也自然成为引人关注的热点之一。生态风险是指一定区域范围内,给生态系统机构和功能造成损伤、危害其安全与健康的概率性的事故或灾害事件。所谓生态风险自然干扰源即为来自不可抗拒的自然力的扰动作用(事故或灾害)。本文试图通过探寻东寨港红树林生态风险的自然干扰源及其对红树林的干扰和危害,以便能为其制定科学的生态风险防范对策,保护红树林生态系统的健康和稳定。
1 研究区概况
东寨港红树林自然保护区位于海南省东北部海口和文昌交界处,地理坐标为 19°51′N~20°01′N,110°32′E~110°37′E。保护区总面积3337.6hm2,其中红树林面积和滩涂面积分别为1578.2hm2、1759.4hm2,保护区内物种丰富。
今天的东寨港是受第四纪初期与中期断裂凹陷,以及明朝万历年间大地震的综合影响而形成。其形似漏斗,地势南高北低,坡度3°~7°,海湾水深≤4m,海水平均含氯量为21.86‰,潮汐属不正规半日潮,平均潮差约1m。保护区属热带季风气候,年平均气温23.8℃,年降雨量1700mm,海水最低温度14.6℃,最高温度32.6℃,平均水温24.5℃,十分适宜红树林生长。
2 研究区主要自然干扰指标测度分析和强度划定
红树林生长于海陆交界带,深受陆地与海洋的双重影响,生长环境动态变化速度快,对干扰反应敏感。根据研究区的实际情况,本文认为东寨港红树林自然保护区的自然干扰可大体分为4大类型――水淹、风害、冷害和生物灾害。其中,水淹主要表现为风暴潮淹水、海平面上升淹水和天文大潮汐淹水;风害主要为台风或热带气旋引起的大风损害;冷害主要表现为偶发性的极端低温影响;生物灾害主要表现为病虫害和生物自然入侵。
2.1 水淹分析
2.1.1 风暴潮
风暴潮增水对红树林海岸的影响方式主要是水淹使植物窒息死亡、盐水入侵导致土壤严重盐渍化、波浪与海流或潮流冲涮使海岸线侵蚀崩塌。其空间表现形式可以为大范围的面状形式,也可能是小尺度的点状方式,还可以是狭长的条带状形式。用于衡量风暴潮大小及强度的指标常可用出现的频次、增水幅度、超警戒潮位值、距海湾的远近等来测度。
本文参照赵领娣的风暴潮自然等级划分标准[1],选取风暴潮增水超过当地警戒潮位这一指标来测度风暴潮强度。同时,依据国家颁布的《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急相应标准》,拟定风暴潮干扰强度标准如下:超过当地警戒潮位0-10cm为轻度干扰,10-20cm为中度干扰,20-30cm为重度干扰,>30cm为极重干扰。
据《中国海洋灾害公报》与《海南省海洋环境公报》统计,2001-2010年间,海南>40cm增水量的风暴潮共34次,频次为3.4次/年。如选取海口市秀英站同期的实测数据进行统计,发现34次风暴潮中,超过、接近和低于当地警戒潮位的风暴潮数量分别为16、8、10次,超过当地警戒潮位的多年平均风暴增水为28cm。属重度干扰,赋值3分。
2.1.2 潮汐
潮汐是有天体引力引发的海水周期性涨落现象。潮汐对红树林海岸的影响方式也主要是水淹使植物窒息死亡、盐水入侵导致土壤严重盐渍化、波浪与海流冲涮使海岸线侵蚀崩塌。潮汐大小及强度常可用多年平均潮位差、最大潮位差等来测度。
根据倪海祥[2]对东寨港红树林潮汐动力的研究以及胡方西[3]以年平均潮差的量值划分出的潮汐强弱程度[7,8]。拟定潮差>4m者为极重干扰,然后按潮差每减少1m降一个干扰等级。海南东寨港多年平均潮差为1.0m,属轻微干扰,赋值1分。
2.1.3 海平面上升
对红树林而言,海平面上升不仅会浸淹红树林,而且会导致盐水入侵、侵蚀海岸,破坏红树林生存环境。与风暴潮、潮汐相比,在影响方式和空间表现形式方面,海平面上升具有较强的相似性,并且可以用多年平均上升幅度对其大小及强度进行测度。
据国家海洋局的《中国海平面公报》可知,在海平面变化方面,中国沿海底气总体上呈现上升趋势,与全球平均水平相比,其变化速度较大,并且上升速度逐渐加快,如图2所示。中国沿海海平面上升速率1991-2000年为2.5mm/年;2001-2010年为3.0mm/年,而同期海南的上升速度高于全国水平。2012年是我国海平面达到1981年来历史最大值,较比于1975-1993年的平均海平面与2011年,我国海平面分别上升122mm与53mm。根据海口、东方两监测站的数据结果显示,与常年相比,海南沿海海平面高出154mm,比2011年高54mm。预计未来30年,海南沿海海平面将上升85-155mm。
参照张乔民的海平年上升对红树林的影响[4],现拟定以下分级标准:>3mm为极重干扰,2.5-3mm为重度干扰,2-2.5mm中度干扰,
2.2 风害分析
台风/热带气旋主要是通过风折、风倒和风蚀的方式对红树林产生影响,在空间上,主要表现为面状和片状,其中,面状的规模较大,片状的面积较小。出现频次、风力级别等这是衡量台风/热带气旋大小的常见指标。
海南岛素有我国“台风廊道”之称,每年都有数个台风登陆海南岛。根据《热带气旋等级》(GB/T 19201-2006)热带气旋分6个等级(图3),有时也可用台风来统称热带气旋。
风力影响强度与作用范围之间通常情况下成正比。以2009年登录海南文昌的12级台风“纳沙”为例,根据中国气象局的数据,通过对影响范围GIS空间进行分析,如图3所示,得出东寨港红树林在其11级影响区域内。
根据中国天气台风网的台风信息,同时参照张凯荣[5]等对1957-2006年海南岛台风数据分析,56年来共176例台风影响海南,其中在海口、文昌等处登陆的有17例,为0.31次/年,且多为热带风暴或台风等级。
邱治军[6]等研究发现热带风暴对红树林内不同植物的吹折强度存在差异,如角果木―红海榄天然林抗风能力大大强于海桑―无瓣海桑人工林。此处主要考虑台风的折枝影响。拟定风力>13级为极重度干扰,10-13级为重度干扰,7-10级为中度干扰,
2.3 生物灾害
2.3.1 病虫害
病虫害对红树林植物的影响主要使植物枯萎、发生生理病变、生物死亡、降低植物抵抗外部干扰的能力等,影响的空间表现形式主要为片状和点状。可用病虫害发生的频次、发生面积、致死生物数量等来进行测度。
影响红树林的虫害主要有13种[7]。通过浏览海南省农业局和各媒体近10年来有关东寨港红树林的相关信息发现,东寨港红树林主要虫害为团水虱,2012年8月团水虱造成东寨港超过600亩红树林死亡,据林业局、病虫害检疫站相关专家预测,若不采取有效措施,东寨港红树林生态系统或将崩溃。参照邱彭华的相关研究,此区受病虫灾害干扰划可划归重度等级。
2.3.2 生物自然入侵
生物自然入侵的主要影响方式为侵占生态位、抑制或绞杀其他生物,常见的影响空间形式为片状和点状。主要测度指标可用种类数、侵占面积、物种入侵扩张能力等来表征。
海南是我国遭受外来物种入侵最严重的地区之一。据周青青[8]等研究发现自然入侵东寨港红树林分布区的生物为飞机草、臭草等,主要危害半红树植物,对真红树影响较轻。参照国家林业局的《重大外来林业有害生物灾害应急预案》启动标准,拟定对于外来国家林业或水产检疫性有害生物入侵,若造成区域受灾面积2亩,说明该区受到极重度干扰。
2.4 低温冷害