全 文 ：第 ３５ 卷第 ２４ 期
２０１５年 １２月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２４
Ｄｅｃ．，２０１５
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：美国 Ｆｌｏｒｉｄａ Ｓｅａ Ｇｒａｎｔ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｐｒｏｇｒａｍ ２０１２—２０１３：Ａ Ｓｐａｔｉａｌ⁃Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｅｃｏｎｏｍｅｔｒｉｃ Ｍｏｄｅｌ ｔｏ Ｅｓｔｉｍａｔｅ Ｃｏｓｔｓ ａｎｄ Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ Ｓｅａ⁃Ｌｅｖｅｌ Ｒｉｓｅ
Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ资助
收稿日期：２０１４⁃０８⁃０８； 　 　 网络出版日期：２０１５⁃０５⁃２１
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｗｂｑ３１８＠ １６３．ｃｏｍ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１４０８０８１５８３
王宝强，杨飞，王振波．海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施．生态学报，２０１５，３５（２４）：７９９８⁃８００８．
Ｗａｎｇ Ｂ Ｑ，Ｙａｎｇ Ｆ，Ｗａｎｇ Ｚ Ｂ．Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１５，３５（２４）：７９９８⁃８００８．
海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施
王宝强１，∗，杨　 飞２，王振波３
１ 同济大学建筑与城市规划学院，上海　 ２０００９２
２ 浙江大学城乡规划设计研究院，杭州　 ３１００２８
３ 中国科学院地理科学与资源研究所，北京　 １００１０１
摘要：海平面上升导致了海岸线后退、沿海侵蚀、风暴潮加强、生物栖息地改变、湿地变迁等，引起了近海域生态系统服务价值的
变化。 以美国 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ为研究区域，应用 ＳＬＡＭＭ模型，模拟了海平面从 ２０１０ 年—２１００ 年上升 １ｍ 的情景下各类用
地面积的变化，利用效益转移法评价了生态系统服务价值的变化。 结果表明：①旱地面积减少 ３０３７ ｈｍ２，湿地面积增加 ３０３７
ｈｍ２，其中河口水域、滩涂、盐沼、定期洪水沼泽面积大幅度增加；季节性洪水沼泽、潮汐淡水沼泽、河流潮汐、沙滩面积大幅度减
少，其它类型湿地受影响较小。 ②湿地总面积的增加反而导致了生态系统服务价值总量的降低，从 ２０１０ 年的 ６１６７２ 万美元降
低到 ２１００年的 ６１５４８万美元，这是由于净水湿地和沙滩大面积损失引起的；其中艺术娱乐、水调节、气候调节、文化精神价值将
下降，水供应、栖息地保护、干扰调节和废物处理价值将上升。 ③防护、适应、后退 ３种措施分别降低、不影响、提升了生态系统
服务价值，应根据其适用范围综合应用以制定应对海平面上升的适应性措施。
关键词：生态系统服务价值；海平面上升；适应性措施；ＳＬＡＭＭ模型； Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ
Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ
ＷＡＮＧ Ｂａｏｑｉａｎｇ１，∗，ＹＡＮＧ Ｆｅｉ２，ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎｂｏ３
１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｕｒｂａｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｔ Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２， Ｃｈｉｎａ
２ Ｕｒｂａｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２８， Ｃｈｉｎａ
３ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ， ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ， ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｎｄ ｕｒｇｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｒｉｓｉｎｇ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｈａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ａｂｏｕｔ ｃｏａｓｔｌｉｎｅ ｒｅｔｒｅａｔ， ｃｏａｓｔａｌ ｅｒｏｓｉｏｎ， ｓｔｏｒｍ ｓｕｒｇｅ
ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ， ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ， ｈａｂｉｔａｔ ｃｈａｎｇｅ， ａｎｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｉｔ ｈａｓ ｃａｕｓｅｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ． Ｆｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｃｏａｓｔａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｔｈａｔ ｍａｙ ｂｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ａｒｅ
ｉｎｕｎｄａｔｉｏｎ， ｅｒｏｓｉｏｎ， ｏｖｅｒｗａｓｈ， ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ ａｃｃｒｅｔｉｏｎ． Ｗｅｔｌａｎｄｓ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｓｅａ Ｌｅｖｅｌ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ
Ｍａｒｓｈｅｓ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ， ＵＳ， ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｉｓ ａｓｓｕｍｅｄ ｔｏ ｒｉｓｅ １ ｍ ｆｒｏｍ
２０１０ ｔｏ ２１００． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｅｖｅｒｙ １０ ｙｅａｒｓ ａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ
ｂｅｎｅｆｉｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｄｒｙ ｌａｎｄ ａｒｅａｓ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ３０３７ ｈｍ２， ｗｈｉｌｅ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｂｙ
３０３７ ｈｍ２ ｗｉｔｈ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ． Ａｒｅａｓ ｏｆ ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｏｐｅｎ ｗａｔｅｒ， ｂｅａｃｈｅｓ， ｓａｌｔ ｍａｒｓｈｅｓ， ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｆｌｏｏｄｅｄ ｍａｒｓｈｅｓ ｗｉｌｌ
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｂｙ ３９４．２９％， ３８０．６２％， １４１．９３％， ａｎｄ １２１．４１％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ａｒｅａｓ ｏｆ ｉｒｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｆｌｏｏｄｅｄ ｍａｒｓｈｅｓ， ｔｉｄａｌ
ｆｒｅｓｈ ｍａｒｓｈｅｓ， ｔｉｄａｌ ｆｌａｔｓ， ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｂｅａｃｈｅｓ， ａｎｄ ｉｎｌａｎｄ ｓｈｏｒｅｓ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ９５．５２％， ９１．３１％， ５９．２９％， ３７．５９％，
ａｎｄ ２１．４４％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｍａｎｇｒｏｖｅｓ， ｉｎｌａｎｄ ｏｐｅｎ ｗａｔｅｒｓ， ｓｗａｍｐｓ， ｉｎｌａｎｄ ｆｒｅｓｈ ｍａｒｓｈｅｓ， ａｎｄ ｃｙｐｒｅｓｓ ｓｗａｍｐｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｌｅｓｓ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ａｆｆｅｃｔｅｄ， ａｎｄ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ６．６７％， ４．０５％， ２．３５％， ０．９０％， ａｎｄ ０．１０％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｗｅｔｌａｎｄ ａｒｅａ
ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ｂｅａｃｈｅｓ ａｎｄ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ｗｅｔｌａｎｄｓ． Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ
ｏｆ ａｒｔ， ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ， ｗａｔｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， ｃｌｉｍａｔｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， ｓｐｉｒｉｔ ａｎｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ
ｓｕｐｐｌｙ， ｈａｂｉｔａｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｗａｓｔｅ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ． Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｅｆｆｏｒｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｏｔｅｄ ｔｏ
ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｃｅ ｏｆ ｒｉｓｉｎｇ ｓｅａ ｌｅｖｅｌｓ． Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｒｅｔｒｅａｔ ａｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ
ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ ｂｙ ｂｏｔｈ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｕ．Ｓ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｈａｖｅ ｖｅｒｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅｓ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｐｌａｎｎｅｒｓ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｃｏｐｅ ｗｉｔｈ ｒｉｓｉｎｇ ｓｅａ ｌｅｖｅｌｓ． Ｄｕｅ ｔｏ ｇｌｏｂａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ
ｒｉｓｅ， ｌｏｃａｌ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ， ｓｅａｗａｔｅｒ ｅｒｏｓｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｅａ
ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｏｒ ｄｅｔｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ ｎｅｅｄｓ ｍｏｒｅ
ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ａｎｄ ｓｃｅｎａｒｉｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｖａｌｕｉｎｇ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ
ｖａｌｕｅ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ａｒｅａ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｗｅｔｌａｎｄｓ， ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｓｅｒｖｉｃｅｓ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＬＡＭＭ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｂｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅ； ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ； ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ； ＳＬＡＭＭ ｍｏｄｅｌ； Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ
据观测，２０世纪海平面上升的速度远远大于以往，达到 １．７ｍｍ ／ ａ［１］，而近十多年来达到 ３．１ｍｍ ／ ａ［２］。 尽
管每个地区海平面上升的速度存在争议性和不确定性［３⁃４］，但是海平面上升的趋势是肯定的，而且对沿海生
态系统产生了一系列深远的影响。 其直接影响结果包括海岸线后退、沿海侵蚀［５］、风暴潮频率和强度加强、
污染性物质释放、生物栖息地改变、湿地变迁［７］等，间接影响了沿海生态系统服务的发挥。
理论上出现了对海平面上升过程中沿海侵蚀过程的概念模型分析［６⁃９］；也提出了海平面上升的生态系统
影响评估方法［１０⁃１１］，其中在美国被广泛应用的模型之一就是海平面上升的湿地影响模型（Ｓｅａ Ｌｅｖｅｌ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ
Ｍａｒｓｈｅｓ Ｍｏｄｅｌ，以下简称 ＳＬＡＭＭ）。 该模型由美国环境保护署（ＥＰＡ）研发，是分析长时间范围内海平面上升
对湿地影响的转变过程的特定模型，是采用几何关系来定量描述沿海土地利用的变化的一种决策工具。 实践
中，很多地区发布了适应海平面上升行动计划，制定了从州政府到地方政府的适应性策略［１２］。 我国对于海平
面上升的研究主要集中在风险和脆弱性评估［１３⁃１４］、社会经济和生态系统服务的影响［１５⁃１６］、海岸带湿地的生态
效应［１７］、人类活动对海岸带的影响［１８］等领域，但是存在着简化海平面上升的影响过程（仅考虑基于高程评估
的淹没分析和定性的侵蚀分析）、对海平面上升的生态系统服务影响缺乏定量分析、较少提出应对海平面上
升的适应性措施等问题。
本文通过对美国佛罗里达州（Ｆｌｏｒｉｄａ，ＦＬ）Ｔａｍｐａ Ｂａｙ 的 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ 为研究区域，运用 ＳＬＡＭＭ 模
型定量分析沿海湿地在海平面上升影响下自然变迁的过程，进而通过评价“生态系统服务价值”的变化来客
观认识海平面上升对生态系统的影响。 本文所指的湿地，采用国际湿地公约中对广义的湿地的定义，指天然
或人工、长久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，
包括低潮时水深不超过 ６ｍ的水域。 在此基础上，提出并评价 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ 沿海地区应对海平面上升
的防护、适应、后退措施。 通过本研究，以期将 ＳＬＡＭＭ模型介绍入国内海平面上升研究中，为定量化、客观性
地认知和评价海平面上升对生态系统的影响，以及沿海生态保护决策提供启示。
１　 研究区域与研究方法
１．１　 研究区域
Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ 位于美国佛罗里达（Ｆｌｏｒｉｄａ）半岛西岸中部、墨西哥湾东部、Ｔａｍｐａ Ｂａｙ 的入口处（图
１），总面积 ３２８０ｋｍ２，其中陆域面积 ２６００ ｋｍ２，水域面积为 ６４０ ｋｍ２，海岸线长度大约为 ２５４．７１ｋｍ。 近百年来
该地区海平面上升速度为 ２．４ｍｍ ／ ａ，海岸线远离陆地的速度为 １．５ｍ ／ ａ［１９］。
９９９７　 ２４期 　 　 　 王宝强　 等：海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施 　
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图 １　 Ｆｌｏｒｉｄａ在美国及 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ在 Ｆｌｏｒｉｄａ的地理位置（红色区域）
Ｆｉｇ． １　 Ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｏｒｉｄａ ｉｎ ＵＳ ａｎｄ Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ ｉｎ Ｆｌｏｒｉｄａ（ｉｎ ｒｅａｄ）
１．２　 研究方法
１．２．１　 确定海平面上升情景
影响海平面上升的原因是多样的，与全球碳排放和气温直接相关，根据 ＩＰＣＣ 发布的碳排放情景特别报
告［２０］，最大碳排放量的情景下，到 ２１００ 年，全球海平面相对于 ２０１０ 年将上升 ０．８８ｍ。 地方海平面上升计算公
式为：
ＬｏｃａｌＳＬＲＴＭｏｄｅｌ ＝ＧｌｏｂａｌＳＬＲＴＭｏｄｅｌ＋（ＴＭｏｄｅｌ－Ｔ０）（ＨｉｓｔｏｒｉｃＳＬＲＬｏｃａｌ－ＨｉｓｔｏｒｉｃＳＬＲＧｌｏｂａｌ）
式中，ＬｏｃａｌＳＬＲ为地方海平面上升相对高程（ｍ）；ＧｌｏｂａｌＳＬＲ 为全球海平面上升相对高程（ｍ）；ＨｉｓｔｏｒｉｃＳＬＲ 为
历史海平面上升相对高程（ｍ）；ＴＭｏｄｅｌ为模型预测年份，Ｔ０为基准年份。
本研究中，基准年为 ２０１０年，预测年份为 ２１００年，则至 ２１００年，Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ海平面上升为：ＳＬＲ２１００ ＝
０．８８＋（２１００－２０１０）×（０．００２４－０．００１７）＝ ０．９４３（ｍ），为了考虑未来的不确定性，并方便计算，研究取值 １ｍ。
１．２．２　 模拟海平面上升情景下用地变化
生态系统服务指“生态系统与生态过程所形成的、维系人类赖以生存的自然生态环境条件与效用” ［２１］，
包括供给、调节、支持和文化服务［２２］，一般采用生态系统服务价值（ＥＳＶ）来评估其重要性。 沿海生态系统服
务的载体是不同类型的用地，因此要研究海平面上升对生态系统服务价值的影响，首先要分析其对于沿海各
类用地（主要是湿地）的影响。 本文采用 ＳＬＡＭＭ进行海平面上升情景下研究范围内的不同类型用地变化情
况。 该模型中构建了淹没、侵蚀、冲积、饱和、吸积 ５ 种海平面上升影响过程的子模型和算法（表 １） ［２３］，通过
输入所需数据和参数（表 ２），能够模拟在设定海平面上升情景下，不同年份的海平面相对高度和沿海用地类
型的变化。
表 １　 ５种海平面对沿海地区的影响过程［２３］
Ｔａｂｌｅ １　 Ｆｉｖｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ ｏｆ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ［２３］
过程 Ｐｒｏｃｅｓｓ 解释 Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ 计算方法 Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
淹没
Ｉｎｕｎｄａｔｉｏｎ
是海平面垂直上升后，近海滩涂和一部分盐沼
变成水域的过程
根据研究区的高程数据，位于海拔 １ｍ以下的湿地将变为水域，其
它类型的滩涂、盐沼、净水沼泽向后逐次推进
侵蚀
Ｅｒｏｓｉｏｎ
由于海水入侵造成的植被结构变化，进而导致
河口湿地性质发生变化的过程
根据每个栅格单元的土地的历史侵蚀率，给定河口水域和海域的
阈值，来确定未来的侵蚀率
冲积
Ｏｖｅｒｗａｓｈ
由于风暴的影响，距离海岸 ５００ｍ 以内的湿地
和岛屿发生的沉积变化过程
根据海滩的迁移和沉积物的运输计算；其中，５０％的沼泽和 ２５％的
红树林由于冲积作用转化为沙滩和滩涂；沙滩边缘线分别向后
推进
饱和
Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ
沿海沼泽和净水湿地由于地下水位的变化向邻
近高地的迁移过程
由于盐水渗透地下水位发生变化，扩大了饱和区域的面积，根据
当地的水位饱和度计算
吸积
Ａｃｃｒｅｔｉｏｎ
由于有机物和无机物表面积累造成的沼泽垂直
上升过程
湿地的类型不同，上升的比率不同。 根据每个地区湿地的高度、
类型、到海岸的距离和盐度来确定吸积率
０００８ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３５卷　
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首先在 Ａｒｃ ＧＩＳ１０．０中建立包括地形、土地利用、大坝（或防护堤）等初始年份（２０１０年）的基础数据库，对
各类土地利用数据编码，将以上栅格数据转化为 ＡＳＣⅡ数据。 然后，在 ＳＬＡＭＭ ６．０ 软件中按照操作界面要
求，输入地形、土地利用、大坝 ＡＳＣⅡ数据和影响参数数据，设定起始年份为 ２０１０ 年，预测终点年份为 ２１００
年，海平面上升期望值为 １ｍ，输出数据年份设置为每 １０年输出，确认一切数据准备无误后，ＳＬＡＭＭ软件将自
动计算每 １０年研究区域的用地类型变化情况，并将每类用地的面积以表格形式输出，用地的空间分布以 ＧＩＳ
栅格数据输出。 对输出结果进行分析，就可以确定每 １０年研究区域的各类用地自然变迁情况。
表 ２　 ＳＬＡＭＭ输入数据
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｉｎｐｕｔ ｄａｔａ ｉｎ ＳＬＡＭＭ
数据类型
Ｄａｔａ ｔｙｐｅｓ
具体内容
Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
解释 ／数值
Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ ／ Ｖａｌｕｅ
来源
Ｓｏｕｒｃｅｓ
海平面上升 全球 １．７ｍｍ ／ ａ（２０世纪平均值） ＩＰＣＣ（２００７）气候变化报告
Ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ Ｔａｍｐａ Ｂａｙ ２．４ｍｍ ／ ａ（１９４０—１９９０年代平均值）
Ｐｅｎｌａｎｄ（ １９９０）对墨西哥湾的
研究数据［２４］
地形
Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ＤＥＭ（数字高程模型） １０ｍ
×１０ｍ的栅格 ＬｉＤＡＲ２００９年数字高程数据库
用地
Ｌａｎｄ ｕｓｅ ２００７年土地覆盖和湿地名录数据
已发展旱地、未发展旱地；一般沼泽、柏树沼泽、内
陆淡水沼泽、潮汐淡水沼泽、盐沼、定期洪水沼泽、
红树林、河口沙滩、潮汐滩涂、内陆开放水域、河流
潮汐、河口开放水域、海洋水域、季节性洪水沼泽、
内陆海岸
美国渔业和野生动物部数据库
影响参数 海上方向（海域相对陆域的方向） 西 ＥＰＡ数据库
Ｉｍｐａｃｔ 海平面上升历史趋势 ／ （ｍｍ ／ ａ） ２．４
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ 基于平均潮位的高程校正 ／ ｍ －０．１
日潮范围 ／ ｍ ０．７
盐沼高程（平均潮位以上） ／ ｍ ０．５
草本类沼泽侵蚀率（相对） ／ （ｍ ／ ａ） ２
林木类沼泽侵蚀率（相对） ／ （ｍ ／ ａ） １
滩涂侵蚀率（相对） ／ （ｍ ／ ａ） ０．５
定期洪水沼泽吸积频率 ／ （ｍｍ ／ ａ） １．６
季节性洪水沼泽吸积频率 ／ （ｍｍ ／ ａ） ２．２５
潮汐淡水沼泽吸积频率 ／ （ｍｍ ／ ａ） ３．７５
海滩沉降速度 ／ （ｍｍ ／ ａ） １．５
冲积频率 ／ ａ １０
是否使用高程预处理 ［是，否］ 否
１．２．３　 评估海平面上升对生态系统服务价值的影响
（１）通过文献综述法确定沿海各类湿地的生态系统服务类型，主要包括水供应、水调节、气候调节、干扰
调节、栖息地保护、废物处理、艺术娱乐、文化精神等［２５］。
（２）将具有同等生态系统服务类型的湿地归类，确定其 ２０１０ 年单位面积生态系统服务价值（ＥＳＶ）。 生
态服务价值评估的准确性主要取决于各类型湿地生态系统服务价值的单位面积价值，其不仅与所处地域、环
境密切相关，且随着时间的变化而发生变化。 因此研究区域、研究方法、研究时间不同导致对沿海湿地的生态
系统服务价值评估结果大相径庭。 未来随着人类活动的加强和气候变化的加剧，沿海湿地的生态系统服务功
能愈加重要，因此一般认为沿海湿地的单位面积 ＥＳＶ 将随时间推进而不断提高。 本文暂不讨论湿地的单位
面积 ＥＳＶ随着时间变化的规律，而是按照 ２０１０年各类湿地单位面积生态系统服务价值进行比较。
生态系统服务价值评估的方法众多，如生产力影响法、价值替代法、旅行费用法、支付意愿法等［２６⁃２７］。 本
文选取效益转移法（Ｂｅｎｅｆｉｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ），即可以基于已有的某地的生态环境经济信息，利用一定的转移手段获取
１００８　 ２４期 　 　 　 王宝强　 等：海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施 　
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新的类似生态环境产品及服务的评估结果，采用 Ｒｏｂｅｒｔ Ｃｏｓｔａｎｚａ 对 Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ 生态系统服务价值研究的成
果，得到 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ每类湿地的单位面积生态系统服务价值见表 ３［２８］。
表 ３　 沿海湿地的生态系统服务及其 ２０１０年单位面积价值（美元 ａ－１ ｈｍ－２） ［２８］
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｏａｓｔａｌ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎ ２０１０［２８］
湿地类型
Ｗｅｔｌａｎｄｓ
ｔｙｐｅｓ
水供应
Ｗａｔｅｒ
ｓｕｐｐｌｙ
水调节
Ｗａｔｅｒ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
气候调节
Ｃｌｉｍａｔｅ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
干扰调节
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
栖息地
保护
Ｈａｂｉｔａｔ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
废物处理
Ｗａｓｔｅ
ｄｉｓｐｏｓａｌ
艺术娱乐
Ａｒｔ
ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ
文化精神
Ｃｕｌｔｕｒａｌ
ｓｐｉｒｉｔ
单位面
积 ＥＳＶ
ＥＳＶ ｐｅｒ
ｕｎｉｔ ａｒｅａ
净水湿地 Ｆｒｅｓｈ ｍａｒｓｈ １１６１ ５９５７ ５ １８３８ ５ ６０９０ １５７１ １８０ １６８０７
盐水湿地 Ｓａｌｔ ｍａｒｓｈ ０ ０ ５ １８３８ ２３０ ３０９０ ２６ １８０ ５３６９
未发展用地
Ｕｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｌａｎｄｓ ０ ６ ３３６ ０ ０ ０ ２１３１ ０ ２４７３
开放水域 Ｏｐｅｎ ｗａｔｅｒ ４０９ ２２０ １５ ０ ０ ２６９ ３５６ ３０ １２９９
沙滩 Ｂｅａｃｈ ０ ０ ０ ２４ ０ ０ １４８４７ ２７２７６ ４２１４７
滩涂 ｔｉｄａｌ⁃ｆｌａｔ ４９ ０ １５ ２３０ ３６４ ０ ３０３ １１ ９７２
　 　 净水湿地包括潮汐淡水沼泽、内陆海岸、内陆淡水沼泽、红树林、河流潮汐；盐水湿地包括滩涂、盐沼、定期洪水沼泽、一般沼泽、柏树沼泽、季
节性洪水沼泽；未发展用地为未利用旱地；开放水域包括河口开放水域和内陆开放水域；滩涂和河口沙滩均为单独类别
（３）计算 ２０１０—２１００年每 １０ａ的生态系统服务价值总量。 公式如下：
ＥＳＶ（ ｔ） ＝∑
ｎ
ｉ ＝ １
ＰＥＳＶｉ × Ａｉ，ｔ
式中，ＥＳＶ（ ｔ）为第 ｔ 年的生态系统服务总价值，单位：美元 ／年；ｉ 为湿地类型；Ａｉ，ｔ为第 ｔ 年第 ｉ 类湿地面积
（ｈｍ２）；ＰＥＳＶｉ为第 ｉ类单位湿地面积的生态系统服务价值（美元 ａ
－１ ｈｍ－２）；ｔ为年份。
１．２．４　 归纳和评价适应性措施
采用文献综述法总结美国其它地区应对海平面上升的适应性措施，从生态系统服务价值影响的角度定性
评估每类适应性措施的适用范围，在此基础上综合确定 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ沿海地区的适应性措施。
２　 分析结果与讨论
２．１　 沿海用地面积变化
通过 ＳＬＡＭＭ运行的结果，可将 ２０１０—２１００ 年每 １０ 年的用地变化情况予以输出，其中 ２０１０ 年、２１００ 年
用地的变化情况如图 ２和表 ４所示。 结果表明，从 ２０１０ 年至 ２０１０ 年，旱地（包括已开发旱地和未开发旱地）
的面积减少了约 ３０３７ ｈｍ２，湿地（除旱地外其它用地）面积增加了约 ３０３７ ｈｍ２，之所以旱地减少的面积数量恰
好等于湿地增加的面积数量，是由于根据湿地的定义，被淹没、侵蚀的旱地其水深并未超过 ６ｍ，成为新的不同
类型的湿地（包括沿海水域）。 而海平面上升本身是一个缓慢的过程，在上升的过程中通过各种作用将其影
响范围扩大，从而产生了更多的湿地。 旱地和湿地面积随海平面上升的变化如图 ３所示。
尽管湿地总量是增加的，但是不同类型的湿地变化量具有差异性。 通过表 ４可以看出，河口开放水域、滩
涂、盐沼、定期洪水沼泽面积将出现大幅度的增加；季节性洪水沼泽、潮汐淡水沼泽、河流潮汐、河口沙滩、内陆
海岸面积将出现大幅度减少；而红树林 、内陆开放水域、一般沼泽、内陆淡水沼泽、柏树沼泽面积变化程度
较小。
２．２　 生态系统服务价值变化
２．２．１　 生态系统服务价值总量变化
按照 １．２．３的计算方法，结果表明（表 ５）：尽管湿地的总面积增加了，但是其生态系统服务价值总量随年
份呈现减少趋势（２０１０年为６１６７２万美元，到２１００年为６１５４８万美元） ，主要是因为具有最高生态系统服务
２００８ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３５卷　
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图 ２　 海平面上升影响下用地变化模拟
Ｆｉｇ． ２　 Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ
表 ４　 ２０１０年与 ２１００年各类用地面积变化比较
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｌａｎｄｓ ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ２０１０ ａｎｄ ２１００
各类用地
Ｌａｎｄｓ ｔｙｐｅｓ
２０１０年 ２１００年 ２０１０—２１００年
面积 ／ （ｈｍ２）
Ａｒｅａ
比例 ／ ％
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
面积 ／ ｈｍ２
Ａｒｅａ
比例 ／ ％
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
面积变化 ／ ｈｍ２
Ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅ
面积变化
率 ／ ％
Ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
年均面积
变化率 ／ ％
Ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
ｐｅｒ ｙｅａｒ
已开发旱地
Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｄｒｙ ｌａｎｄ １１９３５２．３９ ４３．４６ １１７８６３．８０ ４２．９２
－１４８８．５９ －１．２５ －０．０００１５
未开发旱地
Ｕｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｄｒｙ ｌａｎｄ ９７４１６．７８ ３５．４７ ９５８６８．２３ ３４．９１
－１５４８．５５ －１．５９ －０．０００２０
一般沼泽 Ｓｗａｍｐ ２９２６９．４４ １０．６６ ２８５８２．０５ １０．４１ －６８７．３９ －２．３５ －０．０００２９
柏树沼泽 Ｃｙｐｒｅｓｓ ｓｗａｍｐ ５８９４．１２ ２．１５ ５８８８．４８ ２．１４ －５．６３ －０．１０ －０．００００１
内陆淡水沼泽
Ｉｎｌａｎｄ ｆｒｅｓｈ ｍａｒｓｈ ８１１１．０８ ２．９５ ８０３８．１７ ２．９３
－７２．９２ －０．９０ －０．０００１１
潮汐淡水沼泽
Ｔｉｄａｌ ｆｒｅｓｈ ｍａｒｓｈ １０．７３ ０．００ ０．９３ ０．００
－９．８０ －９１．３１ －０．０１１２７
盐沼 Ｓａｌｔ ｍａｒｓｈ ４６７．７６ ０．１７ １１３１．６６ ０．４１ ６６３．９０ １４１．９３ ０．０１７５２
定期洪水沼泽
Ｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｆｌｏｏｄｅｄ ｍａｒｓｈ ９４０．３４ ０．３４ ２０８１．９９ ０．７６ １１４１．６５ １２１．４１ ０．０１４９９
红树林 Ｍａｎｇｒｏｖｅ ２２９５．９９ ０．８４ ２１４２．８５ ０．７８ －１５３．１４ －６．６７ －０．０００８２
河口沙滩
Ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｂｅａｃｈ ２８．７３ ０．０１ １７．９３ ０．０１
－１０．８０ －３７．５９ －０．００４６４
滩涂 Ｔｉｄａｌ ｆｌａｔ ３０８．０９ ０．１１ １４８０．７５ ０．５４ １１７２．６６ ３８０．６２ ０．０４６９９
内陆开放水域
Ｉｎｌａｎｄ ｏｐｅｎ ｗａｔｅｒ ９８８４．５１ ３．６０ ９４８４．５４ ３．４５
－３９９．９７ －４．０５ －０．０００５０
河流潮汐 Ｒｉｖｅｒｉｎｅ ｔｉｄａｌ ９２．３３ ０．０３ ３７．５９ ０．０１ －５４．７４ －５９．２９ －０．００７３２
河口开放水域
Ｅｓｔｕａｒｉｎｅ ｏｐｅｎ ｗａｔｅｒ ４００．４３ ０．１５ １９７９．２８ ０．７２ １５７８．８５ ３９４．２９ ０．０４８６８
季节性洪水沼泽
Ｉｒｒｅｇ． ｆｌｏｏｄｅｄ ｍａｒｓｈ １２９．１２ ０．０５ ５．７９ ０．００
－１２３．３３ －９５．５２ －０．０１１７９
内陆海岸 Ｉｎｌａｎｄ ｓｈｏｒｅ １０．２６ ０．００ ８．０６ ０．００ －２．２０ －２１．４４ －０．００２６５
价值的净水湿地和沙滩面积的大量减少所致。 个别年份出现波动的原因在于某些湿地面积的急剧增加或减
少导致当年生态系统服务价值总量的变化。 生态系统服务价值与海平面上升的关系如图 ４，总体呈递减
３００８　 ２４期 　 　 　 王宝强　 等：海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施 　
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趋势。
图 ３　 旱地、湿地面积随海平面上升的变化图
Ｆｉｇ． ３　 Ｄｒｙ ｌａｎｄｓ ａｎｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｒｅａ ｃｈａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ
图 ４　 生态系统服务价值随海平面上升的变化图
Ｆｉｇ． ４　 Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ
２．２．２　 不同类型生态系统服务价值变化
计算每 １０ａ不同类型的生态系统服务价值（表 ５），
结果表明：艺术娱乐、水调节、气候调节、文化精神价值
将降低，相对于 ２０１０ 年，２１００ 年分别减少了 ３１３ 万美
元、１５０ 万美元、４８ 万美元、１２ 万美元；水供应、栖息地
保护、干扰调节和废物处理价值将提升，相对于 ２０１０
年，２１００年分别增加了 １９ 万美元、６５ 万美元、１５５ 万美
元、１５９万美元。 艺术娱乐价值减少最多的原因是失去
了大量的河口沙滩，水调节价值减少的原因是净水湿地
的大量损失；废物处理价值增加最多的原因是大量
表 ５　 主要年份各种生态系统服务价值
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｍａｉｎ ｙｅａｒｓ
年份 Ｙｅａｒｓ
生态系统服务价值 ＥＳＶ ／ （万美元 ／ ａ）
艺术娱乐
Ａｒｔ
ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ
水调节
Ｗａｔｅｒ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
气候调节
Ｃｌｉｍａｔｅ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
文化精神
Ｃｕｌｔｕｒａｌ
ｓｐｉｒｉｔ
水供应
Ｗａｔｅｒ
ｓｕｐｐｌｙ
栖息地
保护
Ｈａｂｉｔａｔ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
干扰调节
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
废物处理
Ｗａｓｔｅ
ｄｉｓｐｏｓａｌ
总量
Ｔｏｔａｌ
　 ２０１０ ２２５７２ ６３３３ ３２９８ ９３０ １２３７ ８６１ ８６８６ １７７５７ ６１６７２
　 ２０２０ ２２５５０ ６３１７ ３２９５ ９３１ １２３４ ８６３ ８６９９ １７７６９ ６１６５８
　 ２０３０ ２２５４４ ６３１６ ３２９３ ９２９ １２４０ ８６６ ８６８６ １７７４３ ６１６１７
　 ２０４０ ２２５１０ ６３０６ ３２８９ ９２８ １２３７ ８６９ ８７０８ １７７７６ ６１６２２
　 ２０５０ ２２４７４ ６２９５ ３２８４ ９２１ １２３４ ８７１ ８７３１ １７８１０ ６１６２１
　 ２０６０ ２２４３３ ６２７４ ３２７９ ９２０ １２３２ ８７８ ８７６０ １７８４８ ６１６２４
　 ２０７０ ２２３８２ ６２５３ ３２７２ ９１７ １２２８ ８８２ ８７８５ １７８７９ ６１５９８
　 ２０８０ ２２３４４ ６２３７ ３２６５ ９１７ １２３６ ８９５ ８８０８ １７９０３ ６１６０５
　 ２０９０ ２２３０６ ６２１４ ３２５８ ９１７ １２４８ ９１１ ８８２０ １７９０２ ６１５７５
　 ２１００ ２２２５９ ６１８３ ３２５０ ９１８ １２５６ ９２６ ８８４１ １７９１５ ６１５４８
２０１０—２１００年变化
Ｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ２０１０ ａｎｄ ２１００
－３１３ －１５０ －４８ －１２ １９ ６５ １５５ １５９ －１２４
２０１０—２１００年年均变化率 ／ ％
Ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｃｈａｎｇｅ ｒａｔｅ
ｂｅｔｗｅｅｎ ２０１０—２１００
－０．０１５４ －０．０２６３ －０．０１６２ －０．０１４５ ０．０１７３ ０．０８４３ ０．０１９８ ０．００９９ －０．２０１１
总体趋势 Ｔｏｔａｌ ｔｒｅｎｄｓ 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 增加 减少
４００８ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３５卷　
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新的盐水湿地的产生。 可见海平面上升在降低某些生态系统服务价值的同时，由于湿地类型的转变也提高了
某些生态系统服务价值，但是总体的生态系统服务价值是下降的。 从生态系统服务价值的年平均变化率来
看，水调节、气候调节、艺术娱乐和文化精神价值的年均降低速率较快，栖息地保护和干扰调节价值的上升速
率较快。
３　 应对海平面上升的适应性措施及评价
３．１　 应对海平面上升的适应性措施
适应性指自然或人类系统对于事实上存在或者预期的灾害及其影响而做出的调整的程度或能力。 应对
海平面上升的适应性措施就是对于未来海平面上升所产生的不利影响做出的调整策略。 常见的海平面上升
适应性措施见表 ６［２９⁃３２］，可以看出，州政府层面多体现政策支持，地方政府层面多关注具体的工程和非工程性
措施。
表 ６　 常见的海平面上升适应性措施
Ｔａｂｌｅ ６　 Ｃｏｍｍｏｎ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ
层面
Ｌｅｖｅｌｓ
地区
Ｒｅｇｉｏｎｓ
适应性措施
Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ
州
Ｓｔａｔｅ Ｍａｒｙｌａｎｄ
［２９］
（１）综合性规划：将沿海侵蚀、风暴和海平面上升的适应性规划策略和州、地方政策、项目进行整合；（２）
加强沿海基础设施建设；（３）重新修订沿海建筑和基础设施设计规范；（４）制定长期计划，减少海平面上
升对资源型产业的影响；（５）建立气候变化保险咨询委员会；（６）发布沿海地区开发咨询声明；（７）发展
绿色经济；（８）协调健康和安全机构之间的责任；（９）开展健康影响评估；（１０）病媒监测和控制；（１１）划
定自然资源保护区；（１２）制定森林和沿海湿地保护计划；（１３）促进海岸线及其缓冲区的管理；（１４）建
立综合观测系统；（１５）ＧＩＳ制图、建模和监控海平面上升及其影响；（１６）加强公众宣传、培训等；（１７）指
导地方政府规划；（１８）制定和实施绩效评估制度；（１９）评估未来的适应性战略
Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ
［３０］
（１）工程措施：通过工程技术将海洋和受威胁的区域分开，如建造海堤、隔离壁、护岸、防洪堤等；（２）软
措施：人工育滩、创造栖息地；（３）适应：通过采取建筑加高、加固，农业等产业转变的方式适应海平面上
升的影响；（４）后退：迁移处于海平面上升风险区内的人、建筑等；（５）规划和调控对策：建立法规、政策，
将海平面上升的影响、湿地保护、发展监测与其它政策进行整合
地方
Ｌｏｃａｌ
Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ
Ｃｏｕｎｔｙ［３１］
（１）防护策略：包括结构性和非结构性防护。 结构性防护就是通过工程技术和建设项目来保护海岸线，
防止海岸线后退，包建设括隔离壁、海堤、碎石加固、大坝、防洪堤、护岸等，是一种直接的防护方法，但
是施工成本高、对生态环境影响大。 非结构性防护措施包括人工育滩、沙丘和沼泽建设等，即在湿地或
城市建成区外围通过人工培育沙滩或种植湿地植物，作为海水侵蚀的缓冲区，从而保护现有湿地和建
成区
（２）适应策略，是承认海平面上升及其影响，通过加高建筑物、道路等设施，或者保持现有的用途不变，
随时间发生用途变化（滚动性使用）等，能够适应海平面上升所产生的一系列影响的策略
（３）后退策略，是为了减轻淹没的影响，将人口和生态系统从高风险区内予以迁移，或者对高风险区域
购买用地产权划定为非建设区，从而将自然灾害的影响最小化
Ｔａｍｐａ Ｂａｙ［３２］
（１）保护湿地，对退化湿地进行人工修复，恢复潮汐湿地；（２）建设人工海滩，防止自然海滩侵蚀；（３）限
制处于风暴威胁的区域发展、住宅建造；（４）保护历史资源；（５）限制对海平面上升脆弱的基础设施的支
出；（６）直接将人口从沿海风暴脆弱区内迁出；（７）保护、提升海滩和沙丘计划；（８）实施土地利用选址
规划；（９）增加海岸和海岸线、设施收购的公众通道
这些措施可以分为两大类：（１）硬措施：即防护、适应、后退等工程性措施，尽量避免海平面上升的不利影
响；（２）软措施：即通过土地利用规划、法律法规、鼓励刺激计划等一系列政策引导区域发展、公众和社会投资
建设，并促进硬措施的实施。
３．２　 基于 ＥＳＶ视角的适应性措施评价
本文主要讨论工程性措施及其对生态系统服务价值的影响。 选取 ３种措施中的 ６类具体方式，定性地分
析其对沿海湿地的面积及生态系统服务价值的影响（表 ７）。 防护措施是一种最直接有效的适应对策，但是由
于其改变了自然界原有的生态系统结构，因此导致了生态系统服务价值的降低；适应措施主要针对建筑物，因
５００８　 ２４期 　 　 　 王宝强　 等：海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施 　
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此其对生态系统服务价值影响不大；后退措施一定程度上增加了生态用地的面积，因此提升了生态系统服务
价值。 实际的运用中，应根据每类措施的适用范围综合使用，并进行“成本⁃效益”分析，确定综合的、有效的适
应性措施。
表 ７　 各种适应性措施对湿地面积和生态系统服务的影响
Ｔａｂｌｅ ７　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｒｅａ ａｎｄ ＥＳＶ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ
适应性措施
Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ
沿海湿地的面积影响
Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ｃｏａｓｔａｌ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｒｅａ
生态系统服务价值影响
Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ＥＳＶ
净
水
湿
地
盐
水
湿
地
未
发
展
用
地
开
放
水
域
沙
滩
滩
涂
水
供
应
水
调
节
气
候
调
节
干
扰
调
节
栖
息
地
保
护
废
物
处
理
艺
术
娱
乐
文
化
精
神
防护
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
隔离壁、海堤、大坝、防洪堤、护
岸等
＋ — ＋ — — ＋ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
人工育滩、沙丘和沼泽 ＋ — ＋ — ＋ ＋ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑
适应 建筑物、道路加高 ／ ＋ ＋ ＋ ＋ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／
Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ 滚动性使用 ／ ＋ ／ ／ ／ ＋ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／
后退 Ｒｅｔｒｅａｔ 人口、建筑迁移 ／ ＋ ＋ ＋ ／ ＋ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
购买产权 ＋ ＋ ＋ ＋ ／ ＋ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
　 　 ①＋表示面积增加，—表示面积减少；↑表示价值提升，↓表示价值下降； ／表示没有影响； ②增加、减少、上升、下降均是相对于不采取任何
适应性措施的情况而言，并非相对于现状。
各类适应性措施的适用范围如下：①大坝、海堤适用于邻近海域的大面积、高密度城市建成区；②人工育
滩、沼泽、沙丘适用于沙滩、净水湿地的缓冲区，从而降低海水的侵蚀率；③建筑物、道路加高适用于建筑量较
少、湿地将建筑与海域分离的居住区；④滚动式使用适用于当前质量较好、仍然在使用并远离建成区的区域；
⑤人口、建筑物迁移适用于湿地为主、少量居住的区域；⑥公共产权购买适用于湿地为主、少量建成区的区域。
综合以上信息，构建 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ沿海地区的适应性措施分布图（图 ５）。
４　 结论与讨论
Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ的研究表明，在假定 ２１００年海平面上升至 １ｍ 的情况下，沿海的旱地面积将减少，相
应地增加了同等面积的湿地，这是海平面上升过程中，淹没、侵蚀、冲积、饱和、吸积等共同作用的结果。 但是
湿地总面积的增加反而导致了生态系统服务价值总量的减少，由 ２０１０ 年的 ６１６７２ 万美元减少到 ２１００ 年的
６１５４８万美元，究其原因是因为每种类型的湿地所具有的生态系统服务价值不同，而湿地内部结构发生的变
化，使得具有最高单位面积生态系统服务价值的净水湿地和沙滩面积的大量损失造成了生态系统服务价值总
量的降低。 如果考虑单位面积湿地生态系统服务价值随时间可能增大的情况下，生态系统服务价值总体减少
的趋势可能更为明显。 其中，艺术娱乐价值和水调节价值减少明显，废物处理和干扰调节价值则增加明显。
从生态系统服务价值影响的角度来看，防护措施降低了生态系统服务价值；适应措施对生态系统服务价值影
响不大；后退措施提升了生态系统服务价值。 实际在确定应对海平面上升的工程性措施时，是根据其适用综
合考虑加以应用的，以减轻海平面上升对生态系统服务价值的影响。
全球范围内海平面上升的高度、当地的地形地貌、海水侵蚀程度、已有采取的措施等差异，使得很难武断
地判断海平面上升的影响是利是弊。 本文从生态系统服务价值的角度来评估海平面上升对生态系统的影响，
对 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ的研究只是一个特例，且存在着一些局限性，具体表现在：海平面上升的不确定性导致
未来沿海湿地的变化并不能予以准确的评估，因此采用多情景模拟是必要的；需要讨论随着时间变化湿地的
单位面积生态系统服务价值的变化过程，及其对最终分析结果的影响；对各种适应性措施的“成本⁃效益”分析
和生态系统服务价值影响研究缺乏定量分析。 我国开展沿海地区海平面上升影响及适应性措施的研究，必须
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图 ５　 Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ海平面上升的适应性措施
Ｆｉｇ． ５　 Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ ｒｉｓｅ ｉｎ Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏｕｇｈ Ｃｏｕｎｔｙ
结合各地的实际情况，将定量模拟与定性分析相结合，构建科学的分析模型。 此外，也有必要探讨 ＳＬＡＭＭ 在
开展我国此类研究中的适用性和有可能的改进。
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